手机打电话的原理

手机打电话的原理
我力求通俗易懂、简洁明了的给非专业人士讲明白。

下面以最普通的2G也就是GSM呼叫为例，那么
需要先了解下我们需要用到的网络侧设备、及网络架构。

MS----BTS----BSC---------MSC/VLR-------HLR
MS: 手机
BTS: 基站类比为公交车站（其实这个类比不是很合理）
BSC: 基站控制中心可以理解为公车枢纽中心，不断有人到达这里又不断转车离去，具有牛叉的调度指
挥所有公交车的能力。

BSC+BTS合称BSS，基站子系统，也就是公交系统。

MSC/VLR: 移动交换中心/访问位置寄存器在现实网络中，这两个功能体是集成在同一个物理实体中的。

可以理解为你目前的暂住地街道办，以及给你发暂住证的派出所
HLR: 归属位置寄存器，可以理解为你户口所在地，给你发身份证的派出所，就是你老家
将打电话类比为：一个“有暂住证但是出行受到当地派出所管制的”地下室青年，在当地派出所的允许和
协助下，坐公交车去找另一个“有暂住证但是出行同样受当地派出所管制的”基友玩耍的艰辛历程！对，
我准备写一个爱情故事。

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注：以下引用的图片有多处信令标示错误，如MAP标成MTP
1、接入阶段：
当用户输入被叫号码完毕按下拨打按纽后：
1、MS在RACH(随机接入信道，如其字面意，大家都可以接入这个信道)向BSS发送信道请求消息，
申请一个SDCCH（专用信道，只有你一个人用的信道）
2、BSS立即指配信道，并且在AGCH(接入允许信道) 通过立即分配消息通知MS为其分配的SDCCH，MS—BSS之间建立起固定的连接
3、MS通过刚分配的SDCCH发送CM消息（业务请求消息），MSC通知VLR处理该接入请求
这一阶段完成后MS和BSS建立起暂时固定的连接
可以理解为你上了一辆公交车，且给你分配了一个专用座位，你坐到这个专用座位后，到了街道办/派出所，并提出要出门玩耍的申请，希望得到批准。

2、鉴权加密阶段：
1、VLR向主叫HLR/AUC发送鉴权参数请求
2、HLR回送鉴权参数
3、VLR向MSC—>BSC—>MS下发鉴权请求
4、MS利用SIM卡中IMSI和鉴权算法得出鉴权结果，回送鉴权结果给VLR
5、VLR核对鉴权结果，鉴权成功后VLR向MSC下发加密命令
6、VLR—>MSC—>BSC-->MS接入请求已通过
7、MSC向MS下发加密命令
8、MS回送加密完成消息
这一阶段完成后，主叫用户的身份得到确认，认为主叫是一个合法用户，允许处理该呼叫
可以理解为街道办\派出所收到你的出行申请后，马上联系了你老家派出所，即你的户口所在地，身份证发证机关，请求他们核实你的信息，将你提供的信息与你老家派出所提供的信息对比后，信息一致。

发现你近期遵规守法、表现良好、没有拖欠党费，核实无误后，给予放行。

3、TCH(业务信道)指配阶段：
1、MS向MSC发送set up消息（携带被叫号码、主叫标识）
2、MSC收到set up消息后，向VLR查询该用户业务类型
3、VLR核对用户请求业务类型和开户时申请业务信息，决定呼叫是否继续
4、若可以继续，VLR通过完成呼叫消息向MSC回送用户数据
5、MSC—BSC-MS通过呼叫继续消息，通知MS呼叫正在处理中
6、根据A口电路情况，MSC向BSC发送指配请求消息，选定A口电路
7、BSC向BTS、MS指配空中接口无线资源
8、MS占用成功后，并回送BSS、MSC分配完成消息
该阶段完成后标志着空中接口无线资源和A接口电路均成功分配。

可以理解为你告知了街道办/派出所，你要找的那个基友的信息。

之后街道办\派出所让你回家等，不久，派出所告诉你他们快要查出你基友的所在地了，让你先出门，等你到派出所时，他们就可以查到了。

并
且又给你指配了公交路线、以及座位，你成功赶上了这趟公交并坐到这个座位上。

4、被叫漫游号码阶段：
1、MSC分析被叫号码，寻址到被叫HLR，发送路由信息请求消息
2、HLR找到被叫所在的VLR，请求被叫漫游号码
3、VLR收到请求漫游号码消息后，为被叫分配漫游号码MSRN，回送漫游号码给HLR
4、HLR发送路由信息响应消息（携带被叫漫游号码）给MSC
5、MSC分析对被叫漫游号码路由分析，得到被叫所在的局向，向其发送IAI(初始地址消息)消息
可以理解为你所在的街道办\派出所根据你刚才提供的基友信息联系到了你基友户口所在地的派出所，也就是你基友的老家。

并且向他们请求协助，要求得到你基友现在的暂住地，例如住哪个城市哪个区哪个街道几栋几单元几号房哪张床。

在联系了基友暂住地的街道办/派出所后，基友老家的派出所将基友位置发回给你的暂住地街道办/派出所。

并且基友所在的街道办\派出所知道了他即将有客来访，准备好了你基友的档案，并开始等你到达。

随后，你的派出所又给你指配了路线、座位、目的地，你的公交车又出发了，不过这次也可能要出远门，可能是长途大巴。

但是你最终还是到了他们基友暂住地派出所。

5、被叫接入阶段
1、被叫MSC收到IAI消息后，向VLR查询被叫用户信息
2、VLR查询该用户未关机而且允许接收呼叫，VLR向MSC发送寻呼命令消息（含被叫位置区号LAI）
3、MSC查询控制该位置的BSC，并下发寻呼命令
4、BSC通知所控制的BTS在寻呼信道PCH下发寻呼消息
5、MS一直监听PCH，收到寻呼自身消息后，在随机接入信道RACH向MSC发送寻呼响应消息
6、MSC向VLR发送处理接入请求消息
可以理解为你到了基友所在的派出所后，派出所说你要找的人确实在我们这，你稍等。

然后一查基友住的地下室在某某小区，马上开启了该小区的高音喇叭，开始广播找人：XXX，在不在，有人找！你基友听力正常，在确定找的人就是他之后，马上回答：我在呢！
6、被叫鉴权加密阶段
1、VLR向被叫叫HLR/AUC发送鉴权参数请求
2、被叫HLR向VLR回送鉴权参数响应（鉴权三参数）
3、VLR向MSC—BSC—MS下发鉴权请求
4、MS利用SIM卡中IMSI和鉴权算法得出鉴权结果，回送鉴权结果给VLR
5、VLR核对鉴权结果
6、鉴权成功后，VLR向MSC下发接入请求接受消息
7、VLR通过完成呼叫消息向MSC回送用户信息
可以理解为基友所在地的街道办\派出所严格执法，向基友老家请求核实基友信息，同样发现你基友近期也遵规守法、表现良好、没有拖欠党费，核实无误后，发放了通关文牒。

7、被叫TCH(业务信道)指配阶段：
1、MSC收到呼叫完成消息后，向BSS--MS发送set up消息，提示将建立呼叫
2、MS向MSC回送呼叫证实消息
3、MSC选择相应A口电路，向BSC发送指配请求消息（含A口电路）
4、BSC向BTS、MS指配空中接口无线资源
5、MS占用成功后，回送BSS、MSC指配完成消息
6、MS开始振铃，同时向MSC回振铃消息
7、被叫MSC向主叫MSC回地址全消息
8、主叫MSC向主叫发送被叫振铃消息，此时主叫听到回铃音
9、被叫按接听键，手机翻译此动作为CONECT消息，向被叫MSC发送
10、被叫MSC向主叫MSC发送应答消息
11、主叫MSC向主叫MS发送连接建立请求消息
12、主叫MS向主叫MSC回送连接证实消息
13、主叫连接证实消息经被叫MSC回送至被叫MS，通话开始
可以理解为你基友回答了寻人广播后，派出所马上通知你基友，即将给他指配公交路线、座位。

之后就真的指配了公交路线及座位，且你基友成功上了车坐到了座位上，并到达了派出所，你基友到了派出所后，表示现在万事俱备了，可以在亲切友好的气氛下和你谈话了。

【漂洋过海历尽艰辛后，这时候你基友的电话铃终于开始响了：你是我的小啊小苹果..基友的电话响铃的同时，你开始听到回铃音，就是嘟...嘟...嘟，如果你基友恰好办了彩铃，那你听到的将会是：苍茫的天涯是我的爱...无论如何，你基友按下接听键后，会被手机翻译为connect消息，发送出去，表示接听了，之后你们之间一条信令通道+语音传输资源建立起来了，直到你们一方挂机】。