GSM呼叫流程
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采用跳频技术把干扰分散到了携带突发脉冲的不同的 载频上，这种效果被称为“均化干扰”或“干扰分集”， 当然跳频出现的频率碰撞会引起很强的瞬时干扰，定义 不同的MAIO能解决这个问题。跳频时，我们使用的频 点越多，频率冲撞的可能性就越小，跳频增益越高。
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GSM系统中的跳频分为基带跳频（BBH）和射频跳频（SFH）两种：
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注解：
-------------------------------------------------------------------------------------------移动台作被叫时，其MSC通过与外界的接口收到初始化地址消息(IAI)。从这条消息的内容及 MSC已经存在VLR中的记录，MSC可以取到如IMSI、请求业务类别等完成接续所需要的全部 数据。
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• 1、鉴权阶段：
手机所在VLR通过MSC/BSC/BTS向MS发送鉴权请求，MS根据SIM 卡的Ki参数和算法计算出SRES，VLR把自己算出的SRES进行对比， 一致则通过鉴权（详见：SIM（USIM）卡中的数据和2G/3G网络的 鉴权）。
• 2、加密阶段：
A 基带跳频（BBH）的原理是将话音信号随着时间的变 换使用不同频率发射机发射。基带跳频是把一个固定的 基带信号在不同的时刻调制到不同的载频上，此时各载 频板的频率不变，基带跳频对于合路器来说可以认为信 号的带宽没有变。 B 射频跳频（SFH）的原理是将话音信号固定在一个发 射机上发射（把一个固定的基带信号在每个时刻都调制 到同一个载频上），而该发射机的发射频率不断变化， 变化过程由跳频序列控制。由于载频的频率在变，对于 合路器来说信号的带宽变化非常大，为了保证发射功率 要求，需要合路器快速的调谐射频跳频比基带跳频具有 更高的性能和抗同频干扰能力。
GSM的小区半径可以达到35km，从手机出来的信号需要 经过一定时间才能到达基站，因此我们必须采取一定的措施 （时延调整），来保证信号在恰当的时候到达基站。
简单来说，就是采用时间提前量（TA）参数调整发信时间。 TA是由基站根据接收到测量报告确定的，然后发送给手机， 正常通话中，当MS接近基站时，基站就会通知MS减小时间 提前量；而当MS远离小区中心时，基站就会要求MS加大时 间提前量。
跳频就是有规则地改变一个信道的频隙（载频频带）。 它实现了：（1）可减少瑞利衰落，提高每用户的话音质量；
（2）可减小系统内的干扰，提高频率利用率，增加系统 容量。（移动系统的最大容量是在给定呼叫由于干扰使质 量受到明显降低的基础上计算的，当在给定的信号质量要 求附近统计分散尽可能小时，系统容量增加）。
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第四阶段 TCH指配阶段
主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，被叫用户的话 音信道已经确定，被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机， 主被叫用户进入通话状态。
Байду номын сангаас
2021/4/14
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第五阶段 通话与拆线阶段
1、用户摘机进入通话阶段。
2、拆线阶段可能主叫发起，也可能被叫发起，流程基本 类 似：拆线，释放，释放完成。没有发起拆线的用户会听 到忙音。
GSM语音呼叫流程
MOC:主叫(Mobile Originating Call)
第一阶段：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。
信令解析
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• A、信道请求：
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提示：
1、GSM系统中为了便于手机收发射机工作， 上下行是有3个时隙间隔的，因为手机不可能在同 一时刻工作在上行频率和下行频率。也就是说， 同样上下行占用Ts4，实际在时间上是间隔 577×3um.，手机会到Ts7的时间点发射。
2、TA的取值范围是0～63，代表的时间范围 是0-233us，相当于0～70公里；TA每增加1，意 味着手机离开基站的距离增加约550米。这也是 GSM小区的最大半径35公里的由来（我们不仅要 考虑手机上行信号的传播时延，还要考虑基站下 行信号的传播时延）。
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• 1、建立呼叫请求
MS通过【SDCCH】向MSC发送【建立呼叫 请求】（Setup），消息中携带了具备的业务 类型、MS相关能力、被叫号码等与呼叫相关 的信息。
• 2、TCH指配
MSC收到setup消息后，首先向VLR查询该用 户相关信息，验证通过后VLR向MSC发回 【完成呼叫能力查询】（CCMCALL）。这样 MSC就向MS回送【呼叫继续】（Call Proceeding）消息，让MS等待下一步的安 排，在此同时MSC向BSC发送【指配请求】 （Assignment Request）消息要求分配 TCH，相关资源准备完毕后，BSC通过 【SDCCH】消息安排MS到指定的TCH上进 行话务接续。
• B、信道激活：
BSC经过综合考虑，选择空闲信道，并向BTS发送【信道激活】（Channel Active），BTS收到消息后准备相应的资源后返回【信道激活确认】 （Channel Active ACK）；
• C、信道指配：
BSC在【AGCH】（允许接入信道）中下发【立即指配】（Immediate Assignment）消息，通知MS分配专用信道。至此，已经建立了一条MS至 MSC的RR连接。
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MTC:被叫(Mobile Terminating Call)
第一阶段 取被叫用户路由信息阶段
• MSC根据MS发起呼叫携带的MSISDN（被叫号码）向被
叫MS归属HLR【请求路由信息】（SRI：Sending Routing Information）；
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• 对于上行功率（手机发射功率）：手机当前的发射功率通
过SACCH信道传送给BTS，BTS传送给BSC。BSC会综合 考虑决定是否调整手机的发生功率。如果BSC决定要调整 手机的功率，则通过SACCH信道报头中携带的功率控制 参数对手机进行功率调增。手机接收BTS发射的信号，得 到射频信号强度、质量等级参数，进行自动功率调整（手 机起始发射功率由系统消息决定，BCCH规定了该小区内 手机初始接入最大发射功率）；
3、释放完成，用户进入空闲状态。
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呼叫流程动画演示
呼叫流程（传统交换）By Nokia.exe 呼叫流程（软交换）By爱立信.swf
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跳频技术
跳频技术（FHSS：Frequency-Hopping Spread Spectrum）。
鉴权通过后，由MSC下发【加密模式命令】。MS在收到命令后完成 加密，并向MSC发送【加密模式完成】作为响应。
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• 第三阶段：TCH指派阶段
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。
• 对于下行功率（基站发射功率）：手机会测试下行链路的
接收电平和接收质量，形成测量报告MR。MR通过 SACCH信道传送给BTS预处理，最终由BSC决定是否进行 功率调整。
提示：BCCH载频不参与功率控制、不参与射频跳频
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控制信道
控制信道（CCH：Control Channel）：用于传送信令 或 同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成 广播、公共及专用三种控制信道。
• D、业务请求：
MS收到【立即指配】（Immediate Assignment）消息后在【SDCCH】信
道上发送CM业务接入请求用于建立数据链路层的连接。
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第二阶段 鉴权加密阶段：
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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解释说明
在GSM系统中，小区中每个频点所受的干扰强度和分 布是不一样的，采用跳频技术能通过同一路通话突发脉 冲的载频变化，降低了信号所受的干扰，这样，通话受 到的电波干扰被平均。否则，如不采用跳频，移动台一 直工作在固定的频点上，则整个通话过程的每一个突发 脉冲可能都会受到固定不变的强干扰。
• HLR向VLR【请求漫游号码】（Providing MSRN Req）； • VLR找到空闲的MSRN，【回送被叫用户的漫游号码】
（PROV MSRN Resp）；HLR向MSC回送被叫用户的路 由信息（MSRN）。
• MSC收到MSRN后，对被叫用户的路由信息进行分析，可
以得到被叫用户端局的地址。然后进行话路接续，建立端 到端的链路，漫游号码MSRN释放。
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第三阶段 鉴权加密阶段 这部分同语音主叫流程，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。经过这个阶 段，被叫用户的身份已经得到了确认，网络认为被叫用户是
一个合法用户。
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MSC 然后对移动台发起寻呼，移动台接受呼叫并返回呼叫核准消息，此时移动台振铃。 MSC在收到被叫移动台的呼叫校准消息后，会向主叫网方向发出地址完成 (ADDRESS COMPLETE)消息(ACM)。
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自动功率控制技术
自动功率控制技术（APC：Automatic Power Control）：通过对手机和基站发射 功率的自动控制，既可以降低手机功耗， 延长电池使用时间，又可以可减小系统内 的干扰，提高频率利用率，增加系统容量。
提示：GSM系统中，无论是基站还是手机的发射功率 都是由BSC进行控制的。
第二阶段 被叫接入阶段
• 被叫端MSC根据被叫的IMSI，在VLR中可以查询到相关的
位置信息手机。这样MSC指挥BSC/BTS根据TMSI或IMSI在 PCH信道上发送【寻呼消息】（Paging）。
• MS在PCH信道上收到寻呼消息后，开始信道请求，信道激
活，信道激活响应，立即指配，寻呼响应等一些列工作。 经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关 系。
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• 3、取被叫用户路由信息后的最终连接
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。 （在被叫流程详述）
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时间提前量 TA(Time Advance)
概念 时间提前量TA（Timing Advance）的作用是为了补偿电
波传输延迟，而根本目的则是为了提高信道编解码效率。由 于GSM采用TDMA，每载频8个时隙，应严格保持时隙间的 同步，没有TA就无法克服固有的无线传输劣势。
MS通过空中接口在【RACH】（随机接入信道）向BTS发出【信道申请】 （Channel Request）消息，请求分配一条【SDCCH】（独立专用控制信 道）用于信令传递；
BTS收到申请后，通过Abis接口向BSC发送【信道请求】（Channel Request），BTS对传输时延的计算时间提前量参数【TA】也在此消息中；
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GSM系统中的跳频分为基带跳频（BBH）和射频跳频（SFH）两种：
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注解：
-------------------------------------------------------------------------------------------移动台作被叫时，其MSC通过与外界的接口收到初始化地址消息(IAI)。从这条消息的内容及 MSC已经存在VLR中的记录，MSC可以取到如IMSI、请求业务类别等完成接续所需要的全部 数据。
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• 1、鉴权阶段：
手机所在VLR通过MSC/BSC/BTS向MS发送鉴权请求，MS根据SIM 卡的Ki参数和算法计算出SRES，VLR把自己算出的SRES进行对比， 一致则通过鉴权（详见：SIM（USIM）卡中的数据和2G/3G网络的 鉴权）。
• 2、加密阶段：
A 基带跳频（BBH）的原理是将话音信号随着时间的变 换使用不同频率发射机发射。基带跳频是把一个固定的 基带信号在不同的时刻调制到不同的载频上，此时各载 频板的频率不变，基带跳频对于合路器来说可以认为信 号的带宽没有变。 B 射频跳频（SFH）的原理是将话音信号固定在一个发 射机上发射（把一个固定的基带信号在每个时刻都调制 到同一个载频上），而该发射机的发射频率不断变化， 变化过程由跳频序列控制。由于载频的频率在变，对于 合路器来说信号的带宽变化非常大，为了保证发射功率 要求，需要合路器快速的调谐射频跳频比基带跳频具有 更高的性能和抗同频干扰能力。
GSM的小区半径可以达到35km，从手机出来的信号需要 经过一定时间才能到达基站，因此我们必须采取一定的措施 （时延调整），来保证信号在恰当的时候到达基站。
简单来说，就是采用时间提前量（TA）参数调整发信时间。 TA是由基站根据接收到测量报告确定的，然后发送给手机， 正常通话中，当MS接近基站时，基站就会通知MS减小时间 提前量；而当MS远离小区中心时，基站就会要求MS加大时 间提前量。
跳频就是有规则地改变一个信道的频隙（载频频带）。 它实现了：（1）可减少瑞利衰落，提高每用户的话音质量；
（2）可减小系统内的干扰，提高频率利用率，增加系统 容量。（移动系统的最大容量是在给定呼叫由于干扰使质 量受到明显降低的基础上计算的，当在给定的信号质量要 求附近统计分散尽可能小时，系统容量增加）。
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第四阶段 TCH指配阶段
主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，被叫用户的话 音信道已经确定，被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机， 主被叫用户进入通话状态。
Байду номын сангаас
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第五阶段 通话与拆线阶段
1、用户摘机进入通话阶段。
2、拆线阶段可能主叫发起，也可能被叫发起，流程基本 类 似：拆线，释放，释放完成。没有发起拆线的用户会听 到忙音。
GSM语音呼叫流程
MOC:主叫(Mobile Originating Call)
第一阶段：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。
信令解析
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• A、信道请求：
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提示：
1、GSM系统中为了便于手机收发射机工作， 上下行是有3个时隙间隔的，因为手机不可能在同 一时刻工作在上行频率和下行频率。也就是说， 同样上下行占用Ts4，实际在时间上是间隔 577×3um.，手机会到Ts7的时间点发射。
2、TA的取值范围是0～63，代表的时间范围 是0-233us，相当于0～70公里；TA每增加1，意 味着手机离开基站的距离增加约550米。这也是 GSM小区的最大半径35公里的由来（我们不仅要 考虑手机上行信号的传播时延，还要考虑基站下 行信号的传播时延）。
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• 1、建立呼叫请求
MS通过【SDCCH】向MSC发送【建立呼叫 请求】（Setup），消息中携带了具备的业务 类型、MS相关能力、被叫号码等与呼叫相关 的信息。
• 2、TCH指配
MSC收到setup消息后，首先向VLR查询该用 户相关信息，验证通过后VLR向MSC发回 【完成呼叫能力查询】（CCMCALL）。这样 MSC就向MS回送【呼叫继续】（Call Proceeding）消息，让MS等待下一步的安 排，在此同时MSC向BSC发送【指配请求】 （Assignment Request）消息要求分配 TCH，相关资源准备完毕后，BSC通过 【SDCCH】消息安排MS到指定的TCH上进 行话务接续。
• B、信道激活：
BSC经过综合考虑，选择空闲信道，并向BTS发送【信道激活】（Channel Active），BTS收到消息后准备相应的资源后返回【信道激活确认】 （Channel Active ACK）；
• C、信道指配：
BSC在【AGCH】（允许接入信道）中下发【立即指配】（Immediate Assignment）消息，通知MS分配专用信道。至此，已经建立了一条MS至 MSC的RR连接。
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MTC:被叫(Mobile Terminating Call)
第一阶段 取被叫用户路由信息阶段
• MSC根据MS发起呼叫携带的MSISDN（被叫号码）向被
叫MS归属HLR【请求路由信息】（SRI：Sending Routing Information）；
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• 对于上行功率（手机发射功率）：手机当前的发射功率通
过SACCH信道传送给BTS，BTS传送给BSC。BSC会综合 考虑决定是否调整手机的发生功率。如果BSC决定要调整 手机的功率，则通过SACCH信道报头中携带的功率控制 参数对手机进行功率调增。手机接收BTS发射的信号，得 到射频信号强度、质量等级参数，进行自动功率调整（手 机起始发射功率由系统消息决定，BCCH规定了该小区内 手机初始接入最大发射功率）；
3、释放完成，用户进入空闲状态。
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呼叫流程动画演示
呼叫流程（传统交换）By Nokia.exe 呼叫流程（软交换）By爱立信.swf
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跳频技术
跳频技术（FHSS：Frequency-Hopping Spread Spectrum）。
鉴权通过后，由MSC下发【加密模式命令】。MS在收到命令后完成 加密，并向MSC发送【加密模式完成】作为响应。
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• 第三阶段：TCH指派阶段
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。
• 对于下行功率（基站发射功率）：手机会测试下行链路的
接收电平和接收质量，形成测量报告MR。MR通过 SACCH信道传送给BTS预处理，最终由BSC决定是否进行 功率调整。
提示：BCCH载频不参与功率控制、不参与射频跳频
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控制信道
控制信道（CCH：Control Channel）：用于传送信令 或 同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成 广播、公共及专用三种控制信道。
• D、业务请求：
MS收到【立即指配】（Immediate Assignment）消息后在【SDCCH】信
道上发送CM业务接入请求用于建立数据链路层的连接。
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第二阶段 鉴权加密阶段：
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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解释说明
在GSM系统中，小区中每个频点所受的干扰强度和分 布是不一样的，采用跳频技术能通过同一路通话突发脉 冲的载频变化，降低了信号所受的干扰，这样，通话受 到的电波干扰被平均。否则，如不采用跳频，移动台一 直工作在固定的频点上，则整个通话过程的每一个突发 脉冲可能都会受到固定不变的强干扰。
• HLR向VLR【请求漫游号码】（Providing MSRN Req）； • VLR找到空闲的MSRN，【回送被叫用户的漫游号码】
（PROV MSRN Resp）；HLR向MSC回送被叫用户的路 由信息（MSRN）。
• MSC收到MSRN后，对被叫用户的路由信息进行分析，可
以得到被叫用户端局的地址。然后进行话路接续，建立端 到端的链路，漫游号码MSRN释放。
2021/4/14
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第三阶段 鉴权加密阶段 这部分同语音主叫流程，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。经过这个阶 段，被叫用户的身份已经得到了确认，网络认为被叫用户是
一个合法用户。
2021/4/14
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MSC 然后对移动台发起寻呼，移动台接受呼叫并返回呼叫核准消息，此时移动台振铃。 MSC在收到被叫移动台的呼叫校准消息后，会向主叫网方向发出地址完成 (ADDRESS COMPLETE)消息(ACM)。
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自动功率控制技术
自动功率控制技术（APC：Automatic Power Control）：通过对手机和基站发射 功率的自动控制，既可以降低手机功耗， 延长电池使用时间，又可以可减小系统内 的干扰，提高频率利用率，增加系统容量。
提示：GSM系统中，无论是基站还是手机的发射功率 都是由BSC进行控制的。
第二阶段 被叫接入阶段
• 被叫端MSC根据被叫的IMSI，在VLR中可以查询到相关的
位置信息手机。这样MSC指挥BSC/BTS根据TMSI或IMSI在 PCH信道上发送【寻呼消息】（Paging）。
• MS在PCH信道上收到寻呼消息后，开始信道请求，信道激
活，信道激活响应，立即指配，寻呼响应等一些列工作。 经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关 系。
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• 3、取被叫用户路由信息后的最终连接
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。 （在被叫流程详述）
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时间提前量 TA(Time Advance)
概念 时间提前量TA（Timing Advance）的作用是为了补偿电
波传输延迟，而根本目的则是为了提高信道编解码效率。由 于GSM采用TDMA，每载频8个时隙，应严格保持时隙间的 同步，没有TA就无法克服固有的无线传输劣势。
MS通过空中接口在【RACH】（随机接入信道）向BTS发出【信道申请】 （Channel Request）消息，请求分配一条【SDCCH】（独立专用控制信 道）用于信令传递；
BTS收到申请后，通过Abis接口向BSC发送【信道请求】（Channel Request），BTS对传输时延的计算时间提前量参数【TA】也在此消息中；