《GSM信令詳細資料》課件

GSM信令詳細資料投稿人：GSM網(wǎng)絡概述全球移動通信系統(tǒng)(GSM)是世界上使用最廣泛的蜂窩移動通信標準之一。它是一種數(shù)字蜂窩移動通信技術，它允許移動用戶在移動時進行語音和數(shù)據(jù)通信。GSM網(wǎng)絡由多個組件組成，包括基站、移動交換中心(MSC)、歸屬位置寄存器(HLR)和用戶設備(UE)。移動網(wǎng)絡結構移動臺(MS)手機或其他移動終端，負責與基站進行通信?；?BTS)覆蓋一定區(qū)域的無線通信設備，負責與移動臺進行無線信號傳輸?；究刂破?BSC)管理和控制多個基站，負責無線資源分配、信令處理等功能。移動交換中心(MSC)負責呼叫控制、移動性管理、用戶認證等核心網(wǎng)絡功能。蜂窩網(wǎng)絡基本原理GSM網(wǎng)絡使用蜂窩結構，將覆蓋區(qū)域劃分為多個小區(qū)。每個小區(qū)由一個基站負責，基站負責與小區(qū)內(nèi)移動臺之間的通信。移動臺在小區(qū)之間移動時，會進行切換，以便始終與最近的基站保持連接。信號頻道結構1時隙每個時隙包含了156.25個比特，每個時隙都分配給特定的移動臺2幀結構每個幀包含8個時隙，GSM系統(tǒng)每4.615ms發(fā)送一個幀3信道類型GSM信道包括語音信道、控制信道和數(shù)據(jù)信道，用于不同的通信目的基站與用戶設備基站GSM網(wǎng)絡中的基站是無線通信的中心節(jié)點，負責與用戶設備進行無線通信。用戶設備用戶設備指的是手機或其他支持GSM網(wǎng)絡的設備，負責與基站進行通信。呼叫建立過程1發(fā)起呼叫移動臺發(fā)起呼叫請求2尋呼定位基站廣播尋呼消息3呼叫連接建立呼叫連接4呼叫接通通話雙方建立連接呼叫基本流程1呼叫發(fā)起移動臺發(fā)起呼叫請求，發(fā)送呼叫請求信令。2呼叫路由網(wǎng)絡根據(jù)呼叫號碼，找到目標移動臺位置，建立呼叫路徑。3呼叫接通目標移動臺接聽呼叫，雙方建立語音連接，開始通話。4呼叫結束一方掛機，發(fā)送呼叫結束信令，釋放呼叫路徑，結束通話。位置更新流程1位置更新手機移動到新的基站時，需要向網(wǎng)絡更新其位置信息。2位置區(qū)域網(wǎng)絡將手機定位在一個位置區(qū)域（LA），根據(jù)手機的移動情況進行更新。3位置更新請求手機發(fā)送位置更新請求，告知網(wǎng)絡其當前位置信息。4位置信息更新網(wǎng)絡更新手機位置信息，用于后續(xù)的呼叫路由和移動性管理。呼叫接通流程呼叫請求移動臺向基站發(fā)送呼叫請求。信令轉(zhuǎn)發(fā)基站將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)至移動交換中心（MSC）。呼叫路由MSC根據(jù)被叫號碼查找目標用戶的位置。建立連接MSC建立與目標用戶基站的連接，并通知被叫用戶。呼叫接通目標用戶接聽電話，呼叫正式接通。切換過程1移動臺切換請求2基站切換指令3MSC切換控制短信發(fā)送流程1用戶發(fā)送短信用戶通過手機鍵盤輸入短信內(nèi)容。2短信格式化手機將短信內(nèi)容轉(zhuǎn)換成GSM標準的短信格式。3發(fā)送至基站手機通過無線鏈路將短信發(fā)送至基站。4短信路由基站將短信路由至MSC，MSC根據(jù)目標號碼定位到目標用戶所在的基站。5接收短信目標用戶所在的基站將短信發(fā)送到目標用戶手機。數(shù)據(jù)業(yè)務接入流程1數(shù)據(jù)請求移動臺發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務請求2網(wǎng)絡分配基站分配數(shù)據(jù)信道3數(shù)據(jù)傳輸移動臺和網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)交換4數(shù)據(jù)釋放業(yè)務完成，釋放資源信令消息類型移動臺與基站移動臺與基站之間的通信使用**無線信令**。例如，建立呼叫、發(fā)送短信和進行位置更新。基站與核心網(wǎng)基站與核心網(wǎng)之間的通信使用**有線信令**。例如，注冊認證、號碼計費和移動性管理。空中接口信令物理層負責無線信號的傳輸和接收，包括調(diào)制解調(diào)、編碼解碼等。數(shù)據(jù)鏈路層確保數(shù)據(jù)可靠傳輸，包括信道建立、錯誤檢測、重傳等。網(wǎng)絡層負責信令消息的路由和尋址，將信令消息傳遞到目標網(wǎng)絡節(jié)點。應用層提供具體的信令服務，例如呼叫建立、位置更新、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取：诵木W(wǎng)信令核心網(wǎng)中的信令負責控制和管理用戶之間的通信，以及各種網(wǎng)絡資源的分配。它確保網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行和服務質(zhì)量，并為用戶提供可靠的通信體驗。核心網(wǎng)信令還負責用戶身份驗證、計費管理、移動性管理等重要功能。接口協(xié)議概述移動臺與基站UMTS協(xié)議基站Controller與MSCA接口協(xié)議MSC與其他網(wǎng)元B接口協(xié)議移動臺與基站交互1空中接口移動臺通過空中接口與基站通信2信令協(xié)議遵循GSM協(xié)議標準，實現(xiàn)信息交換3數(shù)據(jù)傳輸語音、數(shù)據(jù)、短信等信息傳輸移動臺與基站的交互是GSM網(wǎng)絡中最基礎的通信環(huán)節(jié)，通過空中接口實現(xiàn)。移動臺通過空中接口與基站進行信息交換，包括信令協(xié)議的交互和數(shù)據(jù)傳輸?？罩薪涌谧裱璆SM標準，保證了通信的可靠性和穩(wěn)定性。信令協(xié)議負責控制和管理通信過程，數(shù)據(jù)傳輸則負責將語音、數(shù)據(jù)、短信等信息傳遞到目的地。基站Controller與MSC交互1呼叫轉(zhuǎn)移當移動臺無法接收到呼叫時，基站Controller會將呼叫轉(zhuǎn)移到其他網(wǎng)絡。2位置更新當移動臺移動到新的區(qū)域時，基站Controller會向MSC發(fā)送位置更新請求。3呼叫控制基站Controller負責處理呼叫建立、呼叫拆除和呼叫控制信息。4鑒權在呼叫建立之前，基站Controller會向MSC發(fā)送鑒權請求。MSC與其他網(wǎng)元交互1HLR用戶數(shù)據(jù)2VLR位置信息3AUC認證鑒權4GMSC國際漫游5SMS-C短信中心注冊認證流程移動臺開機移動臺開機后，會向網(wǎng)絡發(fā)送一個注冊請求。網(wǎng)絡驗證基站會驗證移動臺的合法性，例如IMEI號和SIM卡信息。身份驗證如果驗證通過，基站會向移動臺發(fā)送一個身份驗證請求。移動臺響應移動臺會使用SIM卡密鑰進行身份驗證，并向基站發(fā)送響應。注冊成功如果身份驗證成功，移動臺被注冊到網(wǎng)絡，并可進行通信。號碼計費過程1計費系統(tǒng)記錄通話時長、數(shù)據(jù)流量等2計費規(guī)則根據(jù)不同的套餐和資費標準計算費用3計費賬單生成用戶賬單，展示詳細的計費信息GSM網(wǎng)絡中的號碼計費過程主要涉及計費系統(tǒng)的記錄、計費規(guī)則的應用以及最終生成計費賬單。移動性管理流程1位置注冊移動臺開機后，會向網(wǎng)絡發(fā)送位置注冊請求。2位置更新移動臺位置發(fā)生變化時，會向網(wǎng)絡發(fā)送位置更新請求。3切換移動臺在移動過程中，可能需要切換到其他基站，網(wǎng)絡會自動完成切換過程。4漫游移動臺漫游到其他運營商網(wǎng)絡時，會進行漫游注冊和漫游認證。加密鑒權機制1身份驗證確保用戶身份真實性，防止身份冒用。2數(shù)據(jù)加密保護敏感信息，防止竊聽和篡改。3密鑰管理安全存儲和管理密鑰，防止泄露。呼叫控制詳解呼叫建立移動臺發(fā)起呼叫請求，基站將請求轉(zhuǎn)發(fā)至移動交換中心(MSC)，MSC根據(jù)號碼信息找到目標用戶并建立呼叫連接。呼叫接通目標用戶接聽電話，呼叫建立成功，雙方可以進行通話。呼叫釋放任何一方掛斷電話，呼叫結束，釋放連接，釋放資源。數(shù)據(jù)業(yè)務處理流程1數(shù)據(jù)請求移動臺發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務請求，例如訪問網(wǎng)頁或下載文件。2接入網(wǎng)絡移動臺通過無線鏈路連接到基站，基站將數(shù)據(jù)請求傳遞到核心網(wǎng)。3數(shù)據(jù)傳輸核心網(wǎng)根據(jù)數(shù)據(jù)請求類型進行處理，并通過互聯(lián)網(wǎng)或其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕朔掌鳌?數(shù)據(jù)返回目標服務器將數(shù)據(jù)返回給核心網(wǎng)，核心網(wǎng)再將數(shù)據(jù)傳回基站，最終到達移動臺。短信業(yè)務處理流程短信發(fā)送用戶通過手機發(fā)送短信，手機將短信內(nèi)容封裝成信令消息發(fā)送至基站。基站處理基站接收短信信令，并將其轉(zhuǎn)發(fā)至移動交換中心（MSC）。MSC轉(zhuǎn)發(fā)MSC根據(jù)短信目的地地址，將短信路由至目標用戶的所在的基站。短信接收目標用戶手機接收來自基站的短信信令，并將其顯示在手機屏幕上。移動臺手機號碼獲取SIM卡移動臺手機號碼存儲在SIM卡中，SIM卡是用戶身份識別和號碼認證的關鍵。網(wǎng)絡注冊移動臺開機后會向網(wǎng)絡發(fā)送注冊請求，將SIM卡信息發(fā)送給基站，完成網(wǎng)絡注冊。用戶認證基站對SIM卡信息進行驗證，確保用戶身份合法，完成身份認證后，移動臺才能使用網(wǎng)絡服務。演進路徑與未來趨勢GSM技術已經(jīng)發(fā)展多年，并經(jīng)歷了多次演進，例如GPRS、EDGE和HSP