4)无线网络呼叫信令流程(GSM) [兼容模式]

无线网络呼叫信令流程(GSM)无线网络呼叫信令流程(GSM)北京天和科瑞咨询有限公司北京邮电大学移动互联网与信息化实验室CMGD-GZLIUYAQICMGD-GZLIUYAQI课程目标了解GSM网络架构及协议模型掌握GSM信令正常流程掌握GSM信令异常流程掌握GSM信令消息关键IE22CMGD-GZLIUYAQI目录一、GSM网络架构及协议模型二、GSM小区选择、重选四GSM信令流程三、GSM系统信息四、GSM信令流程33CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型44CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型55CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型Abis接口Um接口A接口SSCMSMSSSCCSMSCCCMDTBSSMAPRRMMRRMML3BSSMAPSMSSMSAPBTSMRRBTSMRR'RRLAP_DmTDMATDMALAP_DmPCMPCMLAP_DLAP_DSCCPMTPSCCPMTPL1L2TDMATDMAPCMPCMBTSMSBSCMSCL1信令平面协议栈66CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型Um接口上的信息由各种无线逻辑信道承载无线逻辑信道类型：控制信道MS基站控制信道业务信道MSUm接口上行方向移动台到基站方向Um接口上行方向：移动台到基站方向下行方向：基站到移动台方向77CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型控制信道广播控制信道(BCCH)业务信道(TCH)广播控制信道(BCCH)频率校正信道(FCCH)同步信道(SCH)公共控制信道(CCCH)同步信道()广播信道(BCH)随机接入信道(RACH)准许接入信道(AGCH)寻呼信道(PCH)专用控制信道(DCCH)寻呼信道(PCH)独立专用控制信道(SDCCH)独立专用控制信道()快速随路控制信道(FACCH)慢速随路控制信道(SACCH)小区广播信道(CBCH)88小区广播信道(CBCH)CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型频率校正信道（FCCH，下行信道，广播方式，每小区一个）为了保证移动台和基站能够正确的接收对方的信息，必须保证移动台和基站的频率一致，即的信息，必须保证移动台和基站的频率一致，即移动台的接收频率与基站的发射频率一致，移动台的发射频率和基站的接收频率一致。在GSM系统台的发射频率和基站的接收频率一致。在GSM系统中，由于一个基站要同时和若干移动台进行通信，因此采用主从同步方式，以基站的频率为基准，因此采用主从同步方式，以基站的频率为基准，基站在频率校正信道上发送频率信息，移动台根据该信息调整自己的频率，保持自己的频率与基据该信息调整自己的频率，保持自己的频率与基站同步。99CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型同步信道（SCH下行信道广播方式每小区个）同步信道（SCH，下行信道，广播方式，每小区一个）由于Um接口采用TDMA方式，为了保证移动台和基站能够正确的接收对方的信息，必须保证移和基站能够正确的接收对方的信息，必须保证移动台和基站的时间基准一致。基站在同步信道上发送定时信息，移动台根据该信息调整自己的时发送定时信息，移动台根据该信息调整自己的时间基准，保持自己的时间基准与基站同步。移动台A的时间基准实际发送的是缩减帧号（RFN）和基站识别号（BSIC）基站的时间基准移动台A的时间基准刚才最后一响，是北京时间一点整。移动台B的时间基准1010CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型随机接入信道（RACH上行信道多点对点方式）随机接入信道（RACH，上行信道，多点对点方式）该信道又称争抢信道。移动台首先通过该信道申请接入网络。由于同时可能有多个移动台会通过该信道申接入网络。由于同时可能有多个移动台会通过该信道申请接入网络，因此可能会发生碰撞。在该信道传递的信息有以下三个：息有以下三个：1.接入原因（主叫、被叫、位置更新等）；1.接入原因（主叫、被叫、位置更新等）；2.随机参考值;3.发送该消息的时刻（隐含）。1111CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型准许接入信道（AGCH，下行信道，点对多点方式）网络通过该信道对移动台在RACH上提出的接入申请进行初步确认，若为正确认，则分配一个（独立专用控进行初步确认，若为正确认，则分配一个（独立专用控制）信道给移动台，以便进行进一步确认。在该信道传递的信息有以下两个：递的信息有以下两个：1.接入申请中的接入原因、随机参考值和该消息发送的时刻;的时刻;2.对独立专用控制信道的描述（该信道所在绝对载频号、时隙号、子信道号等）。1212CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型独立专用控制信道（SDCCH，双向信道，点对点方式）该信道主要用于在网络和移动台间传送用于呼叫接续所需要的信令。需要的信令。快速随路控制信道（FACCH，双向信道，点对点方式）该信道主要用于在通话过程中在网络和移动台间传送信令。该信道实际上是临时借用TCH信道。1313CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型慢速随路控制信道（SACCH，双向信道，点对点方式）该信道主要用于传送一些辅助信息。该信道始终与SDCCH或TCH该信道主要用于传送一些辅助信息。该信道始终与SDCCH或TCH伴随在一起。对于下行信道而言，主要传送：功率控制命令；•功率控制命令；•时间调整命令；•必要的网络参数（通过系统消息如系统消息5和6，由于移动台在非必要的网络参数（通过系统消息如系统消息5和6，由于移动台在非空闲模式下无法接收系统消息，为使移动台及时了解网络参数的改变）。对于上行信道而言，主要传送：对于上行信道而言，主要传送：•测量报告（用于提供功率控制和切换所必须的信息）；•实际使用的发射功率；实际使用的发射功率；•实际使用的时间调整量。1414CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型移动台使用信道的顺序•搜寻网络时，寻找BCCH;•空闲状态，监听BCH和PCH;空闲状态，监听BCH和PCH;•需要与网络通信时，在RACH上发送信道请求;•监听AGCH，若收到确认信息，则;监听AGCH，若收到确认信息，则;•转入分配的SDCCH+SACCH，当与网络完成接续等信令后，则;信令后，则;•转入网络分配的TCH+FACCH+SACCH，完成业务通信后，回到空闲状态;信后，回到空闲状态;1515CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型所谓物理信道，是指一个时隙（约577us，156.25个特个比特）。所谓逻辑信道是指GSM0403中描述的信道所谓逻辑信道，是指GSM04.03中描述的信道。所谓逻辑信道到物理信道的映射，是指一个物理信所谓逻辑信道到物理信道的映射，是指个物理信道（时隙）要承载若干逻辑信道。只有一些特定的逻辑信道才能组合在起（信道组合）在个物理信辑信道才能组合在一起（信道组合），在一个物理信道上承载。这些逻辑信道必须根据某种规则复用在一个物理信道上，这种规则是建立在TDMA帧结构上的。1616CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型1超高帧＝2048超帧＝2715648TDMA帧20422043204420452046204765432101超帧＝1326TDMA帧（6.12s）(=51(26帧)的复帧或26（51帧）的复帧)012347484950012524((帧)的复帧或帧的复帧)012342223242501234474849501（26帧）的复帧＝26TDMA帧（120ms）1（51帧）的复帧＝51TDMA帧（3036/13ms）0123456701234567012345670TDMA帧000112345670123456702012345671717GSM帧结构CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型频率TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7f5TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7ff4TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7f2f4TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7ff1TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7f0时间TDMA帧1818TDMA帧CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型•正常突发（NB）尾比特信息比特训练序列信息比特尾比特•频率突发（FB）尾比特全0码尾比特•同步突发（SB）尾比特信息比特扩展训练序列信息比特尾比特•接入突发（AB）尾比特训练序列信息比特尾比特保护段•假突发（DB）时隙长度为比特，保护段比特尾比特填充比特尾比特•时隙长度为156.25比特，保护段8.25比特•尾比特：3比特，000发1919GSM突发结构CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型„GSM信道组合有如下方式：TCH/F+FACCH/F+SACCH/Fii)TCH/H(01)+FACCH/H(01)+SACCH/TH(01)ii)TCH/H(0,1)+FACCH/H(0,1)+SACCH/TH(0,1)iii)TCH/H(0,0)+FACCH/H(0,1)+SACCH/TH(0,1)+TCH/H(1,1)iv)FCCH+SCH+BCCH+CCCH（只允许映射在时隙0，每小区只能有一个，含该信道组合的载频称C0载频，又称BCCH载频）v)FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/C4v)FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/C4（只允许映射在时隙0，每小区只能有一个，含该信道组合的载频称C0载频，又称BCCH载频）vi)BCCH+CCCHvii)SDCCH/8+SACCH/C8CCCH=PCH+RACH+AGCHCCCH=PCH+RACH+AGCH信道组合iv和v只能二者选其一2020CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型FCCH＋SCH＋BCCH＋CCCH(下行)F：FCCHS：SCHC:CCCH（PCH+AGCH）I：IDLE2121B：BCCHCMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型FCCH＋SCH＋BCCH＋CCCH(上行)R：RACHR：RACH2222CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4＋SACCH/C4（下行）F:FCCHS:SCHB:BCCHC:CCCH(PCH+AGCH)D:SDCCHA:SACCH2323I:IDLECMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型（）FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4＋SACCH/C4（上行）D:SDCCHA:SACCHR:RACH2424CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信令流程1GSM网络架构及协议模型TCH/F＋FACCH/F+SACCH/F（上行、下行结构相同）,时隙0T:TCH或FACCHA:SACCHI:IDLE2525T:TCH或FACCHA:SACCHI:IDLECMGD-GZLIUYAQI目录一、GSM网络架构及协议模型二、GSM小区选择、重选四GSM信令流程三、GSM系统信息四、GSM信令流程2626CMGD-GZLIUYAQI无线网络呼叫信