GSM网络及协议

ET9103
Immediate Assignment Command
（Rnd Nbr，TDMA Frame Nbr，Chan ，TA） ， ， ） Req， Res， 如CM Serv Req，Pag Res， Loc Update Req等 Req等
ST3101
UI Imm Assignment / Imm Ass Ext SABM [L3 Info]（SDCCH） ） UA [L3 Info]
GSM网络及协议 网络及协议
一、GSM网络结构 二、GSM协议结构 三、空中接口协议 四、A接口协议 五、MAP协议 六、智能网(CAMEL) 七、通用分组无线业务（GPRS） 八、新业务 九、向3G的过渡
一、GSM网络结构
EIR
GCR
中继交换机 MS BTS BSC MSC 或GMSC
CBC
专用控制信道 SACCH（慢速随路控制信道） FACCH（快速随路控制信道） SDCCH（独立专用控制信道） 小区广播信道CBCH
2、空中接口协议 04.02:：GSM Public Land Mobile Network (PLMN) access reference configuration 04.03 ：Mobile Station - Base Station System (MS - BSS) interface Channel structures and access capabilities 04.04： layer 1 General requirements 04.05： Data Link (DL); layer General aspects 04.06： Mobile Station - Base Station System (MS - BSS) interface Data Link (DL) layer specification 04.07 ：Mobile radio interface signalling layer 3; General aspects 04.08 ： Mobile radio interface layer 3 specification 04.10 ： Mobile radio interface layer 3; Supplementary services specification; General aspects 04.11 ： Point-to-Point (PP) Short Message Service (SMS) support on mobile radio interface 04.12 ： Short Message Service Cell Broadcast (SMSCB) support on the mobile radio interface".
5、A接口消息流程举例
（1）主叫
（2）被叫
（3）切换
6、消息格式
DTAP Message Header MESSAGE DISCRIMINATION DLCI octet 1 octet 2 DISTRIBUTION DATA UNIT LENGTH INDICATOR octet 3 LENGTH INDICATOR LAYER 3 octet 4 LAYER 3 octet 3 LENGTH INDICATOR octet 2 BSMAP Message Header MESSAGE DISCRIMINATION octet 1
Est Ind [L3 Info]
ST9105
ET3101
SCCP Con Rqrd [L3] SCCP Conn Confirm
A接口
二、GSM协议结构
制定GSM协议的国际组织： ETSI（欧洲电信标准委员会）
GSM协议 01系列：概述、缩略语 02系列：业务描述、手机类型和特性等 03系列：网络结构和功能、业务实现等 04系列：空中接口协议 05系列：空中接口物理层，编码、调制、无线收发 06系列：语音变码、DTX、VAD等 07系列：终端适配功能（TAF） 08系列：A接口协议， Abis接口协议 09系列：网络设备间的接口协议（包括MAP） 11系列：手机与SIM卡接口等 12系列：操作维护、网管
MS
BTS
BSC
MSC
CM CM MM MM MAP RR RR SCCP RR’ LAPDm BSTM BSTM SCCP SCCP BSSAP BSSMAP TCAP I S U P / T U P LAPD Layer1 Layer1 Layer1 MTP MTP MTP
LAPDm LAPDm
3、空中接口第3层协议 RR：无线资源管理 MM：移动性管理 CM：连接管理： - Call Control (CC); 04.08 - Short Message Service Support (SMS);04.12 - Supplementary Services Support (SS);04.80 - Group Call Control;04.68 - Broadcast Call Control (BCC);04.69 - Connection Management of Packet Data on Signalling channels.04.63 （1）无线资源管理 建立、维护和释放手机和网络之间的无线连接，包括小区选择、切换等； 管理使用BCCH和CCCH的无连接的过程，包括寻呼、公共信息广播等。 例如：寻呼、信道请求、信道分配、系统信息、测量结果报告等。 （2）移动性管理 支持终端的移动性，包括通知系统终端的位置、用户身份认证、为CM层不同实体 提供连接管理。 例如：鉴权、位置更新、CM业务请求、TMSI重新分配等。
MSC
HLR
VLR
AuC
MC
其它VLR
基本GSM网络结构
GSM网络协议
DTAP GSM 协议 层数 RSL
OML
无线网络优化主要关心第三层的 信令
无线网络优化主要关心DTAP、 无线网络优化主要关心DTAP、RSL DTAP无线网络优化主要关心DTAP、 DTAP BSSMAP和部分SCCP的信令 BSSMAP和部分SCCP的信令 和部分SCCP
2、A接口第3层协议
（1）BSSOMAP（BSS操作维护应用部分） （2）BSSAP（BSS应用部分） -BSSMAP（BSS管理应用部分） -DTAP（直接传送应用部分）
3、BSSMAP -资源分配 -资源释放 -寻呼 -加密 -资源指示 -负载指示 -排队 -切换 -完全层3消息
4、DTAP 手机和MSC之间的CC和MM消息，BSS并不分析第3层消息的内容，只是起转接作 用，BSS需要建立空中接口信令信道和SCCP连接之间的对应关系。除了RR消息以 外的空中接口消息都在A接口上以DTAP消息传送。
（3）连接管理 -CC ：呼叫的建立,释放等 -SMS ：支持点对点短消息业务 -SS：补充业务 -GCC -BCC -PDSS
4、协议流程举例
（1）手机主叫 （2）手机被叫 （3）位置更新
四、A接口协议
1、A接口协议 08.02：Interface principles 08.04： Layer 1 specification 08.06： Signalling transport mechanism specification for the Base Station System - Mobile-services Switching Centre (BSS - MSC) interface 08.08:：Mobile Switching Centre - Base Station System (MSC - BSS) interface; Layer 3 specification 08.20：Rate adaption on the Base Station System - Mobile-services Switching Centre (BSS - MSC) interface
Layer1
GSM协议栈
三、空中接口协议
1、空中信道类型 （1）业务信道TCH 话音业务信道 TCH/FS:全速率语音信道 13Kbit/s; TCH/HS:半速率语音信道 5.6Kbit/s. 数据业务信道: 9.6kbit/s 4.8kbit/s （2）控制信道 广播信道： FCCH（频率校正信道） SCH（同步信道） BCCH（广播控制信道） 公共控制信道CCCH： PCH（寻呼信道） AGCH（随机接入信道） PGCH（接入允许信道） NCH（通知信道）
（Est Cause，Rnd Nbr，TA） ， ， ）
ST9103 （TA，BS/MS_TxPwr -->Max，Chann） ， ， ）
Channel Activation（SD）
Channel Act Ack （SD）
同时对两个MS分配 同时对两个MS分配 MS SDCCH （AGCH） ） ET3126 Set Asynchronous Balance Mode。在任 Mode。 何新信道登陆时均会 SABM过程 有SABM过程 Unnumbered Ack ET9105 空中接口 Abis接口(2M) Abis接口(2M) 接口
MESSAGE
octet n LAYER 3 MESSAGE
MESSAGE
octet n
DTAP Layer3 Message Bit 8 7 6 Transaction identifier or Skip indicator Message type 第 6~n 字节:消息参数 BSSMAP Layer3 Message Message type 第 4~n 字节:消息参数
无线链路建立流程
Entity
MS
ST3126
信令消息
BTS
RACH_TA_Filtering
BSC
Timer； Timer； Start； S -- Start； E -- End
MSC
Channel Request
）（Est Cause，Rnd Nbr） （RACH）（ ）（ ， ）
Channel Required
BSC开始对MS发出的上行DTAP消息排 BSC开始对MS发出的上行DTAP消息排 开始对MS发出的上行DTAP 队（如CM Serv Abort消息）。 Abort消息）。 消息 收到MS发出的Classmark MS发出的 收到MS发出的Classmark Change BSC会在SCCP连接完成后发 会在SCCP 息，BSC会在SCCP连接完成后发 Update消息给交换机 Classmark Update消息给交换机
5
4 3 2 Protocol discriminator
1 第 4 字节
第 5 字节
第 3 字节
D TA P 消 息 # 0 0 0 0 0 1 9 9 L U 1 T L in k 3 B S L in k 3 2 0 0 0 J u n e 0 8 2 2 :2 5 :2 4 .9 0 0 = = = M e ss a g e T ra n sfe r P a rt = = = C1 B a c k w a rd S e q u e n c e N u m b e r : 65 B a c k w a rd In d ic a to r B it : 1 ....... E6 F o rw a rd S e q u e n c e N u m b e r : 102 F o rw a rd In d ic a to r B it : 1 ....... 15 L e n g th in d ic a to r : 21 = M SU S p a re : 0 0 ...... C3 S e rv ic e In fo r m a tio n O c te t : C 3h = nSC C P = = = S ig n a llin g C o n n e c tio n C o n tro l P a rt = = = C2 AE D e s tin a tio n P o in t C o d e : 5 -2 1 6 -2 = N a tio n a l p o in t c o d e B1 EB O rig in a tin g P o in t C o d e : 5 -2 1 6 -6 = N a tio n a l p o in t c o d e S ig n a llin g lin k s e le c tio n : 14 06 M e s s a g e ty p e : 06h = D T1 --- D a ta fo r m 1 --00 07 EE D e s tin a tio n L o c a l R e fe re n c e : 15599360 --- S e g m e n tin g /re a s s e m b lin g --00 M o re D a ta : .......0 = N o m o r e d a ta S p a re : 0000000. 01 P o in te r to M a n d a to ry P a ra m e te rs : 1 09 L e n g th : 9 = = = B S S A p p lic a tio n P a rt = = = --- D IS C R IM IN A T IO N --01 S p a re : 0000000. D is c rim in a to r b it : .......1 = T r a n s p a r e n t --- D a ta L in k C o n n e c tio n Id e n tific a tio n --00 C -B it : 0 0 ...... = FA C C H /S D C C H S p a re : ..0 0 0 ... S e rv ic e A c c e s s P o in t Id e n tifie r : .....0 0 0 = C a ll C o n tr o l, M o b ility M g m t, R a d io R e s o u rc e s 06 L e n g th : 6 = = = D ta p 2 + = = = 05 P ro to c o l D is c rim in a to r : 5h = M M S k ip in d ic a to r : 0 14 M essag e Typ e : 1 4 h = A u th e n tic a tio n re sp o n se S end sequence num ber : .0 ...... = M e s s a g e s e n t fro m n e tw o rk Ext : 0 ....... --- a u th e n tic a tio n re s p o n s e ----- A u th e n tic a tio n p a ra m e te r S R E S --57 S R E S v a lu e : 0 1 0 1 0 111b B0 S R E S v a lu e : 10110000b B2 S R E S v a lu e : 10110010b C2 S R E S v a lu e : 11 0 0001 0b