呼叫流程詳解

1、GSM移動通信原理,廣州白云技師學(xué)院--電子信息系,Page 2,課程內(nèi)容,第5章 GSM通信流程,Page 3,第六章 GSM通信流程簡介,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一節(jié) 呼叫信令分析第二節(jié) 呼叫流程舉例分析第三節(jié) 鑒權(quán)簡介第四節(jié) 切換過程簡介第五節(jié) 位置更新,Page 4,Page 4,,呼叫信令分析- 主叫過程流程,移動臺作為起始呼叫者

2、，在與網(wǎng)絡(luò)端接觸以前撥被叫號碼，然后發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)端會向主叫用戶作出應(yīng)答表明呼叫的結(jié)果.,Page 5,Page 5,主叫過程流程- 接入階段,接入階段，手機(jī)與BTS（BSC）之間建立了暫時固定的關(guān)系.其過程包括：信道請求，信道激活，信道激活響應(yīng)，立即指配，業(yè)務(wù)請求.,Page 6,Page 6,主叫過程流程- 鑒權(quán)加密階段,該階段主要包括：鑒權(quán)請求，鑒權(quán)響應(yīng)，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立.經(jīng)過這個階段，主叫用戶的身份已經(jīng)確

3、認(rèn)，網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為主叫用戶是一個合法用戶.,Page 7,Page 7,主叫過程流程- TCH指配階段,該階段主要包括：指配命令，指配完成.經(jīng)過這個階段，主叫用戶的話音信道已經(jīng)確定，如果在后面被叫接續(xù)的過程中不能接通，主叫用戶可以通過話音信道聽到MSC的語音提示.,Page 8,Page 8,主叫過程流程- 取被叫用戶路由信息階段,該階段包括：向HLR請求路由信息，HLR向VLR請求漫游號碼，VLR回送被叫用戶的漫游號碼，HLR向MSC

4、回送被叫用戶的路由信息.MSC接到路由信息后，對被叫用戶的路由信息進(jìn)行分析，得到被叫用戶的局向，然后進(jìn)行話路接續(xù).,Page 9,Page 9,被叫過程流程,移動臺作被叫時，其MSC通過與外界的接口收到初始化地址消息（IAI）.從這條消息的內(nèi)容及MSC已經(jīng)存在VLR中的記錄，MSC可以取到如IMSI、請求業(yè)務(wù)類別等完成接續(xù)所需要的全部數(shù)據(jù).MSC 然后對移動臺發(fā)起尋呼，移動臺接受呼叫并返回呼叫核準(zhǔn)消息，此時移動臺振鈴.MSC在收

5、到被叫移動臺的呼叫校準(zhǔn)消息后，會向主叫網(wǎng)方向發(fā)出地址完成（ADDRESS COMPLETE）消息（ACM）.,Page 10,Page 10,被叫過程流程- 接入階段,接入階段包括：手機(jī)收到BTS的尋呼命令后，信道請求，信道激活，信道激活響應(yīng)，立即指配，尋呼響應(yīng).經(jīng)過這個階段，手機(jī)與BTS（BSC）之間建立了暫時固定的關(guān)系.,Page 11,Page 11,被叫過程流程- 鑒權(quán)加密階段,該階段主要包括：鑒權(quán)請求，鑒權(quán)響應(yīng)，加密

6、模式命令，加密模式完成，呼叫建立.經(jīng)過這個階段，被叫用戶的身份已經(jīng)確認(rèn)，網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為被叫用戶是一個合法用戶.,Page 12,Page 12,被叫過程流程- TCH指配階段,該階段主要包括：指配命令，指配完成.經(jīng)過這個階段，被叫用戶的話音信道已經(jīng)確定，主叫聽回鈴音，被叫振鈴.如果被叫用戶摘機(jī)，則進(jìn)入通話狀態(tài).,Page 13,Page 13,被叫過程流程- 通話階段與拆線階段,用戶摘機(jī)進(jìn)入通話階段. 而拆線階段可能主叫發(fā)起，也可能

7、被叫發(fā)起.流程基本類似：拆線，釋放，釋放完成.沒有發(fā)起拆線的用戶會聽到忙音.釋放完成，用戶進(jìn)入空閑狀態(tài),Page 14,GSM通信流程簡介,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一節(jié) 呼叫信令分析第二節(jié) 呼叫流程舉例分析第三節(jié) 鑒權(quán)簡介第四節(jié) 切換過程簡介第五節(jié) 位置更新,Page 15,Page 15,呼叫流程舉例分析,從通信接續(xù)的觀點來說，通信是電信

8、用戶之間為交換信息而建立的一種臨時關(guān)系.這種關(guān)系的建立是根據(jù)用戶的要求，通過一定的接續(xù)過程，最后由電信網(wǎng)為用戶雙方提供適當(dāng)?shù)膫鬏斁€路.只要通信的一方是GSM用戶，就會涉及到GSM的接續(xù)通信流程.,Page 16,Page 16,移動呼移動 (主，被叫在同一MSC),,（1）移動臺發(fā)MSISDN，完成信道請求，業(yè)務(wù)請求，鑒權(quán)請求，信道指配等步驟.,,Page 17,Page 17,移動呼移動 (主，被叫在同一MSC),,（2）MSC向

9、HLR發(fā)請求，要MSRN.,Page 18,Page 18,移動呼移動 (主，被叫在同一MSC),（3）VLR提供MSRN并回送至MSC.,,Page 19,Page 19,移動呼移動 (主，被叫在同一MSC),（4）MSC分析MSRN得知被叫是本局用戶，向VLR發(fā)一個S.F.I.C（為來話發(fā)送信息）.,Page 20,Page 20,移動呼移動 (主，被叫在同一MSC),（5）VLR 向MSC 發(fā)尋呼請求.,Page 21,Page

10、21,移動呼移動 (主，被叫在同一MSC),（6）MSC 向BSSb發(fā)出尋呼請求并找到MS.,Page 22,Page 22,移動呼固定,,（1）移動臺完成了信道請求，業(yè)務(wù)請求，鑒權(quán)請求，信道指配等步驟以后，發(fā)被叫固定用戶號碼.,Page 23,Page 23,移動呼固定,,（2）MSC向VLR請求建立連接的信息.,Page 24,Page 24,移動呼固定,,（3）VLR回送MSC用戶信息，呼叫進(jìn)程.,Page 25,Page 25,

11、移動呼固定,,,（4）MSC與被叫PSTN建立了連接，并找到被叫用戶.,Page 26,Page 26,移動呼固定,,,（5）被叫PSTN 向MSC發(fā)回一個ACM消息.,Page 27,Page 27,移動呼固定,,（6）被叫PSTN 向MSC發(fā)回一個ANS應(yīng)答消息.,Page 28,Page 28,移動呼固定,,（7）MSC 向主叫MS發(fā)出提醒（ALTER）和連接CONNECT）消息.,Page 29,Page 29,移動呼固定,,（

12、8）MS連接證實（CONN-ACK）.,Page 30,GSM通信流程簡介,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一節(jié) 呼叫信令分析第二節(jié) 呼叫流程舉例分析第三節(jié) 鑒權(quán)簡介第四節(jié) 切換過程簡介第五節(jié) 位置更新,Page 31,Page 31,,鑒權(quán)簡介,鑒權(quán)是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于模擬網(wǎng)絡(luò)的重要特性之一.通過鑒權(quán)，系統(tǒng)可以為合法的用戶提供服務(wù)，對不合法的用戶拒絕服

13、務(wù).,Page 32,Page 32,鑒權(quán)原理,鑒權(quán)是通過鑒權(quán)中心(AUC)完成的.AUC是為了防止非法用戶接入GSM系統(tǒng)而設(shè)置的安全措施.它可以不斷地為每個用戶提供一組參數(shù)（包括隨即數(shù)RAND、符號響應(yīng)SRES 和密匙KC等三個參數(shù)）.MSC/VLR在每次呼叫過程中通過檢查系統(tǒng)所提供的和用戶響應(yīng)的三參數(shù)是否一致來鑒定用戶身份的合法性.,Page 33,Page 33,鑒權(quán)原理,由于鑒權(quán)中心提供的三參數(shù)組總是與每個用戶相關(guān)連的，

14、因此通常AUC與HLR是合在同一個實體（HLR/AUC）中，或者AUC直接與HLR相連的.每個用戶在VLR中至少有一個可用的新的三參數(shù)組，以保證在任何時候MSC/VLR可提供一個新的鑒權(quán)參數(shù). 當(dāng)用戶要進(jìn)行呼叫，位置更新等操作時，先需對其鑒權(quán)。,Page 34,Page 34,,鑒權(quán)原理,MSC、VLR傳送RAND至MSMS用RAND和KI算出SRES并返回MSC/VLRMSC/VLR把收到的SRES與存儲在其中的SRES比較，

15、決定其真實性,在SIM卡中進(jìn)行的算法有： Ki(IMSI) + RAND + A3 ---------> SRES Ki(IMSI) + RAND + A8 ---------> Kc,Page 35,GSM通信流程簡介,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一節(jié) 呼叫信令分析第二節(jié) 呼叫流程舉例分析第三節(jié) 鑒權(quán)簡介第四節(jié)

16、 切換過程簡介第五節(jié) 位置更新,Page 36,Page 36,,切換過程簡介,在MS通話階段中MS小區(qū)的改變引起的系統(tǒng)相應(yīng)操作叫切換.切換的依據(jù)是MS對周鄰的BTS信號強(qiáng)度的測量報告和BTS對MS發(fā)射信號及通話質(zhì)量.BSS統(tǒng)一評價后決定是否進(jìn)行切換.,Page 37,,切換的決定主要由BSS作出，當(dāng)BSS對當(dāng)前BSS與移動用戶的無線連接質(zhì)量不滿意，BSS根據(jù)現(xiàn)場情況發(fā)起不同的切換要求，也可由NSS根據(jù)話務(wù)信息要求MS開始切換流

17、程.,Page 38,Page 38,,,切換類型,小區(qū)內(nèi)切換： 同一個無線頻道的話務(wù)信道之間 不同的無線頻道之間同基站內(nèi)小區(qū)間切換同MSC內(nèi)基站間切換同PLMN不同MSC之間切換不同PLMN的基站間切換，GSM不定義,Page 39,Page 39,,同BSC控制的小區(qū)間切換,①BSC預(yù)訂新的BTS激活一個TCH.,,Page 40,Page 40,,同BSC控制的小區(qū)間切換,②BSC通過舊BTS發(fā)送一個

18、包括頻率及時隙及發(fā)射功率參數(shù)的信息至MS，此信息在FACCH上傳送.,,Page 41,Page 41,,同BSC控制的小區(qū)間切換,③MS在規(guī)定新頻率上發(fā)送一個切換接入 突發(fā)脈沖（通過FACCH發(fā)送）.,,Page 42,Page 42,,同BSC控制的小區(qū)間切換,④新BTS收到此突發(fā)脈沖后，將時間提前 量信息通過FACCH回送MS.,,Page 43,Page 43,同BSC控制的小區(qū)間切換,⑤MS通過新BTS向BSC發(fā)送一

19、切換成功信息.,,Page 44,Page 44,同BSC控制的小區(qū)間切換,⑥BSC要求舊BTS釋放TCH.,,Page 45,GSM通信流程簡介,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一節(jié) 呼叫信令分析第二節(jié) 呼叫流程舉例分析第三節(jié) 鑒權(quán)簡介第四節(jié) 切換過程簡介第五節(jié) 位置更新,Page 46,Page 46,位置更新,位置更新的發(fā)生：當(dāng)移動用戶遠(yuǎn)離一

20、個小區(qū)，向另一個小區(qū)移動時，該MS接收到原小區(qū)BCCH上的信號強(qiáng)度減弱，而決定轉(zhuǎn)移到臨近小區(qū)的新的無線頻道上去.當(dāng)新的BTS發(fā)出的BCCH載頻信號強(qiáng)度優(yōu)于原小區(qū)時，MS鎖定這個載頻，并繼續(xù)接收廣播消息及可能發(fā)給它的尋呼消息，直到它移向另一小區(qū)，該過程的完成即為位置更新.,Page 47,,Page 48,,移動用戶在移動性的情況下要求改變與小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的特點稱為漫游.而在漫游期間改變位置區(qū)及位置區(qū)的確認(rèn)過程則稱為位置更新.在相同