GSM呼叫流程介紹(ppt 83頁).ppt

1、GSM呼叫流程,目的和內容,目的 介紹GSM正常的呼叫流程（空中接口、A-bis接口和A接口） 介紹部分常見的異常中斷的流程 內容 GSM網絡協議介紹 GSM邏輯信道介紹 無線鏈路建立流程（Radio and Link Establishment Procedure） TCH正常分配流程（Normal Assignment Procedure） 主叫流程（Originating Call） 被叫流程（Terminating Call） 位置更新流程（Location Updating） 切換流程（Handover Procedure） 呼叫釋放流程（Call Release Procedure

2、） 信道釋放流程（Channel Release Procedure）,GSM協議層數,無線網絡優(yōu)化主要關心第三層的信令,無線網絡優(yōu)化主要關心DTAP、RSL的信令,無線網絡優(yōu)化主要關心DTAP、BSSMAP和部分SCCP的信令,DTAP,RSL,OML,GSM網絡協議,Layer 3介紹 RR : 無線資源管理（Radio Resource Management） 由MS、BTS和BSC控制 功能舉例 Paging管理（Paging Management） 加密管理（Ciphered Mode Management） 頻點分配（Frequency Redefinition） 信道分配（Ded

3、icated Channel Assignment） 切換（Handover Management ） 測量和功率控制（Measures and Power Control） MM : 移動性管理（Mobility Management） 由MS和MSC / VLR控制 功能舉例 鑒權和身份識別（Authentication / Identification Procedures） 位置更新（Location Updating） IMSI Attach / Detach,GSM網絡協議,CC : 呼叫控制（Call Control） 由MS和MSC控制 功能舉例 呼叫處理和路由（Call pr

4、ocessing and routing） 雙音多頻（DTMF Facilities） 短消息服務（Short Message Service） 附加服務（Supplementary Service）,GSM網絡協議,呼叫流程中常用的邏輯信道 PCH 尋呼信道（Paging Channel） RACH 隨機接入信道（Random Access Channel） AGCH 接入認可信道（Access Grant Channel） SDCCH 獨立專用控制信道（Stand-alone Dedicated Control Channel） SACCH 慢聯系控制信道（Slow Associated

5、Control Channel） TCH 話務信道（Traffic Channel） FACCH 快聯系控制信道（Fast Associated Control Channel）,GSM呼叫流程中常用的邏輯信道,定義 手機與網絡間建立一個無線鏈路，用于信令傳送 包括以下四個步驟 Paging過程（Paging Procedure）（僅用于被叫流程中） 隨機接入過程（Random Access Procedure） 立即分配過程（Immediate Assignment Procedure） SCCP聯接建立過程（SCCP Connection Establishment Procedure）,

6、當手機需要與網絡發(fā)生聯系時，必須要先建立無線鏈路和A接口的信令連接,無線鏈路建立流程,MS,BTS,BSC,MSC,Channel Request,Channel Required,Channel Activation（SD）,Channel Act Ack （SD）,Immediate Assignment Command,UI Imm Assignment / Imm Ass Ext,ST9103,ET9103,ST3126,ET3126,ST3101,SABM L3 Info,Est Ind L3 Info,SCCP Con Rqrd L3,SCCP Conn Confirm,ET310

7、1,ST9105,ET9105,UA L3 Info,（RACH）（Est Cause，Rnd Nbr）,（Est Cause，Rnd Nbr，TA）,RACH_TA_Filtering,（TA，BS/MS_TxPwr -Max，Chann）,Timer； S - Start； E - End,Entity,信令消息,空中接口,Abis接口(2M),A接口,（Rnd Nbr，TDMA Frame Nbr，Chan ，TA）,（AGCH）,同時對兩個MS分配SDCCH,（SDCCH）,BSC開始對MS發(fā)出的上行DTAP消息排隊（如CM Serv Abort消息）。如果收到MS發(fā)出的Classma

8、rk Change消息，BSC會在SCCP連接完成后發(fā)Classmark Update消息給交換機,如CM Serv Req，Pag Res，Loc Update Req等,Set Asynchronous Balance Mode。在任何新信道登陸時均會有SABM過程,Unnumbered Ack,無線鏈路建立流程,無線鏈路建立流程Abis,Abis信令,Channel Required,無線鏈路建立流程Abis,Channel Activation,無線鏈路建立流程Abis,Immediately Assignment,無線鏈路建立流程異常情況,對不同的呼叫類型有不同的等待時間：WI_EC

9、/CR/OC/OP.(OP主要指LU,被叫沒有相應等待時間),SDCCH擁塞 如果BSC在收到Channel Required時，相應小區(qū)沒有空閑的SDCCH，BSC將會 如果小區(qū)參數En_Imm_Ass_Rej=“True”，則發(fā)Immediately Assignment Reject 否則忽略Channel Required消息 T9103超時 BSC發(fā)RF Channel Release消息到BTS BSC收到Channel Activation NAck消息 BSC內部釋放BTS的相應無線信道 (沒有任何消息在Abis接口上傳送) T3101超時 Layer 3無法建立 BSC發(fā)RF

10、 Channel Release到BTS T9105超時 BSC通過呼叫釋放過程（ Call Release Procedure）釋放原先建立的SDCCH連接 在A接口，BSC向MSC發(fā)SCCP釋放請求 在RF部分，BSC向手機和BTS發(fā)信道釋放消息,僅在BSC內部資源表中釋放，在Abis上沒有信令傳送,BSC收到Establish Indication消息，但消息中不含Layer 3 Information BSC向手機和BTS發(fā)信道釋放消息 Abis上的其它異常中斷消息的處理 BSC收到Error Indication Cause為 : “T200 Expiry” : 監(jiān)視SABM和UA過

11、程 “Unsolicited DM Response” (發(fā)生在Disconnect過程中） “Sequence Error” 釋放： A接口上，BSC發(fā)Clear Request “Radio Interface Failure”到交換機 BSC向手機和BTS發(fā)信道釋放消息 BSC收到Connection Failure indication (Cause : Radio Link Failure) 在A接口上，BSC發(fā)Clear Request “Radio Interface Failure”到交換機 BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息 BSC收到Release I

12、ndication 當收到手機發(fā)出的DISC消息 A接口上，BSC發(fā)Clear Request “Radio Interface Failure”到交換機 BSC向手機和BTS發(fā)信道釋放消息,無線鏈路建立流程異常情況,MS,BTS,BSC,MSC,Authentication Req,Ciphering Mode Cmd,Authentication Req,Authentication Req,Authentication Resp,Authentication Resp,Authentication Resp,Encryption Command,Ciphering Mode Cmd,Ci

13、phering Mode Cmp,Ciphering Mode Cmp,Ciphering Mode Cmp,TMSI Realloc Cmd,TMSI Realloc Cmd,TMSI Realloc Cmd,TMSI Realloc Cmp,TMSI Realloc Cmp,TMSI Realloc Cmp,Authentication,Ciphering,TMSI Realloc,ST3260,ET3260,*Authentication Reject*,Identification,Identification Request,ST3270,ET3270,Identification

14、Request,Identification Request,Identification Response,Identification Resp,Identification Response,ST3250,ET3250,（RAND）,（SRES）,RAND與Ki經過A3算法得到SRES；經過A8算法得到Kc,比較SRES,（IMSI）,選擇加密算法,（Permitted Alg，Kc）,準備解密接收,（Alg，Kc）,（Alg（A5算法）,開始加密發(fā)射和解密接收,如正確解密接收，則下條消息加密發(fā)射,已加密的消息,（TMSI）,VLR從HLR處得到RAND/SRES/Kc,鑒權、身份識別、

15、加密、TMSI重新分配過程,鑒權、身份識別、加密、TMSI重新分配過程A口信令,Authentication Request,鑒權、身份識別、加密、TMSI重新分配過程A口信令,Authentication Response,鑒權、身份識別、加密、TMSI重新分配過程A口信令,Identification Response,鑒權過程中的異常情況 鑒權失敗 如果鑒權過程中使用TMSI，網絡將啟動身份識別過程。如果手機送上來的IMSI與VLR中TMSI所對應的IMSI不一致，則重新進行鑒權 如果鑒權過程中已經使用IMSI，則網絡發(fā)Authentication Reject消息。這個SIM將被認為是

16、無權的 T3260超時 第一次超時，網絡將重發(fā)鑒權請求；第二次超時，網絡將釋放該MM連接 身份識別過程中的異常情況 T3270超時 第一次超時，網絡將重發(fā)身份識別請求；第二次超時，網絡將釋放該MM連接 TMSI重新分配過程中的異常情況 T3250超時 第一次超時，網絡將重發(fā)TMSI重新分配請求；第二次超時，網絡將釋放該MM連接,鑒權、身份識別、加密、TMSI重新分配過程異常情況,定義 分配TCH的過程 特殊情況 排隊（Queuing） 直接重試（Directed Retry）,TCH分配過程,MS,BTS,BSC,MSC,Channel Activation TCH,SABM (FACCH),

17、Channel Activation Ack.,Assignment Command,Assignment Command,Assignment Request,Physical Context Request,Physical Context Confirm,Establish Indication,UA,Assignment Complete,Assignment Complete,Assignment Cmp,RF Channel Release (SD),RF Channel Release Ack.,STrr1,ETrr1,ST9108,ET9108,ST9103,ET9103,ST

18、3107,ET3107,（Chn Type，Priority，CIC，DL DTX，Queuing Flag）,（TA，MS/BS_TxPwr）,（SDCCH）,（TA，MS/BS_TxPwr）,（MA，TS，HSN，MAIO，MS_TxPwr）,占用TCH時，如需傳送信令，則通過Stealing Flag將TCH轉換成FACCH,一般情況下，在RF信道釋放前都有Physical Context Req過程,TCH分配過程,TCH分配過程A口,Assignment Request,TCH分配過程Abis,Abis信令,TCH分配過程Abis,Physical Context Comfirm,T

19、CH分配過程Abis,System Information Type 5,TCH分配過程Abis,System Information Type 6,TCH分配過程Abis,Assignment Command,TCH分配過程Abis,Frequency Encoding 頻段分配 Frequency Encoding （主要有三種方式） Fixed Bitmap Bitmap 0 只能表現1124頻點,TCH分配過程Abis,Recursive Dichotomy Algorithm 遞歸二分法 Variable Bitmap,MS,BTS,BSC,MSC,SABM (FACCH),Chan

20、nel Activation,HO CMD,Assignment Request,Physical Con Req,Chan. Act. Ack.,HO Detection,UA,Phys. Info,Assignment Cmp,ST11,ST3103,Queuing Indication,ET11,At this time, a TCH become free,TCH擁塞和排隊,Assignment Request,ST11,Queuing Indication,ET11,A Handover alarm is raised. A target BTS is selected,HO CMD

21、,HO Access,ST9103,ET9103,T,T,S,T,T,Establish Indication,T,T,HO CMP,T,HO CMP,ST3124,ET3124,ET3103,直接重試,如果Queuing Ind=True或Queuing_Anyway=True。（當Queuing _Anyway時T11_Forced取代T11,TCH分配過程排隊和直接重試,TCH擁塞情況 不允許排隊或隊列已滿 在A接口BSC發(fā)Assignment Failure No Radio Resource Available 呼叫進入隊列，但T11時間內沒有TCH空出 在A接口BSC發(fā)Clear

22、Request No Radio Resource Available 呼叫被優(yōu)先級更高的呼叫擠出隊列 在A接口BSC發(fā)Assignment Failure No Radio Resource Available” T9108超時 : BTS對physical context request沒有響應 之后的Channel Activation消息中將不帶TA和手機及BTS的發(fā)射功率信息 T9103超時 : Channel Activation沒有回應 A接口上BSC發(fā)Assignment Failure Radio Interface Failure BSC向BTS發(fā)RF Channel Re

23、lease消息,TCH分配過程異常情況,BSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息 Channel Activation Negative Acknowledge有以下幾種原因 : Channel Already Activated (CAA): BSC向手機和BTS發(fā)信道釋放消息 Radio Resource Not Available (RRNA) - Protocol error (PE) : BSC內部釋放 Requested transcoding rate not supported (RTRNS) : BSC內部釋放 Encryp

24、tion algorithm not implemented (EANI) : BSC內部釋放 OMS的Paging Group = (IMSI mod 1000) mod N;MS只監(jiān)聽自己對應的Paging Group的Paging Req消息,（MS ID（TMSI/IMSI），Cell ID（LAC/LAC+CI）,（MS ID（TMSI/IMSI），Paging Group）,（MS ID（TMSI/IMSI） （最多可同時發(fā)4個TMSI）,（Mobile ID，Classmark2，Priority，）,（calling party nbr）,被叫過程,A口信令,被叫過程 A口,P

25、aging,被叫過程 A口,A口信令,被叫過程 A口,Setup,被叫過程 A口,T3113超時 如果T3113超時，Paging Response消息沒有收到，網絡會重發(fā)Paging消息，并重新開始T3113計時。重試的次數在交換機中定義。,Paging失敗,MS,BTS,BSC,MSC,Clear CMD,ESTIN (Loc Up Req),RR Connection Establishment,RR Connection Establishment,RR Connection Establishment,Authentication Procedure,Authentication P

26、rocedure,Authentication Procedure,Ciphering Procedure,Ciphering Procedure,Ciphering Procedure,TMSI Realloc Procedure,TMSI Realloc Procedure,TMSI Realloc Procedure,Loc Up Accept,Channel Release,Deactivate SACCH,DISC,Release Indication,UA,RF Ch Release,Loc Up Req,Loc Up Accept,Loc Up Accept,Channel Re

27、lease,RF Ch Release Ack,Clear CMP,ST3210,ET3210,（LU Type，MS ID，LAI，Classmark1，）,位置更新過程,A口信令,位置更新過程 A口,注：在這段信令中，手機Location Update Request中所帶的TMSI不能被VLR識別（一般在跨MSC位置更新時），所以MSC發(fā)Identification Request，要求手機上發(fā)IMSI號碼。得到IMSI號碼后，MSC到老的VLR中要到鑒權信息，并對手機進行鑒權。全部完成后MSC到老的VLR中做Cancel Location，結束所有過程。,Location Update

28、 Request,位置更新過程 A口,Location Update Accept,位置更新過程 A口,切換分為 小區(qū)內切換（IntraCell Internal Handover） : 切換原因 (按優(yōu)先級排序) Cause 15 & 16 干擾切換(High level interference on UL or DL). Cause 10 & 11 : 同心圓內圓電平過低而向外園切換（Too low level, inner zone (inner to outer zone HO, concentric cell) (UL & DL)） Cause 13 : 同心圓外圓電平較高時向內圓

29、切換（Too high level on the UL and DL, outer zone (outer to inner zone HO, concentric cell)） BSC內部小區(qū)間切換（Intercell Internal Handover） 切換原因 (按優(yōu)先級排序) Cause 7 : 微小區(qū)BadSACCH切換（Several consecutive Bad SACCH frames received (rescue microcell HO)） Cause 17 & 18 : 微小區(qū)高門限切換（Too low level in a microcell compared

30、to a high threshold (UL & DL)） Cause 2 & 4 : 質量切換（Too Low Quality (UL & DL)） Cause 3 & 5 : 電平切換（Too Low Level (UL & DL)） Cause 6 : 太長距離且換（Too long MS-BS distance） Cause 22: 擴站小區(qū)外小區(qū)太短距離切換（Too short MS-BS distance） Cause20: 強制直接重試（Forced Direct Retry） Cause25: GPRS重定向（GPRS Redirection ）,切換過程,Cause 21:

31、 Preferred Band切換（High level in neighbor cell in the preferred band） Cause 14: 宏小區(qū)到微小區(qū)切換（High level in a neighbor microcell for macrocell to microcell HO.） Cause 12: PBGT切換（Power Budget (Better Cell HO)） Cause 23: 話務切換（Traffic HO） Cause 24: 綜合捕捉切換（General Capture HO） 同步切換 Intra Cell切換 部分Internal Int

32、er Cell切換 異步切換,切換過程,MS,BTS,BSC,MSC,Measurement Rep,Measurement Res,Intra cell切換,Phys Context Req,OC,OC,Phys Context Conf,OC : Old Channel NC : New Channel,NC,NC,Channel Activation Ack,Channel Activation,Assignment Command,Assignment Command,OC,SABM,Establish Indication,UA,OC,NC,NC,NC,Assignment Comp

33、lete,NC,Assignment Complete,Handover Performed,RF Channel Rel,OC,RF Channel Rel Ack.,OC,ST9108,ET9108,ST9103,ET9103,ST3107,ET3107,ST_RCR_ACK,ET_RCR_ACK,原信道上的TA、MS/BS_TxPwr被沿用到了新的信道上,IntraCell HO總是用Assignment的過程來完成,（HO Cause，Cell ID，Chn Type）,Intra Cell切換過程,Abis信令,Intra Cell切換過程 Abis,Assignment Comma

34、nd,Intra Cell切換過程 Abis,TCH擁塞 Intra Cell切換將不會發(fā)生 T9108超時 : BTS對physical context request沒有響應 之后的Channel Activation消息中將不帶TA和手機及BTS的發(fā)射功率信息 T9103超時 : Channel Activation沒有回應 Intra Cell切換過程將終止 A接口上不會有任何消息傳送 BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新信道 BSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息 Intra Cell切換過程將終止 C

35、hannel Activation Negative Acknowledge有以下幾種原因 : Channel Already Activated (CAA): BSC向手機和BTS發(fā)信道釋放消息 Radio Resource Not Available (RRNA) - Protocol error (PE) : BSC內部釋放 Requested transcoding rate not supported (RTRNS) : BSC內部釋放 Encryption algorithm not implemented (EANI) : BSC內部釋放 O&M Intervention (OI

36、) : BSC內部釋放 A接口上不會有任何消息傳送,Intra Cell切換過程異常情況,在原來的信道上（如SDCCH信道）收到Assignment Failure消息 Intra Cell切換過程將終止 A接口上不會有任何消息傳送 BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新信道 Assignment Command的內容有誤，手機發(fā)Assignment Failure消息到BSC Intra Cell切換過程將終止 A接口上不會有任何消息傳送 BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新信道 T3107超時 BSC在A接口發(fā)Clear Request

37、 “Radio Interface Message Failure” BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新老信道 形成切換掉話 其它異常中斷消息 Error Report Connection Failure Indication Release Indication Error Indication,Intra Cell切換過程異常情況,MS,BTSserving,BSC,MSC,BTStarget,Meas Report,Meas Result,HO Alarm & Candidate Cell,Phys Context Req,Phys Context Con

38、f,Channel Activation,Channel Act Ack.,HO Command,HO Command,HO Access,HO Detection,SABM,Establish Ind,UA,Handover Complete,Handover Complete,Handover Performed,RF Channel Release,RF Channel Rel. Ack.,ST9108,ET9108,ST9103,ET9103,ST3103,ST3103,ST3106,ET3106,ST_RCR_ACK,ET_RCR_ACK,ST200,ET200,原信道上的TA、被沿

39、用到了新的信道上，而MS/BS_TxPwr將用最大功率在新的信道上發(fā)射,（AB，DCH）,（Cell，MA，MAIO，HSN，TS，TA）,（TA被采用）,Internal Inter Cell切換過程同步切換,MS,BTSserving,BSC,MSC,BTStarget,HO Alarm & Candidate Cell,Channel Activation,Channel Act Ack.,HO Command,HO Command,HO Access,HO Detection,SABM,Establish Ind,UA,Handover Complete,Handover Comple

40、te,Handover Performed,RF Channel Release,RF Channel Rel. Ack.,ST9103,ET9103,ST3103,ST3103,ST3105,ET3105,Physical Info,ST3124,ET3124,ST200,ET200,ST_RCR_ACK,ET_RCR_ACK,Phys Context Req,Phys Context Conf,ST9108,ET9108,Meas Report,Meas Result,沒有Physical Cont Req過程，原信道上的TA不能被沿用到新的信道上,測量TA,（TA）,（TA被采用）,在R

41、F信道釋放前，有Physical Context Req過程,Internal Inter Cell切換過程異步切換,Internal Inter Cell切換過程A口,HO Performed,TCH擁塞 Internal Inter Cell切換將不會發(fā)生 T9108超時（同步切換） 同Intra Cell情況 T9103超時 同Intra Cell情況 BSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息 同Intra Cell情況,Internal Inter Cell切換過程異常情況,在原來的信道上（如SDCCH信道）收到HO Failure消

42、息 Internal Inter Cell切換過程將終止 A接口上不會有任何消息傳送 BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新信道 HO Command的內容有誤，手機發(fā)HO Failure消息到BSC Internal Inter Cell切換過程將終止 A接口上不會有任何消息傳送 BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新信道 T3103超時 BSC在A接口發(fā)Clear Request “Radio Interface Message Failure” BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新老信道 形成切換掉話 其它異

43、常中斷消息 Error Report Connection Failure Indication Release Indication Error Indication,Internal Inter Cell切換過程異常情況,MS,BTSserving,BSCserving,MSC,BTStarget,Meas Report,Meas Result,HO Alarm & Candidate Cell,Channel Activation,Channel Act Ack.,HO Command,HO Command,HO Access,HO Detection,SABM,Establish In

44、d,UA,Handover Complete,Handover Complete,HO Complete,RF Channel Release,RF Ch. Rel. Ack.,BSCtarget,HO Required,HO Request,HO Request Ack.,HO Command,Phys Information,（SCCP Con Required）,（SCCP Con Conf）.,Clear Command,Clear Complete,SCCP Released,SCCP Rel. Cmp.,STrr2,ET3124,ETrr2,ST_HO_REQ_Lost,ST910

45、3,ST9103,ST9113,ST3103,ET3103,ST3124,ST200,ET200,ST3106,ET3106,ST8,ET8,External Inter Cell切換過程異步切換,ET9113,ET_HO_REQ_Lost,External Inter Cell切換過程A口,A口信令切出,A口信令切入,External Inter Cell切換過程A口,HO Required,External Inter Cell切換過程A口,HO Command,External Inter Cell切換過程A口,Clear Command,External Inter Cell切換過程A

46、口,HO Request （1 of 2）,External Inter Cell切換過程A口,HO Request （2 of 2）,External Inter Cell切換過程A口,HO Request Ack,External Inter Cell切換過程A口,HO Complete,T8 超時 服務BSC在A接口發(fā)Clear Request “Radio Interface Message Failure” 服務BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放老信道 形成切換掉話 T9113 Expiry 目標BSC在A接口發(fā)HO Failure “Radio Inte

47、rface Failure” 目標BSC向BTS發(fā)RF Channel Release消息，釋放新信道,External Inter Cell切換過程異常情況,MS,BTS,BSC,MSC,Disconnect,Disconnect,Disconnect,Release,Release,Release,Release Complete,Release Complete,Release Complete,手機觸發(fā)的呼叫釋放,Disconnect,Disconnect,Disconnect,Release,Release,Release,Release Complete,Release Compl

48、ete,Release Complete,網絡觸發(fā)的呼叫釋放,呼叫釋放過程,呼叫釋放過程A口,A口信令手機發(fā)起的呼叫釋放過程,Disconnect,呼叫釋放過程A口,A口信令網絡發(fā)起的呼叫釋放過程,Disconnect,Disconnect Cause 0001000Operator determined barring（主叫過程中，主叫欠費停機） 0010000Normal call clearing（主被叫通話過程中，正常掛機） 0010001User busy（主被叫過程中，振鈴時，被叫掛斷） 0010010No user responding（主叫過程中，被叫手機Paging Erro

49、r） 0010011User alerting, no answer（主叫過程中，被叫振鈴但無人接聽） 0010101Call rejected（主被叫過程中，振鈴時，被叫掛斷） 0011100Invalid number format（主叫過程中，被叫號碼錯誤導致的呼損） 0011111Normal, unspecified（一般情況下，是指非本交換機發(fā)生的掛斷消息，但本交換機沒有相應的CAUSE翻譯） 0100010No circuit/channel available（一般發(fā)生在手機打手機的主叫過程中，TCH分配完成后） 0100110Network out of order （一般發(fā)生在手機打手機的主叫過程中，TCH