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1、GSM呼叫流程目的和内容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p GSM 网络协议介绍p GSM 逻辑信道介绍p 无线链路建立流程（Radio and Link Establishment Procedure）p TCH 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
2、 Release Procedure）p 信道释放流程（Channel Release Procedure）GSM协议层数无线网络优化主要关心第三层的信令无线网络优化主要关心DTAP、RSL的信令无线网络优化主要关心DTAP、BSSMAP和部分SCCP的信令DTAPRSLOMLGSM网络协议t Layer 3 介绍p RR:无线资源管理（Radio Resource Management）由MS、BTS 和BSC 控制 功能举例 Paging 管理（Paging Management）加密管理（Ciphered Mode Management）频点分配（Frequency Redefiniti
3、on）信道分配（Dedicated Channel Assignment）切换（Handover Management）测量和功率控制（Measures and Power Control）p MM:移动性管理（Mobility Management）由MS 和MSC/VLR 控制 功能举例 鉴权和身份识别（Authentication/Identification Procedures）位置更新（Location Updating）IMSI Attach/DetachGSM网络协议p CC:呼叫控制（Call Control）由MS 和MSC 控制 功能举例 呼叫处理和路由（Call pro
4、cessing 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t 呼叫流程中常用的逻辑信道p PCH 寻呼信道（Paging Channel）p RACH 随机接入信道（Random Access Channel）p AGCH 接入认可信道（Access Grant Channel）p SDCCH 独立专用控制信道（Stand-alone Dedicated Control Channel）p SACCH 慢联系控制信道（Slow Associated
5、 Channel）p TCH 话务信道（Traffic Channel）p FACCH 快联系控制信道（Fast Associated Control Channel）GSM呼叫流程中常用的逻辑信道PCH RACH AGCH SDCCH+SACCH TCH/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 Procedure）立即分配过程（Immediate Assignment Procedure）SCCP 联接建立过程（SCCP
6、 Connection Establishment Procedure）当手机需要与网络发生联系时，必须要先建立无线链路和A接口的信令连接无线链路建立流程MS BTS BSC MSCChannel RequestChannel RequiredChannel Activation（SD）Channel Act Ack（SD）Immediate AssignmentCommandUI Imm Assignment/Imm Ass ExtST9103ET9103ST3126ET3126ST3101SABM L3 InfoEst Ind L3 InfoSCCP Con Rqrd L3SCCP Con
7、n ConfirmET3101ST9105ET9105UA 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-EndEntity信令消息空中接口 Abis接口 A接口（Rnd Nbr，TDMA Frame Nbr，Chan，TA）（AGCH）同时对两个MS分配SDCCH（SDCCH）BSC开始对MS发出的上行DTAP消息排队（如CM Serv Abort消息）。如果收到MS发出的Classmark Change消息，BS
8、C会在SCCP连接完成后发Classmark Update消息给交换机如CM Serv Req，Pag Res，Loc Update Req等Set Asynchronous Balance Mode。在任何新信道登陆时均会有SABM过程Unnumbered Ack无线链路建立流程无线链路建立流程异常情况对不同的呼叫类型有不同的等待时间：WI_EC/CR/OC/OP.(OP主要指LU,被叫没有相应等待时间)t SDCCH 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Imm
9、ediately Assignment Reject 否则忽略Channel Required 消息t T9103 超时p BSC 发RF Channel Release 消息到BTSt BSC 收到Channel Activation NAck 消息p BSC 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)t T3101 超时p Layer 3 无法建立 p BSC 发RF Channel Release 到BTSt T9105 超时p BSC 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
10、SCCP 释放请求 在RF 部分，BSC 向手机和BTS 发信道释放消息 仅在BSC内部资源表中释放，在Abis上没有信令传送当信道激活不成功时触发的BTS RF Chan Rel不包含Phys Cont Req过程t BSC 收到Establish Indication 消息，但消息中不含Layer 3 Informationp BSC 向手机和BTS 发信道释放消息t Abis 上的其它异常中断消息的处理p BSC 收到Error Indication Cause 为:“T200 Expiry”:监视SABM 和UA 过程“Unsolicited DM Response”(发生在Disco
11、nnect 过程中）“Sequence Error”释放：A 接口上，BSC 发Clear Request“Radio Interface Failure”到交换机 BSC 向手机和BTS 发信道释放消息p BSC 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p BSC 收到Release Indication 当收到手机发出的DISC 消息 A 接口上，
12、BSC 发Clear Request“Radio Interface Failure”到交换机 BSC 向手机和BTS 发信道释放消息无线链路建立流程异常情况MS BTS BSC MSCAuthentication ReqCiphering Mode CmdAuthentication ReqAuthentication ReqAuthentication RespAuthentication RespAuthentication RespEncryption Command Ciphering Mode CmdCiphering Mode Cmp Ciphering Mode Cmp Cip
13、hering Mode CmpTMSI Realloc CmdTMSI Realloc CmdTMSI Realloc CmdTMSI Realloc CmpTMSI Realloc CmpTMSI Realloc CmpAuthentication CipheringTMSI ReallocST3260ET3260*Authentication Reject*IdentificationIdentification RequestST3270ET3270Identification Request Identification RequestIdentification ResponseId
14、entification RespIdentification ResponseST3250ET3250（RAND）（SRES）RAND与Ki经过A3算法得到SRES；经过A8算法得到Kc比较SRES（IMSI）选择加密算法（Permitted Alg，Kc）准备解密接收（Alg，Kc）（Alg（A5算法）开始加密发射和解密接收如正确解密接收，则下条消息加密发射已加密的消息（TMSI）VLR从HLR处得到RAND/SRES/Kc鉴权、身份识别、加密、TMSI重新分配过程t 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
15、TMSI 所对应的IMSI 不一致，则重新进行鉴权 如果鉴权过程中已经使用IMSI，则网络发Authentication Reject 消息。这个SIM 将被认为是无权的p T3260 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p T3270 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t TMSI 重新分配过程中的异常情况p T3250 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、TMSI重新分配过程异常情况t 定义p 分配TCH 的过程p
16、 特殊情况 排队（Queuing）直接重试（Directed Retry）TCH分配过程MS BTS BSC MSCChannel Activation TCHSABM(FACCH)Channel Activation Ack.Assignment CommandAssignment CommandAssignment RequestPhysical Context RequestPhysical Context ConfirmEstablish IndicationUAAssignment CompleteAssignment CompleteAssignment CmpRF Channel
17、 Release(SD)RF Channel Release 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TCH时，如需传送信令，则通过Stealing Flag将TCH转换成FACCH一般情况下，在RF信道释放前都有Physical Context Req过程TCH分配过程MS BTS BSC MSCSABM(FACCH)
18、Channel ActivationHO CMDAssignment RequestPhysical Con ReqChan.Act.Ack.HO DetectionUAPhys.InfoAssignment CmpST11ST3103Queuing 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 AccessST9103ET9103
19、TTSTTEstablish IndicationTTHO CMPTHO CMPST3124ET3124ET3103直接重试如果Queuing Ind=True或Queuing_Anyway=True。（当Queuing _Anyway时T11_Forced取代T11TCH分配过程排队和直接重试t TCH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 Availa
20、blep 呼叫被优先级更高的呼叫挤出队列 在A 接口BSC 发Assignment Failure No Radio Resource Available”t T9108 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t T9103 超时:Channel Activation 没有回应p A 接口上BSC 发Assignment Failure Radio Interface Failurep BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息TCH分配过程异
21、常情况t BSC 收到Channel Activation Negative Acknowledge 消息p 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)-Protocol error(PE):BSC 内部释放 Requested transcoding rate not supported(RTRNS):BSC 内部释放 Encryption algorithm not i
22、mplemented(EANI):BSC 内部释放 O&M Intervention(OI):BSC 内部释放p 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Radio Interface FailureTCH分配过程异常情况t 在原来的信道上（如SDCCH 信道）收到Assignment Failure 消息 p 手机收到Assignm
23、ent 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 手机将会回到原来的信道。p 并发Assignment Failure 消息p BSC 收到该消息后在A 接口发Assignment Failure Reversion to Old Channelp BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息，释放新信道t Assignment Command 的内容有误p 手机发现Assignment Command 消息中内容有误，手机发Assignment Fail
24、ure 消息到BSCp BSC 收到该消息后在A 接口发Assignment Failure Reversion to Old Channelp BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息，释放新信道t T3107 超时p BSC 在A 接口发Assignment Failure“Radio Interface Message Failure”，并开始T9110 计时p BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息，释放新老信道p MSC 向BSC 发Clear Command 消息（呼叫释放），并停止T9110一般情况下，交换机收到该消息后发DISC（t
25、emp fail）TCH分配过程异常情况t 直接重试中的异常情况p 没有Candidate cell BSC 在A 接口发Assignment Failure“No Radio Resource Available”p Channel 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p BSC 收到Channel Activation Negative Acknowledge 消息 Channel Activation Negat
26、ive 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 在A 接口上发Assignment Failu
27、re 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分配过程异常情况p T3103 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
28、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t Abis 上的其它异常中断消息的处理p BSC 收到Connection 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 Releas
29、e 消息p BSC 收到Error Report 消息p BSC 收到Error Indication 消息p BSC 收到Release Indication 消息t A 中继信道拥塞或不可用情况TCH分配过程异常情况主叫过程（非OACSU情况）MS BTS BSC MSCCall ProceedingESTIN(CM_Serv_Req)RR Connection Establishment RR Connection Establishment RR Connection EstablishmentAuthentication Procedure Authentication Proced
30、ure Authentication ProcedureCiphering Procedure Ciphering Procedure Ciphering ProcedureTMSI Realloc Procedure TMSI Realloc Procedure TMSI Realloc ProcedureSETUP SETUP SETUPCall Proceeding Call ProceedingAssignment ProcedureAssignment ProcedureAssignment ProcedureAlerting Alerting AlertingConnect Con
31、nect ConnectConnect Ack.Connect Ack.Connect Ack.SpeechCM_Serv_ReqOff Air Call Setup（called party nbr）先建立TCH，再接通B侧信道。Alerting在TCH上发送（CM Serv Type，Mobile ID，Classmark2，Priority，）SDCCHTCHMS BTS BSC MSCCall ProceedingESTIN(CM_Serv_Req)RR Connection Establishment RR Connection Establishment RR Connection
32、 EstablishmentAuthentication Procedure Authentication Procedure Authentication ProcedureCiphering Procedure Ciphering Procedure Ciphering ProcedureTMSI Realloc Procedure TMSI Realloc Procedure TMSI Realloc ProcedureSETUP SETUP SETUPCall Proceeding Call ProceedingAssignment ProcedureAssignment Proced
33、ureAssignment ProcedureAlerting Alerting AlertingConnect Connect ConnectConnect Ack.Connect Ack.Connect Ack.SpeechCM_Serv_ReqSDCCHTCH先接通B侧信道，再建立TCH。Alerting在SDCCH上发送主叫过程（OACSU情况）MS BTS BSC MSCCall ConfirmedESTIN(Paging Resp)RR Connection Establishment RR Connection Establishment RR Connection Establ
34、ishmentAuthentication Procedure Authentication Procedure Authentication ProcedureCiphering Procedure Ciphering Procedure Ciphering ProcedureTMSI Realloc Procedure TMSI Realloc Procedure TMSI Realloc ProcedureSETUP SETUP SETUPCall Confirmed Call ConfirmedAssignment ProcedureAssignment ProcedureAssign
35、ment ProcedureAlerting Alerting AlertingConnect Connect ConnectConnect Ack.Connect Ack.Connect Ack.SpeechPaging ResponsePaging Paging Command Paging RequestST3113ET3113Paging Group的个数（N）：由BS_AG_BLKS_RES和BS_PA_MFRMS决定;MS的Paging Group=(IMSI mod 1000)mod N;MS只监听自己对应的Paging Group的Paging Req消息（MS ID（TMSI
36、/IMSI），Cell ID（LAC/LAC+CI）（MS ID（TMSI/IMSI），Paging Group）（MS ID（TMSI/IMSI）（最多可同时发4个TMSI）（Mobile ID，Classmark2，Priority，）（calling party nbr）被叫过程t T3113 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MS BTS BSC MSCClear CMDESTIN(Loc Up Req)RR Connection Establi
37、shment RR Connection Establishment RR Connection EstablishmentAuthentication Procedure Authentication Procedure Authentication ProcedureCiphering Procedure Ciphering Procedure Ciphering ProcedureTMSI Realloc Procedure TMSI Realloc Procedure TMSI Realloc ProcedureLoc Up AcceptChannel ReleaseDeactivat
38、e SACCHDISCRelease Indication UARF Ch ReleaseLoc Up ReqLoc Up Accept Loc Up AcceptChannel ReleaseRF Ch Release AckClear CMPST3210ET3210（LU Type，MS ID，LAI，Classmark1，）位置更新过程t 切换分为p 小区内切换（IntraCell Internal 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
39、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)）p BSC 内部小区间切换（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 fram
40、es 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（Force
41、d Direct Retry）Cause25:GPRS 重定向（GPRS Redirection）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 microcell 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
42、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MS BTS BSC MSCMeasurement RepMeasurement ResIntra cell 切换Phys Context ReqOCOCPhys Context ConfOC:Old ChannelNC:New ChannelNCNCChannel Activation AckChannel Activation Assignment CommandAssignment CommandOCSABMEstablish Indi
43、cationUAOCNCNCNCAssignment CompleteNCAssignment CompleteHandover PerformedRF Channel Rel OCRF Channel Rel Ack.OCST9108ET9108ST9103ET9103ST3107ET3107ST_RCR_ACKET_RCR_ACK原信道上的TA、MS/BS_TxPwr被沿用到了新的信道上IntraCell HO总是用Assignment的过程来完成（HO Cause，Cell ID，Chn Type）Intra Cell切换过程t TCH拥塞p Intra Cell 切换将不会发生t T9
44、108 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t T9103 超时:Channel Activation 没有回应p Intra Cell 切换过程将终止p A 接口上不会有任何消息传送p BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息，释放新信道t BSC 收到Channel Activation Negative Acknowledge 消息p Intra Cell 切换过程将终止p Channel Activation Negative Ac
45、knowledge 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 A 接口上不会有任何消息传送Intra Cell切换过程
46、异常情况t 在原来的信道上（如SDCCH 信道）收到Assignment Failure 消息 p Intra Cell 切换过程将终止p A 接口上不会有任何消息传送p BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息，释放新信道t Assignment Command 的内容有误，手机发Assignment Failure 消息到BSCp Intra Cell 切换过程将终止p A 接口上不会有任何消息传送p BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息，释放新信道t T3107 超时p BSC 在A 接口发Clear Request“Radio Inter
47、face Message Failure”p BSC 向BTS 发RF Channel Release 消息，释放新老信道p 形成切换掉话t 其它异常中断消息p Error Reportp Connection Failure Indicationp Release Indicationp Error IndicationIntra Cell切换过程异常情况MS BTSserving BSC MSCBTStargetMeas Report Meas ResultHO Alarm&Candidate CellPhys Context ReqPhys Context ConfChannel Act
48、ivationChannel Act Ack.HO Command HO CommandHO AccessHO DetectionSABMEstablish IndUAHandover Complete Handover CompleteHandover PerformedRF Channel ReleaseRF Channel Rel.Ack.ST9108ET9108ST9103ET9103ST3103ST3103ST3106ET3106ST_RCR_ACKET_RCR_ACKST200ET200原信道上的TA、被沿用到了新的信道上，而MS/BS_TxPwr将用最大功率在新的信道上发射（AB
49、，DCH）（Cell，MA，MAIO，HSN，TS，TA）（TA被采用）Internal Inter Cell切换过程同步切换MS BTSserving BSC MSCBTStargetHO Alarm&Candidate CellChannel ActivationChannel Act Ack.HO Command HO CommandHO AccessHO DetectionSABMEstablish IndUAHandover Complete Handover CompleteHandover PerformedRF Channel ReleaseRF Channel Rel.Ack
50、.ST9103ET9103ST3103ST3103ST3105ET3105Physical InfoST3124ET3124ST200ET200ST_RCR_ACKET_RCR_ACKPhys Context ReqPhys Context ConfST9108ET9108Meas Report Meas Result没有Physical Cont Req过程，原信道上的TA不能被沿用到新的信道上测量TA（TA）（TA被采用）在RF信道释放前，有Physical Context Req过程Internal Inter Cell切换过程异步切换t TCH拥塞p Internal Inter Ce