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1、GSM呼叫流程呼叫流程目的和内容目的和内容t目的p介绍GSM正常的呼叫流程（空中接口、A-bis接口和A接口）p介绍部分常见的异常中断的流程t内容pGSM网络协议介绍pGSM逻辑信道介绍p无线链路建立流程（Radio and Link Establishment Procedure）pTCH正常分配流程（Normal Assignment Procedure）p主叫流程（Originating Call）p被叫流程（Terminating Call）p位置更新流程（Location Updating）p切换流程（Handover Procedure）p呼叫释放流程（Call Release P
2、rocedure）p信道释放流程（Channel Release Procedure）GSMGSM协议协议层数层数无线网络优化主要关心第三层的信无线网络优化主要关心第三层的信令令无线网络优化主要关心无线网络优化主要关心DTAPDTAP、RSLRSL的信令的信令无线网络优化主要关心无线网络优化主要关心DTAPDTAP、BSSMAPBSSMAP和部分和部分SCCPSCCP的信令的信令DTAPRSLOMLGSM网络协议网络协议tLayer 3介绍pRR:无线资源管理（Radio Resource Management）由由MS、BTS和和BSC控制控制功能举例Paging管理（Paging Mana
3、gement）加密管理（Ciphered Mode Management）频点分配（Frequency Redefinition）信道分配（Dedicated Channel Assignment）切换（Handover Management）测量和功率控制（Measures and Power Control）pMM:移动性管理（Mobility Management）由由MS和和MSC/VLR控制控制功能举例鉴权和身份识别（Authentication/Identification Procedures）位置更新（Location Updating）IMSI Attach/DetachGS
4、M网络协议网络协议pCC:呼叫控制（Call Control）由由MS和和MSC控制控制功能举例呼叫处理和路由（Call processing and routing）双音多频（DTMF Facilities）短消息服务（Short Message Service）附加服务（Supplementary Service）GSM网络协议网络协议t呼叫流程中常用的逻辑信道pPCH寻呼信道（Paging Channel）pRACH随机接入信道（Random Access Channel）pAGCH接入认可信道（Access Grant Channel）pSDCCH独立专用控制信道（Stand-alon
5、e Dedicated Control Channel）pSACCH慢联系控制信道（Slow Associated Control Channel）pTCH话务信道（Traffic Channel）pFACCH快联系控制信道（Fast Associated Control Channel）GSM呼叫流程中常用的逻辑信道呼叫流程中常用的逻辑信道PCHRACHAGCHSDCCH+SACCHTCH/FACCH+SACCHt定义p手机与网络间建立一个无线链路，用于信令传送p包括以下四个步骤Paging过程（Paging Procedure）（仅用于被叫流程中）随机接入过程（Random Access
6、Procedure）立即分配过程（Immediate Assignment Procedure）SCCP联接建立过程（SCCP Connection Establishment Procedure）当手机需要与网络发生联系时，必须要当手机需要与网络发生联系时，必须要先建立无线链路和先建立无线链路和A A接口的信令连接接口的信令连接无线链路建立流程无线链路建立流程MSBTSBSCMSCChannel RequestChannel RequiredChannel Activation（SD）Channel Act Ack（SD）Immediate AssignmentCommandUI Imm A
7、ssignment/Imm Ass ExtST9103ET9103ST3126ET3126ST3101SABM L3 InfoEst Ind L3 InfoSCCP Con Rqrd L3SCCP Conn ConfirmET3101ST9105ET9105UA L3 Info（RACH）（）（Est Cause，Rnd Nbr）（Est Cause，Rnd Nbr，TA）RACH_TA_FilteringRACH_TA_Filtering（TA，BS/MS_TxPwr-Max，Chann）TimerTimer；S-StartS-Start；E-EndE-EndEntityEntity信令消息
8、信令消息空中接口空中接口AbisAbis接口接口(2(2M)M)A A接口接口（Rnd Nbr，TDMA Frame Nbr，Chan，TA）（AGCH）同时对两个同时对两个MSMS分配分配SDCCHSDCCH（SDCCH）BSCBSC开始对开始对MSMS发出的上行发出的上行DTAPDTAP消息排消息排队（如队（如CM Serv AbortCM Serv Abort消息）。如果消息）。如果收到收到MSMS发出的发出的Classmark ChangeClassmark Change消消息，息，BSCBSC会在会在SCCPSCCP连接完成后发连接完成后发Classmark UpdateClassm
9、ark Update消息给交换机消息给交换机如如CM Serv ReqCM Serv Req，Pag ResPag Res，Loc Update ReqLoc Update Req等等Set Asynchronous Set Asynchronous Balance ModeBalance Mode。在任在任何新信道登陆时均会何新信道登陆时均会有有SABMSABM过程过程Unnumbered AckUnnumbered Ack无线链路建立流程无线链路建立流程无线链路建立流程无线链路建立流程AbistAbis信令tChannel Required无线链路建立流程无线链路建立流程AbistChan
10、nel Activation无线链路建立流程无线链路建立流程AbistImmediately Assignment无线链路建立流程无线链路建立流程异常情况异常情况对不同的呼叫类型有不同的等待时间：对不同的呼叫类型有不同的等待时间：WI_EC/CR/OC/OP.(OPWI_EC/CR/OC/OP.(OP主要指主要指LU,LU,被叫没有相应等待时间被叫没有相应等待时间)tSDCCH拥塞p如果BSC在收到Channel Required时，相应小区没有空闲的SDCCH，BSC将会如果小区参数En_Imm_Ass_Rej=“True”，则发Immediately Assignment Reject否则
11、忽略Channel Required消息tT9103超时pBSC发RF Channel Release消息到BTStBSC收到Channel Activation NAck消息pBSC内部释放BTS的相应无线信道(没有任何消息在Abis接口上传送)tT3101超时pLayer 3无法建立 pBSC发RF Channel Release到BTStT9105超时pBSC通过呼叫释放过程（Call Release Procedure）释放原先建立的SDCCH连接在A接口，BSC向MSC发SCCP释放请求 在RF部分，BSC向手机和BTS发信道释放消息 仅在仅在BSCBSC内部资源表中释放，在内部资源
12、表中释放，在AbisAbis上没有信令传送上没有信令传送当信道激活不成功当信道激活不成功时触发的时触发的BTS RF Chan Rel不包含不包含Phys Cont Req过程过程tBSC收到Establish Indication消息，但消息中不含Layer 3 InformationpBSC向手机和BTS发信道释放消息tAbis上的其它异常中断消息的处理pBSC收到Error IndicationCause为:“T200 Expiry”:监视SABM和UA过程“Unsolicited DM Response”(发生在Disconnect过程中）“Sequence Error”释放：A接口上
13、，BSC发Clear Request“Radio Interface Failure”到交换机BSC向手机和BTS发信道释放消息pBSC收到Connection Failure indication(Cause:Radio Link Failure)在A接口上，BSC发Clear Request“Radio Interface Failure”到交换机BSC向BTS发RF Channel Release消息pBSC收到Release Indication当收到手机发出的DISC消息A接口上，BSC发Clear Request“Radio Interface Failure”到交换机BSC向手机
14、和BTS发信道释放消息无线链路建立流程无线链路建立流程异常情况异常情况MSBTSBSCMSCAuthentication ReqCiphering Mode CmdAuthentication ReqAuthentication ReqAuthentication RespAuthentication RespAuthentication RespEncryption CommandCiphering Mode CmdCiphering Mode CmpCiphering Mode CmpCiphering Mode CmpTMSI Realloc CmdTMSI Realloc CmdTMS
15、I Realloc CmdTMSI Realloc CmpTMSI Realloc CmpTMSI Realloc CmpAuthenticationCipheringTMSI ReallocST3260ET3260*Authentication Reject*IdentificationIdentification RequestST3270ET3270Identification RequestIdentification RequestIdentification ResponseIdentification RespIdentification ResponseST3250ET3250
16、（RAND）（SRES）RANDRAND与与KiKi经过经过A3A3算法算法得到得到SRESSRES；经过经过A8A8算算法得到法得到KcKc比较比较SRESSRES（IMSI）选择加密算法选择加密算法（Permitted Alg，Kc）准备解密接收准备解密接收（Alg，Kc）（Alg（A5算法）算法）开始加开始加密发射密发射和解密和解密接收接收如正确解密接收，则下条如正确解密接收，则下条消息加密发射消息加密发射已加密的消息已加密的消息（TMSI）VLRVLR从从HLRHLR处得处得到到RAND/SRRAND/SRES/KcES/Kc鉴权、身份识别、加密、鉴权、身份识别、加密、TMSI重重新分
17、配过程新分配过程鉴权、身份识别、加密、鉴权、身份识别、加密、TMSI重重新分配过程新分配过程A口信令口信令tAuthentication Request鉴权、身份识别、加密、鉴权、身份识别、加密、TMSI重重新分配过程新分配过程A口信令口信令tAuthentication Response鉴权、身份识别、加密、鉴权、身份识别、加密、TMSI重重新分配过程新分配过程A口信令口信令tIdentification Responset鉴权过程中的异常情况p鉴权失败如果鉴权过程中使用TMSI，网络将启动身份识别过程。如果手机送上来的IMSI与VLR中TMSI所对应的IMSI不一致，则重新进行鉴权如果鉴权
18、过程中已经使用IMSI，则网络发Authentication Reject消息。这个SIM将被认为是无权的pT3260超时第一次超时，网络将重发鉴权请求；第二次超时，网络将释放该MM连接t身份识别过程中的异常情况pT3270超时第一次超时，网络将重发身份识别请求；第二次超时，网络将释放该MM连接tTMSI重新分配过程中的异常情况pT3250超时第一次超时，网络将重发TMSI重新分配请求；第二次超时，网络将释放该MM连接鉴权、身份识别、加密、鉴权、身份识别、加密、TMSI重重新分配过程新分配过程异常情况异常情况t定义p分配TCH的过程p特殊情况排队（Queuing）直接重试（Directed R
19、etry）TCH分配过程分配过程MSBTSBSCMSCChannel Activation TCHSABM(FACCH)Channel Activation Ack.Assignment CommandAssignment CommandAssignment RequestPhysical Context RequestPhysical Context ConfirmEstablish IndicationUAAssignment CompleteAssignment CompleteAssignment CmpRF Channel Release(SD)RF Channel Release
20、Ack.STrr1ETrr1ST9108ET9108ST9103ET9103ST3107ET3107（Chn Type，Priority，CIC，DL DTX，Queuing Flag）（TA，MS/BS_TxPwr）（SDCCH）（TA，MS/BS_TxPwr）（MA，TS，HSN，MAIO，MS_TxPwr）占用占用TCHTCH时，如需传送信令，则通过时，如需传送信令，则通过Stealing FlagStealing Flag将将TCHTCH转换成转换成FACCHFACCH一般情况下，在一般情况下，在RFRF信道释放前都有信道释放前都有Physical Context ReqPhysica
21、l Context Req过程过程TCH分配过程分配过程TCH分配过程分配过程A口口tAssignment RequestEFRQueuingTCH分配过程分配过程AbistAbis信令TCH分配过程分配过程AbistPhysical Context ComfirmTCH分配过程分配过程AbistSystem Information Type 5BA ListTCH分配过程分配过程AbistSystem Information Type 6LAC/CITCH分配过程分配过程AbistAssignment CommandFrequency Encoding（Bitmap 0）TCH分配过程分配过
22、程AbistFrequency Encodingp频段分配pFrequency Encoding（主要有三种方式）Fixed Bitmap Bitmap 0 只能表现1124频点TCH分配过程分配过程AbisRecursive Dichotomy Algorithm 递归二分法Variable BitmapMSBTSBSCMSCSABM(FACCH)Channel ActivationHO CMDAssignment RequestPhysical Con ReqChan.Act.Ack.HO DetectionUAPhys.InfoAssignment CmpST11ST3103Queuin
23、g IndicationET11At this time,a TCH become freeTCH拥塞和排队Assignment RequestST11Queuing IndicationET11A Handover alarm is raised.A target BTS is selectedHO CMDHO AccessST9103ET9103TTSTTEstablish IndicationTTHO CMPTHO CMPST3124ET3124ET3103直接重试如果如果Queuing Ind=TrueQueuing Ind=True或或Queuing_Anyway=TrueQueui
24、ng_Anyway=True。（。（当当Queuing _AnywayQueuing _Anyway时时T11_ForcedT11_Forced取取代代T11T11TCH分配过程分配过程排队和直接重试排队和直接重试tTCH拥塞情况p不允许排队或队列已满在A接口BSC发Assignment Failure No Radio Resource Availablep呼叫进入队列，但T11时间内没有TCH空出在A接口BSC发Clear Request No Radio Resource Availablep呼叫被优先级更高的呼叫挤出队列在A接口BSC发Assignment Failure No Rad
25、io Resource Available”tT9108超时:BTS对physical context request没有响应p之后的Channel Activation消息中将不带TA和手机及BTS的发射功率信息tT9103超时:Channel Activation没有回应pA接口上BSC发Assignment Failure Radio Interface FailurepBSC向BTS发RF Channel Release消息TCH分配过程分配过程异常情况异常情况tBSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息pChannel Activat
26、ion Negative Acknowledge有以下几种原因:Channel Already Activated(CAA):BSC向手机和BTS发信道释放消息Radio Resource Not Available(RRNA)-Protocol error (PE):BSC内部释放Requested transcoding rate not supported(RTRNS):BSC内部释放Encryption algorithm not implemented(EANI):BSC内部释放O&M Intervention(OI):BSC内部释放p在A接口上发Assignment Failure
27、消息对于收到Chnav Neg Ack原因为EANI的情况，Assignment Failure的cause为Ciphering Algorithm not supported其它情况，Assignment Failure的cause为Radio Interface FailureTCH分配过程分配过程异常情况异常情况t在原来的信道上（如SDCCH信道）收到Assignment Failure消息 p手机收到Assignment Command后，在新信道上发SABM消息，BTS收到后向手机发UA消息。但可能由于空中接口原因，手机没有收到UA消息。手机尝试N200次均未成功。p手机将会回到原来
28、的信道。p并发Assignment Failure消息pBSC收到该消息后在A接口发Assignment Failure Reversion to Old ChannelpBSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新信道tAssignment Command的内容有误p手机发现Assignment Command消息中内容有误，手机发Assignment Failure消息到BSCpBSC收到该消息后在A接口发Assignment Failure Reversion to Old ChannelpBSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新信道tT310
29、7超时pBSC在A接口发Assignment Failure“Radio Interface Message Failure”，并开始T9110计时pBSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新老信道pMSC向BSC发Clear Command消息（呼叫释放），并停止T9110一般情况下，交换机收到该消一般情况下，交换机收到该消息后发息后发DISCDISC（temp failtemp fail）TCH分配过程分配过程异常情况异常情况t直接重试中的异常情况p没有Candidate cellBSC在A接口发Assignment Failure“No Radio Resource
30、 Available”pChannel Activation过程中T9103超时 BSC在A接口发Assignment Failure“Radio Interface Failure”BSC向BTS发RF Channel Release消息pBSC收到Channel Activation Negative Acknowledge消息Channel Activation Negative Acknowledge有以下几种原因:Channel Already Activated(CAA):BSC向手机和BTS发信道释放消息Radio Resource Not Available(RRNA)-Pro
31、tocol error (PE):BSC内部释放Requested transcoding rate not supported(RTRNS):BSC内部释放Encryption algorithm not implemented(EANI):BSC内部释放O&M Intervention(OI):BSC内部释放在A接口上发Assignment Failure消息对于收到Chnav Neg Ack原因为EANI的情况，Assignment Failure的cause为Ciphering Algorithm not supported其它情况，Assignment Failure的cause为R
32、adio Interface FailureTCH分配过程分配过程异常情况异常情况pT3103超时:没有收到HO Failure或HO Complete消息BSC在A接口发Assignment Failure“Radio Interface message Failure”BSC向手机和BTS发信道释放消息，释放新老信道p收到手机发来的HO Failure消息BSC在A接口发Assignment Failure“Reversion to Old Channel”消息BSC向BTS发RF Channel Release消息，释放新信道tAbis上的其它异常中断消息的处理pBSC收到Connect
33、ion Failure Indicaiton消息Cause为:“Radio Interface Failure”:无线链路超时引起的释放释放：A接口上，BSC发Clear Request“Radio Interface Failure”到交换机BSC向BTS发RF Channel Release消息pBSC收到Error Report消息pBSC收到Error Indication消息pBSC收到Release Indication消息tA中继信道拥塞或不可用情况TCH分配过程分配过程异常情况异常情况主叫过程（非主叫过程（非OACSU情况）情况）MSBTSBSCMSCCall Proceedi
34、ngESTIN(CM_Serv_Req)RR Connection EstablishmentRR Connection EstablishmentRR Connection EstablishmentAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureSETU
35、PSETUPSETUPCall ProceedingCall ProceedingAssignment ProcedureAssignment ProcedureAssignment ProcedureAlertingAlertingAlertingConnectConnectConnectConnect Ack.Connect Ack.Connect Ack.SpeechCM_Serv_ReqOff Air Call SetupOff Air Call Setup（called party nbr）先建立先建立TCHTCH，再再接通接通B B侧信道。侧信道。AlertingAlerting在
36、在TCHTCH上发送上发送（CM Serv Type，Mobile ID，Classmark2，Priority，），）SDCCHTCH主叫过程主叫过程 A口口tA口信令两次两次Classmark Update。前前一次由于一次由于Early Classmark Sending引起；后者由于引起；后者由于BSC下发下发Classmark Enquiry引起引起主叫过程主叫过程 A口口tCM Service Request主叫：主叫：MOC est/pkt mode con estab短信：短信：Short message service附加服务：附加服务：Suppl service activ
37、ationCLASSMARKtCLASSMARKp包含以下信息MS Revision Level 手机的修正版本MS Ciphering Capability 手机支持的加密算法MS Frequency Capability 手机支持的频段MS RF Power Capability in Each Band 手机在各频段支持的发射功率主叫过程主叫过程 A口口tCLASSMARK主叫过程主叫过程 A口口tSetup主叫过程主叫过程 A口口被叫号码被叫号码MSBTSBSCMSCCall ProceedingESTIN(CM_Serv_Req)RR Connection Establishment
38、RR Connection EstablishmentRR Connection EstablishmentAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureSETUPSETUPSETUPCall ProceedingCall ProceedingAssign
39、ment ProcedureAssignment ProcedureAssignment ProcedureAlertingAlertingAlertingConnectConnectConnectConnect Ack.Connect Ack.Connect Ack.SpeechCM_Serv_ReqSDCCHTCH先接通先接通B B侧信道，侧信道，再建立再建立TCH TCH。AlertingAlerting在在SDCCHSDCCH上发送上发送主叫过程（主叫过程（OACSU情况）情况）MSBTSBSCMSCCall ConfirmedESTIN(Paging Resp)RR Connecti
40、on EstablishmentRR Connection EstablishmentRR Connection EstablishmentAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureSETUPSETUPSETUPCall ConfirmedCall C
41、onfirmedAssignment ProcedureAssignment ProcedureAssignment ProcedureAlertingAlertingAlertingConnectConnectConnectConnect Ack.Connect Ack.Connect Ack.SpeechPaging ResponsePagingPaging CommandPaging RequestST3113ET3113Paging GroupPaging Group的个数（的个数（N N）：）：由由BS_AG_BLKS_RESBS_AG_BLKS_RES和和BS_PA_MFRMSBS
42、_PA_MFRMS决定决定;MSMS的的Paging Group=(IMSI mod 1000)mod Paging Group=(IMSI mod 1000)mod N;MSN;MS只监听自己对应的只监听自己对应的Paging GroupPaging Group的的Paging ReqPaging Req消息消息（MS ID（TMSI/IMSI），），Cell ID（LAC/LAC+CI）（MS ID（TMSI/IMSI），），Paging Group）（MS ID（TMSI/IMSI）（最多可同时发最多可同时发4个个TMSI）（Mobile ID，Classmark2，Priority，）
43、，）（calling party nbr）被叫过程被叫过程tA口信令被叫过程被叫过程 A口口tPaging被叫过程被叫过程 A口口IMSI号码，号码，BSC用来计算用来计算Paging GroupTMSI号码，空中接口号码，空中接口Paging时用，比较经济时用，比较经济LAC PagingtA口信令被叫过程被叫过程 A口口tSetup被叫过程被叫过程 A口口主叫号码主叫号码tT3113超时p如果T3113超时，Paging Response消息没有收到，网络会重发Paging消息，并重新开始T3113计时。重试的次数在交换机中定义。Paging失败失败MSBTSBSCMSCClear CMD
44、ESTIN(Loc Up Req)RR Connection EstablishmentRR Connection EstablishmentRR Connection EstablishmentAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureAuthentication ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureCiphering ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureTMSI Realloc ProcedureLoc Up
45、AcceptChannel ReleaseDeactivate SACCHDISCRelease IndicationUARF Ch ReleaseLoc Up ReqLoc Up AcceptLoc Up AcceptChannel ReleaseRF Ch Release AckClear CMPST3210ET3210（LU Type，MS ID，LAI，Classmark1，），）位置更新过程位置更新过程tA口信令位置更新过程位置更新过程 A口口注：在这段信令中，手机Location Update Request中所带的TMSI不能被VLR识别（一般在跨MSC位置更新时），所以MSC发
46、Identification Request，要求手机上发IMSI号码。得到IMSI号码后，MSC到老的VLR中要到鉴权信息，并对手机进行鉴权。全部完成后MSC到老的VLR中做Cancel Location，结束所有过程。tLocation Update Request位置更新过程位置更新过程 A口口位置更新后没有后续的位置更新后没有后续的（Follow-on）呼叫过程呼叫过程手机原来的手机原来的LAC手机的手机的TMSItLocation Update Accept位置更新过程位置更新过程 A口口新的新的LAC重新分配的重新分配的TMSIt切换分为p小区内切换（IntraCell Inter
47、nal Handover）:切换原因(按优先级排序)Cause 15&16 干扰切换(High level interference on UL or DL).Cause 10&11:同心圆内圆电平过低而向外园切换（Too low level,inner zone(inner to outer zone HO,concentric cell)(UL&DL)）Cause 13:同心圆外圆电平较高时向内圆切换（Too high level on the UL and DL,outer zone(outer to inner zone HO,concentric cell)）pBSC内部小区间切换（
48、Intercell Internal Handover）切换原因(按优先级排序)Cause 7:微小区BadSACCH切换（Several consecutive Bad SACCH frames received(rescue microcell HO)）Cause 17&18:微小区高门限切换（Too low level in a microcell compared to a high threshold(UL&DL)）Cause 2&4:质量切换（Too Low Quality(UL&DL)）Cause 3&5:电平切换（Too Low Level(UL&DL)）Cause 6:太长距
49、离且换（Too long MS-BS distance）Cause 22:扩站小区外小区太短距离切换（Too short MS-BS distance）Cause20:强制直接重试（Forced Direct Retry）Cause25:GPRS重定向（GPRS Redirection）切换过程切换过程Cause 21:Preferred Band切换（High level in neighbor cell in the preferred band）Cause 14:宏小区到微小区切换（High level in a neighbor microcell for macrocell to m
50、icrocell HO.）Cause 12:PBGT切换（Power Budget(Better Cell HO)）Cause 23:话务切换（Traffic HO）Cause 24:综合捕捉切换（General Capture HO）p同步切换Intra Cell切换部分Internal Inter Cell切换p异步切换切换过程切换过程MSBTSBSCMSCMeasurement RepMeasurement ResIntra cell切换Phys Context ReqOCOCPhys Context ConfOC:Old ChannelNC:New ChannelNCNCChannel