Gsm呼叫流程绝对经典

1、 目的和内容 目的 介绍GSM正常的呼叫流程（空中接口、A-bis接口和A接口） 介绍部分常见的异常中断的流程 内容 GSM网络协议介绍 GSM逻辑信道介绍 无线链路建立流程（Radio and Link Establishment Procedure） TCH正常分配流程（Normal Assignment Procedure） 主叫流程（Originating Call） 被叫流程（Terminating Call） 位置更新流程（Location Updating） 切换流程（Handover Procedure） 呼叫释放流程（Call Release Procedure） 信道释放流

2、程（Channel Release Procedure） GSMGSM 协议协议 层数层数 无线网络优化主要关心第三层的无线网络优化主要关心第三层的 信令信令 无线网络优化主要关心无线网络优化主要关心DTAPDTAP、RSLRSL 的信令的信令 无线网络优化主要关心无线网络优化主要关心DTAPDTAP、 BSSMAPBSSMAP和部分和部分SCCPSCCP的信令的信令 DTAP RSL OML GSM网络协议 Layer 3介绍 RR : 无线资源管理（Radio Resource Management） 由MS、BTS和BSC控制 功能举例 Paging管理（Paging Managemen

3、t） 加密管理（Ciphered Mode Management） 频点分配（Frequency Redefinition） 信道分配（Dedicated Channel Assignment） 切换（Handover Management ） 测量和功率控制（Measures and Power Control） MM : 移动性管理（Mobility Management） 由MS和MSC / VLR控制 功能举例 鉴权和身份识别（Authentication / Identification Procedures） 位置更新（Location Updating） IMSI Attach

4、/ Detach GSM网络协议网络协议 pCC : 呼叫控制（Call Control） 由MS和MSC控制 功能举例 呼叫处理和路由（Call processing and routing） 双音多频（DTMF Facilities） 短消息服务（Short Message Service） 附加服务（Supplementary Service） GSM网络协议网络协议 呼叫流程中常用的逻辑信道 PCH 寻呼信道（Paging Channel） RACH 随机接入信道（Random Access Channel） AGCH 接入认可信道（Access Grant Channel） SDCC

5、H 独立专用控制信道（Stand-alone Dedicated Control Channel） SACCH 慢联系控制信道（Slow Associated Channel） TCH 话务信道（Traffic Channel） FACCH 快联系控制信道（Fast Associated Control Channel） GSM呼叫流程中常用的逻辑信道呼叫流程中常用的逻辑信道 PCHRACHAGCHSDCCH + SACCHTCH/FACCH + SACCH 定义 手机与网络间建立一个无线链路，用于信令传送 包括以下四个步骤 Paging过程（Paging Procedure）（仅用于被叫流程

6、 中） 随机接入过程（Random Access Procedure） 立即分配过程（Immediate Assignment Procedure） SCCP联接建立过程（SCCP Connection Establishment Procedure） 当手机需要与网络发生联系时，必须要当手机需要与网络发生联系时，必须要 先建立无线链路和先建立无线链路和A A接口的信令连接接口的信令连接 无线链路建立流程无线链路建立流程 MSBTSBSCMSC Channel Request Channel Required Channel Activation（SD） Channel Act Ack （SD

7、） Immediate Assignment Command UI Imm Assignment / Imm Ass Ext ST9103 ET9103 ST3126 ET3126 ST3101 SABM L3 Info Est Ind L3 Info SCCP Con Rqrd L3 SCCP Conn Confirm ET3101 ST9105 ET9105 UA L3 Info （RACH）（）（Est Cause，Rnd Nbr） （Est Cause，Rnd Nbr，TA） RACH_TA_FilteringRACH_TA_Filtering （TA，BS/MS_TxPwr -Max

8、，Chann） TimerTimer； S - StartS - Start； E - EndE - End EntityEntity 信令消息信令消息 空中接口空中接口AbisAbis接口接口A A接口接口 （Rnd Nbr，TDMA Frame Nbr，Chan ，TA） （AGCH） 同时对两个同时对两个MSMS分配分配 SDCCHSDCCH （SDCCH） BSCBSC开始对开始对MSMS发出的上行发出的上行DTAPDTAP消息排消息排 队（如队（如CM Serv AbortCM Serv Abort消息）。如果消息）。如果 收到收到MSMS发出的发出的Classmark Change

9、Classmark Change消消 息，息，BSCBSC会在会在SCCPSCCP连接完成后发连接完成后发 Classmark UpdateClassmark Update消息给交换机消息给交换机 如如CM Serv ReqCM Serv Req，Pag ResPag Res， Loc Update ReqLoc Update Req等等 Set Asynchronous Set Asynchronous Balance ModeBalance Mode。在任在任 何新信道登陆时均会何新信道登陆时均会 有有SABMSABM过程过程 Unnumbered AckUnnumbered Ack 无线

10、链路建立流程无线链路建立流程 无线链路建立流程无线链路建立流程异常情况异常情况 对不同的呼叫类型有不同的等待时间：对不同的呼叫类型有不同的等待时间：WI_EC/CR/OC/OP.(OPWI_EC/CR/OC/OP.(OP 主要指主要指LU,LU,被叫没有相应等待时间被叫没有相应等待时间) ) SDCCH拥塞 如果BSC在收到Channel Required时，相应小区没有 空闲的SDCCH，BSC将会 如果小区参数En_Imm_Ass_Rej=“True”，则发Immediately Assignment Reject 否则忽略Channel Required消息 T9103超时 BSC发RF

11、 Channel Release消息到BTS BSC收到Channel Activation NAck消息 BSC内部释放BTS的相应无线信道 (没有任何消息在 Abis接口上传送) T3101超时 Layer 3无法建立 BSC发RF Channel Release到BTS T9105超时 BSC通过呼叫释放过程（ Call Release Procedure）释 放原先建立的SDCCH连接 在A接口，BSC向MSC发SCCP释放请求 在RF部分，BSC向手机和BTS发信道释放消息 仅在仅在BSCBSC内部资源表中释放，在内部资源表中释放，在AbisAbis上没有信令传送上没有信令传送 当信

12、道激活不成功当信道激活不成功 时触发的时触发的BTS RF Chan Rel不包含不包含 Phys Cont Req过程过程 BSC收到Establish Indication消息，但消息中不含 Layer 3 Information BSC向手机和BTS发信道释放消息 Abis上的其它异常中断消息的处理 BSC收到Error Indication Cause为 : “T200 Expiry” : 监视SABM和UA过程 “Unsolicited DM Response” (发生在Disconnect过程中） “Sequence Error” 释放： A接口上，BSC发Clear Reques

13、t “Radio Interface Failure”到交换机 BSC向手机和BTS发信道释放消息 BSC收到Connection Failure indication (Cause : Radio Link Failure) 在A接口上，BSC发Clear Request “Radio Interface Failure”到 交换机 BSC向BTS发RF Channel Release消息 BSC收到Release Indication 当收到手机发出的DISC消息 A接口上，BSC发Clear Request “Radio Interface Failure”到交换机 BSC向手机和BTS

14、发信道释放消息 无线链路建立流程无线链路建立流程异常情况异常情况 MSBTSBSCMSC Authentication Req Ciphering Mode Cmd Authentication Req Authentication Req Authentication Resp Authentication Resp Authentication Resp Encryption CommandCiphering Mode Cmd Ciphering Mode CmpCiphering Mode CmpCiphering Mode Cmp TMSI Realloc Cmd TMSI Reall

15、oc Cmd TMSI Realloc Cmd TMSI Realloc Cmp TMSI Realloc Cmp TMSI Realloc Cmp AuthenticationCiphering TMSI Realloc ST3260 ET3260 *Authentication Reject* Identification Identification Request ST3270 ET3270 Identification RequestIdentification Request Identification Response Identification Resp Identific

16、ation Response ST3250 ET3250 （RAND） （SRES） RANDRAND与与KiKi经过经过A3A3算法算法 得到得到SRESSRES；经过经过A8A8算算 法得到法得到KcKc 比较比较 SRESSRES （IMSI） 选择加密算法选择加密算法 （Permitted Alg，Kc） 准备解密接收准备解密接收 （Alg，Kc）（Alg（A5算法）算法） 开始加开始加 密发射密发射 和解密和解密 接收接收 如正确解密接收，则下条如正确解密接收，则下条 消息加密发射消息加密发射 已加密的消息已加密的消息 （TMSI） VLRVLR从从 HLRHLR处得处得 到到 RA

17、ND/SRRAND/SR ES/KcES/Kc 鉴权、身份识别、加密、鉴权、身份识别、加密、TMSI重重 新分配过程新分配过程 鉴权过程中的异常情况 鉴权失败 如果鉴权过程中使用TMSI，网络将启动身份识别过程。 如果手机送上来的IMSI与VLR中TMSI所对应的IMSI不 一致，则重新进行鉴权 如果鉴权过程中已经使用IMSI，则网络发 Authentication Reject消息。这个SIM将被认为是无权 的 T3260超时 第一次超时，网络将重发鉴权请求；第二次超时，网 络将释放该MM连接 身份识别过程中的异常情况 T3270超时 第一次超时，网络将重发身份识别请求；第二次超时， 网络将

18、释放该MM连接 TMSI重新分配过程中的异常情况 T3250超时 第一次超时，网络将重发TMSI重新分配请求；第二次 超时，网络将释放该MM连接 鉴权、身份识别、加密、鉴权、身份识别、加密、TMSI重重 新分配过程新分配过程异常情况异常情况 定义 分配TCH的过程 特殊情况 排队（Queuing） 直接重试（Directed Retry） TCH分配过程分配过程 MSBTSBSCMSC Channel Activation TCH SABM (FACCH) Channel Activation Ack. Assignment Command Assignment Command Assignm

19、ent Request Physical Context Request Physical Context Confirm Establish Indication UA Assignment Complete Assignment Complete Assignment Cmp RF Channel Release (SD) RF Channel Release Ack. STrr1 ETrr1 ST9108 ET9108 ST9103 ET9103 ST3107 ET3107 （Chn Type，Priority，CIC， DL DTX，Queuing Flag） （TA，MS/BS_Tx

20、Pwr） （SDCCH） （TA，MS/BS_TxPwr） （MA，TS，HSN，MAIO， MS_TxPwr） 占用占用TCHTCH时，如需传送信令，则通过时，如需传送信令，则通过 Stealing FlagStealing Flag将将TCHTCH转换成转换成FACCHFACCH 一般情况下，在一般情况下，在RFRF信道释放前都有信道释放前都有 Physical Context ReqPhysical Context Req过程过程 TCH分配过程分配过程 MSBTSBSCMSC SABM (FACCH) Channel Activation HO CMD Assignment Reque

21、st Physical Con Req Chan. Act. Ack. HO Detection UA Phys. Info Assignment Cmp ST11 ST3103 Queuing Indication ET11 At this time, a TCH become free TCH拥塞和排队 Assignment Request ST11 Queuing Indication ET11 A Handover alarm is raised. A target BTS is selected HO CMD HO Access ST9103 ET9103 T T S T T Est

22、ablish Indication T T HO CMP T HO CMP ST3124 ET3124 ET3103 直接重试 如果如果Queuing Ind=TrueQueuing Ind=True或或 Queuing_Anyway=TrueQueuing_Anyway=True。（。（当当 Queuing _AnywayQueuing _Anyway时时T11_ForcedT11_Forced 取代取代T11T11 TCH分配过程分配过程排队和直接重试排队和直接重试 TCH拥塞情况 不允许排队或队列已满 在A接口BSC发Assignment Failure No Radio Resourc

23、e Available 呼叫进入队列，但T11时间内没有TCH空出 在A接口BSC发Clear Request No Radio Resource Available 呼叫被优先级更高的呼叫挤出队列 在A接口BSC发Assignment Failure No Radio Resource Available” T9108超时 : BTS对physical context request 没有响应 之后的Channel Activation消息中将不带TA和手 机及BTS的发射功率信息 T9103超时 : Channel Activation没有回应 A接口上BSC发Assignment Fai

24、lure Radio Interface Failure BSC向BTS发RF Channel Release消息 TCH分配过程分配过程异常情况异常情况 BSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息 Channel Activation Negative Acknowledge有以下 几种原因 : Channel Already Activated (CAA): BSC向手机和BTS发 信道释放消息 Radio Resource Not Available (RRNA) - Protocol error (PE) : BSC内部释放 Reque

25、sted transcoding rate not supported (RTRNS) : BSC内部释放 Encryption algorithm not implemented (EANI) : BSC内 部释放 O ;MSMS的的Paging Group = (IMSI mod 1000) mod Paging Group = (IMSI mod 1000) mod N;MSN;MS只监听自己对应的只监听自己对应的Paging GroupPaging Group的的Paging ReqPaging Req消息消息 （MS ID（TMSI/IMSI），），Cell ID（LAC/LAC+C

26、I） （MS ID（TMSI/IMSI），）， Paging Group） （MS ID（TMSI/IMSI） （最多可同时发最多可同时发4个个TMSI） （Mobile ID，Classmark2，Priority，），） （calling party nbr） 被叫过程 Paging失败 T3113超时 如果T3113超时，Paging Response消息没有收到， 网络会重发Paging消息，并重新开始T3113计时。 重试的次数在交换机中定义。 MSBTSBSCMSC Clear CMD ESTIN (Loc Up Req) RR Connection EstablishmentRR

27、 Connection EstablishmentRR Connection Establishment Authentication ProcedureAuthentication ProcedureAuthentication Procedure Ciphering ProcedureCiphering ProcedureCiphering Procedure TMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc Procedure Loc Up Accept Channel Release Deactivate SACCH DI

28、SC Release IndicationUA RF Ch Release Loc Up Req Loc Up AcceptLoc Up Accept Channel Release RF Ch Release Ack Clear CMP ST3210 ET3210 （LU Type，MS ID，LAI，Classmark1，），） 位置更新过程 切换过程 切换分为 小区内切换（IntraCell Internal Handover） : 切换原因 (按优先级排序) Cause 15 & 16 干扰切换(High level interference on UL or DL). Cause 1

29、0 & 11 : 同心圆内圆电平过低而向外园切换（Too low level, inner zone (inner to outer zone HO, concentric cell) (UL & DL)） Cause 13 : 同心圆外圆电平较高时向内圆切换（Too high level on the UL and DL, outer zone (outer to inner zone HO, concentric cell)） BSC内部小区间切换（Intercell Internal Handover） 切换原因 (按优先级排序) Cause 7 : 微小区BadSACCH切换（Seve

30、ral consecutive Bad SACCH frames received (rescue microcell HO)） Cause 17 & 18 : 微小区高门限切换（Too low level in a microcell compared to a high threshold (UL & DL)） Cause 2 & 4 : 质量切换（Too Low Quality (UL & DL)） Cause 3 & 5 : 电平切换（Too Low Level (UL & DL)） Cause 6 : 太长距离且换（Too long MS-BS distance） Cause 22:

31、 扩站小区外小区太短距离切换（Too short MS-BS distance） Cause20: 强制直接重试（Forced Direct Retry） Cause25: GPRS重定向（GPRS Redirection ） Cause 21: Preferred Band切换（High level in neighbor cell in the preferred band） Cause 14: 宏小区到微小区切换（High level in a neighbor microcell for macrocell to microcell HO.） Cause 12: PBGT切换（Powe

32、r Budget (Better Cell HO)） Cause 23: 话务切换（Traffic HO） Cause 24: 综合捕捉切换（General Capture HO） p同步切换 Intra Cell切换 部分Internal Inter Cell切换 p异步切换 切换过程切换过程 MSBTSBSCMSC Measurement Rep Measurement Res Intra cell切换 Phys Context Req OC OC Phys Context Conf OC : Old Channel NC : New Channel NC NC Channel Activ

33、ation Ack Channel Activation Assignment Command Assignment Command OC SABM Establish Indication UA OC NC NC NC Assignment Complete NC Assignment Complete Handover Performed RF Channel RelOC RF Channel Rel Ack.OC ST9108 ET9108 ST9103 ET9103 ST3107 ET3107 ST_RCR_ACK ET_RCR_ACK 原信道上的原信道上的TATA、 MS/BS_Tx

34、PwrMS/BS_TxPwr被沿用到被沿用到 了新的信道上了新的信道上 IntraCell HOIntraCell HO总是用总是用 AssignmentAssignment的过程来完的过程来完 成成 （HO Cause，Cell ID，Chn Type） Intra Cell切换过程 Intra Cell切换过 程异常情况 TCH拥塞 Intra Cell切换将不会发生 T9108超时 : BTS对physical context request 没有响应 之后的Channel Activation消息中将不带TA和手 机及BTS的发射功率信息 T9103超时 : Channel Activ

35、ation没有回应 Intra Cell切换过程将终止 A接口上不会有任何消息传送 BSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新信 道 BSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息 Intra Cell切换过程将终止 Channel Activation Negative Acknowledge有以下 几种原因 : Channel Already Activated (CAA): BSC向手机和BTS发 信道释放消息 Radio Resource Not Available (RRNA) - Protocol error (P

36、E) : BSC内部释放 Requested transcoding rate not supported (RTRNS) : BSC内部释放 Encryption algorithm not implemented (EANI) : BSC内 部释放 O&M Intervention (OI) : BSC内部释放 A接口上不会有任何消息传送 Intra Cell切换过 程异常情况 在原来的信道上（如SDCCH信道）收到 Assignment Failure消息 Intra Cell切换过程将终止 A接口上不会有任何消息传送 BSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新信

37、道 Assignment Command的内容有误，手机发 Assignment Failure消息到BSC Intra Cell切换过程将终止 A接口上不会有任何消息传送 BSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新信 道 T3107超时 BSC在A接口发Clear Request “Radio Interface Message Failure” BSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新老 信道 形成切换掉话 其它异常中断消息 Error Report Connection Failure Indication Release Indicatio

38、n Error Indication MSBTSservingBSCMSCBTStarget Meas ReportMeas Result HO Alarm & Candidate Cell Phys Context Req Phys Context Conf Channel Activation Channel Act Ack. HO CommandHO Command HO Access HO Detection SABM Establish Ind UA Handover CompleteHandover Complete Handover Performed RF Channel Re

39、lease RF Channel Rel. Ack. ST9108 ET9108 ST9103 ET9103 ST3103 ST3103 ST3106 ET3106 ST_RCR_ACK ET_RCR_ACK ST200 ET200 原信道上的原信道上的TATA、被沿用被沿用 到了新的信道上，而到了新的信道上，而 MS/BS_TxPwrMS/BS_TxPwr将用最大将用最大 功率在新的信道上发射功率在新的信道上发射 （AB，DCH） （Cell，MA，MAIO，HSN，TS，TA） （TA被采用）被采用） Internal Inter Cell 切换过程同步 切换 MSBTSservingBS

40、CMSCBTStarget HO Alarm & Candidate Cell Channel Activation Channel Act Ack. HO CommandHO Command HO Access HO Detection SABM Establish Ind UA Handover CompleteHandover Complete Handover Performed RF Channel Release RF Channel Rel. Ack. ST9103 ET9103 ST3103 ST3103 ST3105 ET3105 Physical Info ST3124 E

41、T3124 ST200 ET200 ST_RCR_ACK ET_RCR_ACK Phys Context Req Phys Context Conf ST9108 ET9108 Meas ReportMeas Result 没有没有Physical Cont Physical Cont ReqReq过程，原信道上的过程，原信道上的 TATA不能被沿用到新的信不能被沿用到新的信 道上道上 测量测量TATA （TA） （TA被采用）被采用） 在在RFRF信道释放前，有信道释放前，有Physical Physical Context ReqContext Req过程过程 Internal Inter

42、 Cell 切换过程异步 切换 Internal Inter Cell 切换过程异常 情况 TCH拥塞 Internal Inter Cell切换将不会发生 T9108超时（同步切换） 同Intra Cell情况 T9103超时 同Intra Cell情况 BSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息 同Intra Cell情况 Internal Inter Cell 切换过程异常 情况 在原来的信道上（如SDCCH信道）收到HO Failure消息 Internal Inter Cell切换过程将终止 A接口上不会有任何消息传送 BSC向BTS

43、发RF Channel Release消息，释放新信 道 HO Command的内容有误，手机发HO Failure消息到BSC Internal Inter Cell切换过程将终止 A接口上不会有任何消息传送 BSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新信 道 T3103超时 BSC在A接口发Clear Request “Radio Interface Message Failure” BSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新老 信道 形成切换掉话 其它异常中断消息 Error Report Connection Failure Indicatio

44、n Release Indication Error Indication MSBTSservingBSCservingMSCBTStarget Meas Report Meas Result HO Alarm & Candidate Cell Channel Activation Channel Act Ack. HO Command HO Command HO Access HO Detection SABM Establish Ind UA Handover CompleteHandover CompleteHO Complete RF Channel Release RF Ch. Rel. Ack. BSCtarget HO Required HO Request HO Request Ack. HO Command Phys Information （SCCP Con Required） （SCCP Con Conf）. Clear Command Clear Complete SCCP Released SCCP Rel. Cmp. STrr2 ET3124 ETrr2