GSM 各种信令流程

附录 D GSM 通信流程
MSC VLR HLR/AUC

MS

BSS

REQUEST(CKSNo,IMSI/TMSI) (与呼叫建立,位置更新,补充业务 有关的业务请求) 相关MAP消息 (CKSNo,IMSI/TMSI) Send parameters (IMSI/TMSI)
Authentication parameters

Authentication request (RAND,CKSNn) Authentication response(SRES)

Authenticate (RAND,CKSNn)

(RAND/SRES/Kc)

成功:合法用户 Authentication response (SRES) 相关的MAP消息响应 RESPONSE(相关业务请求接受) Authentication reject 合法用户 非法用户 鉴权核对 失败:非法用户

合法用户:业务请求接收消息 非法用户:业务请求拒绝消息

鉴权一般过程

Um MS BSS

BSSAP A MSC

MAP B 相关的MAP消息 (CKSNo,TMSI) Provide IMSI(TMSI) IMSI acknowledge (IMSI) VLR

MAP D HLR/AUC

REQUEST(CKSNo,TMSI) (与呼叫建立,位置更新,补充业务 有关的业务请求) Identity request Identity response (IMSI)

* VLR不认识TMSI, 启动识别过程

Send parameters (IMSI) Authentication parameters (RAND/SRES/Kc)

Authentication request (RAND,CKSNn) Authentication response (SRES)

Authenticate (RAND,CKSNn)

成功:合法用户 Authentication response (SRES) 相关的MAP消息响应 合法用户 非法用户 失败:非法用户 合法用户:业务请求接受消息 非法用户:业务请求拒绝消息 鉴权核对

RESPONSE (相关业务请求接受) Authentication reject

鉴权异常情况(一) _____VLR 不认识 TMSI

Um MS BSS

BSSAP A MSC

MAP B 相关的MAP消息 Authenticate (RAND,CKSNn) Aurhentication response (SRES) Provide IMSI(TMSI) VLR

MAP D HLR/AUC

REQUEST(CKSNo,TMSI) (与呼叫建立,位置更新,补充业务 有关的业务请求) Authentication request (RAND,CKSNn) Authentication response(SRES) Identity request Identity response(IMSI)

Send parameter(TMSI) Authentication parameter (RAND/SRES/Kc) 鉴权核对结果异常,由于MS用 TMSI标识,因此启动识别过程
若MS提供的IMSI和VLR 中存储的与TMSI对应的 不相同,则继续以下过程 ; 否则作为非法用户处理

IMSI acknowledge (IMSI) Authenticate (RAND.CKSNn) Authentication response (SRES) 相关的MAP消息响应 合法用户 非法用户

Authentication request (RAND,CKSNn) Authentication response(SRES) RESPONSE (相关业务请求接受) Authentication reject

Send parameters (IMSI) Authentication parameters (RAND/SRES/Kc) 成功:合法用户 鉴权核对 失败:非法用户 合法用户:业务请求接受消息 非法用户:业务请求拒绝消息

鉴权异常情况(二)_____MS 用 TMSI 标识时鉴权核对结果异常

Um MS Location updating request (位置更新类型,CKSNo, LAIo,IMSI/TMSI) Authentication request BSS

BSSAP A MSC

MAP B VLR

COMPLETE L3 INFORMATION (Layer 3 信息) (RAND,CKSNn)

Update location area (CKSN,LAIo,LAIn,IMSI/TMSI) Authentication (RAND,CKSNn)

Authentication response (SRES)

Authentication response(SRES) Set cyphering mode (Kc和算法标识符或不进行编码的指示) Forward new TMSI(TMSI)

CYPHER MODE COMMAND (Kc,L3头部消息) CYPHER MODE COMPLETE Location updating accept(TMSIn,LAIn) TMSI reallocation complete CLEAR COMMAND(资源释放) CLEAR COMPLETE

Update location area ack. (HLR号)

TMSI acknowledge (cause,L3头部消息)

位置更新操作(一)____位置更新仅涉及本 VLR

Um MS Locating updating request(IMSI) BSS

BSSAP A MSC

MAP B VLR

MAP D HLR/AUC

COMPLETE L3 INFO.

Update location area (IMSI) Authenticate Authentication response

Send parameters(IMSI) Authentication parameters (RAND/SRES/Kc,IMSI) Update location Inserte subscriber data Subscriber data insertion ack. cancel location
PVLR

Authentication Authentication

request response

Set cyphering mode Forward new TMSI Update location area adk.

Update location ack. (HLR号)

cancel location ack.
先前的VLR从正在 拜访本VLR的MS名 单中删除相关的MS 数据

CYPHER MODE COMMAND CYPHER MODE COMPLETE Location updating accepte TMSI reallocation complete CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE

TMSI acknowledge

位置更新操作(二)____位置更新涉及本 VLR 和 HLR (当 MS 进入新的 VLR 或 MS 首次登录,或相关网络数据丢失后,且 MS 都使用 IMSI 来标识自己)

MSa RACH

Um 信道请求

BSSa

A

MSC

B

VLR

D

HLR

内部 接口 AUC A BSSb Um MSb

SDCCH CM service request COMPLETE L3 INFO(包含CM service req.) (CKSN,IMSI/TMSI) CON_CONF Process access req. Send parameters AUT_INFO_REQ (SCCP接续确认 (包含CM service req.) (IMSI/TMSI) 消息CC) AUT_INFO_PROV Authentication para. (IMSI,RAND/SRES/Kc) Authenticate Authentication request(RAND,CKSNn) (IMSI,RAND/SRES/Kc) (RAND,CKSNn) Authen. res.(SRES) 鉴权核对成功 Authentication response(SRES) Set cyphering mode 启动加密 Access req. accepted CM service accept (IMSI/MSISDN) CIPHER MODE COMMAND(Kc) CIPHER MODE COMPLETE 呼叫建立 Setup ( 被叫号码MSISDN) Send info. for o/g call setup(包含service indication,call number) Call proceeding ASSIGNMENT ASSIGNMENT REQUEST COMPLETE Complete Call (包含所请求的呼叫处理信息) 基本业务和补充业务 Send routing info. (MSISDN,补充业务信息) Provide roaming number(IMSI) VLR核对IMSI roaming number 分配MSRN Routing infomation acknowledge send info.for i/c call setup 为来话发送消息,VLR将核对参数 page MS(LAI) 寻呼启动 PAGING COMPLETE L3 INFORMATION (包含Page response)

(内部过程)

Page response

呼叫接续信号流程____移动用户呼叫移动用户(主被叫 MS 在同一 MSC 内)(一)

MSa

Um

BSSa

A

MSC

B

VLR

D

HLR

内部 接口 AUC A BSSb Um MSb

连接证实 CON_CONF(SCCP接续确认消息CC) Process access req. Send para. (IMSI/TMSI) AUT_INFO_REQ

AUT_INFO_PROV Authen. para. (IMSI,RAND/SRES/Kc) Authenticate (IMSI,RAND/SRES/Kc) (RAND,CKSNn) Authentication request(RAND,CKSNn) Authentication(SRES) Authentication response(SRES) Set cyphering mode Access request accepted Complete call 完成呼叫(回送被叫用户数据)

CIPHER MODE COMMAND(Kc) CIPHER MODE COMPLETE 呼叫建立Setup 呼叫证实Call confirmed ASSIGNMENT REQUEST ASSIGNMENT COMPLETE 提醒 Alerting 连接 Connect

Alerting Connect Connect

回铃音 网路接续 acknowledge 通话

TCH 振铃 应答

连接证实 Connect acknowledge

呼叫接续信号流程____移动用户呼叫移动用户(主被叫 MS 在同一 MSC 中)(二)

Um MSa BSSa

A MSC

B VLR

D HLR A AUC Um BSSb MSb

(一) 主叫先挂机 断连 释放 Disconnect Release 释放完成 Release 清除命令 CLEAR 清除完成 CLEAR MSC释放陆地信道和物理连接 (二) 被叫先挂机 断连 断连 释放 Disconnect 释放 Release 释放完成 Release complete Release Disconnect complete COMMMAND COMPLETE 断连 Disconnect 释放 Release 释放完成 Release complete
CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE

释放完成 Release complete CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE

清除命令 CLEAR COMMAND 清除完成 CLEAR COMPLETE

MSC释放陆地信道和物理连接

呼叫接续流程____挂机过程

TUP PSTN GMSC AUC
IAM (MSISDN)

内部接口

D

HLR

VLR

B

VMSC

A

Um

BSSb

MSb

Send routing infomation (MSISDN,,补充业务信息) Routing information ack.

Provide roaming number roaming number IAM
为来话发送信息

Send info for i/c (call setup) Page MS(LAI) 寻呼 PAGING COMPLETE L3 INFORMATION Page response 连接证实CON_CONF Process access req.

AUT_INFO_REQ
(IMSI,Kc,RAND,SRES)

Send parameter

AUT_INFO_PROV Authentication parameters.
(IMSI,Kc,RAND,SRES)

Authenticate (启动鉴权)

Authentication request(RAND,CKSNn) Authentication response(SRES)

Authentication response (鉴权响应)

呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户(一)

TUP

内部接口

D

PSTN

GMSC

AUC

B

HLR

VLR
加密启动

VMSC

A

Um

BSSb

MSb

Set cyphering mode

接收接入请求 Access request accepted 呼叫完成 Complete call (回送用户信息) 加密模式命令CIPHER MODE COMMAND) 加密模式完成CIPHER MODE COMPLETE 呼叫建立 呼叫证实 Call Setup confirmed

指配请求 ASSIGN REQUEST 指配完成 ASSIGN COMPLETE ACM ACM 提醒 连接 Alerting Connect

TCH 振铃 被叫应答

连接证实 Connect Acknowledge ANS ANS

通话

呼叫接续流程____固定用户呼叫移动用户(二)

TUP

内部接口

D

PSTN
(一)

GMSC

AUC

HLR

VLR

B

VMSC

A

Um

BSSb

MSb

固定用户先挂机 CLF CLF RLG RLG 释放 释放完成 Release Release complete 拆线

Disconnect

GMSC释放陆地 CLEAR COMMAND 清除命令 信道与物理连接 CLEAR COMPLETE 清除完成

(二)

移动用户先挂机 CBK CBK CLF CLF RLG RLG

拆线 释放

Disconnect Release

释放完成

Release complete

清除命令 GMSC释放陆地 CLEAR COMMAND 信道与物理连接 CLEAR COMPLETE 清除完成

呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户的挂机过程

A A

BSS2 BSS1
BSS1和MS间无线传输信号测量

Um
Um

MSC

MS

HANDOVER REQUIRED(目标小区表) 切换请求 切换确认 HANDOVER REQUEST (PCM&Channel type) HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE
(参数L3信息携带了无线接口上的HANDOVER COMMAND消息 它包含New TCH号切换参考号)

切换命令 HANDOVER COMMAND (包含Target channel并携带了无线接口上 HANDOVER COMMAND 消息) 切换命令HANDOVER COMMAND 通过原BSS,让MS转到新的信道 切换检测 HANDOVER DETECT 切换检测 HANDOVER DETECT 切换完成 HANDOVER COMPLETE MS 进入目标小区 (包含New TCH号和切换参考号)

切换完成 HANDOVER COMPLETE

切换命令证实

CLEAR COMMAND 释放PCM CLEAR COMPLETE 释放资源

切换控制流程____同 MSC 内基站间切换

移动

MS
Um A E B

MS BSS1
无线传输信号测量 HANDOVER REQ. (全球目标 小区表) Perform handover(MAP) (全球目标小区标识 全球服务小区标识 信道类型) (分配切换 号码) Radio channel ack.(MAP) (包含New TCH和HON.) IAM ACM HANDOVER COMMAND

MSCa

MSCb
A Um

VLRb BSS2
(PCM&Channel type) (包含New TCH和切换参考号)

HANDOVER REQUEST HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE

Allocation handover number Send handover report (HON.) 无线信道证实 (发送切换报告)

HANDOVER CMD 经原BSS让MS 转到新的 信道 CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE ANS Send end signal(MAP) 释放PCM0

切换检测 切换完成 发送 结束信号

HANDOVER DETECT HANDOVER COMPLETE BSS2新选TCH连到PCM电路 MS进入目标小区

~ ~
结束信 号

释放(TUP/ISUP) End signal(MAP)

~ ~
拆去MSCa和MSCb的物理连接 Handover report 释放切换报告

切换控制流程____基本切换处理

MS E MSCa BSS2 无线传输信号测量 MSCb

漫游 MSCb' VLRb VLRb' BSS2'

HANDOVER REQUIRED (目标小区表)

执行后续切换Perform subsequent handover(MAP) (目标小区标识,服务小区标识,MSC号) 执行切换 Perform handover (目标小区标识, 服务小区标识,信道类型) HANDOVER REQUEST (PCM&Channel type) HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE (包含New TCH号和切换号码) Allocate handover number(分配切换号码) 无线信道证实 Radio channnel ack. (MAP) (包含New TCH号和HON.) IAM ACM 后续切换证实 Subsequent handover ack. HANDOVER COMMAND 切换命令 发送结束信号 Send end signal (MAP) ANS 结束信号 End signal (MAP) CLEAR COMMAND CLEAR COMPLETE 拆去MSCa和MSCb的物理连接 释放切换报告 Handover report 释放HON 切换检测 HANDOVER DETECT 切换完成 HANDOVER COMPLETE Send handover report(HON) (发送切换报告)

释放(TUP)

~ ~

结束信号 End signal (MAP) 释放 (TUP/ISUP)

~ ~

释放切换报告 Handover report 拆去MSCAa和MSCb' 的物理连接

释放HON

切换控制流程____后续切换流程(MS 离开 MSCb 漫游到 MSCb')

图发送短消息流程

图接收短消息流程

VLR 返回拒绝访问消息

图 VLR 返回拒绝访问消息

当 VLR 发现未知用户或者是非识别用户时,就拒绝进行下面的接续。

移动用户禁止呼出

图移动用户禁止呼出

TCH 分配失败

图 TCH 分配失败

被叫关机
当被叫关机时,如果在 VLR 中设置了 IMSI 分离标记,那么在 HLR 请求 MSRN 时,VLR 将不对其进行 MSRN 的分配。 如果手机设置了呼叫有条件转移,那么信令将继续进行接续。

被叫关机

图被叫无寻呼响应

被叫忙

被叫无线信道分配失败

被叫久叫不应答

图被叫久叫不应


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