GSM信令流程詳解張威

1、AUC鑒權中心BSS基站子系統(tǒng)CKSN流水號GMSC關口移動交換中心HLR歸屬位置寄存器IMSI國際移動用戶識別碼ISDN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)HON漫游號碼Kc加密鍵LAI位置區(qū)標識MS移動用戶MSC移動交換中心MSRN漫游號碼PSTN公共交換電話網(wǎng)PVLR先前的拜訪位置寄存器RACH隨機接入信道RAND鑒權隨機數(shù)RAND/SRES/Kc鑒權三元組SDCCH獨立專用控制信道SRES鑒權響應TCH業(yè)務信道TMSI臨時移動用戶識別碼TUP電話用戶部分VLR拜訪位置寄存器VMSC拜訪移動交換中心1.1 鑒權一般過程MSBSSMSCVLRHLR/AUCREQUEST(CKSNo,IMSI/TMSI)( 與呼

2、叫建立,位置更新有關的業(yè)務請求,補充業(yè)務)相關 MAP 消息(CKSNo,IMSI/TMSI)Send parameters(IMSI/TMSI)AuthenticationrequestAuthenticate(RAND,CKSNn)Authentication parameters(RAND/SRES/Kc)(RAND,CKSNn)Authentication response(SRES)Authentication response (SRES)相關的 MAP 消息響應鑒權核對合法用戶非法用戶成功 : 合法用戶失敗 : 非法用戶:業(yè)務請求接收消息:業(yè)務請求拒絕消息RESPONSE(相關業(yè)

3、務請求接受)合法用戶Authentication reject非法用戶鑒權異常情況 (一) VLR不認識 TMSIUmBSSAPMAPMAPMSBSSAMSCBVLRDHLR/AUCREQUEST(CKSNo,TMSI)(與呼叫建立 ,位置更新 ,補充業(yè)務有關的業(yè)務請求 )相關的 MAP 消息(CKSNo,TMSI)*VLR 不認識 TMSI,啟動識別過程Identity requestProvide IMSI(TMSI)Identity response (IMSI)IMSI acknowledge(IMSI)Send parameters (IMSI)Authentication para

4、meters (RAND/SRES/Kc)Authentication request (RAND,CKSNn)Authentication response(SRES)Authenticate(RAND,CKSNn)Authentication response(SRES)成功 :合法用戶鑒權核對失敗:非法用戶RESPONSE ( 相關業(yè)務請求接受)相關的 MAP 消息響應合法用戶 :業(yè)務請求接受消息非法用戶 : 業(yè)務請求拒絕消息Authentication reject合法用戶非法用戶鑒權異常情況 (二) MS 用TMSI標識時鑒權核對結果異常UmBSSAPMAPMAPMSBSSMSCVL

5、RHLR/AUCABDREQUEST(CKSNo,TMSI)(與呼叫建立 ,位置更新 ,補充業(yè)務有關的業(yè)務請求 )Authentication request (RAND,CKSNn)Authenticationresponse(SRES) IdentityrequestIdentity response(IMSI)相關的 MAP消息Authenticate (RAND,CKSNn)Aurhentication response(SRES)Provide IMSI(TMSI)IMSI acknowledgeSend parameter(TMSI)Authentication parameter

6、 (RAND/SRES/Kc)鑒權核對結果異常,由于MS 用TMSI 標識 ,因此啟動識別過程若MS 提供的 IMSI和VLR 中存儲的與 TMSI對應的不相同 ,則繼續(xù)以下過程 ; 否則作為非法用戶處理(IMSI)Send parameters (IMSI)Authentication parametersAuthentication request (RAND,CKSNn)Authenticate (RAND.CKSNn)(RAND/SRES/Kc)成功:合法用戶Authentication response(SRES)Authentication response(SRES)鑒權核對失敗

7、:非法用戶RESPONSE ( 相關業(yè)務請求接受) Authentication reject相關的 MAP 消息響應合法用戶非法用戶合法用戶 :業(yè)務請求接受消息非法用戶 :業(yè)務請求拒絕消息位置更新操作 ( 一) 位置更新僅涉及本 VLRUmBSSAPMAPMSBSSAMSCBVLRLocation updating request ( 位置更新類型 ,CKSNo,LAIo,IMSI/TMSI)Authentication requestCOMPLETE L3 INFORMATION(Layer 3信息)(RAND,CKSNn)Update location area (CKSN,LAIo,L

8、AIn,IMSI/TMSI)Authentication(RAND,CKSNn)Authentication response (SRES)Authentication response(SRES)Set cyphering mode(Kc和算法標識符或不進行編碼的指示)Forward new TMSI(TMSI)CYPHER MODE COMMAND (Kc,L3頭部消息 )Update location area ack.(HLR 號)CYPHER MODE COMPLETELocation updating accept(TMSIn,LAIn)TMSI reallocation comp

9、leteCLEAR COMMAND( 資源釋放 )TMSI acknowledge(cause,L3 頭部消息 )CLEAR COMPLETE位置更新操作 ( 二)UmBSSAPMAPMAPMSBSSAMSCBVLRDHLR/AUCLocating updatingrequest(IMSI)COMPLETE L3 INFO.Update location area(IMSI)Send parameters(IMSI)AuthenticationrequestAuthenticateAuthentication parameters(RAND/SRES/Kc,IMSI)Authenticatio

10、nresponseAuthentication responseUpdate location Inserte subscriber dataSubscriber data insertion ack.PVLRcancel locationUpdate location ack.(HLR 號 )CYPHER MODE COMMAND CYPHER MODE COMPLETELocation updating accepteTMSI reallocation completeCLEAR COMMAND CLEAR COMPLETESet cyphering modeForward new TMS

11、I Update location area ack.cancel locationack.先前的 VLR 從正在拜訪本 VLR 的MS 名單中刪除相關的MS數(shù)據(jù)TMSI acknowledge 位置更新涉及本 VLR 和HLR( 當MS進入新的 VLR 或MS首次登錄 ,或相關網(wǎng)絡數(shù)據(jù)丟失后,且MS都使用IMSI 來標識自己 )呼叫接續(xù)信號流程 移動用戶呼叫移動用戶( 主被叫 MS 在同一 MSC 內(nèi))( 一)MSaUmBSSaAMSCBVLRDHLR內(nèi)部接口AUCAUmRACHSDCCH信道請求BSSbMSbCM service request(CKSN,IMSI/TMSI)COMPLET

12、E L3 INFO(包 含 CM service req.)CON_CONF(SCCP接續(xù)確認消息 CC)Authentication request(RAND,CKSNn)Process access req.( 包含 CM service req.)Send parameters (IMSI/TMSI)Authentication para.(IMSI,RAND/SRES/Kc)AUT_INFO_REQ AUT_INFO_PROV(IMSI,RAND/SRES/Kc)(內(nèi)部過程)Authentication response(SRES)CM service acceptCIPHER MOD

13、E COMMAND(Kc)Authenticate (RAND,CKSNn)Authen. res.(SRES)Set cyphering mode Access req. accepted(IMSI/MSISDN)鑒權核對成功啟動加密CIPHER MODE COMPLETE呼叫建立Setup (被叫號碼MSISDN)Send info. for o/g call setup(包含 service indication,call number)Call proceeding ASSIGNMENTASSIGNMENTREQUESTCOMPLETEComplete Call( 包含所請求的呼叫處理

14、信息基本業(yè)務和補充業(yè)務Send routing info. (MSISDN,)補充業(yè)務信息)VLR 核 對 IMSI分配 MSRNProvide roaming number(IMSI)roaming numberRouting infomation acknowledgesend info.for i/c call setup,VLRpage MS(LAI)為來話發(fā)送消息尋呼啟動將核對參數(shù)PAGINGCOMPLETE L3 INFORMATION (包 含 Page response)Page response呼叫接續(xù)信號流程 移動用戶呼叫移動用戶( 主被叫 MS 在同一 MSC 中)( 二

15、)MSaUmBSSaAMSCBVLRDHLR內(nèi)部AUC接口ABSSbUmMSb連接證實CON_CONF(SCCP接續(xù)確認消息 CC)Process access req.Send para.(IMSI/TMSI)Authen. para.AUT_INFO_REQ AUT_INFO_PROVAuthenticate (RAND,CKSNn)(IMSI,RAND/SRES/Kc)(IMSI,RAND/SRES/Kc)Authentication request(RAND,CKSNn)Authentication response(SRES) Set cyphering modeAccess req

16、uest acceptedAuthentication(SRES)完成呼叫 (回送被叫用戶數(shù)據(jù))Alerting回鈴音ConnectComplete callCIPHER MODE COMMAND(Kc) CIPHER MODE COMPLETE呼叫建立 Setup呼叫證實 Call confirmed ASSIGNMENT REQUEST ASSIGNMENT COMPLETE提醒 Alerting連接 ConnectTCH振鈴應答Connectacknowledge網(wǎng)路接續(xù)通話連接證實 Connect acknowledge呼叫接續(xù)流程 掛機過程UmABDMSaBSSaMSCVLRHLRA

17、UC(一)主叫先掛機斷連Disconnect斷連 Disconnect釋放 ReleaseAUmBSSbMSb釋放Release釋放完成Release completeCLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE(二)被叫先掛機斷連Disconnect釋放Release釋放完成Release completeCLEAR COMMAND釋放完成Releasecomplete清除命令CLEARCOMMMAND清除完成CLEARCOMPLETEMSC釋放陸地信道和物理連接斷連Disconnect釋放Release釋放完成Release complete清除命令CLEAR COMMANDC

18、LEAR COMPLETE清除完成CLEAR COMPLETEMSC釋放陸地信道和物理連接呼叫接續(xù)信號流程 固定用戶呼叫移動用戶( 一)PSTNTUPGMSCAUC內(nèi)部接口HLRDVLRBVMSCABSSbUmMSbIAM(MSISDN)Send routing infomation(MSISDN, 補充業(yè)務信息 )Provide roamingnumberroaming numberRouting information ack.IAM為來話發(fā)送信息Send info for i/c (call setup) Page MS(LAI)尋呼PAGINGCOMPLETEL3 INFORMATIO

19、NPage responseAUT_INFO_REQSend parameterProcess access req.連接證實 CON_CONFAUT_INFO_PROV(IMSI,Kc,RAND,SRES)Authentication parameters. (IMSI,Kc,RAND,SRES)Authenticate(啟動鑒權 )Authentication request(RAND,CKSNn)Authentication response (鑒權響應 )Authentication response(SRES)呼叫接續(xù)流程 固定用戶呼叫移動用戶( 二)PSTNTUPGMSCAUC內(nèi)部

20、接口HLRDVLRBVMSCABSSbUmMSb加密啟動接收接入請求呼叫完成Set cyphering mode Access request acceptedComplete call(回送用戶信息)加密模式命令CIPHER MODE COMMAND)加密模式完成CIPHER MODE COMPLETE呼叫建立Setup呼叫證實Callconfirmed指配請求ASSIGN REQUESTACMANSACMANS指配完成ASSIGN COMPLETE提醒Alerting連接Connect連接證實Connect AcknowledgeTCH振鈴被叫應答通話呼叫接續(xù)信號流程 固定用戶呼叫移動用戶

21、的掛機過程PSTNTUPGMSCAUC內(nèi)部接口HLRDVLRBVMSCABSSbUmMSb(一)固定用戶先掛機CLFRLGCLF RLG拆線Disconnect釋放Release釋放完成Release completeGMSC 釋放陸地信道與物理連接CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE清除命令清除完成(二)移動用戶先掛機CBK CLFRLGCBKCLF RLG拆線Disconnect釋放Release釋放完成Release completeGMSC 釋放陸地信道與物理連接CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE清除命令清除完成4.1 切換控制流程 同MSC

22、內(nèi)基站間切換MSCAABSS1BSS2UmUmMSHANDOVER REQUIRED(目標小區(qū)表)切換請求HANDOVER REQUEST (PCM&Channel type)切換確認HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGEBSS1 和 MS 間無線傳輸信號測量(參數(shù) L3 信息攜帶了無線接口上的HANDOVER COMMAND消息它包含 New TCH 號切換參考號 )切換命令HANDOVER COMMAND( 包含Target channel 并攜帶了無線接口上HANDOVER COMMAND消息)切換命令 HANDOVER COMMAND(包含 New TCH 號和切換參

23、考號 )通過原 BSS, 讓MS 轉到新的信道切換檢測 HANDOVER DETECT切換檢測 HANDOVER DETECT切換完成 HANDOVER COMPLETE切換完成 HANDOVER COMPLETEMS 進入目標小區(qū)切換命令證實釋放PCMCLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE釋放資源切換控制流程 基本切換處理移動MSUmAEBBSS1MSCaMSCbAUmMSVLRb無線傳輸信號測量HANDOVER REQ.Perform handover(MAP)BSS2HANDOVER CMD經(jīng)原BSS 讓MS(全球目標小區(qū)表)(全球目標小區(qū)標識全球服務小區(qū)標識信道類型

24、)(分配切換號碼)Radio channel ack.(MAP) ( 包含 New TCH 和HON.)IAMACMHANDOVER COMMANDHANDOVER REQUEST(PCM&Channel type)HANDOVER REQUESTACKNOWLEDGE(包含 New TCH 和切換參考號 ) Allocation handover numberSend handover report (HON.)(發(fā)送切換報告)無線信道證實切換檢測HANDOVER DETECT切換完成HANDOVER COMPLETE轉到新的信道Send end signal(MAP)CLEAR COMMA

25、ND釋放 PCM0CLEAR COMPLETE發(fā)送結束信號BSS2 新選TCH 連到PCM 電路MS 進入目標小區(qū)結束信號ANS釋放 (TUP/ISUP)End signal(MAP)拆去 MSCa 和MSCb 的物理連接Handover report釋放切換報告切換控制流程 后續(xù)切換流程 (MS 離開 MSCb漫游到 MSCb)漫游MSEMSCbMSVLRbMSCaMSCbBSS2VLRbBSS2無線傳輸信號測量HANDOVER REQUIRED (目標小區(qū)表 )執(zhí)行后續(xù)切換 Perform subsequent handover(MAP)(目標小區(qū)標識 ,服務小區(qū)標識 ,MSC 號)執(zhí)行切

26、換Perform handover(目標小區(qū)標識 , 服務小區(qū)標識 ,信道類型 )無線信道證實Radio channnel ack. (MAP) (包含 New TCH 號和 HON.)IAMHANDOVER REQUEST (PCM&Channel type)HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE (包含 New TCH 號和切換號碼 )Allocate handover number(分配切換號碼 ) Send handover report(HON) (發(fā)送切換報告 )ACM后續(xù)切換證實Subsequent handover ack.HANDOVER COMMAND切換

27、命令切換檢測HANDOVER DETECT切換完成HANDOVER COMPLETE發(fā)送結束信號Send end signal (MAP)ANS結束信號 End signal (MAP)CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE釋放切換報告Handover report釋放 HON釋放 (TUP)拆去 MSCa 和MSCb 的物理連接結束信號 End signal (MAP)釋放 (TUP/ISUP)釋放切換報告Handover report拆去MSCAa 和MSCb 的物理連接釋放 HONDTAP 消 息移動管理 MM 消息消息名傳遞方向功能鑒權拒絕Authentication

28、 rejectTo MS向MS指明鑒權已經(jīng)失敗鑒權請求Authentication requestTo MS網(wǎng)絡啟動 MS鑒權鑒權響應Authentication responseTo Network將計算出的鑒權響應 SERS傳送到網(wǎng)絡CM重建請求CM Re-establishment requestTo Network若前一個連接失敗 ,MS請求重建一個連接CM業(yè)務接受CM service acceptTo MS網(wǎng)絡向 MS指明已經(jīng)接受請求的業(yè)務CM業(yè)務拒絕CM service rejectTo MS網(wǎng)絡向 MS指明不能提供請求的業(yè)務CM業(yè)務請求CM service request識別請求

29、Identity requestTo NetworkTo MSMS請求連接管理 (CM) 子層實體業(yè)務網(wǎng)絡請求 MS提供標識識別響應Identity responseTo NetworkMS提供標識給網(wǎng)絡IMSI 分離指示IMSI detach indicationTo Network在網(wǎng)絡中設置此 MS處于非活動狀態(tài)位置更新接受Location updating acceptTo MS網(wǎng)絡通知 MS位置更新或 IMSI 附著已經(jīng)完成位置更新拒絕Location updating rejectTo MS網(wǎng)絡通知 MS位置更新或 IMSI 附著失敗位置更新請求Location updating

30、requestTo NetworkMS請求位置更新或 IMSI 附著MM 狀態(tài)MM-Status雙向向另一方報告錯誤狀況TMSI 再分配TMSI reallocation commandTo MS網(wǎng)絡再分配一個新的 TMSI 給MSTMSI 再分配完成TMSI reallocation completeTo NetworkMS通知網(wǎng)絡一個新的 TMSI 再分配已經(jīng)發(fā)生DTAP消息呼叫控制 (CC)消息消息名傳遞方向功能提醒Alerting被叫MS到網(wǎng)絡或網(wǎng)絡到主叫MS通知對方已經(jīng)提醒被叫用戶呼叫證實Call confirmed被叫MS到網(wǎng)絡被叫用戶證實一個來話請求呼叫進行Call procee

31、ding網(wǎng)絡到主叫 MS網(wǎng)絡表明主叫用戶所請求的呼叫建立信息已經(jīng)接收到連接Connect被叫MS到網(wǎng)絡或網(wǎng)絡到主叫MS表明被叫用戶已經(jīng)接收呼叫連接證實Connect acknowledge網(wǎng)絡到被叫 MS或主叫 MS到網(wǎng)絡表明MS 已經(jīng)獲得呼叫緊急建立Emergency setupMS到網(wǎng)絡MS啟動緊急呼叫的建立進展Progress網(wǎng)絡到 MS表明一個呼叫的進展 建立Setup雙向啟動呼叫建立修改Modify雙向請求改變一個呼叫的負載能力修改完成Modify complete雙向表明呼叫負載能力的改變已經(jīng)完成修改拒絕Modify reject雙向表明呼叫負載能力的改變已經(jīng)失敗用戶信息User

32、information雙向MS發(fā)送到遠端用戶的信息或網(wǎng)絡發(fā)送遠端用戶的信息斷連Disconnect雙向MS請求清除端對端連接或網(wǎng)絡指明端對端連接被清除釋放Release雙向表明發(fā)送方準備釋放業(yè)務標識符TI釋放完成Release complete雙向表明發(fā)送方已經(jīng)釋放TI, 且接收方將釋放 TI擁塞控制Congestion雙向表明在發(fā)送用戶信息消息時流量控制的建立和終control止通知Notify雙向指明關于一個呼叫的信息啟動DTMFStart DTMFMS到網(wǎng)絡網(wǎng)絡請求將包含的數(shù)字轉變成DTMF 音調啟動DTMF 證實Start DTMF ack啟動DTMF 拒絕Start DTMF rej

33、網(wǎng)絡到 MS指明網(wǎng)絡已經(jīng)成功地將包含的數(shù)字轉變成DTMF音調網(wǎng)絡到 MS表明網(wǎng)絡不接收將包含的數(shù)字轉變成DTMF 音調的請求狀態(tài)Status雙向報告錯誤狀況狀態(tài)查詢Status enquiry雙向請求同層的層 3實體發(fā)送 Status消息停止DTMFStop DTMFMS到網(wǎng)絡停止發(fā)送 DTMF 音調到遠端用戶停止DTMF 證實StopDTMF ack網(wǎng)絡到 MS表明DTMF 音調的發(fā)送已經(jīng)停止BSSMAP消息無連接消息消息名傳遞方向功能阻塞BLOCKBSS=MSC阻塞證實BLOCKING ACKNOWLEDGEMSC=BSS解閉UNBLOCKBSS=MSC解閉證實UNBLOCKING ACK

34、NOWLEDGEMSC=BSS向MSC 指明特定的陸地資源阻塞指明相關電路中的業(yè)務已經(jīng)被移去指明特定的陸地資源可恢復服務 指明相關電路已經(jīng)恢復服務切換已執(zhí)行HANDOVER PERFORMEDBSS=MSC指明BSS已經(jīng)執(zhí)行了一個內(nèi)部切換切換候選者詢問HANDOVER CANDIDATE ENQUIRE切換候選者詢問響應HANDOVER CANDIDATE RES.MSC=BS SBSS=MS CMSC查詢正在某小區(qū)中工作的MS是否可以切換到其它小區(qū)指明候選 MS的數(shù)目資源請求RESOURCE REQUESTMSC=BS S資源指示RESOURCE INDICATIONBSS=MSC尋呼PAGINGMSC=BSSBSS請求當前特定小區(qū)中的空閑資源響應資源請求消息通知BSS在正確的小區(qū)發(fā)送尋呼消息復位RESET雙向指明發(fā)送方發(fā)生了故障復位證實RESET ACKNOWLEDGE雙向指明發(fā)送方已經(jīng)發(fā)生了復位,等待恢復業(yè)務過載OVERLOAD雙向表明發(fā)送方過載復位電路RESET CIRCUIT雙向由于故障發(fā)送方特定的電路狀態(tài)不明復位電路證實RESET CIRCUIT ACKNOWLEDGE雙向表明發(fā)送方已清除了可能有關的呼叫,等待恢復服務BSSMAP消息面向連接消息消息傳遞方向功能指配請求ASSIGNMENT REQMSC=BTS請求BSS指配無線資源 ,消