通信流程.doc

Issue 3.3

课程说明

课程介绍

GSM通信流程包括两方面的内容：呼叫基本流程，信令基本流程。其中，呼叫流程主要包含：移动主叫流程，移动被

叫流程，汇接呼叫流程。信令基本流程主要包含：鉴权流程，位置登记流程，呼叫重建流程，BSC内部切换流程，

BSC间切换流程，MSC间切换流程，移动始发短消息流程，移动终结短消息流程，定向重试流程。

这些流程从系统的角度描述了移动用户经常发生的行为，描述了GSM的几个组成部分在呼叫流程、信令流程中的相互

关系，对移动性特征做重点说明。

课程目标

本课程的重点是介绍GSM系统的协同工作过程，涉及内容包含：呼叫、位置更新、切换、短消息。对流程的介绍突出

了移动特征，具体的信令细节本课程不做描述，可以参考ETSI的GSM规范获得更加详细的内容。

通过学习本课程，可以基本掌握：

移动用户做位置登记的信令过程；

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•移动用户做主叫的信令过程；

•移动用户做被叫的信令过程；

•MSC做汇接呼叫的信令过程；

•BSC内切换信令过程；

•BSC间切换的信令过程；

•MSC间切换的信令过程；

•呼叫重建的信令过程；

•定向重试的信令过程。

对这些信令流程学习之后，对GSM系统的原理会有更加深刻的了解，对每个功能实体（MS，BTS，BSC，MSC，

VLR，HLR）的功能有更加深刻的体会。

相关资料

ETSI关于GSM的规范，主要是：GSM0408，GSM0808，GSM0902。

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第一节呼叫过程的信令分析

对一次发生在移动用户间的呼叫来说，信令流程可以分为三个相对独立的部分：

•主叫移动用户部分

•被叫移动用户部分

•拆线部分

1.1 主叫信令流程

移动用户做主叫时的信令过程从MS向BTS请求信道开始，到主叫用户TCH指配完成为止。一般来说，主叫经过几个大

的阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，取被叫用户路由信息阶段。

•接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，业务请求等几个步骤。经过这个阶段，手机

和BTS（BSC）建立了暂时固定的关系。

•鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立等几个步骤。经过这个阶

段，主叫用户的身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理该呼叫。

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•TCH 指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，主叫用户的话音信道已经确定，如果在后面被叫

接续的过程中不能接通，主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音提示。

•取被叫用户路由信息阶段主要包括：向HLR请求路由信息；HLR向VLR请求漫游号码；VLR回送被叫用户的漫游号

码；HLR向MSC回送被叫用户的路由信息（MSRN）。MSC收到路由信息后，对被叫用户的路由信息进行分析，可以得

到被叫用户的局向。然后进行话路接续。

主叫过程的信令流程如后面的图所示。

注意:

应该注意的是：从VLR到HLR/AUC取鉴权集的过程不是必须的。

VLR到HLR/AUC取鉴权集时，HLR每次送5组，本次使用一组，另外4组保存在VLR中供后续的鉴权过程使用。只有当VLR中的鉴权

集使用完毕，VLR才发起向HLR/AUC取鉴权集的过程。

另外，如果MSC通过对被叫用户的MSRN的分析得知被叫用户是本局用户，那么就不会向其它MSC发送初始地址消息

（IAI/IAM），而是根据被叫用户的位置区直接通知本局BSC对被叫用户发起寻呼。如果被叫用户非本局用户，则通过

信令路由分析，通过适当的链路向目的MSC发IAI消息，以建立话路。

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主叫接入阶段、鉴权阶段主要信令：

当用户输入被叫号码完毕按下发射按纽后，手机（以下以MS 代替）将进行一系列动作，首先MS 将在随机接入信道（RACH ）向BSS 发送信道请求消息，以便申请一个专用信道（SDCCH ），BSC 为其分配相应的信道成功后，在接入允许信道(AGCH)中通过立即分配消息通知MS 为其分配的专用信道，随后MS 将在为其分配的SDCCH 上发送一个层三消息---CM 业务请求消息，在该消息中CM 业务类型为移动发起呼叫，该消息被BSS 透明的传送至MSC ，MSC 收到CM 业务请求消息后，通过处理接入请求消息通知VLR 处理此次MS 的接入业务请求，（同时，由于在BSC 和MSC 之间用到了SCCP 有连接服务，为建立SCCP 连接，MSC 还将向BSC 回连接确认消息），收到业务接入请求后，VLR 将首先查看在数据库中该MS 是否有鉴权三参组，如果有，将直接向MSC

下发

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鉴权命令，否则，向相应的HLR/AUC 请求鉴权参数，从HLR/AUC 得到三参组，然后再向MSC 下发鉴权命令。MSC 收到VLR 发送的鉴权命令后，通过BSS 向MS 下发鉴权请求，在该命令中含有鉴权参数，MS 收到鉴权请求后，利用SIM 卡中的IMSI 和鉴权算法，得出鉴权结果，通过鉴权响应消息送达MSC ，MSC 将鉴权结果回送VLR ，由VLR 核对MS 上报的鉴权结果和从HLR 取得的鉴权参数中的结果，如果二者不一致，拒绝此次接入请求，此次呼叫失败；如果二者一致则鉴权通过，鉴权通过后，VLR 将首先向MSC 下发加密命令，然后通知MSC 该MS 此次接入请求已获通过，MSC 通过BSS 通知MS 业务请求获得通过，然后MSC 向MS 下发加密命令，该命令内含加密模式，MS 收到此命令并完成加密后，回送加密完成消息，到此MS 完成了 整个接入阶段的工作。

TCH 指配阶段、取被叫漫游号码阶段主要信令：

经过接入阶段和鉴权加密过程后，主叫用户的合法身份已经得到确认，已经接入了网络，为继续进行呼叫，需要更为详细的信息，按照规范，此时MS 将发送一个set up 消息，在此消息中，携带有被叫号码和主叫标识等更为详细的信息，MSC 收到此消息后，首先通过S.I.F.O 消息 向VLR 查询该用户的相关业务信息，VLR 根据此次业务类别和开户时MS 已经申请的业务信息，决定此次呼叫是否可以继续，如果可以继续，通过完成呼叫消息向MSC 回送该用户数据，MSC

收到该信息后，通过呼叫继续消息，经