最详细 GSM信令流程 图文并茂

信令流程的详细描述

同步过程

当手机开机后，会去扫描所有的无线信道并在3秒至5秒内测量它们的信号强度，将30个信号最强载频存储下来，然后调制到信号强度最强的载频上，通过扫描它的FCCH突发脉冲来判断它是否是一BCCH频点，若是的话会继续去收听它的SCH突发脉冲，看是否能对之进行解调，若能通过解出的BSIC号，看是否是被SIM卡禁止的若可以接入，则继续收听BCCH广播，看该小区是否被禁止接入，若允许接入则根据小区选择准则C1算法，看是否满足C1大于0的要求，若完全通过则该小区则被选为服务小区，若其中一步失败则对次强信道进行同样的流程。

手机空闲状态下的工作

当手机进入空闲模式下后，手机先对该服务小区的系统消息进行按TC顺序进行分析，若是GSM900M的话，将会系统接受SYSTEM INFORMATION TYPE 1、TYPE2、TYPE3、TYPE4；若是GSM1800M的话，则会系统接受TYPE1、TYPE2、TYPE2 BIS、TYPE3、TPPE4；若是双频网络的话会系统接受TYPE1、TYPE2、TYPE2 BIS、TYPE2 TER、TYPE3、TPPE4；每个系统消息相隔一个51复祯，中间还要根据noofMultiFrameBetweenPaging参数所定义的时长到所指定的寻呼块来接受系统的寻呼消息（一般在寻呼业务量大的地方，或邻小区多的地方该值定义的较小，即定义了手机不连续接受的时长，该值越大，在该服务区的手机就越省电，如市区可定义为2即手机在102祯内收听一次寻呼消息，郊区可定义为4或6），在手机完成对系统消息的测量后，就进入休息状态，仅在指定的寻呼块内受听寻呼消息并同时测量邻小区的BCCH的接收电平，在30秒左右的时间内又将会去收听系统消息，来判断小区重选的进程。

现对手机发起呼叫的流程进行分析：

1)MS通过RACH信道先发起一channel request 消息（8bits），其中包括请求信道原

因及一个随机参考值，来等待AGCH信道的指派，此时MS在物理信道TS0上等

待BSC给它分配无线资源。（BSC管理的仅是逻辑信道资源，而BTS则完成逻辑

信道和物理信道的对应）。

2)BTS在对channel request 消息进行分析后，再附上对MS到BTS间传输时延的估

计作为初始化TA值及接收电平等，向BSC发出channel required的消息。

3)BSC则通过对基站送来的channel required进行分析,来判断它所需要的无线资源，

对于不同原因引起的信道请求记入相应的子计数器中(如位置更新请求、寻呼应答请求、呼叫重建请求、紧急呼叫请求、IMSI ATTATCH/DETTACH、全/半速率TCH 请求)。根据请求的信道，BSC若现有该信道资源就发出channel activation的命令将该信道激活（其中初始化TA值由BSC提供），此时系统就认为该资源以分配出去，若此时无SDCCH信道但有TCH信道而系统允许早期分配模式，则可激活TCH 信道作信令信道用。

4)在BSC发出channel activation后，当该CELL有可用的信令资源时，即向BSC发

出channel activation ack的响应，该消息中有对此信道的描述，如时隙号等等。若系统资源以被分配出去，则CELL向BSC发出ImmediateassignmentReject，拒绝的原因有如MSC话务关闭、无线资源缺乏、TA值超出界限、信道激活无应答、BSC话务超载等，在收到该消息后BSC可决定在一定的时间内不许给该MS分配信令资源（可在信令资源紧张的地区加大该限时器）。

5)若BSC收到了信道激活的回应，就会按照该消息所提供的被激活信道的信息来发

出Immediate assign command(其中包含分配给该MS的信道描述，初始TA值、初始最大发射功率、及有MS信道请求时的8bit的内容、及BTS收到信道请求时的TDMA祯号和跳频表)，MS将收到的分配指令与与自身发出的信道请求相比较，以做出正确的响应，这条消息将在AGCH信道上发出。

6)当MS收到立即指派命令后，就将它的收发配置调整到指定信道上来，按照BSC

指定的TA值和初始化最大发射功率（可参照参数msTxPwrMaxCCH所定义的）开始传输信令。MS在所分配上的新的SDCCH/TCH信道上所做的第一件事情是发送一个SABM祯建立异步平衡模式（服务接入点类别SAPI=0），用于建立证实模式下的信令消息连路层连接这是第一个第三层消息，在GSM规范中SABM祯带有一个不重要的信令消息，用于对MS正确性的确认，为了避免一些MS同时发送内容一样的信道请求（此时BSS只会应答其中之一，而此时两个MS却同时响应到同一专用信道上），BTS在收到SABM后就会向MS发一个UA祯，来核对该

MS的一个特征信息，如MS收到的UA祯的特征信息与SABM祯发出的不一样，它就放弃这个信道，开始重新接入过程，只有核对一致的MS留在这个信道上，特征信息来自MS的接入。

7)在BTS收到SABM祯后会同时向BSC发出establish indication消息，它会携带在

MM cm_service_request中。

8)BSC收到establish indication消息后,就会向MSC发出complete layer3 info.（该消

息是一CM 业务请求消息），用来申请与MSC建立SCCP层连接,该消息中带有申请CM业务的原因如移动主叫、紧急呼叫、位置更新及短消息业务等；并带有密钥序列号；带有该MS的一些物理消息如发射功率等级、支持加密算法否、伪同步的能力及短消息的能力等，并有该MS的识别号。在MSC收到此消息后，即向BSC发出connection confirmed消息，若无资源则发出SCCP refused消息，至此接入过程结束，MS与MSC 之间的信令链路已经建立，MSC以能够控制RR管理的传输特性，BSS处于监视传输质量和随时准备切换的运行状态。

9)当收到MS的CM业务请求消息后，MSC/VLR应以肯定答复Authentication

request(鉴权请求)或CM service accept(CM 业务接受)，当然也可以发出CM业务拒绝，它是一个DTAP消息。系统在鉴权请求消息中包含一个随机数（RAND），共128bit，SIM卡上的用户密钥Ki与这个随机数经手机的A3算法，产生一个32bit 的应答数SRES m（与此同时MS还要将Ki和RAND再通过A8算法得出一64bit 的Kc，并将它保存在SIM卡内，以后按系统指令决定是否激活加密传输），MS 再通过Authentication RESPONSE消息将它送回系统，因Ki值作为用户数据存在VLR或HLR中，在系统一侧也会进行与MS相同的算法，产生一个SRES数和Kc存在VLR中，系统则会将这两个值相比较，若相同则MSC会给MS发一个MM service accept消息，若不同则鉴权失败，系统会拒绝MS的继续接入。此时鉴权过程结束。注：一般在MSC/VLR和HLR/AUC都可执行A3和A8算法，但MSC/VLR 算起来比较麻烦，而HLR/AUC存有Ki值算起来简单的多而且可以很好的解决保密性和漫游的的问题，但却增加了HLR至MSC的信令量，因而每次计算，HLR/AUC 都会将这三个结果值送到MSC/VLR中，即RAND，SRES和KC，以被选用。10)此时MSC会向BSC发一条BSSMAP Ciphering Mode Command的消息，在该消息