GSM通信流程简介.ppt

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1、1.课程说明课程说明2.相关知识背景相关知识背景3.位置更新流程位置更新流程4.鉴权流程鉴权流程5.移动主叫流程移动主叫流程6.移动被叫流程移动被叫流程7.拆线部分流程拆线部分流程8.切换流程切换流程9.短消息流程短消息流程10.呼叫重建和定向重试流程呼叫重建和定向重试流程11.习题及其答案习题及其答案GSM通信通信流程流程简介简介22课程说明课程说明 本课程从系统的角度描述了移动用户经常发生的通信行为流程，描述了本课程从系统的角度描述了移动用户经常发生的通信行为流程，描述了GSM系统各部系统各部分在呼叫、信令控制过程中的相互关系。分在呼叫、信令控制过程中的相互关系。通过本课程的学习，基本掌握

2、以下流程通过本课程的学习，基本掌握以下流程：鉴权流程鉴权流程 、位置更新流程、位置更新流程、移动主叫流程、移动被叫流程、拆线部分流程；移动主叫流程、移动被叫流程、拆线部分流程；切换流程、短消息流程、呼叫重建和定向重试流程切换流程、短消息流程、呼叫重建和定向重试流程 对这些流程学习之后，对对这些流程学习之后，对GSM系统的原理会有更加深刻的了解，对每个功能实体系统的原理会有更加深刻的了解，对每个功能实体（MS，BTS，BSC，MSC，VLR，HLR）的功能有更加深刻的体会。）的功能有更加深刻的体会。23GSM网络实体构成网络实体构成相关知识背景相关知识背景相关知识背景相关知识背景GSMGSM网络

3、实体构成网络实体构成网络实体构成网络实体构成OSS：操作支持子系统：操作支持子系统 BSS：基站子系统：基站子系统 NSS：网络子系统：网络子系统 MS：移动台：移动台 BSC：基站控制器：基站控制器 BTS：基站收发信台：基站收发信台MSC：移动业务交换中心：移动业务交换中心 VLR：来访用户位置寄存器：来访用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心：鉴权中心 OMC：操作维护中心：操作维护中心 GSM编号计划汇总编号计划汇总1 1、为了确定、为了确定GSMGSM移动用户：移动用户：永久性编码：永久性编码：IMSIIMSI、MSISDNMSISDN 临时

4、性编码：临时性编码：TMSITMSI、MSRNMSRN、HONHON2 2、为了识别、为了识别NSSNSS网络组件：网络组件：MSC NumberMSC Number、VLR NumberVLR Number、HLR NumberHLR Number3 3、为了识别位置区：、为了识别位置区：LAILAI4 4、为了识别、为了识别BSSBSS网络组件网络组件CGICGI、BSICBSIC5 5、为了识别移动设备：、为了识别移动设备：IMEIIMEI6 6、为了识别移动用户的漫游区：、为了识别移动用户的漫游区：RSZIRSZI相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景

5、编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划IMSIIMSI分配情况：分配情况：MCC MCC：是国家码，中国使用：是国家码，中国使用460460；MNC MNC：是移动网络码，联通：是移动网络码，联通G G网网0101，联通，联通C C网网0303，移动，移动G G网网0000；MSIN MSIN：是移动用户识别码，是：是移动用户识别码，是1010位十进制的数字，根据位十进制的数字，根据MSISDNMSISDN号码设置。号码设置。号码结构如下：号码结构如下：说明：说明：IMSIIMSI是是GSMGSM系统分配给移动用户系统分配给移动用户(MS)(M

6、S)的唯一的识别号；的唯一的识别号；采取采取E.212E.212编码方式；编码方式；存储在存储在SIMSIM卡、卡、HLRHLR和和VLRVLR中。中。相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划MSISDNMSISDN分配情况：分配情况：CC CC：是国家码，中国使用：是国家码，中国使用8686；MAC MAC：是移动接入码，由信产部统一分配，：是移动接入码，由信产部统一分配，联通联通G G网网130130132132，联通，联通C C网网133133，移动，移动G G网网134134139139；H0H1H2H3 H0H1H2H3：HLRHLR识别码，由

7、运营商统一分配；识别码，由运营商统一分配；ABCD ABCD：移动用户号，由各：移动用户号，由各HLRHLR自行分配。自行分配。号码结构如下：号码结构如下：说明：移动用户作被叫时，主叫用户所需拨的号码；说明：移动用户作被叫时，主叫用户所需拨的号码；采取采取E.164E.164编码方式；编码方式；存储在存储在HLRHLR和和VLRVLR中。中。其他编号方式说明其他编号方式说明1 1、MSRNMSRN（E.164E.164）：）：MSRNMSRN为呼叫移动用户时，为了使网络再次选择路由，根据为呼叫移动用户时，为了使网络再次选择路由，根据HLRHLR的请求，由的请求，由VLRVLR临时分配给移动用户

8、的一个号码。该号码在接续完成后，即临时分配给移动用户的一个号码。该号码在接续完成后，即可释放给其它用户使用。编码格式为：可释放给其它用户使用。编码格式为：在在MSC-NumberMSC-Number的后面增加几个字节。的后面增加几个字节。2 2、TMSITMSI（E.164E.164）：是为了加强系统的保密性而在）：是为了加强系统的保密性而在VLRVLR内分配的临时用户识别，内分配的临时用户识别，在某一在某一VLRVLR区域内与区域内与IMSIIMSI唯一对应。为一个唯一对应。为一个4 4字节的字节的BCDBCD码；码；3 3、HONHON：HONHON是在进行移动交换局间切换时，为选择路由，

9、由目标是在进行移动交换局间切换时，为选择路由，由目标MSCMSC临时分配临时分配给移动用户的一个号码，该号码为给移动用户的一个号码，该号码为MSRNMSRN的一部分；的一部分；4 4、LAILAI（E.212)E.212)：组成方式为：组成方式为：MCC+MNC+LACMCC+MNC+LAC。相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划相关知识背景编号计划移动台（移动台（SIM卡）相关数据卡）相关数据相关知识背景相关知识背景相关知识背景相关知识背景-网络实体数据存储情况网络实体数据存储情况网络实体数据存储情况网络实体数据存储情况 移动台上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息，

10、也含有鉴权和加密移动台上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息，也含有鉴权和加密实现的信息：实现的信息：固化数据：固化数据：IMSIIMSI、KiKi、安全算法（、安全算法（A3A3、A8)A8)临时网络数据：临时网络数据：TMSITMSI、LAILAI、KCKC 业务相关数据：业务相关数据：PINPIN、PUKPUKMSC/VLRMSC/VLR相关数据相关数据 它存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动它存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。用户提供建立呼叫接续的必要条件。HLR相关数据相关数据相关知识背景相关知识

11、背景相关知识背景相关知识背景-网络实体数据存储情况网络实体数据存储情况网络实体数据存储情况网络实体数据存储情况 所有移动用户的重要数据都存储在所有移动用户的重要数据都存储在HLRHLR中中.包括用户识别号码，访问能力、包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，用户类别和补充业务等数据，HLRHLR也存储部分漫游移动用户所在也存储部分漫游移动用户所在MSCMSC区域的有关区域的有关动态数据。动态数据。AUCAUC相关数据相关数据鉴权中心鉴权中心(AUC)(AUC)存储着鉴权信息和加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线存储着鉴权信息和加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线接口中数据

12、被窃接口中数据被窃:用于生成随机数用于生成随机数(RAND)(RAND)的随机数发生器的随机数发生器 鉴权键鉴权键KiKi 各种安全算法各种安全算法(A3(A3、A8)A8)，这些安全算法和，这些安全算法和 SIM SIM卡中的算法相一致。卡中的算法相一致。MSC CP负荷分配情况负荷分配情况相关知识背景相关知识背景相关知识背景相关知识背景-MSC-MSC负荷分配情况负荷分配情况负荷分配情况负荷分配情况相关说明相关说明位置更新流程位置更新流程位置更新流程位置更新流程1 1、作用：让网络始终知道、作用：让网络始终知道MSMS所处的位置或状态。所处的位置或状态。2 2、什么时候进行位置更新：开、什

13、么时候进行位置更新：开/关机、进入新的位置区、周期性强制位置更新。关机、进入新的位置区、周期性强制位置更新。3 3、典型流程：、典型流程：VLRVLR下的位置更新下的位置更新 HLR HLR下的位置更新下的位置更新 周期性位置更新周期性位置更新 关机（关机（IMSIIMSI分离）分离）VLR下的位置更新下的位置更新位置更新流程位置更新流程位置更新流程位置更新流程HLR下的位置更新下的位置更新位置更新流程位置更新流程位置更新流程位置更新流程关机（关机（IMSI分离）分离）位置更新流程位置更新流程位置更新流程位置更新流程相关说明相关说明鉴权流程鉴权流程鉴权流程鉴权流程1 1、作用：通过比较、作用：

14、通过比较MSMS提供的鉴权响应和提供的鉴权响应和AUCAUC提供的鉴权三参数组之间是否一致进行判提供的鉴权三参数组之间是否一致进行判断的，通过鉴权，可以防止非法用户（比如盗用断的，通过鉴权，可以防止非法用户（比如盗用IMSIIMSI和和KIKI复制而成的卡）使用网络提复制而成的卡）使用网络提供的服务。供的服务。2 2、什么时候进行鉴权：原理上说，几乎所有的流称都需要进行鉴权。、什么时候进行鉴权：原理上说，几乎所有的流称都需要进行鉴权。但是是否执行鉴权，取决于运营商。但是是否执行鉴权，取决于运营商。3 3、鉴权三参数组、鉴权三参数组(RAND(RAND、SRESSRES、Kc)Kc)的产生：的产

15、生：RAND RAND由随机数发生器产生；由随机数发生器产生；SRES SRES由由RANDRAND和和KiKi由由A3A3算法得出；算法得出；KcKc由由RANDRAND和和KiKi用用A8A8算出。算出。鉴权数据的产生鉴权数据的产生鉴权流程鉴权流程鉴权流程鉴权流程鉴权执行的流程鉴权执行的流程鉴权流程鉴权流程鉴权流程鉴权流程主叫接入阶段、鉴权阶段流程主叫接入阶段、鉴权阶段流程移动主叫流程移动主叫流程移动主叫流程移动主叫流程1 1、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、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

16、阶段，手机和等几个步骤。经过这个阶段，手机和BTSBTS（BSCBSC）建立了暂时固定的关系。）建立了暂时固定的关系。2 2、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，、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。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、取被叫漫游号码阶段流程指配阶段、取被叫漫游号码阶段流程移动主叫流程移动主叫流程移动

17、主叫流程移动主叫流程1 1、TCH TCH 指配阶段指配阶段 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MSCMSC的语音的语音 提示。提示。2 2、取被叫用户路由信息阶段主要包括：向、取被叫用户路由信息阶段主要包括：向HLRHLR请求路由信息；请求路由信息；HLRHLR向向VLRVLR请求漫游号码；请求漫游号码；VLRVLR回回 送被叫用户的漫游号码；送被叫用户的

18、漫游号码；HLRHLR向向MSCMSC回送被叫用户的路由信息（回送被叫用户的路由信息（MSRNMSRN）。）。MSCMSC收到路由信息收到路由信息 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。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。被叫接入阶段、鉴权阶段流程被叫接入阶段、鉴权阶段流程移动被叫流程移动被叫流程移动被叫流程移动被叫流程1 1、接入阶段主要包括：手机收到、接入阶段主要包括：手机收到BTSBTS的寻呼命令后，信道请求，信道激活，信道激的寻呼命令后，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

19、机和活响应，立即指配，寻呼响应。经过这个阶段，手机和BTSBTS（BSCBSC）建立了暂时）建立了暂时 固定的关系。固定的关系。2 2、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，、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。用户是一个合法用户。主叫先拆线主叫先拆线拆线部分拆线部分拆线部分拆线部分被叫先拆线被叫先拆线拆线部分拆线部分拆线部分拆线部分切换的类型切换的类型切换流程切换流程切换流程

20、切换流程1 1、内部切换（、内部切换（BSSBSS控制进行）控制进行）小区内切换：同一个无线频道的话务信道之间、不同的无线频道之间小区内切换：同一个无线频道的话务信道之间、不同的无线频道之间 同基站内小区间切换同基站内小区间切换2 2、外部切换（、外部切换（MSCMSC参与控制进行）参与控制进行）同同MSCMSC内不同基站间切换内不同基站间切换 同同PLMNPLMN不同不同MSCMSC之间基站间切换之间基站间切换 不同不同PLMNPLMN的基站间切换，的基站间切换，GSMGSM未定义未定义切换的起因切换的起因1 1、无线标准：信号质量；、无线标准：信号质量；场强场强 MS MS和和/BTS/B

21、TS接收电平；接收电平；MS MSBTSBTS距离；距离；改善干扰与功率控制。改善干扰与功率控制。2 2、网络标准：话务负荷；、网络标准：话务负荷；O&M O&M原因，应操作维护方面的需要。原因，应操作维护方面的需要。同同MSC内不同基站间切换内不同基站间切换切换流程切换流程切换流程切换流程同同PLMN不同不同MSC之间基站间切换类型之间基站间切换类型切换流程切换流程切换流程切换流程1 1、基本切换：最初的、基本切换：最初的MSCMSC（MSCAMSCA）的移动用户）的移动用户MSMS需要切换到另一个需要切换到另一个MSCMSC（MSCBMSCB）的基站去）的基站去2 2、后续切换：同一个接续

22、在基本切换之后，已在、后续切换：同一个接续在基本切换之后，已在MSCBMSCB的的MSMS又需切换到另一个又需切换到另一个MSCMSC（MSCBMSCB）或重新返回到或重新返回到MSCAMSCA。注意：不论是基本切换注意：不论是基本切换”还是还是“后续切换后续切换”，“MSCA“MSCA始终处于主控位置，始终处于主控位置，同同PLMN不同不同MSC之间基站间切换流程之间基站间切换流程切换流程切换流程切换流程切换流程说明说明短消息流程短消息流程短消息流程短消息流程1 1、对于手机来说，移动始发短消息和移动终结短消息是完全独立的两个过程。、对于手机来说，移动始发短消息和移动终结短消息是完全独立的两

23、个过程。2 2、短消息相关的功能实体：、短消息相关的功能实体：SMS-GMSC SMS-GMSC：短消息关口：短消息关口MSCMSC，能够直接从短消息中心接收短消息，能够，能够直接从短消息中心接收短消息，能够 从从HLRHLR获取路由信息和短消息信息，并将短消息传递给获取路由信息和短消息信息，并将短消息传递给VMSCVMSC。SMS-IWMSC SMS-IWMSC：在：在PLMNPLMN内部能够接收短消息并提交给短消息中心。内部能够接收短消息并提交给短消息中心。移动始发短消息流程移动始发短消息流程短消息流程短消息流程短消息流程短消息流程1 1、接入和鉴权加密；、接入和鉴权加密；2 2、发送短消息到短消息中心；、发送短消息到短消息中心；3 3、短消息中心向手机报告发送结果。、短消息中心向手机报告发送结果。移动终结短消息流程移动终结短消息流程短消息流程短消息流程短消息流程短消息流程呼叫重建流程呼叫重建流程呼叫重建流程呼叫重建流程呼叫重建流程呼叫重建流程 移动用户通话过程中，在较移动用户通话过程中，在较短时间内与短时间内与BTSBTS失去联系，重新失去联系，重新建立联系的过程。建立联系的过程。定向重试流程定向重试流程定向重试流程定向重试流程定向重试流程定向重试流程 为手机用户重新指配无线资为手机用户重新指配无线资源的流程。源的流程。