GSM信令分析和案例详解

信令分析和案例 详解
• 导言 • Layer 3信令分析 • 切换案例
导言 Layer 3信令是看网络运行情况的信 息层，从第三层可以看到网络的各种 动作：如：呼叫流程、拥塞、用户忙 、位置更新等，并且可以对路测中的 各种问题如掉话、切换失败等网络事 件的原因进行准确的分析。
系统信息一般有8个类型，分别是1、2、3、4、 5、6、7、8，Type 1～4只出现在待机状态下， Type 5～6只出现在通话状态下，明白这点， 对以后的分析至关重要。其中2中含有：2、 2bis、2ter， 5中含有5、5bis、5ter，所以总 共有12种系统信息，系统信息1仅用于跳频， 所以称为选择项。其中1、2、3、4、 2bis、 2ter 、7、8都在BCCH上发送，由IDLE模式下 的移动台接收。5、5bis、5ter、6在SACCH上 发送，由ACTIVE模式下的移动台接收。一般 来说所有系统信息在连续的8个51复帧中发送 完。
在Um接口建立MS与系统间的无线连接（分配SDCCH） RR连接建立
位置更新请求，当MS的LAI等变化时进行 鉴权请求 鉴权响应 加密命令（当系统收到的TMSI与上次不同时进行） 加密完成（同上） 位置更新接受 释放专用信道，专用信道释放后MS进入IDEL状态
切换流程信令TEMS图
切换分小区内切(INTRA)、 BSC内小区切换、不同BSC切换、不同MSC切换。 切换由BSC发起，所有的切换标准，亦即切换触发的条件设置都记录在BSC里。激活状 态的MS，向上发Measure Report，经BTS发到BSC（BTS如果处理过测量报告，即上发的 是测量结果）。BSC收到测量报告后，经过累积、均方值计算等，加之无线辅助功能、 惩罚处理等，得出主邻区切换队列，这是定位的过程（LOCATING）。定位不代表就要 切换，只有达到某些触发门限值后，才会触发，在话务统计中体现NECELHO、NICELHO
11、切换执行 (Handover Perform ）。切换执行消息传到MSC。当切换执行消息被网络接收，它释放旧信 道。
12、释放请求（Release Request). BSC通知BTS它已占用了新的TCH， 已不再需要旧的TCH。 BSC用释放请 求过程来释放旧的TCH。 14、RF信道释放。BSC要求BTS释放所有旧的无线资源，BTS发送证实消息给BSC，这些无线资源为: TCH/FACCH和SACCH。
的各项计数器内容。 触发切换需要信道，BSC会试着向目标BTS要求信道资源，只有信
道资源可激活分配情况下，BSC才向MS下发切换命令（handover command)，亦即记入 切换尝试次数中（NCELLREL 、NECELLREL)。 记住：
1、所有的切换都是在偷帧情况下进行的，即都是利用FACCH进行的。
FG742.dsf 981026
下图中的TC表示复帧序列号，可以看出，当TC=4、5时，发送的内容是可 选的，其它是固定的。 TC=0固定发送跳频信息，当出现上图示的1（3）时，表示跳频时发类型1， 不跳频时发类型3 当类型4中发送的关于小区重选信息不够完整时，由类型7、8补充。且在 TC=7、3时发送（下图示） 对于类型5、6在下行的SACCH上发送，并没有复帧规范，除非切换完成后 要立即发送类型5、6。
呼叫信令TEMS图
从图可见，由Channel Request起，MS向系统发起 呼叫请求，至Connect Acknowledge连接确认为止， 是一个完整的呼叫流程
呼叫详细流程
通话建立（MS作主叫） 信令过程 RR层连接建 立 RACH—UL：CHANNEL _REQUEST 说明 内容：建立原因和随机参考值（RAND） 原因：MS发起呼叫、紧急呼叫、呼叫重 建和寻呼响应等； RAND：有5 位，用来区别不同MS所发 起的请求。 在Um接口建立MS与系统间的无线连接 （分配SDCCH） RR连接建立 请求业务如电路交换连接、短信业务等 鉴权请求 鉴权响应 加密命令 加密完成
CC层连接的 建立
SDCCH—UL：SETUP
请求建立呼叫 内容：呼叫请求的业务种类及MS发送方式 、编码标准等 系统接受请求后开始处理呼叫
SDCCH—DL：CALL _PROCEEDING SDCCH—DL：ALERTING SDCCH—DL： ASSIGNMENT_COMMAND SDCCH—UL： ASSIGNMENT_COMPLETE SDCCH—DL：CONNECT SDCCH—UL： CONNECT_ACKNOWLEDGE
*:这表示如果BA表里没有BCCH、BSIC对应，手机根本不会测试之，不管它的信号有多强，测量报告里都
没有它。另一方面，也意味着同BCCH同BSIC的危险性！
9、物理信息(physical information)。消息包括与各物理层有关信息保证移动台的准确传输。 在异步切换的情况下，此消息要由新小区下发到MS，以保证MS能够正确接入新小区。同步切 换是没有发物理消息的。 10、SABM（异步平衡模式）。这是一条第二层的消息， 包含一些第三层消息， 包括业务请求， 加密键序列，移动台级别和移动标识。一直是MS发向BTS的。之后BTS再告诉BSC一个建立指 示（Establish Indication)，告知现在这个切换后的MS的信道占用情况。之后，BTS回应MS 一个UA响应。 13、切换完成（handover complete)。MS向BTS发送切换完成消息，表示正常恢复业务。 14、RR帧（receive ready)。BTS发“接收准备”消息给MS，表示它也准备好接收。 15、切换完成（handover complete)。在发出RR消息后，BTS接着告诉BSC切换完成。 16、切换执行（handover perform)。切换执行消息传到MSC。当切换执行消息被网络接收后， 它将释放旧信道。 之后，BSC主动向BTS发起释放请求，BTS回应。再接着是RF信道释放过程。到
振铃音 分配TCH
分配确认
用户摘机或连接消息 连接确认，表示MS接受连接
ห้องสมุดไป่ตู้
释放流程信令TEMS图
从图可见，这是一个主叫先挂 机的释放过程，由 Disconnect（断连）开始， 网络开始拆链，至Channel Release完成信道的释放
呼叫清除（主叫先挂机） 信令过程 说明
清除CC TCH—UL： DISCONNECT 层和 MM层 连接
位置更新流程信令TEMS图 正 常 位 置 更 新 的 信 令
从图可见，这是一个主叫先挂 机的释放过程，由Channel Request（信道请求）开始， MS向网络申请，至信道 Downlink Location Updating Accept完成位置更 新
位置更新 信令过程 RR层连 接建立 RACH—UL：CHANNEL _REQUEST 说明 内容：建立原因和随机参考值（RAND） 原因：寻呼响应、紧急呼叫、MS发起呼和呼叫重建叫等 RAND：有5 位，用来区别不同MS所发起的请求。
或者目标小区已经死去、传输质量差发不了证实消息等）后，BSC才向MS发切换命
(handover command)。 5、6 切换命令消息由BSC发向BTS，用以告知MS改变专用信道的配置和所需的时间调整。BTS将 消息传到移动台。 7、切换接入（handover access)。移动台按照BSC通知的目标小区的信道配置等信息，以随机 模式向新的BTS发一个切换接入的消息。 8、切换检测（handover detect)。目标小区通知BSC它已检测到切换接入消息。
断开连接消息，指明呼叫清除发起端及清除 原因，网络受到后开始清除业务信道的连接
TCH—DL：RELEASE 呼叫释放，通知MS网络正释放CC层连接， MS收到RELEASE消息后将停止CC连接定时 同时开始释放MM连接
TCH—UL：RELEASE MS释放MM并发送本信息，网络接收道后释 COMPLETE 放MM层连接 释放RR TCH—DL： 层连接 CHANNEL RELEASE 释放专用信道，专用信道释放后MS进入IDEL 状态
AGCH—DL： IMMEDIATE_ASSINGMENT MM层连接 的建立 CCCH—UL：CM SERVICE_REQUEST SDCCH—DL：AUTH_REQUEST SDCCH—UL：AUTH_RESPONSE SDCCH—DL： CIPHERING_REQUEST SDCCH—UL： CIPHERING_COMPLETE
6、SABM（异步平衡模式,FACCH）。这是一条由MS发给BTS的第二层的消息， 包含一些第三层消息，包括业 务请求，加密键序列，移动台级别和移动标识。 7、Establish Indication(建立指示）。BSC根据发回的建立指示消息确认立即指配命令。建立指示消息有 两种用途；首先，从BTS来的观点，在这个阶段它指示MS所在的新的TCH信道。因此，BTS向BSC发送MS 所在某一TCH信道的描述消息。其次，BTS通过这条消息识别所连接的信令信道，同时在这个消息中添 加收到的第3层消息。 8、UA。UA通常是建立第二层LAPDm链路时的第二层确认，也是对SABM的回应。 9、Assignment Complete(指配完成）。这条消息由移动台发送给网络以指示移动台已成功建立主信令链路。 10、RR（receiver ready)。BTS向MS发送RR帧，让MS准备好收发新信道的信息。
2、同步切换时（网络同步、同一基站不同小区的时钟源一致等情况），BTS 是不用给MS下发物理信息。相反，任何异步切换都要发物理信息。
小区内切换流程
1、测量报告。在建立了主信令信道后，移动台每480ms（SACCH周期）发送1次测量报告。 2、预测量结果。如果这些测量报告在BTS中已经过预处理，则测量结果被传到BSC；如果BTS中没有 经过预处理过程，测量报告直接被传到BSC，而不需要BTS的参与。 3、信道激活。基站控制器向基站收发信台发送一条信道激活消息。收到测量报告后，BSC会进行计 算与处理，如果符合切换触发条件，BSC开始搜索和分配TCH信道，用以在某种协议下完成这次 通话，其中最重要的是：分配给目标小区哪个收发信机以及此BTS的信道组合（在信道分配原 则中介绍，CHAP）。此消息中包含的参数有：DTX控制、信道的ID（识别）、信道描述和移动 分配、移动台和基站的最大功率电平、基站控制器计算的有关此次接入的初始时间提前量。 4、信道激活证实。对信道激活消息的应答。当基站收到这条消息后，它开始发送和接收TCH/SACCH 信道，在这条消息中用到的参数是接收到的信道激活消息的功率电平。 5、分配命令（Assignment command)。BSC向MS发出信道指配命令，BTS进一步把收到的消息发送给 MS。消息内容主要包括：信道描述、能量级别、小区信道描述、信道模式（全速率/半速率） 和移动分配。