GSM信令讲义

GLOBALSYSTEMFORMOBILECOMMUNICATIONSR网络优化技术文件GSM信令流程讲义注意：本资料为上海大唐移动通信设备有限公司技术资料，未经书面许可不得翻印或传播！2000年11月8日上海大唐移动通信设备有限公司上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第1页共1页目录1.BSS系统中的信令应用...................................................................................12.BSS系统的信令模型.......................................................................................23.各层信令在BSS系统中的作用......................................................................54.移动主叫流程.................................................................................................165.移动被叫流程.................................................................................................336.位置更新流程.................................................................................................517.小区内切换流程.............................................................................................628.小区间切换流程.............................................................................................669.外部切换流程.................................................................................................7210.定向重试流程...............................................................................................79上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第1页共84页1.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上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第2页共84页2.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系统信令模型其中各层协议的含义如下：LAP_Dm：Dm信道的链路接入规程SSBSSMAPRRBTSMRRBTSMRR'CMMMRRLAP_DmTDMATDMALAP_DmPCMPCMLAP_DLAP_DSCCPMTPSCCPMTPMMBTSMSBSCMSCAbis接口Um接口A接口L1L2L3BSSMAPSMSSSCCSMSCCCMDTAP上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第3页共84页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。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。上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第4页共84页在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。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）。上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第5页共84页3.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）上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第6页共84页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）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）上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第7页共84页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）上上海海大大唐唐移移动动通通信信设设备备有有限限公公司司第8页共84页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）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