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GSM系统架构学习

归档日期:11-02       文本归类:地空通信      文章编辑:爱尚语录

  Mobile Analyser trace GSM系统信令模型 系统信令模型 MS CM MM BTS BSC MSC CM MM BSSMAP BSSMAP RR L3 L2 L1 RR LAPDm Sign. Layer1 LAPDm Sign. Layer1 BTSM LAPD Sign. Layer1 RR BTSM BSC SCCP LAPD Sign. Layer1 MTP SCCP MTP Um Abis A GSM的主要接口介绍: GSM的主要接口介绍: 的主要接口介绍 A接口: 网路子系统(NSS)与基站子系统(BSS)之间的通信接口 物理链路采用标准的2.048Mb/s PCM数字传输链路 传输话音和七号信令 传递的信令包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等 Abis接口 基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间的通信接口 物理链路采用标准的2.048Mb/s数字传输链路 采用LAPD协议 Um接口 移动台与基站收发信台(BTS)之间的无线通信接口 物理链路为无线链路 采用LAPDm协议 传递的信令包括无线资源管理,移动性管理和接续管理等 MS BTS BSC MSC CM MM BSSMAP BSSMAP GSM系统的三层结构: 系统的三层结构 GSM 系统使用类似OSI协 议模型的简化协议,包括 物理层(L1)、数据链路 层(L2)和应用层(L3)。 L3 L2 L1 CM MM RR RR LAPDm Sign. Layer1 LAPDm Sign. Layer1 BTSM LAPD Sign. Layer1 RR BTSM BSC SCCP LAPD Sign. Layer1 MTP SCCP MTP Um Abis A 1. 层一(物理层):层一物理层是无线接口的最低部分,提供传送比特流所需的 物理链路,为高层提供各种不同功能的逻辑信道,包括业务信道和信令信道, 每个逻辑信道有它自己的逻辑接入点。 2. 层二(数据链路层): GSM的数据链路层在不同的接口上采用不同的协议,接 受物理层的数据传送服务,向层三提供可靠的连接或非连接的服务。其主要的作用 是通过对信息进行纠错编码保证数据流的可靠传输。在GSM系统中,Um口主要使用 LAPDm协议;Abis口使用LAPD协议;A口使用MTP2和SCCP协议。 在Um接口,MS每次呼叫时都有一个L1和L2层的建立过程,在此基础上再与网 络侧建立L3上的通信。 3. 层三(应用层): L3层的通信消息按阶段和功能的不同,分为无线资源管理 (RR)、移动性管理(MM)和呼叫控制(CC)三部分。 1). 无线资源管理(RR): 其作用是:在呼叫期间移动台与MSC之间连接的建立和释放,在越区或漫 游期间的信道切换,实现动态地共享有限的无线资源。无线资源管理的具体 内容包括呼叫建立的信道配置、加密和非连续模式管理、信道切换操作、功 率控制和定时提前。这些功能主要由MS和BSC来完成。例如:呼叫前的MS发 出的信道请求(CH-REQ),以及MSC发出的立即支配消息(IMMASS)、信道 释放(CH-Release)、系统消息类型、Classmark Change等。 (2) 移动性管理(MM) 要建立MM连接,必须先有RR连接。其主要支持用户的移动性即位置管理。如 跟踪漫游MS的位置、对位置信息的登记、处理移动用户通信过程中连续的切换 等。其功能是在MS和MSC之间建立、保持及释放一个移动性管理连接;由MS启 动的位置更新,以及保密识别和用户鉴权。 例如:位置更新消息( Location Update Accept/Reject/Request) CM业务( connect management Service) 鉴权过程(AUTH) 加密过程(CIP) (3) 连接管理(CM) 其支持以交换信息为目的的通信。它由呼叫控制(CC)、补充业务 (SS)、短消息业务(SMS)组成。 CC具有移动主叫(或被叫)的呼叫建立(或拆除)电路交换连接必需的 功能;例如:MS向网络发出的Set up(请求建立呼叫消息);Alerting(振铃 音);Assignment-Command(分配TCH信道);Connect(用户摘机或连接确 认消息)等等。 SS支持呼叫的管理,如呼叫转移、计费等 SMS是GSM定义的一种业务,提供快速分组消息的传输 二. GSM通信的基本流程 GSM通信流程包括两方面的内容:呼叫基本流程,信令基本流程。 其中,呼叫流程主要包含:移动主叫流程,移动被叫流程,汇接呼叫流 程。信令基本流程主要包含:鉴权流程,位置登记流程,呼叫重建流程, BSC内部切换流程,BSC间切换流程,MSC间切换流程,移动始发短消息 流程,移动终结短消息流程,定向重试流程。 1. 移动用户主叫过程 移动用户做主叫时的信令过程从MS向BTS请求信道开始,到主叫用户TCH指配 完成为止。一般来说,主叫经过几个大的阶段:接入阶段,鉴权加密阶段,TCH指 配阶段,取被叫用户路由信息阶段。 接入阶段主要包括:信道请求,信道激活,信道激活响应,立即指配,业务 请求等几个步骤。经过这个阶段,手机和BTS(BSC)建立了暂时固定的关系。 鉴权加密阶段主要包括:鉴权请求,鉴权响应,加密模式命令,加密模式完 成,呼叫建立等几个步骤。经过这个阶段,主叫用户的身份已经得到了确认,网 络认为主叫用户是一个合法用户,允许继续处理该呼叫。 TCH指配阶段主要包括:指配命令,指配完成。经过这个阶段,主 叫用户的话音信道已经确定,如果在后面被叫接续的过程中不能接通, 主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音提示。 取被叫用户路由信息阶段主要包括:向HLR请求路由信息;HLR向 VLR请求漫游号码;VLR回送被叫用户的漫游号码;HLR向MSC回送被叫 用户的路由信息(MSRN)。MSC收到路由信息后,对被叫用户的路由信 息进行分析,可以得到被叫用户的局向。然后进行话路接续。 主叫信令流程: Um BSS A BSSAP A MAP B MSC VLR MAP D HLR AUC BSSAP A BSS B Um MS B MS A 为信指指(CHAN-REQ) 建立立指(IMMED-ASSIGN) 业务请求(CM-SERV-REQ) CM-业业指指(CONN-REQ) ) CON-CONF(接呼接接 CC 处处接处指指(PROC ACCES REQ) 鉴鉴鉴回指指 鉴鉴鉴回鉴鉴 鉴鉴指指 鉴鉴鉴鉴 鉴鉴指指(AUTH-REQ) 鉴鉴鉴鉴(AUTH-RES) 启启鉴鉴 鉴鉴鉴鉴(AUTH-RES)收收鉴鉴,VLR核核鉴鉴鉴鉴,如如如, 呼呼处处,否否,拒拒拒回回业业指指 启启加加(START- CIP) 接业接处指指(ACP ACCES REQ) AUT-INFO-REQ AUT-INFO-PROY CM业业接业 加加加加加加 加加加加指指 CM-业业接业( CM-SERV-ACC) 加加加加加加(CIP MOD CMD) 加加加加指指(CIP MOD COM) MS A Um BSS A BSSAP A MAP B MSC VLR MAP D HLR 被叫所在VLR MSC 建建建建(SET UP) 建建建建(SET UP) 为为为为为为为(S.F.O.C) 指指建建 (回回建回回回回COM CALL) 建建呼呼(CALL PROC) 建建呼呼(CALL PROC) 指指指指(ASSIGN-REQ) 指指指指(ASSIGN-REQ 指指指指 指指指指(ASSIGN-COMP) 路路为为指指(Send Routing Information) 提提提提提提 (Provide MSRN Req) 回为提提提提(PROV MSRN Resp) 路路为为回为(Routing Infotmation Resp) IAI(IAM) MS-A Um BSS-A A MSC-A B VLR-A D HLR IAI(IAM) AUC VLR-B B MSC-B A BSS-B Um MS-B 为来话发送信息(S.F.I.C) 寻呼命令(Paging) 寻呼(Paging) 寻呼响应( Paging Response) 处理接入请求 (Proc Acces Req) 连接证实(Con-Confirm) 启动鉴权 鉴权请求 鉴权响应 鉴权响应 接入请求接受(Accept Access Req) 完成呼叫 鉴权请求 鉴权响应 2. 移动用户被叫流程 被叫的过程从MSC向BSC发起对被叫用户的寻呼开始,到主叫和被叫通话为止。 一般来说,被叫流程经过几个大的阶段:接入阶段,鉴权加密阶段,TCH指配阶段, 通话阶段。 接入阶段主要包括:手机收到BTS的寻呼命令后,信道请求,信道激活,信道激活 响应,立即指配,寻呼响应。经过这个阶段,手机和BTS(BSC)建立了暂时固定的 关系。(PS:此时的请求应该与主叫的流程相似,先是RACH,后是SDCCH) 鉴权加密阶段主要包括:鉴权请求,鉴权响应,加密模式命令,加密模式完成,呼 叫建立。经过这个阶段,被叫用户的身份已经得到了确认,网络认为被叫用户是一 个合法用户。 TCH指配阶段主要包括:指配命令,指配完成。经过这个阶段,被叫用户的话音信 道已经确定,被叫振铃,主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机,主被叫用户进入 通话状态。 MS-A Um BSS-A A MSC-A B VLR-A D HLR AUC VLR-B B MSC-B A BSS-B Um MS-B COM CALL完成呼叫 (回送用户信息) SET UP 呼叫建立 CALL CONF 呼叫证实 ASS REQ 指配请求 ASS COM 指配完成 ALEAT 提醒 地址全消息(ACM) 提醒(ALERT) 应答消息(ANC) 连接请求 CONN ACK 连接 证实 CONN ACK 连接证实 CONN 连接 被叫摘机 通线、拆线部分 拆线部分相对而言是个很独立的过程,不管是主叫先发起还是 被叫先发起,流程基本是类似的:拆线、释放、释放完成、清除、 清除完成,不同之处仅在于交换局之间的TUP消息略有不同。 以下是被叫用户先拆线过程: MS-A MSa 挂 挂 Um BSS-A 线 DISC拆 REL释 放 A MSC-A B VLR-A D HLR-AUC D VLR-B B MSC-B A BSS-B Um MS-B CBK CLF Disconnect REL释 放 REL-COMP释 完 放 成 除 令 CLEAR-CMD清 命 放 成 REL-COMP释 完 除 令 CLEAR-CMD清 命 除 成 CLEAR-COMP清 完 RLG 除 成 CLEAR-COMP清 完 三. Mobile Analyzer Trace

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