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GSM基本呼叫流程


GSM 基本呼叫流程





第 1 章 基本呼叫流程 ............................................................................................................... 1-1
1.1 移动用户呼

叫移动用户主叫侧接续流程 ............................................................................. 1-2 1.2 移动用户呼叫移动用户被叫侧接续流程 ............................................................................. 1-3 1.3 移动用户呼叫移动用户挂机过程 ........................................................................................ 1-4 1.4 固定用户呼叫移动用户接续流程(一) ............................................................................. 1-5 1.5 固定用户呼叫移动用户接续流程(二) ............................................................................. 1-6 1.6 固定用户呼叫移动用户挂机过程 ........................................................................................ 1-7 1.7 移动用户呼叫固定用户接续流程 ........................................................................................ 1-8 1.8 移动用户呼叫固定用户挂机流程 ........................................................................................ 1-9

第 2 章 呼叫异常流程 ............................................................................................................... 2-1
2.1 VLR 返回一个否定的“访问请求消息” ............................................................................. 2-1 2.2 移动用户不允许呼出 .......................................................................................................... 2-2 2.3 移动用户话音信道分配失败 ............................................................................................... 2-3 2.4 对被叫移动用户选路失败 .................................................................................................. 2-4 2.5 从被叫用户所在局收到 TUP 失败信号 .............................................................................. 2-5 2.6 被叫用户关机..................................................................................................................... 2-6 2.6.1 主被叫 MS 在同一个 MSC 内的情况 ....................................................................... 2-6 2.6.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况 .......................................................................... 2-7 2.6.3 被叫用户关机但通过呼叫前转仍可接通的情况 ....................................................... 2-8 2.7 VLR 指示被叫用户不可能接入 ........................................................................................... 2-9 2.8 无寻呼响应 ...................................................................................................................... 2-10 2.8.1 主被叫 MS 在同一个 MSC 内的情况 ..................................................................... 2-10 2.8.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况 ........................................................................ 2-11 2.8.3 被叫 MS 登记了不可及前转业务的情况 ................................................................ 2-12 2.9 被叫用户忙 ...................................................................................................................... 2-14 2.9.1 主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况 ........................................................................ 2-14 2.9.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况 ........................................................................ 2-15 2.9.3 被叫 MS 前转业务活动的情况............................................................................... 2-16 2.10 被叫侧无线话务信道指配失败 ....................................................................................... 2-17 2.10.2 主被叫 MS 在不同的 MSC 内的情况 ................................................................... 2-18 2.11 被叫 MS 久叫不应 ......................................................................................................... 2-18 2.11.1 主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况 ...................................................................... 2-19 2.11.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况 ...................................................................... 2-20 2.11.3 具有呼叫前转业务激活的情况 ............................................................................. 2-21 2.12 释放异常 ........................................................................................................................ 2-22

第 3 章 基本信令流程 ............................................................................................................... 3-1
3.1 鉴权 ................................................................................................................................... 3-2

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GSM 基本呼叫流程

3.1.1 鉴权原理和操作机制 ............................................................................................... 3-2 3.1.2 鉴权流程 ................................................................................................................. 3-4 3.1.3 VLR 鉴权时的异常情况............................................................................................ 3-5 3.2 位置更新 ............................................................................................................................ 3-7 3.2.1 位置更新仅涉及 VLR 的情况................................................................................... 3-7 3.2.2 位置更新涉及本 VLR 和 HLR 的情况 ...................................................................... 3-8 3.2.3 MS 进入新位置区使用旧位置区分配的 TMSI 来标识自己 ....................................... 3-9 3.2.4 IMSI 分离(或关机).................................................................................................. 3-10 3.2.5 IMSI 接入 ............................................................................................................... 3-10 3.2.6 位置更新异常情况 ................................................................................................. 3-10 3.3 MS 做被叫时的取路由信息流程 ....................................................................................... 3-11 3.4 基本切换流程................................................................................................................... 3-11 3.4.1 MSC 内部切换流程 ................................................................................................ 3-11 3.4.2 基本切换流程 ........................................................................................................ 3-12 3.4.3 后续切换流程 ........................................................................................................ 3-13 3.5 短消息流程 ...................................................................................................................... 3-14 3.5.1 短消息业务综述 .................................................................................................... 3-14 3.5.2 移动台终接的点到点短消息业务 ........................................................................... 3-15 3.5.3 移动台始发的点到点短消息业务 ........................................................................... 3-16 3.5.4 移动台终接短消息失败后的即时触发 .................................................................... 3-17

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GSM 基本呼叫流程

第1章 基本呼叫流程
GSM 基本呼叫流程包括:
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移动用户呼叫移动用户主叫侧接续流程 移动用户呼叫移动用户被叫侧接续流程 移动用户呼叫移动用户挂机流程 固定用户呼叫移动用户接续流程 固定用户呼叫移动用户挂机流程 移动用户呼叫固定用户接续流程 移动用户呼叫固定用户挂机流程

1-1

1.1 移动用户呼叫移动用户主叫侧接续流程
主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况。
MSa RACH Um 信道请求 BSSa A MSC B VLR D HLR 内部 接口 AUC A BSSb Um MSb

SDCCH CM service request COMPLETE L3 INFO(包含CM service req.) (CKSN,IMSI/TMSI) CON_CONF Process access req. Send parameters AUT_INFO_REQ (SCCP接续确认 (包含CM service req.) (IMSI/TMSI) 消息CC) AUT_INFO_PROV Authentication para. (IMSI,RAND/SRES/Kc) Authenticate Authentication request(RAND,CKSNn) (IMSI,RAND/SRES/Kc) (RAND,CKSNn) Authen. res.(SRES) 鉴权核对成功 Authentication response(SRES) Set cyphering mode 启动加密 Access req. accepted CM service accept (IMSI/MSISDN) CIPHER MODE COMMAND(Kc) CIPHER MODE COMPLETE 呼叫建立 Setup ( 被叫号码MSISDN) Call proceeding ASSIGNMENT ASSIGNMENT REQUEST COMPLETE Send info. for o/g call setup(包含service indication,call number) Complete Call (包含所请求的呼叫处理信息) 基本业务和补充业务 Send routing info. (MSISDN,补充业务信息) VLR核对IMSI 分配MSRN Provide roaming number(IMSI) roaming number

(内部过程)

Routing infomation acknowledge send info.for i/c call setup 为来话发送消息,VLR将核对参数 page MS(LAI) 寻呼启动 PAGING COMPLETE L3 INFORMATION (包含Page response) Page response

图1-1 移动用户呼叫移动用户主叫侧接续流程

1-2

1.2 移动用户呼叫移动用户被叫侧接续流程
主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况。
MSa Um BSSa A MSC B VLR D HLR 内部 接口 AUC A BSSb Um MSb

连接证实 CON_CONF(SCCP接续确认消息CC) Process access req. Send para. (IMSI/TMSI) AUT_INFO_REQ

AUT_INFO_PROV Authen. para. (IMSI,RAND/SRES/Kc) Authenticate (IMSI,RAND/SRES/Kc) (RAND,CKSNn) Authentication request(RAND,CKSNn) Authentication(SRES) Authentication response(SRES) Set cyphering mode Access request accepted Complete call 完成呼叫(回送被叫用户数据)

CIPHER MODE COMMAND(Kc) CIPHER MODE COMPLETE 呼叫建立Setup 呼叫证实Call confirmed ASSIGNMENT REQUEST ASSIGNMENT COMPLETE 提醒 Alerting 连接 Connect

Alerting Connect Connect

回铃音 网路接续 acknowledge 通话

TCH 振铃 应答

连接证实 Connect acknowledge

图1-2 移动用户呼叫移动用户被叫侧接续流程

1-3

1.3 移动用户呼叫移动用户挂机过程
Um MSa BSSa A MSC B VLR D HLR A (一) 主叫先挂机 断连 释放 Disconnect Release 释放完成 Release 清除命令 CLEAR 清除完成 CLEAR (二) 被叫先挂机 断连 释放 Disconnect 释放 Release 释放完成 Release complete Release MSC释放陆地信道和物理连接 断连 Disconnect complete COMMMAND COMPLETE 断连 Disconnect 释放 Release 释放完成 Release complete
CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE

AUC Um BSSb MSb

释放完成 Release complete CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE

清除命令 CLEAR COMMAND 清除完成 CLEAR COMPLETE

MSC释放陆地信道和物理连接

图1-3 移动用户呼叫移动用户挂机过程

1-4

1.4 固定用户呼叫移动用户接续流程(一)
TUP PSTN GMSC AUC
IAM (MSISDN)
内部接口

D

HLR

VLR

B

VMSC

A

Um

BSSb

MSb

Send routing infomation (MSISDN,,补充业务信息) Routing information ack.

Provide roaming number roaming number IAM
为来话发送信息

Send info for i/c (call setup) Page MS(LAI) 寻呼 PAGING COMPLETE L3 INFORMATION Page response 连接证实CON_CONF

AUT_INFO_REQ
(IMSI,Kc,RAND,SRES)

Send parameter

Process access req.

AUT_INFO_PROV Authentication parameters.
(IMSI,Kc,RAND,SRES)

Authenticate (启动鉴权)

Authentication request(RAND,CKSNn) Authentication response(SRES)

Authentication response (鉴权响应)

图1-4 固定用户呼叫移动用户接续流程(一)

1-5

1.5 固定用户呼叫移动用户接续流程(二)
TUP 内部接口

D

PSTN

GMSC

AUC

B

HLR

VLR
加密启动

VMSC

A

Um

BSSb

MSb

Set cyphering mode

接收接入请求 Access request accepted 呼叫完成 Complete call (回送用户信息) 加密模式命令CIPHER MODE COMMAND) 加密模式完成CIPHER MODE COMPLETE 呼叫建立 呼叫证实 Call Setup confirmed

指配请求 ASSIGN REQUEST 指配完成 ASSIGN COMPLETE ACM ACM 提醒 连接 Alerting Connect

TCH 振铃 被叫应答

连接证实 Connect Acknowledge ANS ANS

通话

图1-5 固定用户呼叫移动用户接续流程(二)

1-6

1.6 固定用户呼叫移动用户挂机过程
TUP 内部接口

D

PSTN
(一)

GMSC

AUC

HLR

VLR

B

VMSC

A

Um

BSSb

MSb

固定用户先挂机 CLF CLF RLG RLG 释放 释放完成 GMSC释放陆地 信道与物理连接 CLEAR COMMAND Release Release complete 清除命令 拆线

Disconnect

CLEAR COMPLETE 清除完成

(二)

移动用户先挂机 CBK CBK CLF CLF RLG RLG

拆线 释放

Disconnect Release

释放完成

Release complete

清除命令 GMSC释放陆地 CLEAR COMMAND 信道与物理连接 CLEAR COMPLETE 清除完成

图1-6 固定用户呼叫移动用户挂机过程

1-7

1.7 移动用户呼叫固定用户接续流程
A 主 叫 M S

B S S

M S C

V L R

H L R

A U C

ESD XTN CN ( PS / I

R A C H S D C C H

信 道 请 求
CV M-R SE EQ R PCE RCQ OE CS AR C QS E O( Q N CV - MR -R E E ) __ R CN OF N C O ( 连 接 证 实 ) 鉴A E 权T 请求 Q U H R 鉴权E 响 应 A S U T H R C V () M _ C接 _A M 受 SC 业 RC 务 EP C D (令 I - 加) PC 密 _M MD 模 O 式 命 C D (成 I _ 加) PC _O 密 MM OP 模 式 完 S( E 呼 T 叫 U P 建 立 ) SC . F . O . CA OL ML P _ C 处 理 访 问 请 求 A U T H 启 动 鉴 权 AE US T H R 鉴 权 响 应 SC TI AP R T _ 启 动 加 密 ACQ CE PS __ AR CE 接 受 访 问 请 求 AAQ UR TA H_ _R PE 鉴 权 信 息 请 求 鉴 权 参 数 请 求 ANO UFV TO H_ _P IR AA UR TA H _ P (K) IC M. SR I. .S (K) IC M. SR I. .S AAQ UR TA H_ _R PE

为息 去 话 发 送 信 完 成 呼 叫 (息 回) 送 用 户 信

CR 叫 AO 处 LC L( _ 呼 P 理 ) AQ 请 S( S 分 _ 配 R E 求 ) A M配 SP 完 S( - 分 C O 成 )

初I I 始M 地I 址 消 息 A / A 发( 地A 址M 全 消 息 C ) A l e r t C O N N CC OK N N A 发A 应C 答 消 息 ( N )

( 通 话 )

图1-7 移动用户呼叫固定用户接续流程

1-8

1.8 移动用户呼叫固定用户挂机流程
主 叫 MSA
主叫先挂
Rel释 放 Rel-COMP DISC

BSS
Disc拆 线 Rel释 放

MSC

VLR
CLF( 释 放 连 接 )

HLR

AUC

EXC( PSTN/ISDN

Rel-COMP释 放 完 成 Clear CMD清 除 命 令 Clear COMP清 除 完 成

MSC释 放 陆 地 信 道 及 物 理 连 接 RLG(释 放 保 护 /释 放 完 成 消 息 )

CBK(清 后 向 /释 放 消 息 ) Disc拆 线 CLF(清 前 向 /释 放 完 成 消 息 ) Rel释 放 Rel-COMP释 放 完 成

固定 被叫 先挂

Clear CMD清 除 命 令 Clear COMP清 除 完 成 MSC释 放 陆 地 信 道 及 物 理 连 接 RLG(释 放 保 护 信 号 )

图1-8 移动用户呼叫固定用户挂机流程

1-9

第2章 呼叫异常流程
2.1 VLR 返回一个否定的“访问请求消息”
M A P B S S A P U M A B M S A B S S M S C V L R
P R O C _ A C C E S S _ R E Q ( 处 理 接 入 访 问 请 求 )

P求 R ” O 消 C _ 息 A 的 C C 返 E S 回 S _ 中 R 获 E J 得 E C 一 T 个 在 “ 访 问 请 否 定 结 果 , 否 定 原 因 可 能 为 : - - 未 知 用 户 ( U N K N O W N S U B S C R I B E R ) 接 入 访 问 请 求 的 否 定 确 认 C绝 M ) S E R V I C E R E J E C T ( 呼 叫 业 务 拒 - - 非 识 别 用 户 ( U N I D E N T I F I E D S U B S C R I B E R ) C L E A R 清 除 命 令 ( 释 放 有 关 专 用 信 道 资 源 ) C L E A R C O M P 清 除 完 成 ( 完 成 有 关 专 用 信 道 资 源 释 放 )

图2-1 VLR 返回一个否定的“访问请求消息”

2-1

2.2 移动用户不允许呼出
B S S A P M A P U M A B M S A B S S M S C V L R
“ 访 问 请 求 ”

“ 访 问 请 求 ” 的 否 定 确 认 ( 例 如 M S C 为 鉴 权 发 送 信 息 到 V L R ) ( 如 果 确 认 是 一 个 错 误 消 息 , 如 断 连 ( M S C 启 动 M S 内 的 一 清 呼 除 叫 过 被 程 禁 ) 止 等 等 ) 释 放 (S MC S) 响 应 “ 断 连 ” , 发 送 释 放 到 M 这 个 呼 叫 被 释 放 发 送 “ 释 放 完 成 ” 到 M S , 指 示 M S 释 放 清 除 命 令 通 知 B S S 释 放 有 关 专 用 资 源 清 除 完 成
B S S 已 经 完 成 相 关 专 用 资 源 的 释 放

图2-2 移动用户不允许呼出

2-2

2.3 移动用户话音信道分配失败
UM MS-A BSS BSSAP A MSC

ASSIGN REQ(指 配 请 求 ) (PCM电 路 , 无 线 信 道 识 别 ) ASSIGN FAILURE(指 配 失 败 ) (RR原 因 ) 拆 线 (断 连 ) (MSC启 动 在 MS内 的 清 除 过 程 ) 释 放 (MS发 送 释 放 消 息 到 MSC, 响 应 断 连 ) 释 放 完成 MSC和 MS完 成 了 释 放 过 程 清 除 命 令 ( 包 括 MSC释 放 地 面 信 道 ) (MSC通 知 BSS释 放 未 用 资 源 ) 原 因可 能 是 如 : 陆 地信 道 不 可 用 , 无 有效 无 线 资 源 等

清 除 完 成 (BSS完 成 了 相 关 资 源 的 释 放 )

图2-3 移动用户话音信道分配失败

2-3

2.4 对被叫移动用户选路失败
当呼叫一个 MS当 呼 叫 一 个 MS 当前所在位置,GMSC(或被 叫 M S 当 前 所 在 位 置 ,MSC 的路由信息, 时,为了确定被叫 M S 时 , 为 了 确 定 MSC)首先向 HLR 请求到被叫 MS 所在 G M S C ( 或 此时如果 HLR 发生选路失败,流程如下:

M SC) 首 先 向 HLR请 求 到 到 被 叫 M S所 在 M SC的 路 由 信 息 , 此 时 如 果 HLR发 生 选 路 失 败 , 流 程 如 下 :
UM BSSAP A BSS MSC MAP C HLR

MS-A

SEND_ROUT-INFO_REQ(发 送 路 由 信 息 请 求 ) 发送路由信息请求的否定确认 断 连 (MSC启 动 MS内 的 清 除 过 程 ) (MSC启 动 MS的 清 除 过 程 ) 释放 (MS发 送 释 放 到 MSC, 响 应 “ 断 连 ” ) 释放完成 清除命令 MSC通 知 BSS释 放 专 用 资 源 清除完成 (BSS完 成 相 关 专 用 资 源 释 放 ) 这个呼叫被释放 拒绝原因可能是: Uknown subscriber call bearred system failure 等

图2-4 对被叫移动用户选路失败

2-4

2.5 从被叫用户所在局收到 TUP 失败信号
当呼叫接续处理到访问被叫用户,发送 IAM 后收到对局发回的失败信号。

/ I S D N B S S T A U P P U M A ( E ) M S A B S S M S C E X C / M S C

I A M 收 号 N O . 7 信 令 失 败 消 息 如 C G C 电 路 群 拥 塞 收 忙 到 失 败 信 号 T (B U T被 U叫 P ) S P S L O S 线 路 不 工 作 断 连 ( 除被 M 过清 S 程除 C 启 动 M S 内该 的呼 清叫 ) 清 前 向 消 息 C L F ( T U P ) 表 示 M S C 号 响 应 断 连 , (N 已 发 释 接 送 放 受 释 完 失 放 成 败 到 消 信 M S C 息 I S D ) 释 放 完 成 M 程 S C 和 M S 完 成 释 放 过 (信 包 括 M S C 释 放 地 面 清 除 命 道 令 ) M用 S 资 C 源 通 知 B S S 释 放 专

清 除 完 成 释 放 保 护 信 号 ( T U P ) (资 B 源 S 释 S 完 成 相 关 专 用 放 )

图2-5 从被叫用户所在局收到 TUP 失败信号

2-5

2.6 被叫用户关机
被叫用户 MS-B 已关机, 则在 VLR 中设置了 IMSI 分离标志, 那么 HLR 请求 MSRN 时, VLR 因该 MS 已有分离标志而作 MSRN 分配失败。HLR 则返回一个“MSRN 请求”否定的结果。

2.6.1 主被叫 MS 在同一个 MSC 内的情况

B M S A S P A P B U A M H L R M B MV S S SL - S CR A

S请 E 求 N 路 D _ 由 R O 信 U T 息 I ) N F O _ R E Q (

游 号 V请 L 求 R 漫 发 现 该 M 码 S 的 I M S I 已 设 置 了 分 离 标 志 请 求 漫 游 号 码 否 定 响 应 ,

失 败 原 因 为 缺 席 用 户 路 由 信 息 请 求 否 定 证 实

断 连 清 除 该 呼 叫 ( ) M S C 启 动 M S 内 的 清 除 过 程 响 应 断 连 , 发 送 释 放 到 M S C

释 放 完 成 M S C 和 M S 完 成 释 放 过 程 ( 包 括 M S C 释 放 地 面 信 道 ) 清 除 命 令

释 放 B S S 专 用 资 源

清 除 完 成 完 成 B S S 专 用 资 源 的 释 放

图2-6 被叫用户关机-主被叫 MS 在同一个 MSC 内的情况 2-6

2.6.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况
T M U P B /A S IP SS AD PN U M (B E A) B ML R S SR ( S C( B ( (B ) A A) ) ) V M S A HL
S E N D _ R O U T I N F O _ R E Q PR R O V _ R O A M I N G N U M B E

M S 已 设 置 了 PE RJ OE VC _分 R离 O 标 A 志 M N U M B E R _ R T SE EC NT D原 _ 因 R 为 O U “ T 缺 I 席 N 用 F O 户 _ R ” E J D I S C 断 连 ( ) M S C 启 动 M S 内 的 清 除 过 程 R E A L S E 释 放 释 放 完 成 清 除 命 令 M S C 通 知 B S S 释 放 专 用 资 源 清 除 完 成 B S S 完 成 专 用 资 源 的 释 放

图2-7 被叫用户关机-主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况

2-7

2.6.3 被叫用户关机但通过呼叫前转仍可接通的情况
被叫虽然关机(VLR 中设置了 IMSI 分离标志),但具有前转业务并且又处激活状态的情况下,本呼叫接续通过前线仍可接通。 被叫虽然关机(VLR中设置了IMSI分离标志),但具有前转业务并且又处激活状态的情况下,本 呼叫接续通过前转仍可接通。
TUP/ISUP (E) MSC(C) Um MS BSS BSSAP A MSC(A) TUP/ISUP (E) MSC(B) MAP B VLR(B) MAP D HLR

VLR(C) 之前同正常去话处理 IAM(TUP/ISUP) 为来话请求被叫参数 返回? 连接到跟踪地址“ 前转数据,MSISDN) 请求路由信息

提供MSRN MSRN ACK

返回路由信息 启动前转局MSC(发送IAM)

TUP/ISUP

之后同正常来话处理

图2-8 被叫用户关机-通过呼叫前转仍可接通的情况

2-8

2.7 VLR 指示被叫用户不可能接入
如果 VLR 收到的来话用户不可能接入,如该用户呼叫被禁止或 VLR 收到非期望值时,则本次呼叫释放。 下面是 MS-B 与 MS-A 在同一 MSC 内的情况。
M A P B S S A P U m B A M B S A S S M S C V L R

S .建 F .立 I 发 . 送 C ( 为 来 话 信 息 )

D I S C ( 断 连 ) ( M S C 启 动 M S 内 的 消 除 过 程 )

返 回 一 个 否 定 的 确 认 ( 否 定 的 确 认 可 能 为 : 呼 叫 禁 止 , ( : 正 常 情 况 下 应 该 为 寻 呼 命 令 ) 非 期 望 值 等 )

R“ S E 释 L, 释C 放 ( M ) S息 响 应 “ 断 连 ”” 消 息 发 放 消 到 M R E L C O M P 释 放 完 成 M S C 和 M S 完 成 了 释 放 过 程 ( 包 括 M S C 释 放 地 面 信 道 )

C L E A R 消资 除源 命 令 释 放 B S S 专 用 完 成 B S S 专 用 资 源 的 释 放 C L E A R C O M P 消 除 完 成

图2-9 VLR 指示被叫用户不可能接入

2-9

2.8 无寻呼响应
2.8.1 主被叫 MS 在同一个 MSC 内的情况
M A P B S S A P B A B S S M S C V L R

U m M S A

为 来 话 建 立 发 送 信 息 I M S R N … ) 寻 呼 ( I 位 M S I置 / 区 T M S I , ) M 如 S C 启响 动应 寻超 呼时 果 寻 呼 , 可 重 复 尝 试 尝 试 间 隔 和 次 数 由 网 络 选 择

返” 回到 寻V 呼R 失) 败 ( M S C 回 送 “ 缺 席 用 户 L 完 成 呼 叫 断 连 ( M S C 启 动 M S 内 的 消 除 过 程 ) 释M 放S () M S“ 响 应 ”” C 断 连 “ 到 而 发 释 放 释 放 完 成

( 完 成 呼 叫 消 息 , 在 这 里 实 质 上 是

V确 L 种 R。 对 缺 席 用 户 消 息 的 一 认

如 果 该 M S 具 有 前 转 活 动 时 , 此 处 将

由 “” 消 连 接 下 地 址 消 息 替 代 本 息 。 )

M S C 和 M S 完 成 了 释 放 过 程 ( 包 括 M S C 释 放 地 面 信 道 ) 消 除 命 令 释 放 B S S 专 用 资 源 消 除 完 成 完 成 B S S 专 用 资 源 的 释 放

图2-10 无寻呼响应-主被叫 MS 在同一个 MSC 内的情况

2-10

2.8.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况
M A P B S S A T P U P / I S D N U m A (B E ) S M S S M B S A C (B A ) M S C () ) V L R ( B

II A M ( T U P / S D N ) S息 . 来 F ) . 话 I ” . C ( 为 “信 发 送

断 连 ( M S C 启 动 M S 内 的 消 除 过 程 ) 释 放 ( 发 M S S 响 应 断 连 而 释 放 消 息 到 M C ) 释 放 完 成

返 回 一 个 否 定 的 确 认 M S ( 被 ) 为 — 呼 叫 禁 止 C/ B I KS 清 后 向 /T 释 放 消 息 ( U P D N ) — 这— 个非 呼期 叫望 被 释 放 — 消 除 该 呼 叫 — — 等 等 清 前 向 消 息 C L F ( T U P ) M S C ( 或A 释 已 放 接 完 受 成 释 ( 放 I S) D N )

M S C 和 M S 一 起 完 成 释 放 过 程 ( 包 括 M S C 释 放 地 面 信 道 )

消 除 命 令 M S C 通 知 B S S 释 放 专 用 资 源 消 除 完 成 B S S 完 成 专 用 资 源 的 释 放 释 放 保 护 信 号 ( 仅 T U P )

图2-11 无寻呼响应-主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况

2-11

2.8.3 被叫 MS 登记了不可及前转业务的情况
T U P / I S D N ( E ) T U AA PM I SP P B/ S D S N A P M ( E ) U m A BD S) S M S( C) ( L R M( SV H C B B ) L R M S - BA A

M S C ( C )

V L R ( C ) 此 前 同 正 常 去 话 处 理 II A M ( T U P / S D N ) 为 来 话 建 立 发 送 信 息 M呼 S 寻 / B S S 启 动 寻 呼 ( 寻 呼 超 时 ) 返 回 寻 呼 失 败 发 送 “地 连 接 到 前 向 址 ” 消 息 ( 前 向 地 址 , M S I S D N ) 请 求 路 由 信 息 提 供 M S R N M S R N A C K 返 回 路 由 信 息 启 动 前 T 转 U 局 P M S C (N 发 送 I A / M ) I S D

之 后 同 正 常 来 话 处 理

图2-12 无寻呼响应-被叫 MS 登记了不可及前转业务的情况 2-12

2-13

2.9 被叫用户忙
2.9.1 主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况

M A P B S S A P U m B A M S B S S M S C V L R

为 来 话 建 立 发 送 信 息

( M S R N , I M S I … )

返 回 用 户 忙 V L R 根 据 该 用 户 的 标 志 位 确 认 用 户 忙 , 而 无 前 转 播 放 录 音 通 知 断 连 释 放 释 放 完 成

M S C 和 M S 完 成 了 释 放 过 程 ( 包 括 M S C 释 放 地 面 信 道 ) 消 除 命 令 释 放 B S S 专 用 资 源 消 除 完 成 完 成 B S S 专 用 资 源 的 释 放

图2-13 被叫用户忙-主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况

2-14

2.9.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况

I S D M N A B S T S U A P P / P U m A ( E ) B C ( B L ) M( S B MMV A S S A S ) R ( B ) S C A ( )

IN A M ( T U P / I S D )

S . 立 F . 发 I 送 . C 为 来 话 建 信 息

返 回 用 户 忙 ( 确 认 用 户 忙 消 息 , ( T U P 合 适 消 息 ) 而 无 前 转 ) 清 后 向 /D 释 放 ( T U P / I S N ) 这 个 呼 叫 被 释 放 释 放 该 呼 叫 断 连 清 前 向 /F 释 放 消 息 C L ( T U P ) M S C ( A ) 已 接 受 释 放

( M S C 启 动 M S 内 的 消 除 过 程 ) 释 放 保 护 信 号 ( 仅 T U P ) 释 放 ( M S) 响 应 断 连 而 发 释 放 消 息 到 M S C 释 放 完 成 M S C 和 M S 一 起 完 成 释 放 过 程 ( 包 括 M S C 释 放 地 面 信 道 ) 消 除 命 令 M S C 通 知 B S S 释 放 专 用 资 源 消 除 完 成 B S S 完 成 专 用 资 源 的 释 放

图2-14 被叫用户忙-主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况 2-15

2.9.3 被叫 MS 前转业务活动的情况

T U P / I S D N ( E ) M S C ( C ) T I N B U MA SP S/ AS A M PD P P U m ( ) AE B D M S( A ) M( BC BL S( S A ) A) SS MV C R H ( BL ) R

此 前 同 正 常 处 理 V L R ( C ) I/ A M ( T U P I S D N ) 为 来 话 建 立 发 送 信 息 寻 呼

返 回 用 户 忙 发 送 “ 地 连 接 到 前 向 址 ” 消 息 ( 前 向 地 址 , M S I S D N ) 请 求 路 由 信 息 提 供 M S R N M S R N A C K 返 回 路 由 信 息 发/ 初S 始 ) 地 址 启消 动息 前I 转M 局 MA N S C ( T U P I D

之 后 同 正 常 来 话 处 理

图2-15 被叫用户忙-被叫 MS 前转业务活动的情况

2-16

2.10 被叫侧无线话务信道指配失败
2.10.1 主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况
B S S A P U m A M S A B S S B S S A P A

U m

M S C

B S S

M S B

指 配 请 求 指 配 失 败 ( 陆 地 信 道 无 效 , 无 有 效 无 线 资 源 ) 这 个 呼 叫 将 被 释 放 断 连 断 连 ( 启 动 M S 内 清 除 过 程 ) 释 放 释 放 ( M S 响 应 清 除 )

释 放 完 成

释 放 完 成

M 释 S 包 C 和 地 M叫 S放 完信 成道 释) 放 过 程 ( 括 主 侧 面 消 除 命 令 消 除 命 令 通 知 B S S 释 放 专 用 资 源 消 除 完 成 消 除 完 成 B S S 完 成 专 用 资 源 的 释 放

图2-16 被叫侧无线话务信道指配失败-主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况 2-17

2.10.2 主被叫 MS 在不同的 MSC 内的情况
B S S A P B S S A P T U P / I S D N U m m A U A S M SS SS C M B S C BM M S - B A S 指 配 请 求 陆 地 信 道 无 效 , 指 配 失 败 源 T U P 合 适 消 息 无 ( 有 清 效 后 无 向 线 ) 资 这 个 呼 叫 将 被 释 放 断 连 或 释 放 消 息 ( I S D N ) 该 呼 断释 述放 ( 启 动 M S 内 清 除 过 程 ) 叫 释 放 释 放 完 成 M 括 S C 和 M S 完 成 释 放 过 程 包 释 放 完 成 M ) S C 释 放 主 叫 侧 地 面 信 道 清 除 命 令 请 求 B S S 释 放 专 用 资 源 B S S 完 成 专 用 资 源 释 放 清 除 完 成 清 除 命 令 清 前 向 C L F / 释 放 完 成 清 除 完 成 ( T U P / I S D N ) 释 放 保 护 信 号 ( 仅 T U P ) 释 放 ( M S 响 应 断 连 )

图2-17 被叫侧无线话务信道指配失败-主被叫 MS 在不同的 MSC 内的情况

2.11 被叫 MS 久叫不应
如果被叫久叫不应,则网络对主叫和被叫启动清除过程。

2-18

2.11.1 主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况
B B S S S S A A P P U m m A A U M S - B M B A S S S M S C S S B

提 醒

提 醒

久 叫 不 应 这 个 呼 叫 将 被 释 放 ( 在 “ 完 成 呼 叫 ” 的 M A P 消 息 中 无 “ 久 叫 不 应 ” 前 转 指 示 时 ) 断 连 断 连 ( 启 动 M S 内 清 除 过 程 ) 释 放 ( M S 响 应 清 除 ) 释 放

释 放 完 成 释 放 完 成 M 包 S 括 C 和 MM SS 完 成 释 放 过 程 ( C 释 放 地 面 信 道 及 主 叫 侧 物 理 连 接 ) 清 除 命 令 清 除 命 令 通 知 B S S 释 放 专 用 资 源 清 除 完 成 清 除 完 成 B S S 完 成 专 用 资 源 的 释 放

图2-18 被叫 MS 久叫不应-主被叫 MS 在同一 MSC 内的情况

2-19

2.11.2 主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况
B S S A P B S S A P T U P / I S D A U N U m m A B S S BM SS SM S C B M S A M S C 提 醒 地 址 全 ( A C M ) 提 醒 久 叫 不 应 T U P / I S D N

清 后 向 / 释 放 ( ) T U P / I S D N 断 连 断 连 ( 启 动 M S 内 清 除 过 程 ) 释 放 释 放 ( M C 响 应 断 连 )

释 放 完 成

和 M1 S1 完 成 释 放 过 程 ( . 1 说 明 ) 释 放 M 见 完 S 4 成C . 通 知 B S S 释 放 专 用 资 源 清 除 命 令 B S S 完 成 专 用 资 源 释 放 清 除 完 成 清 除 命 令 清 前 向 C L F / 释 放 完 成 清 除 完 成 ( T U P / I S D N ) 释 放 保 护 信 号 ( 仅 T U P )

图2-19 被叫 MS 久叫不应-主被叫 MS 在不同 MSC 内的情况

2-20

1.

遇忙转 无应答转 无条件转 不可及转 (对方关机或停机)
T U P / I S D N ( E )

2.11.3 具有呼叫前转业务激活的情况

2. 3. 4.

M S C ( C )

U m M S A

M A P B S S A P M A P B T U P / I S D N A D S C ( A M ) B S S M S C ( B ) H L R V L R ( B ) 此 前 同 正 常 处 理

B S S / M S

提 醒 久 ( 超 时 ) A叫 C 不 M 应 提 醒 提 醒

V L R ( C )

( 时 在 , “ 完 成 呼 叫 ” 消 息 指 示 久 叫 不 应 前 转 定 返 , 回 M出 “S “ 无在 用该 户消 应息 答返 ”回 则 无 此 定 时 超 时 后 C 中 指 用 户 应 答 ”

发 送 “ 连 接 到 跟 随 地 址 ” ( 前 转 地 址 M 路 S 由 I S 信 D N ) 请 求 息 提 供 M S R N M S R N 回 送 路 由 信 息 M A S C R K N

( T U P / I S D 启 IN 动 A) 前 转 局 M始 S 地 C 址 发 初 消 息 M

之 后 同 正 常 来 话 处 理

图2-20 被叫 MS 久叫不应-具有呼叫前转业务激活的情况 2-21

2.12 释放异常
B S S A P B S S A P T U P / I S D A N U m U m A B B ) ) S ( A M ) S C M ( S A C B M ) ( S S B S C ) ( ( M S - B A S

S C 断 连 D I S 异 常 1C D : I M S ( A ) 侧 异 常 2 : M S ( B ) 侧 清 前 向 / 释 放 信 号 无 断 连 响 应 ( 无 DD 连 II 响 SS CC 应 断 连 无 断 ( 无 R R e e l “ 释 放 l 完 释 成 放 ” ) “ 释 放 信 号 ” ) 释 放 保 护 / 释 放 完 成 未 收 到 释 放 响 应 则 未 收 到 释 放 响 应 则 “ 释 放 ” 信 号 复 R e l 信 号 R e 重 l 之 后 这 个 过 程 必 须 如 R e l 释 放 再 释 放 ” 信 号 正 常 释 放 M, 那S 之 样C 完 发 成“ 后 必 须 如 正 常 释 放 那 样 完 成

DD II SS CC 断 连 异 常 4 : M S ( A ) 侧 清 后 向 / 释 放 信 号 异 常 3 : M S ( B ) 侧 无 断 连 D 响I 应C ( 无连 D I S S C 断 无 断 ( 无 Re 响 el 应 l释 R连 放 “ 释 放 消 息 ” ) “ 释 放 完 成 ” ) 清 前 向 / 释 放 完 成 释 放 保 护 ( T U P ) “ 释 放 完 成 ” 信 号 未 收 到 , 如 未 收 到 响 应 断 连 的 M, S 之 C 重 发 “ 释 放 信 号 ” 放 消 息 ” , M S C 发 R “ e 释 l 后 必 须 如 正 常 释 放 那 样 完 成 释 放 消 息 给 M S 之 后 如 正 常 释 放 那 样 完 成

图2-21 释放异常流程

2-22

M900/M1800 移动交换中心/拜访位置寄存器

技术手册

基本流程

第3章 基本信令流程
GSM 基本信令流程包括:
? ? ? ? ?

鉴权流程 位置更新流程 MS 做被叫时的取路由信息流程 基本切换流程 短消息流程

3-1

M900/M1800 移动交换中心/拜访位置寄存器

技术手册

基本流程

3.1 鉴权
3.1.1 鉴权原理和操作机制
鉴权是通过比较 MS 提供的鉴权响应和 AUC 提供的鉴权三参数组之间是否 一致进行判断的,首先明确 MS 中 SIM 卡和 AUC 中存贮的信息:
?

SIM 卡中: 固化数据:IMSI,Ki,安全算法。这些内容不会更改。 临时的网络数据 TMSI,LAI,Kc,被禁止的 PLMN 业务相关数据

?

AUC 中: 用于生成随机数(RAND)的随机数发生器 鉴权键 Ki 各种安全算法,这些安全算法和 SIM 卡中的算法相一致。 AUC 的基本功能是产生三参数组(RAND、SRES、Kc),其中:
? ? ?

RAND 由随机数发生器产生; SRES 由 RAND 和 Ki 由 A3 算法得出; Kc 由 RAND 和 Ki 用 A8 算出。

三参数组产生后存于 HLR/AUC 中。当需要鉴权时,由 MS 所在服务区 的 MSC/VLR 从 HLR/AUC 中装载至少一套三参数组为此 MS 服务。 具体到某次鉴权时,如果此时 VLR 中还有该 MS 的三参组(或者允许 重复使用三参组),则 HLR/AUC 不参与鉴权过程,VLR 直接向 MS 下 发鉴权命令;如果 VLR 中已经没有该 MS 的三参组,则需首先向 HLR/AUC 取三参组。

3-2

KI) IM +D (R S A I N 制 卡 中 心 I, MK SI I AAA 385 、) ( S卡 I M I, MK SI I A AA 3 85 、) ( KI) IM +D (R S A I N

A 3

S R E S K C

A 8

M + K C KM C) ( () MS SS / B

A 5

A 5
HA LU RC / A U C Im M ) I) S ( KM ( ( In M )I) S ( KN KI) IM ( S I R A N D AA 83 发 生 器 V L R S I M H L R R A N D K I k c S E R S C K S N 1t 6e b y 1t 6e b y 8e b y t 4e b y t 1e 3 b中 y低 t 位 KMK C) ( + C M () MS SS / B

鉴 权 请 求

R A N D

K C

S R E S KI) IM ( S I

I缓 M冲 S 器 I K S C R E1 S E S R A N K S 2临 D C R 时 数 据 E S R A N K S 5 D C R R A N D

R A N D

C K S N

R A N D B S S

AA 83 K C

K C S R E S S R E S 检相 验符 是 否

图3-1 鉴权原理示意图

3-3

3.1.2 鉴权流程
HLR/AUC

MS

BSS

MSC

VLR

REQUEST(CKSNo,IMSI/TMSI) (与呼叫建立,位置更新,补充业务 有关的业务请求) 相关MAP消息 (CKSNo,IMSI/TMSI) Send parameters (IMSI/TMSI)
Authentication parameters

Authentication request (RAND,CKSNn) Authentication response(SRES)

Authenticate (RAND,CKSNn)

(RAND/SRES/Kc)

成功:合法用户 Authentication response (SRES) 相关的MAP消息响应 RESPONSE(相关业务请求接受) Authentication reject 合法用户 非法用户 鉴权核对 失败:非法用户

合法用户:业务请求接收消息 非法用户:业务请求拒绝消息

图3-2 鉴权流程

3-4

3.1.3 VLR 鉴权时的异常情况

V L R 不 认 识 T M S I :
M A P A P B S S A P M U m D B A M S B S S M S C V L R H L R / A C

相 关 业 务 请 求 M A P 消 息 ( 请 求 ) ( 呼 叫 建 立 /( 位 置 更 新 / 补 充 业 务 短 消 息 ) ( C K S N , I M S I / T M S I ) 1 , 请 求 询 问 用 户 S 2 , 2 , I 用M 户I 身 份 请 求

3M , 身 份 响 应 ( 上4 报, ( 该身 I S 的证I I M S I ) 份M 实 ( I 数 M 请 S I 求 ) 5S , 鉴 权 参 )

6 S , 回 送 ( I M S I , K C , , R ) 7 , 鉴 权 启 动 7 , 7 , ( C K S N , R ) 8 , 鉴 权 响 应 8 , 8 ,

M A P 消户 息) ( 接 受 请 求 ) 鉴 权 成 功 ( 合 法 用

鉴 权 失 败 ( 非 法 用 户 ) 或 ( 拒 绝 请 求 )

图3-3 VLR 鉴权时的异常情况 1

3-5

非 即 对 提 确 应 法 用 鉴 供 的 : 用 户 权 一 鉴 户 不 请 个 权 , 能 求 正 响
BP S S A U m M S B S S M A P E M S C V L R

A

鉴 权 请 求

(P L M M S A C : 3 )

鉴 权 启 动 () C, K R S N

() C, K R S N 鉴 权 响 应 ( S ) 鉴 S 权 ) RS 的 响 应 ( V M报 L 上S 对 S与 R E 从的 H 到 行 L R 得S S进 R E 核 致 对 , , 则 不 鉴 一 权 绝 失 该 败 用 , 户 拒 鉴 非 权 法 异 用 常 户 ( )

鉴 权 拒 绝 M到 将 S 鉴 收 绝 权 拒 停 动 止 所 有 活

图3-4 VLR 鉴权时的异常情况 2

3-6

3.2 位置更新
位置更新主要有:正常位置更新;周期位置更新;IMSI 附着/分离;当 HLR 被置于故障指示时,VLR 收到 MS 发出的业务操作。

3.2.1 位置更新仅涉及 VLR 的情况
MS 进入新位置区,新旧位置区在同一 MSC 覆盖区域内,即 VLR 并未改变。
B S M S A A P P U m A B R B CV S ML S M SS 1息 、 位 置 更 新 请 求 ( L 3 消 ) 2 、 更 新 位 置 区 (I , C ) KI S N , I, M S IO / L M S I n O L A I A 3) 、 鉴 权 启 动 ( C K S N , R 3 、 3 、

4 、 4 、 鉴 权 响 应 ( S ) 4 、 S R E S 成 功 后 重 5 、 启 动 加 密 ( 鉴 K新 C )权 配 T M I , 存 6 、 新 前 位 传 置 新 TS M S 储 I 分 L A I 和 C K S N 7 、 位 置 更 新 接 受 、 加 密 模 式 命 令 ( C ) 8 8 、 K

9 、 加 密 模 式 完 成 9 、 开 1 0 、 位 置 新 接 受 始更 ( T M S I N , L A I ) 加 T 1 1 、 M S I n 完 成 密 1 2 、S TL MT S 老 I 实 再 分 配 完 成 证 V R 清 除 的 M I 存 储 T M S I n 传 新 T M S I L 3 A除 I n清 1 、 ( 释 放 资并 源记 )存 送 1 4 、 清 除 完 成

图3-5 位置更新仅涉及 VLR 的情况

3-7

3.2.2 位置更新涉及本 VLR 和 HLR 的情况
当 MS 进入新的 VLR 或 MS 首次登录,或相关网络数据丢失后,且 MS 都使用 IMSI 来标识自己。
Um MS BSS 1、位置更新请求(L3消息)
2、更新位置区 (CKSN,IMSI,LAIO,LAIn)
4、回送鉴权参数(IMSI,KC,S,R)

BSSAP A MSC

MAP B VLR

MAP D

HLR/AC 来访IMSI 3、鉴权参数请求(IMSI)

5、 6、鉴权响应

5、 6、

6、鉴权启动(CKSN,R)
6、SRES
鉴权成功后重新分配TMSI,存储 新位置区LAI和CKSN 7、更新位置

(IMSI,VLR号,LMSI,LAIn)
8、插入用户数据 (IMSI用户数据) 插入用户数据证实

VLRO 取消位置(IMSI) 取消位置证实(IMSI) (允许漫游)

8、位置更新接受(HLR号)

10、启动加密(KC) 11、前传新TMSI

10、 13、加密模式完成 14、 15、TMSI再分配完成 MS存储 TMSIn LAIn

10、加密模式命令(KC) 13、
14、位置更新接受

12、位置更新接受

TMSIn, LAIn 15、TMSI再分配完成证实

17、清除(释放资源) 18、清除完成

VLR存储TMSI

图3-6 位置更新涉及本 VLR 和 HLR 的情况

3-8

3.2.3 MS 进入新位置区使用旧位置区分配的 TMSI 来标识自己
当 MS 进入新的 VLR(VLR2)位置区,请求位置更新时使用的是前一个 VLR(PVLR)分配的 TMSI 来标识自己。为得到该 MS 的鉴权 三参组,VLR2 需要知道该 MS 的归属 HLR 地址信息,VLR2 可以从 IMSI 分析得到该信息,为了得到该 MS 的“IMSI”,VLR2 需要同 PVLR 通信,故此时位置更新将涉及 VLR2、PVLR 和 HLR。
Um MS BSS 1、位置更新请求(L3消息)
2、更新位置区 (CKSN,TMSI,LAIO,LAIn) MAP A MAP B MAP D VLR2 PVLR

MSC

HLR/AC

新的来访TMSI不认识,从LAIO算出PVLR地址 3、请求PVLR发参数(TMSI LAIO) 注:

5、 6、鉴权响应

5、 6、

5、鉴权启动(CKSN,R) 4、IMSI响应 (TMSI,IMSI,KC,R,S)
6、SRES

鉴权成功后,重新分配TMSI,存储新位置区LAI和CKSN 7、更新位置(IMSI,VLR号,LMSI) 插入用户数据(IMSI用户数据) 插入用户数据证实 8、位置更新接受(HLR号)

11、启动加密(KC) 12、前传新TMSIn

取消位置(IMSI) 取消位置证实(IMSI)

14、 15、加密模式完成 16、 17、TMSI再分配完成 存储 TMSIn、 LAIn

14、加密模式命令 15、
16、位置更新接受

13、位置更新接受

TMSIn, LAIn

18、TMSI再分配完成证实 19、清除(释放资源) 20、清除完成

注:若PVLR无IMSI响应,则VLR2另可通过向MS请求询问IMSI,得到MS的IMSI标识后接下去处理位置更新
图3-7 MS 进入新位置区使用旧位置区分配的 TMSI 来标识自己

3-9

3.2.4 IMSI 分离(或关机)
B S S A P M A P U m A B M S V L R M S C B S S 1 .I I 离3 M S 分L 信 息 2I .I 分 离 M S ( D eI a t S c h I M ) 3( .命 清源 除) 令 释 放 资 4 .完 清 除 成

图3-8 位置更新-IMSI 分离(或关机)

3.2.5 IMSI 接入
IMSI 重新进入活动状态,而位置自从 IMSI 分离后已改变,则如 3.2.1 那样通 过位置更新过程来完成;如位置自从 IMSI 分离后未改变,则 IMSI 接入过程 通过如下描述完成(本过程仅在 VLR 中已设置了 “IMSI 分离” 标志之后使用)。
B S S A P M A P U m A B M S V L R M S C B S S 1 求 . 新信 位 置 L 更 3 请息 ( Ia M S Ih t t a c ) 2 .M 接 入 I S I IA 变 n = l位 o 改 ( a tI tM L 即 a c h S A 置 I )L 未 否 则 发 “位 更 新 置 区 ” M I 接 4 受 . 新 位 认. 入 置 )S 更 接 ( 接 入 3 实 确 I 证 5 释 . 令 清 除 命 ( 放 资 源 ) 6 . 成 清 除 完

图3-9 位置更新- IMSI 接入

3.2.6 位置更新异常情况
位置更新不接受(以仅在 VLR 完成位置更新为例)的情况。

3-10

B S S A P M A P U m A B M S V L R M S C B S S 信 息 1新 .更 位 置 请 L 求3 2置 .位 更 新 区 ( II c M S a t) t a h (Mn CI Sl KTo S IlA N .. ) ./ L I M L S A 3动 .启 鉴. 权) (N C K S R 3 . 3 . 4应. .响4 鉴 权 鉴M 权S许 成 游 功 不 后 允 , 遇 漫 未 知 用 户 未 知 位 置 5新 .更 位 置 不 接 系 受 统 故 障 6新绝 . 更拒 位提 置供 拒原 绝因 () 则 位 置 更 新 拒 绝 7令 . 命) 清资 除源 ( 释 放 8成 .完 清 除 4 .S S R E

图3-10 位置更新异常情况

3.3

MS 做被叫时的取路由信息流程

图3-11 MS 做被叫时的取路由信息流程

3.4 基本切换流程
移动网络的切换功能是指移动用户从一个小区移动到另外一个小区,或者从 一个小区的一个信道切换到另外一个信道时,保持移动用户已经建立的连接 不被中断。切换的判决是由 BSS 作出的。BSS 根据手机上报的测量报告,对 当前的 BTS 与移动用户之间的接收电平、质量、距离等进行切换判决;小区 业务量的大小,维护要求也是影响切换判决的重要因素。BSS 根据判决结果 决定发起不同的切换要求。由 MSC 控制完成的切换可以划分为 MSC 内部切 换、基本切换和后续切换。

3.4.1 MSC 内部切换流程
MSC 内部切换,即局内切换,是指移动用户无线信道由当前 BSS(BSSa) 切换到同一 MSC 下的另一 BSS(BSSb)的过程。

3-11

整个的切换进程由一个 MSC 来控制完成。 MSC 需要向 BSSb 发起切换请求, 使 BSSb 为 MS 接入作好准备;BSSb 响应切换请求后,MSC 通过 BSSa 通 知 MS 进行切换;当 MS 在 BSSb 接入成功时,MSC 负责建立新的连接。 MSC 在整个切换完成之前需要保持原先的连接,这样可以在 MS 切换失败时 能够继续在原有连接上进行通信。只有在切换已完成后,MSC 才能释放原先 的连接并在新连接上为 MS 提供通信。

3.4.2 基本切换流程
基本切换是指移动用户通信时从一个 MSC(MSCa)的 BSS 覆盖范围内移动 到另一个 MSC (MSCb) BSS 覆盖范围内, 的 为保持通信而发生的切换过程。 基本切换的实现需要 MSCa 与 MSCb(见图 3-12)相互配合,MSCa 作为切 换的移动用户控制方直至呼叫释放为止。 基本切换中 MSCa 作为控制方需要有切换的基本信息,这些基本信息定义了 切换的发起地、目的地和移动用户的用户级别等。
?

源位置信息

通过位置区小区码识别移动用户当前接入的位置信息。
?

目的位置信息

通过位置区小区码识别移动用户需要前往接入的位置信息,主 控 MSC (MSCa)由目的位置信息确定目的地 MSC(MSCb)码,据此向 MSCb 发 切换请求。
?

用户级别(Classmark2)

用户级别标识了移动用户的功率级别等无线接入特性, 用于主控 MSC 通知目 的地 BSS 为移动用户的接入预先准备合适的资源。 基本切换的信令流程,如图 3-12所示。 (1) (2) (3) (4) (5) BSSa 对 MS 无线信道质量不满意,并查看临近位置信息,将合适临近 位置区码作为目的地信息通过切换要求消息要求 MSCa 控制切换; MSCa 分析切换要求消息, 发现目的地属于 MSCb 覆盖范围, 通过 MSCb 请求 BSSb 作 MS 接入准备,即切换请求; MSCb 接收 MSCa 的切换请求,向 VLR 要求切换号码作为 MSCa 到 MSCb 电路建立的寻址信息; BSSb 切换请求响应,MSCb 向 MSCa 发切换请求响应,消息中带切换 号码通知 MSCa; MSC-A 根据切换请求响应中的切换号码选择 MSC-A 与 MSC-B 间的中 继路由,向 MSC-B 发初始地址消息,被叫地址是切换号码;

3-12

(6) (7) (8) (9)

MSCb/VLR 收 到 初 始 地 址 消 息 确 认 切 换 号 码 , 回 送 地 址 全 消 息 到 MSCa; MSCa 收到地址全消息后,通过 BSSa 指示 MS 进行切换; MS 接入 BSSb, BSSb 通过 MSCb 通知 MSCa, 已成功接入 BSSb; MS MSCa 向 BSSa 发送清除连接命令;

(10) BSSa 向 MSCa 回送清除完成; (11) MSCb 回送应答消息到 MSCa,通知 MSCa 通信建立成功,切换成功。
M S B S S a M S C a / V L R M S C b / V L R B S S b M S

( 1 )

( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 )

( 7 ) ( 8 ) ( 9 )

( 1 0 ) ( 1 1 )

图3-12 基本切换的信令流程

MSCa 叫做主控 MSC,其在 MS 整个通信过程中(包括切换成功以后)作为 主控方一直发生作用。

3.4.3 后续切换流程
后续切换是指移动用户基本切换成功后, 在继续通信过程中又发生 MSC 间的 切换。 根据切换目的地不同,可以将后续切换分为两种情形:
?

后续切换回主控 MSC

移动用户基本切换后发生后续切换,切换目的地是原先 MSC(MSCa)覆盖 范围。这时,主控 MSC 控制切换流程不再需要 MSC 间中继电路的控制,切 换信令与基本切换类似。在切换完成后,MSCa 完全释放 MSCb。
?

后续切换到第三方 MSC

3-13

移动用户基本切换后发生后续切换,切换目的地是第三方 MSC(MSCc)覆 盖范围。后续切换还是由主控 MSC(MSCa)来控制完成,切换流程与基本 切换类似。切换完成后,MSCa 完全释放 MSCb 侧的资源,与 MSCc 保持连 接,继续控制移动用户业务实现。

3.5 短消息流程
3.5.1 短消息业务综述
短消息业务包括点到点短消息业务和短消息小区广播业务。 点到点短消息业务包括移动台终接短消息业务(电信业务码 21)和移动台始 发短消息业务(电信业务码 22),所涉及到的网络实体包括:
? ? ?

BSS 侧:BTS 和 BSC NSS 侧:MSC/VLR 和 HLR 短消息中心(SMC)

在点到点短消息信息传递过程中,有一重要的逻辑实体,称为短消息网关/互 通 MSC(SMS G/IW MSC)。该功能模块可位于 SMC 中,亦可置入 MSC 中,这在具体短消息中心组网时可依据网上设备情况进行选择。 在点到点短消息业务中,手机通过 BTS、BSC,在 L2 链路上用 SAPI=3 连接 进行处理(参见 ETSI GSM 04.08、04.06),与 MSC 进行交互。BTS、BSC 主要是建立短消息交互的承载通道,而 MS 与 MSC 之间则依据规范 ETSI GSM 04.11 中的相关定义进行端对端连接控制和协议信息单元处理。 而在 MSC/VLR、HLR、SMS G/IW MSC 等各实体之间均基于 ETSI GSM 09.02 规范进行短消息传送中的相关逻辑控制。 C9000L MSC 承载短消息(包括短消息终接和短消息始发)时,负责将 BSS 侧提交的短消息前传给短消息互通模块(SMS IW MSC),并向其回相应的 响应;将短消息网关(SMS G MSC)发送的短消息传递给 BSC,并将 MS 的响应回传给网关模块;同时还负责将用户手机短消息内存内可用消息传递 给 VLR。另外,其 VLR 用于短消息业务有关的用户数据查询,检查用户的短 消息业务权限,并完成在短消息接续过程中的寻呼、搜索、加密、鉴权等基 本管理操作。在 VLR 中设置维护短消息业务有关的 MNRF 标志(Mobile Station Not Reachable Flag),以记录是否有因用户不可及而导致的短消息 发送失败,以便维护管理有关短消息重发机制的配合功能。 短消息小区广播业务所涉及的网络实体与点到点短消息业务中的略有不同, 主要为:
?

BSS 侧,BTS、BSC;
3-14

?

CBC,广播短消息中心。

这是由于短消息小区广播业务中移动用户只是通过手机单向地接收公众广播 消息,与点到点短消息业务具有双向确认的特点不同,因而系统结构相对简 单。CBC 和 BSC(s)之间可通过 No.7、X.25 等接口进行连接,但目前 ETSI 只是给出了一些推荐协议栈 (ETSI GSM 03.49) 作为广播短消息业务在 CBC 和 BSC 之间传输的承载层。 CBC 与 BSS 之间的端到端广播短消息通信协 而 议可见于技术规范 ETSI GSM 03.41。从而导致当 BSC 和 CBC 来源于不同 设备供应商时,可能将进行有关的接口协调工作。 另外在实际运营过程中,广播短消息中心(CBC)还将与其它公众信息源(在 此称为广播短消息采编台 CBE)之间有相应的接口协调。当 PLMN 运营商将 短消息中心(SMC)和广播短消息中心(CBC)统一构建时,整个短消息中 心和各信息源实体之间的接口建议应能同时承载这两种不同的电信业务为 好。

3.5.2 移动台终接的点到点短消息业务
移动台终接短消息业务流程如图 3-13所示。
SMC G/IW MSC MSC/ VLR

SC

HLR

MS

Message transfer

Send Routing Info For SM Routing Info ack Forward Short Message Message transfer Delivery report SM Delivery Report Status

Delivery report

图3-13 移动台终接短消息业务流程

(1)

当 SC 接收到一条发往某一 MS 的终接短消息(SMMT)且该消息当前 可发送时,或收到短消息重发的触发消息之后,它将通过某一接口把短 消息下发请求(内附发送优先级和多条短消息发送标志)传递给 SMS G/IW MSC,SMS G/IW MSC 返回短消息下发响应。

(2)

SMS G/IW MSC 根据 MAP 协议(ETSI GSM 09.02),向 HLR 发起 SMMT 询路请求(Send Routing Info For SM)。根据 HLR 返回的路由 信息结果,决定是否向移动用户当前所在的 MSC 发送前传短消息信令 (Forward Short Message)。如果返回了用户的路由信息,则根据路 由信息中包含的 MSC 号码(说明了用户当前所在的 MSC 位置区),向

3-15

该拜访 MSC 前传短消息,并等待其响应。如果返回查询路由信息失败, 则将向短消息中心返回错误响应,并附相应的错误原因值,以便 SC 决 定采取何种短消息重发策略,同时结束本次短消息发送。 (3) MSC 收到 SMS G/IW MSC 的前传短消息指示之后,首先向 VLR 查询 用户有关信息,判断用户是否当前可及、是否漫游允许、手机是否支持 短消息业务、无线资源是否忙、是否已有无线连接(判定业务并行的可 能性)等,决定是否向用户发起寻呼、是否直接向 BSC 发送包含短消 息的 DTAP 消息(SAPI=3)、或是向 SMS G/IW MSC 返回相应的发送 失败错误原因。而且,如果收到用户不可及类的错误原因,如无寻呼响 应等,则将在 VLR 中设置 MRNF 标志。以便移动用户下次出现(位置 更新或进行呼叫) 时, VLR 能向 HLR 发起短消息准备好 (readyForSM) 的信令配合完成即时通信功能。 如果 MSC 向 MS 发起寻呼,并得到其寻呼响应之后,将进行与普通移动 台终接呼叫过程(MTC)一样的鉴权、加密、TMSI 再分配等接入过程必 需的项目,中间如有任何异常,均将中断短消息的下发,而向 SMS G/IW MSC 回送相应的错误原因。如果移动用户接入过程成功,则 MSC 才最终 进一步向 MS 发送终接短消息。 如果 MSC 通过 BSC、 BTS 向 MS 下发了短消息, 则将进入等待手机应答 的状态。MSC 接收到 MS 的相应应答,包括成功或失败(附失败原因值, 如移动用户内存溢出、传输协议错等),之后,则该响应消息将经过上述 各环节逐级回送传递直至 SC。 (4) SMS G/IW MSC 在收到 MSC 的前传短消息响应之后,如果为前传成功 则向 SC 继续传递该信息,并且如有必要(如 MWI 中 SC 地址存在等) 向 HLR 发起短消息发送状态报告(SM Delivery Report Status),以触 发必须的短消息中心唤醒流程并清除 MWI 中的有关标志。如果为前传 失败, 且为由于移动用户不可及或短消息内存溢出, SMS G/IW MSC 则 将负责向 HLR 发起短消息发送状态报告,以便 MWI 中及时更新有关信 息,并将前传失败的原因值和修正 MWI 的结果向短消息中心回报。

3.5.3 移动台始发的点到点短消息业务
移动台始发短消息业务流程如图 3-14所示。

3-16

SC

SMC G/IW MSC

HLR

MSC/ VLR
Access request

MS

Message transfer Forward Short Message Message transfer Delivery report Delivery report Delivery report

图3-14 移动台始发短消息业务流程

(1)

当 MS 发起一条短消息时,与普通的话音业务类似,先上发业务请求 (CM_SERV_REQ)至网络侧,并且,只有当必须的业务接入过程通 过之后,MSC 和 MS 之间才通过 BTS、BSC 建立一条无线信道(RR) 连接,用以承载短消息业务。手机将利用该连接通过 DTAP 消息(消息 格式见规范 ETSI GSM 04.11)上传短消息至 MSC,并等待系统的相关 响应。 MS 在收到系统网络侧的响应之后将显示短消息提交的最终结果。

(2)

MSC 在接收到该短消息之后,首先需要向 VLR 查询该用户的当前业务 属性。检验其是否开通短消息业务,是否有运营者或补充业务相关的闭 锁。如果有限制性的结果,则向 MS 返回相应的错误原因值,从而移动 台发起短消息失败。否则,该短消息将由 MSC 通过 MAP 协议(ETSI GSM 09.02) SMS G/IW MSC 进行传送 向 (Forward Short Message) 。 同时,MSC 将进入等待 IWMSC 对该短消息的提交响应。MSC 根据回 送响应(若失败则附带原因值),向手机回送提交短消息的对应响应。

(3) (4)

SMS G/IW MSC 在收到 MSC 上传的短消息之后,将把短消息传递给 SC,并等待其响应,并在收到响应之后向 MSC 回送。 SC 收到 SMS G/IW MSC 提交的短消息之后,进行必要的鉴权,若通过 则将其插入实时调度队列之后向 SMS G/IW MSC 回提交成功响应,否 则回送提交失败响应给 IWMSC。成功提交的短消息将进入等待发送队 列,进一步将转入前述的移动台终接短消息发送流程。

3.5.4 移动台终接短消息失败后的即时触发
移动台终接短消息失败,若为由于移动用户不可及或者短消息内存溢出这两 种原因,且本短消息中心地址已被置入 HLR 中 MWI 内,则短消息中心将把 该短消息置入等待触发重发的队列中, 通过接收 alertServiceCentre 消息来进 行重发。而其它的临时性发送失败则将进入周期性重发队列中。 短消息的即时触发总体而言可有三种情况:
?

发送高优先级的移动台终接短消息成功;

3-17

? ?

移动用户重新进入移动网; 用户通过删除短消息使内存重新可用。

对于第一种情况,当短消息中心接收到一条高优先级的短消息时,它将不管 当前该用户的状态而直接尝试发起移动台终接短消息,并且 SMS G/IW MSC 在向 HLR 查询短消息发送路由信息时,将附带优先级标志。HLR 在收到高优 先级的短消息路由查询请求时,不管 MWI 中是否指示 MNRF 和 MCEF 标志 已置位,都将把路由信息和必要的 MWI 状态信息向 SMS G/IW MSC 回送。 从而 SMS G/IW MSC 将向 MSC 发送短消息。如果本次短消息发送成功,由 于 SMS G/IW MSC 已知该用户的 MNRF 或 MCEF 标志目前在 HLR 中被置 位或 MWD(messageWaitingData)中存在非空的 SMC 地址队列,则 SMS G/IW MSC 将 负 责 向 HLR 进 行 短 消 息 发 送 状 态 报 告 (reportSMSDeliveryStatus),指示本次短消息发送成动。用以激发 HLR 清 除有关标志并进行短消息中心唤醒操作,以通知有关的短消息中心(可能为 若干个)进行消息重发。 对于第二种情况,当用户重新开机进行位置更新,或是进行有关业务操作, 如移动台始发呼叫(MOC)等,MSC/VLR 将检查得知 MNRF 标志目前被置 位,则它将负责向 HLR 发起短消息准备好的信令(readyForSM),并附带 移动用户出现的原因值。HLR 在收到该信令之后,将清除 MWI 中的 MNRF 标志, 并引发短消息中心唤醒 (alertServiceCentre) 流程, 向有关的 SMS G/IW MSC 发送。 对于第三种情况,当用户在短消息内存溢出时删除了一条短消息之后,手机 将生成一条移动用户内存可用消息,并且向 MSC 上报。该消息的接入过程与 SMMO 相同。而 MSC 在收到该 SMMA(shortMessageMemoryAvailable) 消息之后将负责向 HLR 发起 readyForSM,并附带原因值为内存可用。HLR 收到该消息之后, 将把 MWI 中的 MCEF 标志删除, 并激发短消息中心唤醒流 程。 SMS G/IW MSC 在接收到 alertServiceCentre 信令之后,将向短消息中心传 递该消息。短消息中心将及时处理对应的待发短消息,将其置入发送队列中 重新进入移动台终接短消息流程。从而使短消息业务能在最短延时之下,让 目标移动台接收到向其发送的信息,得到“即时通信”的效果。 比较即时触发和周期性重发两种机制,显然地,即时触发有更多的好处。即 时触发可以降低 PLMN 系统的 No.7 信令负荷, 可以最及时把短消息发送给用 户。而周期性重发,则不易达到即时通信的效果,且如果提高重发频率,就 意味着网上信令负荷的大量增加。

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