GSM信令详解中文版

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第1页共80页GSM无线子系统信令目录一、BSS系统中的信令应用.....................................................2二、BSS系统的信令模型.........................................................3四、各层信令在BSS系统中的作用........................................7四、移动主叫流程...................................................................16五、移动被叫流程...................................................................32七、位置更新流程...................................................................49八、小区内切换流程...............................................................59九、小区间切换流程...............................................................63十、外部切换流程...................................................................68十一、定向重试流程...............................................................75第2页共80页一、BSS系统中的信令应用作为GSM移动通信系统,主要实现一种任何时间、任何地点、任何通信对象之间的通信。那么在这样一个通信过程中,通信对象之间不仅要传送对通信对象有用的语音及数据,还包括一些信令。在BSS系统中,涉及到的信令如图1,其主要内容有:七号信令(NO.7):在MSC和BSC之间传送;D信道的链路接入规程(LAPD):在BSC和BTS之间传送;Dm信道的链路接入规程(LAPDm):在BTS和MS之间传送。图1BSS系统中的信令应用MSCBSCBTSBTSTRAUCCS7OMC_RMSMSLAPDLAPDLAPDmLAPDm第3页共80页二、BSS系统的信令模型2.1概述在GSM移动通信系统中,BSS系统的信令模型采用了一般的OSI七层协议中的低三层协议,从低到高依次包括:第一层(L1):物理层第二层(L2):链路层第三层(L3):网络层BSS系统的信令模型如图2。图2BSS系统信令模型SSBSSMAPRRBTSMRRBTSMRR'CMMMRRLAP_DmTDMATDMALAP_DmPCMPCMLAP_DLAP_DSCCPMTPSCCPMTPMMBTSMSBSCMSCAbis接口Um接口A接口L1L2L3BSSMAPSMSSSCCSMSCCCMDTAP第4页共80页其中各层协议的含义如下:LAP_Dm:Dm信道的链路接入规程RR:无线资源管理CM:通信管理SMS:短消息管理SS:补充业务管理CC:呼叫管理MM:移动管理LAPD:D信道的链路接入规程BTSM:BTS管理部分MTP:消息传送部分SCCP:信令连接和控制部分BSSMAP:BSS管理应用部分DTAP:直接传递应用部分2.2物理层物理层主要负责物理数据单元的无错传送。在物理层上,定义了传输路径上的电气特性。在一般系统中,BTS与MS之间的Um接口的物理层采用无线路径,在BTS与BSC之间的Abis接口的物理层采用在不均衡的75Ω同轴电缆或120Ω双绞线上的2048bps的CEPT数据流。第5页共80页2.3链路层在链路层上,主要功能有:帧传递、无错传送以及通过物理层实现两连接实体之间的比特传送。在链路层上的任务主要是建立、维持和释放两连接实体之间的连接。在GSM中,BTS与MS之间的Um接口的数据链路层通过LAPDm(Dm信道的链路接入规程)实现;BTS与BSC之间的Abis接口的数据链路层通过LAPD(D信道的链路接入规程)实现。2.4网络层网络层主要用于建立端到端的连接,并实现寻址和选择路由功能。在网络层上,它主要负责通过一个任意的网络拓扑结构从目的地取得消息。在GSM中,网络层可以被分为三个子层:CM层(连接管理层)、MM层(移动管理层)和RR层(无线资源层)。无线资源层(RR)为移动管理层(MM)提供了一些服务,无线资源层的主要作用包括建立、维持、释放物理连接(比如无线的业务和控制信道)。无线资源层的一些主要功能在BSC中实现,但部分功能在BTS中实现。第6页共80页移动管理层(MM)主要用于在网络中的用户设备的注册和用户的鉴别,移动管理层的功能在MSC一侧实现。连接管理层(CM)是GSM信令模型中的最高一层,这个我们可以从它在信令模型中的位置可以很清楚的看到(在MSC和MS的信令模型结构的最高层)。在GSM系统中,无线资源层是与用户之间一个基本的接口。连接管理层又可以被分为三个子层:CC(呼叫控制),主要负责呼叫的建立、维持和释放;SS(补充业务);SMS(短消息业务)。第7页共80页四、各层信令在BSS系统中的作用3.1无线资源层(RR)无线资源层(RR)主要负责无线资源的管理和分配。无线资源层的消息从BTS传送至MS上相应的层,虽然这些消息在Abis接口上出现,但是它们可能包含在更低层的结构中。下面我们来看看在RR层上的一些消息,具体如表1:编号消息名1部分释放(PartialRelease)2信道释放(ChannelRelease)3部分释放完成(PartialReleaseComplete)4信道模式修改(ChannelModeModify)5RR状态(RRStatus)6重定义频率(FrequencyRedefinition)7测量报告(MeasurementReport)8级别更新(ClassmarkChange)9信道模式修改证实(ChannelModeModifyACK)10系统消息1(SystemInformation1)11系统消息2(SystemInformation2)12系统消息3(SystemInformation3)13系统消息4(SystemInformation4)14系统消息5(SystemInformation5)15系统消息6(SystemInformation6)16寻呼响应(PagingResponse)17切换失败(HandoverFailure)18指配完成(AssignmentComplete)19切换命令(HandoverCommand)20切换完成(HandoverComplete)21指配命令(AssignmentCommand)22指配失败(AssignmentFailure)23加密模式完成(CipherModeComplete)24加密模式命令(CipherModeCommand)25扩展立即指配(ImmediateAssignmentExtended)26立即指配拒绝(ImmediateAssignmentReject)第8页共80页27附加指配(AdditionalAssignment)28立即指配(ImmediateAssignment)表1RR层的消息列表3.2移动管理层(MM)移动管理层(MM)在MS和MSC中实现。移动管理层(MM)主要用于在网络中的用户设备的注册和用户的鉴别,在其它处理中,MM参与到位置更新、鉴权、TMSI再分配等过程中。下面我们来看看在MM层上的一些消息,具体如表2:编号消息名1IMSI分离指示(IMSIDetachIndication)2位置更新接收(LocationUpdateAccept)3位置更新拒绝(LocationUpdateReject)4位置更新请求(LocationUpdateRequest)5鉴权拒绝(AuthenticationReject)6鉴权请求(AuthenticationRequest)7鉴权响应(AuthenticationResponse)8识别请求(IdentityRequest)9识别响应(IdentityResponse)10TMSI再分配命令(TMSIReallocationCommand)11TMSI再分配完成(TMSIReallocationComplete)12CM业务接收(CMServiceAccept)13CM业务拒绝(CMServiceReject)14CM业务请求(CMServiceRequest)15CM重建立请求(CMRe-EstablishRequest)16MM状态(MMStatus)表2MM层的消息列表第9页共80页3.3呼叫控制(CC)在一般的呼叫建立过程中,在Abis接口上生成消息的最后一层是在连接管理层(CM)中的子层呼叫控制(CC)中实现的。呼叫控制主要负责呼叫的建立、维持和清除。在CM中的其它两个子层是SS(补充业务)和SMS(短消息业务)。下面我们来看看在CC子层上的一些消息,具体如表3:编号消息名1提醒(Alerting)2呼叫进程(CallProceeding)3进展(Progress)4建立(Setup)5连接(Connect)6呼叫证实(CallConfirmed)7紧急建立(EmergencySetup)8连接证实(ConnectACK)9用户信息(UserInformation)10修改拒绝(ModifyReject)11修改(Modify)12修改完成(ModifyComplete)13拆链(Disconnect)14释放完成(ReleaseComplete)15释放(Release)16停止DTMF(StopDTMF)17停止DTMF证实(StopDTMFACK)18状态查询(StatusEnquiry)19开始DTMF(StartDTMF)20开始DTMFACK(StartDTMFACK)21开始DTMF拒绝(StartDTMFReject)22阻塞控制(CongestionControl)23状态(Status)24通报(Notify)第10页共80页表3CM层中CC子层的消息列表3.4BTS管理层(BTSM)BTS管理层(BTSM)主要负责控制BTS的一些操作。从RR层来的消息要发送到MS,必须要以一定的消息类型来发送,这个消息类型就是BTSM中的数据请求消息;同样,从MS来的第三层要发送到BTS,也必须要以一定的消息类型来发送,这个消息类型就是BTSM中的数据指示消息。下面我们来看看在BTSM层上的一些消息,具体如表4:编号消息名1数据请求(DataRequest)2数据指示(DataIndication)3错误指示(ErrorIndication)4建立请求(EstablishRequest)5建立证实(EstablishConfirmation)6建立指示(EstablishIndication)7释放请求(ReleaseRequest)8释放证实(ReleaseConfirmation)9释放指示(ReleaseIndication)10单元数据请求(UnitDataRequest)11单元数据指示(UnitDataIndication)12BCCH信息(BCCHInformation)13CCCH负载指示(CCCHLoadIndication)14信道请求(ChannelRequest)15删除指示(DeleteIndication)16寻呼命令(PagingCommand)17立即指配命令(ImmediateAssignmentCommand)18短消息广播请求(SMSBroadcastRequest)19RF资源指示(RFResourceIncication)20SACCH拥塞(SACCHFilling)第11页共80页21过载(Overload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