GSM信令流程培训课程

GSM信令流程培训课程ShangHaicosunetLtd.目录1、GSM网络拓扑结构2、GSM的信令协议结构3、NO.7信令网简介4、各层协议介绍5、TUP协议介绍6、ISUP协议介绍7、GSM信令流程8、重要信令消息内容详解1、GSM网络拓扑结构TMSC1TMSC2MSC1MSC2BSC1BSC3BTSBTSBTSBSC2HLRAUCVLRVLRNO.7信令网msB口ABIS口UM口A口E口C口H口PSTNMSC功能与作用呼叫处理呼叫建立、连接与清除切换过程移动性管理位置更新过程用户身份识别移动设备识别操作与维护数据库管理测量人机接口（MMI）网间互通计费MSC为其服务区内的移动用户提供交换和信令功能HLR功能与作用HLR:HomeLocationRegister用户识别号（IMSI,MSISDN）当前用户的VLR（当前位置）业务能力、业务限制信息用户申请的补充业务补充业务信息（例：当前转移的电话号码）用户状态（registered/deregistered）移动用户漫游号（MSRN）传递HLRVLR功能与作用VLR:VisitorLocationRegister移动台状态部分补充业务数据移动站的位置登记(LAI)临时移动用户识别号(TMSI)管理MSRN管理VLRAUC功能与作用鉴权和加密数据Ki,RANDA3,A8算法Kc,SresMSCMSCBTSBTSBTSACDHEF鉴权（Authentication）SIMKiA8A3VLRSresKcRANDKcSres=?SresKcRANDA8A3KiAUC加密（Ciphering)MSSIMKiA8A3KcSresA5Speech,DataVLR无线通路BTSSpeech,DataSresKcRANDA52、GSM的信令协议结构BTSBSCMSC/VLRHLRGMSCCMMMRRHLRMSC/VLRBSCBTSMSGSM的协议结构Transmission两个主要协议群–1、7号信令协议群•A接口(BSC-MSC)•NSS内部接口•GSM与其余网络接口–2、GSM专用协议群：•Abis接口(BTS-BSC)、Um接口(MS-BTS)移动C7信令协议群电话用户TUPISDN用户ISUPMAPTCAPBSSAP(DATP+BSSMAP)SCCPMTP3MTP2MTP12Mb/sTrunkOSILayersLink2Network3Session5Presentation6Application7Physical1Transportation4SS#74123协议层名称MTP－消息传递部分SCCP－信令连接控制部分MAP－移动应用部分TCAP－事物处理应用部分BSSAP－基站子系统应用部分TUP－电话用户部分ISUP－ISDN用户部分GSM系统专用协议群DTAPDTAPDirectTransferApplicationPartBSSMAPBSSManagementApplicationPartCMCallManagementMMMobileManagementRRRadioResourceManagementSCCPSignallingConnectionControlPartMAPMobileApplicationPartTCAPTransactionCapabilityApplicationPartISUPISDNUserPartMTPMessageTransferPartCMMMRRSig.layer2Layer1(air)Sig.layer2Sig.layer1MTPSCCPBSSMAPRR(CM+MM)MSBSCMTPMTPSCCPSCCPCMMMBSSMAPTCAPMAPISUPMSCSig.layer2Layer1(air)BTS(CM)(MM)(RR)(CM)(MM)(RR)(CM)(MM)(LAPDm)(LAPDm)(LAPD)Sig.layer2Sig.layer1(LAPD)BTSMBTSMRR'BTSMBTSManagementUmInterfaceAbisInterfaceA-interfaceInter-MSCInterface3、NO.7信令网简介信令网与电话网是相互独立的网络，信令网作为专用的信令网为各运营商的网元提供信令服务。信令网采用三级结构（HSTP、LSTP、SP)。其中SP是信令网传送各种信令消息的源点或目的地点，公众电话网中的交换机、特种服务中心、移动网、智能网、ISDN网元等都是信令网的SP。数字移动系统７号信令网结构LSTPLSTPLSTPLSTPSPSPSPSPSPHSTP1HSTP2HSTP1HSTP2A平面B平面数字蜂窝PLMN信令网信令网组成SP（信令点）、SL（信令链路）和STP（信令转接点）SP:MSC/VLR、EIR、HLR/AUCSL:两接点间的PCM链路的一个或多个时隙STP:转接信令LSTP(低级信令转接点):每省设置2-4个LSTPHSTP(高级信令转接点):每大区设置一个HSTP三级信令网络结构数字移动采用专用信令网结构每个SP至少连接两个LSTP每个LSTP至少连接两个HSTPHSTP双平面结构：每个HSTP分设A、B平面4、各层协议介绍层次化系统设计Layer1LayerNLayerMLayer2Layer1LayerNLayerMLayer2IntroductiontoprotocolsLayerN+1LayerNLayerN-1….DataLayerNheaderDataLayerN-1header….DataLayerNheaderDataLayerN-1header分层封装－消息头的概念Layer4Layer2Layer1IntroductiontoprotocolsLayer3Layer4Layer2Layer1Layer3Peer-to-peerprotocols端到端协议应用表达对话传输网络数据链路物理NetworkDataLinkPhysicalLayer7Layer6Layer5Layer4Layer3Layer2Layer1IntroductiontoprotocolsLayer0应用表达对话传输网络数据链路物理OSI参考模型Introductiontoprotocols信息交互要解决的第一个问题：数据流如何传递？利用什么媒介，以什么方式？•比特流的传输Layer1-物理层Introductiontoprotocols问题2：一连串的数据流中，哪里是开始，哪里是结束？•从比特流中正确地识别出消息（报文），并尽量减少未识别出的差错•帧定位•差错控制•序列号和重发机制Layer2-数据链路层IntroductiontoprotocolsFlagChecksumLayer3dataSequencenumberAddressFlag数据链路层地址Introductiontoprotocols操作维护信令消息Layer2HigherlayersLayer2寻址Introductiontoprotocols问题3：一条消息如何从一点到达另一点，并最终到达其目的地；多个用户的消息同时存在时，如何区别？•实际路由（用户路由信息）•用户复用Layer3-网络层IntroductiontoprotocolsL2消息头连接参考Layer4数据Layer3数据Layer3-网络Introductiontoprotocols连接参考MS#1MS#2Layer3HigherlayersLayer3寻址4.1L1层协议介绍无线口：TDMA时分复用网络侧：PCME14.2L2层协议介绍UM口LAPDmABIS口LAPDA口以上MTP21、基本帧结构0111111001111110信息比特起始标志终止标志帧：将要传送的信息构造成比单个比特大的单位关键问题：比特的起止位置插“0”技术，帧长度可变，头尾标志可共用。基本帧结构0111111001111110信息比特起始标志终止标志LAPDm的特点：不需要头尾标志原因：无线定时2、分段和重组帧长度A接口：272字节，直接沿用于SS7，能满足所有信令需要，不用分段；Abis接口：264字节，对应于上层消息的260字节；LAPDm：需要分段，受限于无线接口最大帧长（23字节）。重组利用帧中的附加信息，该信息表示当前帧是否是最后一段。3、检测和纠错检测手段：LAPD和MTP：16位CRC校验；BER4*10E-3时LAPDm：物理层已提供这一功能；用途：1、检测错误，请求重发；2、监视链路质量，通知OMC。有线：填充帧，BER4*10E-3时无线：利用SACCH定时传送，计算无效帧数。检测和纠错消息传递的方式确认式：重发；非确认式：只发送一次；e.g：系统消息、测量报告循环计数器：检测帧重复和丢失发送窗长：K，应答足够大。Lapdm：K＝1，即发送－等待。不会造成过大影响。无线信道是交替编排，信令帧通常一次只有一帧。（在FACCH情况下有影响）。检测和纠错LAPD/LADPm如何进入确认操作方式：SABM、UALAPD/LADPm如何退出确认操作方式：DISC、UA4、复用功能不同而又相互独立的消息流在同一条数据链路上传递的可能性。SAPI：业务接入点识别源于ISDNDLCI：数据链路连接识别OSI的正式术语LAPDSAPI＝0、62、63TEI：对应不同的TRX单元LAPDmSAPI＝0、35、流量控制目的：控制每个信息流，使局部过载不会导致全局灾害。方法：向信息流的实际源通知出错情况；简化处理：延迟发送确认；停－走控制：只LAPD和MTP有此功能。真正的控制是通过高层对呼叫的控制，达到减少系统流量。L2链路层协议分析LAPD、LAPDm、MTP2LAPD包括下列功能a)在D信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路连接之间是利用包含在各帧中的数据链路连接标识符来加以区别；b)帧的定界和透明性，从而允许识别在D信道上以帧形式发送的一串比特；c)顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序；d)检测一数据链路连接上的传输差错，格式差错和操作差错；e)根据检测到的传输差错，格式差错和操作差错进行恢复；f)把不能修复的差错通知管理实体；g)流量控制LAPD功能LAPDm包括下列功能a)在Dm信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路连接只间是利用包含在各帧中的数据链路连接标示符来加以区别；b)允许信道类型的识别；c)顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序；d)检测一数据链路连接上的帧格式差错和操作差错；e)把不能修复的差错通知管理实体；f)流量控制g)竞争建链LAPDm功能LAPD、MTP2、LAPDm帧结构LAPD的帧结构FCS：帧校验序列HDLC：高级数据链路协议，主要用于定界。LAPD的消息长度限制在260个Byte。8765432101111110地址（高8位）地址（低8位）控制FCS（高8位）FCS（低8位）01111110格式A8765432101111110地址（高8位）地址（低8位）控制FCS（高8位）FCS（低8位）01111110格式B信息信息HDLC协议FLAGLAPD的帧结构（一）地址字段：SAPI：0用于无线信令，SAPI=62用于OM消息，63用于L2层的管理TEI：用于标识TRX，例如TEI=1对应BTS内第一个TRX。87654321SAPIC/R0TEI1除预处理测量报告用UI帧传送外，其他消息一律用I帧传送。I帧的发送和接收序号为0-127N200：最大重发次数，为3N201：信息段内最大字节数，为260K：待确认I帧的最大数，为7，即发送窗长LAPD的帧结构（二）控制字段应用格式命令响应编码87654321未证实和多帧证实信息传递信息传递I(信息)0PN(S)N(R)监视RRRNRREJRRRNRREJ0000000101010000N(R)P/F