通信呼叫流程信令（DOC67页）

68 / 68第1章 呼叫过程的信令分析对一次发生在移动用户间的呼叫来说，信令流程可以分为三个相对独立的部分：l 主叫移动用户部分l 被叫移动用户部分l 拆线部分1.1 主叫信令流程移动用户做主叫时的信令过程从M向TS请求信道开始,到主叫用户TC指配完成为止。一般来说，主叫经过几个大的阶段：接入阶段,鉴权加密阶段，TH指配阶段，取被叫用户路由信息阶段。接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配,业务请求等几个步骤.经过这个阶段，手机和BTS(BSC）建立了暂时固定的关系。鉴权加密阶段主要包括:鉴权请求，鉴权响应,加密模式命令,加密模式完成,呼叫建立等几个步骤。经过这个阶段，主叫用户的身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理该呼叫。TCH指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段,主叫用户的话音信道已经确定,如果在后面被叫接续的过程中不能接通，主叫用户可以通过话音信道听到C的语音提示。取被叫用户路由信息阶段主要包括：向HR请求路由信息;HLR向VL请求漫游号码；VR回送被叫用户的漫游号码；LR向MSC回送被叫用户的路由信息（MS）.M收到路由信息后，对被叫用户的路由信息进行分析，可以得到被叫用户的局向。然后进行话路接续。主叫过程的信令流程如后面的图所示。A 注意:应该注意的是：从LR到HR/AUC取鉴权集的过程不是必须的。LR到HLRAUC取鉴权集时,HLR每次送组，本次使用一组，另外4组保存在L中供后续的鉴权过程使用。只有当VL中的鉴权集使用完毕，VR才发起向HL/AUC取鉴权集的过程。另外,如果MS通过对被叫用户的MSRN的分析得知被叫用户是本局用户，那么就不会向其它MSC发送初始地址消息(IAA)，而是根据被叫用户的位置区直接通知本局BS对被叫用户发起寻呼。如果被叫用户非本局用户,则通过信令路由分析，通过适当的链路向目的MC发I消息,以建立话路。主叫接入阶段、鉴权阶段主要信令:当用户输入被叫号码完毕按下发射按纽后，手机（以下以S代替）将进行一系列动作，首先M将在随机接入信道（RAH)向BSS发送信道请求消息，以便申请一个专用信道（DC）,BC为其分配相应的信道成功后,在接入允许信道（AG)中通过立即分配消息通知S为其分配的专用信道，随后M将在为其分配的C上发送一个层三消息-CM业务请求消息，在该消息中M业务类型为移动发起呼叫，该消息被BSS透明的传送至SC，MSC收到C业务请求消息后，通过处理接入请求消息通知VLR处理此次MS的接入业务请求,(同时，由于在BSC和MSC之间用到了SCCP有连接服务,为建立CC连接，SC还将向B回连接确认消息）,收到业务接入请求后，VLR将首先查看在数据库中该MS是否有鉴权三参组，如果有，将直接向M下发鉴权命令，否则，向相应的HLR/AUC请求鉴权参数，从HRUC得到三参组，然后再向MSC下发鉴权命令。MSC收到LR发送的鉴权命令后，通过BS向MS下发鉴权请求，在该命令中含有鉴权参数，M收到鉴权请求后，利用SIM卡中的MS和鉴权算法,得出鉴权结果，通过鉴权响应消息送达MSC，MSC将鉴权结果回送VLR，由VL 核对MS上报的鉴权结果和从LR取得的鉴权参数中的结果,如果二者不一致，拒绝此次接入请求，此次呼叫失败;如果二者一致则鉴权通过,鉴权通过后，VL将首先向MC下发加密命令,然后通知C该S此次接入请求已获通过,MSC通过BSS通知S业务请求获得通过，然后MS向MS下发加密命令，该命令内含加密模式，M收到此命令并完成加密后，回送加密完成消息，到此MS完成了 整个接入阶段的工作。TCH指配阶段、取被叫漫游号码阶段主要信令:经过接入阶段和鉴权加密过程后,主叫用户的合法身份已经得到确认，已经接入了网络，为继续进行呼叫,需要更为详细的信息，按照规范,此时将发送一个set up消息，在此消息中,携带有被叫号码和主叫标识等更为详细的信息，MSC收到此消息后,首先通过S.I。F.O消息 向VLR查询该用户的相关业务信息,VLR根据此次业务类别和开户时MS已经申请的业务信息，决定此次呼叫是否可以继续，如果可以继续，通过完成呼叫消息向MSC回送该用户数据，MSC收到该信息后，通过呼叫继续消息，经B通知M呼叫在继续处理之中,然后,根据A接口电路情况，向BC发送指配请求消息，在该消息中选定某条A接口电路,BSC收到该指令后,向BT、M指定无线资源，MS收到该指令后,占用成功回送分配完成消息，到此TCH指配阶段完成，本局的无线资源和A接口电路均已成功分配。MC收到MS上报的指配完成消息后,进行被叫分析，根据被叫号码,寻址到HR，发送路由信息请求消息，HLR收到该消息后，根据被叫MSI查询得到被叫所在的VL，向被叫所在的VLR请求漫游号码,被叫所在的VLR在受到请求漫游号码消息后，为对应的S分配SRN，然后在请求漫游号码响应消息中回送给HL，LR得到该MSRN后，向主叫所在C发送路由信息响应消息，MSC从该消息中得到被叫的MSN，根据SR进行局间中继选路,并向被叫所在的MSC发送IAI消息.至此主叫信令流程基本结束.1.2 被叫信令流程对移动用户来说,被叫的过程从SC向BSC发起对被叫用户的寻呼开始,到主叫和被叫通话为止。一般来说,被叫流程经过几个大的阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TH指配阶段，通话阶段。接入阶段主要包括：手机收到BS的寻呼命令后，信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，寻呼响应.经过这个阶段,手机和BTS（SC）建立了暂时固定的关系。鉴权加密阶段主要包括:鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立.经过这个阶段,被叫用户的身份已经得到了确认,网络认为被叫用户是一个合法用户。CH指配阶段主要包括：指配命令,指配完成。经过这个阶段,被叫用户的话音信道已经确定,被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机，主被叫用户进入通话状态.被叫接入阶段、鉴权阶段主要信令流程当一个端局MSC收到它局发送的A消息后,为了确定被叫用户是否能够接受此次呼叫，M会首先通过S。FI。消息向相应的VR查询有关该被叫用户的用户信息,如果VL通过查询用户信息，发现该用户可以接受此次呼叫（未关机且允许接受呼叫），会向MS发送寻呼命令消息，在该消息中，含有用户的位置信息（LAI），SC收到此信息后，查询数据,得到控制此位置区的BSC的信令点编码，向相应的SC下发寻呼命令，BS通知所控制的BT在寻呼信道(CH）下发寻呼消息。手机一直在侦听该信道，当收到寻呼自身的消息后，在随机接入信道（AH)上报寻呼响应消息，（由于在A接口用到了CCP的有连接服务,所以寻呼响应同时被视为SCC的连接建立请求消息，MS的CCP层对应的应该回一个连接证实消息），同时MSC向VLR发送处理接入请求消息，LR首先启动鉴权流程，查看该用户的鉴权参数组，如果VLR中没有该用户的鉴权三参组，VLR会发起向HLR取鉴权参数的过程（详细过程可以参见主叫用户的接入过程中的鉴权过程），否则VLR会直接向S发送启动鉴权消息，在启动鉴权消息中含有该用户的一个鉴权三参组(AD,KC，ES),MSC收到该消息后,会继续通知对应的BC、BTS下发鉴权命令，M收到鉴权请求后，根据SM卡中的KI，计算出对应的SERS，之后，将SERS在鉴权响应消息中上报MSC,MSC回送至L,VR收到鉴权响应消息后，核对上报的ERS和从HLR得到的三参组中的SER是否一致，如果一致,向SC发送接入请求接受消息,通知MC该用户的此次接入请求被接受。并通过完成呼叫消息向M回送被叫的用户信息;如果不一致，此次呼叫将被拒绝。被叫TC指配阶段、通话阶段主要信令流程：MS收到完成呼叫消息后,向SS侧发送STUP消息，提示将建立呼叫,MS收到该消息后,回送呼叫证实消息，之后,MSC选择相应的A接口电路，向对应的BSC发送指配请求消息，BSC根据资源情况分配相应的无线资源，并通知MS，MS占用成功后回送指配完成消息,同时被叫S开始震铃，向其所在C回震铃消息，该MSC向主叫所在MSC回地址全消息，主叫所在S向S发送被叫震铃消息，此时主机用户可以听到回铃音；被叫用户如果决定接受此次呼叫,按应答按纽,此动作被手机翻译成为ONNET消息,向MS发送,MSC收到该消息后,向主叫M发送应答消息(AN），主叫MC收到此消息后,向主叫MS发送连接建立请求消息，主叫MS相应的向主叫所在C回连接证实消息，此消息经被叫MSC传送至被叫MS,于是,本此呼叫开始通话,双方进行通话.1.3 拆线部分拆线部分相对而言是个很独立的过程,不管是主叫先发起还是被叫先发起，流程基本是类似的:拆线、释放、释放完成、清除、清除完成，不同之处仅在于交换局之间的TUP消息略有不同。主叫先拆线:在拆线阶段,手机用户的挂机动作被手机转换为拆线消息（Disconnet）,经BTS、BS向MSC传送，MSC收到拆线请求之后，有两个动作：向B下发释放命令（Releas）；同时S需要向被叫所在的MSC发送前向拆线TUP消息请求。此后，主叫方和被叫方的拆线过程将分别进行:主叫所在MSC在收到拆线消息后,首先向M发送AP消息EAE命令,去活本次呼叫占用的所有信道,并发送释放完成消息确认，网络侧则会在本端释放所占信道以便可以分配给其它呼叫连接使用；之后，MC向BSS发送BSSM消息CER CMMAN,指示应该释放无线资源，S收到CLEA COMMAN 消息后,开始清除无线接口,同时将分配给此次呼叫的地面资源均标示为空闲，向MS发送CLARCOME ，MSC收到CLEAR COPLTE 消息后，释放地面资源.被叫所在C收到F消息后，向主叫所在MC会释放保护消息,同时启动本局资源释放流程：MSC向MS发送DTAP消息ESE命令，MS去活本次呼叫占用的所有信道，并发送释放完成消息确认，网络侧则会在本端释放所占信道以便可以分配给其它呼叫连接使用;之后，MSC向BSS发送BSSMP消息CLEACOMMAN,指示应该释放无线资源，BS收到CLA CMMAN 消息后，开始清除无线接口，同时将分配给此次呼叫的地面资源均标示为空闲，向SC发送CLER COMLETE，MSC收到CLER COPETE 消息后，释放地面资源。被叫先挂机：1.4 移动呼叫移动（主叫、被叫在同一个MSC内)1.5 移动呼叫移动(主叫、被叫在不同的MC内，拆线过程略）1.6 移动呼叫固定用户1.7 固定用户呼叫移动用户(经GMC到MS)1.8 固定用户呼叫移动用户（PSN直接与VMS相连，VSC兼做MS）1.9 呼叫过程的异常流程:VLR返回一个否定的“访问请求消息”1.10 呼叫过程的异常流程：移动用户不允许呼出1.11 呼叫过程的异常流程:移动用户话音信道分配失败1.12 呼叫过程的异常流程:对被叫移动用户选路失败1.13 呼叫过程的异常流程:从被叫用户所在局收到TU失败信号1.14 呼叫过程的异常流程：被叫用户关机被叫用户MB已关机，则在VLR中设置了IS分离标志，那么HL请求MSRN时,VLR因该M已有分离标志而作MS分配失败。LR则返回一个“MN请求否定的结果1.15 呼叫过程的异常流程：VLR指示被叫用户不可能接入如果V收到的来话用户不可能接入，如该用户呼叫被禁止或L收到非期望值时，则本次呼叫释放.1.16 呼叫过程的异常流程:无寻呼响应1.17 呼叫过程的异常流程：被叫用户忙1.18 呼叫过程的异常流程：被叫侧无线话务信道指配失败1.19 呼叫过程的异常流程，SB久叫不应如果被叫久叫不应,则网络对主叫和被叫启动清除过程。第2章 鉴权2.1 鉴权原理和操作机制鉴权是通过比较MS提供的鉴权响应和AUC提供的鉴权三参数组之间是否一致进行判断的，通过鉴权,可以防止非法用户（比如盗用MSI和KI复制而成的卡）使用网络提供的服务。首先明确MS中SM卡和AU中存贮的信息：l M卡中：固化数据:ISI，Ki，A3、A安全算法。这些内容不会更改。临时的网络数据S，LAI，Kc,被禁止的PLN业务相关数据l AUC中:用于生成随机数（RND）的随机数发生器鉴权键Ki各种安全算法,这些安全算法和 SIM卡中的算法相一致。AU的基本功能是产生三参数组（RAN、RS、Kc),其中:l RAND由随机数发生器产生；l SES由RAD和Ki由A3算法得出;l Kc由RND和Ki用A算出。三参数组产生后存于HL中。当需要鉴权时，由MS所在服务区的MSC/VL从HLR中装载至少一套三参数组为此M服务。具体到某次鉴权时,如果此时R中还有该MS的三参组(或者允许重复使用三参组）,则R不参与鉴权过程,VLR直接向M下发鉴权命令；如果VL中已经没有该S 的三参组，则需首先向HR取三参组。2.2 VLR鉴权时的异常情况第3章 位置更新3.1 位置更新类型l 正常位置更新l 周期位置更新l IS附着/分离当LR被置于故障指示时，VLR收到S发出的业务操作3.2 成功操作3.2.1 位置更新仅涉及LRMS进入新位置区,新旧位置区在同一MC覆盖区域内,即VLR并未改变。3.2.2 位置更新涉及VR和HLR包括下列情况：处于新的VL的位置区域，所以该位置区必须更新到HRMS首次登记到网络位置在VLR登记后相关网络数据已经丢失，此时MS必须使用MS标识自己。文中：LAO=旧LAI号，LAIN新LAI号3.2.3 位置更新时使用前一个R分配的TSI来标识当MS进入新的V（VL2)位置区，请求位置更新时使用的是前一个R(PVR)分配的SI来标识自己为得到该MS的鉴权三参组，V2需要知道该S的归属LR地址信息，LR2可以从IMI分析得到该信息，为了得到该S的“IMS”,VR2需要同PLR通信,故此时位置更新将涉及VLR2,PLR和HLR3.2.4 IMSI分离（或关机)3.2.5 IMSI接入MSI重新进入活动状态，而位置自从IS分离后已改变，则如6.那样通过位置更新过程来完成；如位置自从ISI分离后未改变，则IMSI接入过程通过如下描述完成：:（本过程仅在VLR中已设置了“IMSI分离”标志之后使用）3.3 异常情况3.3.1 位置更新时,VR不认识TSI当MS以SI标识自己,但VR不认识该MSI，则VLR首先要求MS进行鉴权,此鉴权过程可参见“鉴权异常情况,鉴权成功后,接着的位置更新如“位置更新的成功操作”那样来完成。3.3.2 位置更新不接受 （以仅在VLR完成位置更新为例）小结本课介绍了位置更新的相关内容。学习本课后，应掌握位置更新的原因、分类，主要流程。明确位置更新和切换的区别。第4章 切换4.1 切换的起因:(1) 无线标准l 信号质量l 场强MS和/BTS接收电平l MSTS距离l 改善干扰与功率控制（选择在确保正常通信质量的情况下切换的小区以尽量减少MS传输功率从而改善干扰)(2) 网络标准l 话务负荷（防止小区拥塞,均化话务;但扰乱了小区规划并增加了对周围区域的干扰强度），只在出现特殊事件,局部地区产生峰值时暂时使用，如举行运动会，交易会，发生了自然灾害时等。l &M原因，应操作维护方面的需要4.2 切换启动方式(1) BC根据管理标准而检测到无线传输原因而执行切换判决l MS测量周围邻近小区下行信号电平和质量,以搜寻可供选择的BTS,并将结果报告正在服务的BSl 正在服务的TS对MS上行信号电平,质量和距离进行测量l MS测量结果与B测量结果送往SC进行处理,BS根据传输质量标准作出切换判决(2) M询问切换候选人由于MS业务的原因，MC希望确定是否能够切换到M所指定的小区，则MSC发“切换候选者询问”消息到BSS，希望BS识别在某一特定小区可以切换到另一些小区的切换候选者数目，消息中包含最大候选者的数目。4.3 切换类型(1) 内部切换由BS控制进行，MS不参与介入切换控制过程；BSS仅在切换完成后发送“切换完成消息”到C。内部切换有几种类型：l 小区内切换同一个无线频道的话务信道之间不同的无线频道之间l 同基站内小区间切换(2) 外部切换（MSC参与控制切换过程）l 同MSC内不同基站间切换l 同LMN不同MSC之间基站间切换l 不同PMN的基站间切换，GSM未定义4.4 控制流程(以BSS启动“切换请求指示”为例）4.4.1 同SC基站间切换4.4.2 PMN内不同MSC之间的基站间切换l 局间切换GS定义为两种切换基本切换-最初的MC(MCA）的移动用户MS需要切换到另一个SC（MSB)的基站去,MSCA主控这个切换后续切换-同一个接续在基本切换之后,已在MSCB的MS又需切换到另一个MSC(MB）或重新返回到MSC,这类切换处理谓之“后续切换”l 不论是“基本切换还是“后续切换”，S始终处于主控位置,基本切换原理如下：4.4.3 局间切换处理小结本课介绍了切换的相关内容.学习本课后，应掌握切换的起因，切换的分类,对于各种切换所涉及到的实体、每个实体在切换中的作用有一定的认识。第5章 短消息流程短消息相关的网络实体：MC:at MC fo Shrt essage Service 短消息关口MS,能够直接从短消息中心接收短消息，能够从L获取路由信息和短消息信息,并将短消息传递给MSC.SSIS：ntrwrng C rhrt Mge Seice,在LN内部能够接收短消息并提交给短消息中心.详细信息可查阅规范：GM045.1 移动始发短消息的基本流程对于手机来说，移动始发短消息和移动终结短消息是完全独立的两个过程,移动始发的短消息从手机接入系统开始，到收到短消息中心发来的发送成功为止。手机将短信发送给VMC,MS根据短信中携带的短消息中心的标识号，将短信提交给IMSC，由IWMSC提交短信中心.移动始发短消息可以分为以下几个过程：l 接入和鉴权加密l 发送短消息到短消息中心l 短消息中心向手机报告发送结果。其中接入和鉴权加密的过程和移动用户主叫对应的过程一致。下图是移动始发短消息的流程图。5.2 移动终结短消息的基本流程移动终结短消息的过程与移动用户被叫的过程类似，短消息中心将收到的短消息发送给SMSGMSC，MSGMSC向H取得为发送短消息所必需的路由信息，然后将短信传送给短信接收者所在的SC,由MSC将短消息发送给手机。整个过程包括取路由信息，寻呼，接入和寻呼响应，鉴权加密，短消息传送,最后向短消息中心报告接受结果，这个结果经SMGS分别送HR和短消息中心，由短消息中心回送始发短消息用户。下图为移动终结短消息的流程图。5.3 短消息案例现象描述：地新建MSC，用户反映短消息收发有以下几种 不成功情况：（所有手机均为地本地手机，A地手机使用B地的短信中心）(1) 本SC内两个手机互相收发短消息，发方显示发送失败,接收方无法收到短消息；(2) 本MC内手机向其他MSC内手机发送短消息，发方显示发送失败，但接收方能正常收到短消息;(3) 其他MC内手机向我SC内手机发送短消息，发方显示发送成功,但接收方实际上收不到短消息。处理过程通过跟踪链路上的与短消息有关的消息,发现本SC能够收到从短消息中心发过来的forward sort mssage消息，但发出此消息的OPC并不是MTP目的信令点表中所配置的短消息中心的SPC，经过询问，该OPC是B地MSC1的SP,由于我们MSC与该SC没有任何关连，所以MP目的信令点表中并未配置该DC,将该DPC添加后，所有短消息收发均正常。原因分析：其中：A地华为MSC2对地短消息中心使用DPC+SSN方式寻址,P为B地短信的DPC,该消息发往ST，通过HST转到地短信，而由于B地短信与HP没有直达链路，所有短信中心发出的消息都是通过B地S1进行转接，短信中心的寻址方式为PC+T（DPC为B地SC1的DPC),从地短信中心发出的owad short mesa消息经过地C1进行翻译后,以DP寻址方式继续发往目的MSC，但该消息的OPC已经变成了B地S1的信令点；由于A地华为MSC2的MTP目的信令点表中没有配置该D的数据，所以地华为MSC2收到T层的该消息后,做失败处理，并不会进行进一步的SCP层的分析处理，所以造成了以下几种失败情况:(4) A地华为MSC内的手机向其他MS内手机发短消息，该消息可以正常发到B地短消息中心,所以被叫手机可以正常收到该短消息，但由于A地华为MS不能正常收到短消息中心发来的发送确认,所以手机显示发送失败；(5) A地华为S2内手机向本S内手机发送短消息,该短消息能送到B地短消息中心,短消息送至我SC后,我SC无法正常接收,所以被叫手机无法接收短消息,而发送确认消息我MSC也无法正常接收,所以发送方手机显示发送失败,同时接收方无法收到该短信；(6) 其他C的手机向我MSC内手机发送短消息,发送方由于可以收到该短消息中心的发送确认，所以发送方显示发送成功，但我MS无法正常接收短消息中心发过来的短消息,所以被叫手机无法收到短消息.从上面的案例中我们可以清楚的看出：短消息始发和短消息终结是两个完全独立的过程，所以A地手机用户始终要通过地短消息中心发送短消息，但不一定只从地短消息中心接收短消息。手机所显示的是否正确发送，实际上是根据SC所回复的delver-report消息决定的，无法正确收到该消息,手机会显示发送失败。小结本节课描述了短消息的基本流程，短消息网络和GSM网络,PS网络的用户同时提供服务。学习本节内容,应基本掌握短消息的流程。第6章 呼叫重建和定向重试流程6.1 呼叫重建的基本流程呼叫重建指移动用户进入通话状态后,由于无线方面的原因,在较短时间(8秒钟）内与BTS失去联系，即TS没有收到该手机的测量报告，手机就发起一个呼叫重建的过程，试图恢复以前的通话.呼叫重建功能是一项有效的降低呼损率的功能。当用户在穿越隧道或BTS突然瘫痪时，会在一段时间内与基站失去联系，在这种情况下，手机会再次捕捉信道，重新发起呼叫重建请求。如果MSC支持呼叫重建功能，就可以直接将此次新建立的信道与原有的呼叫连接起来,从而实现继续保持呼叫，有效降低呼损的目的。呼叫重建包括以下几个过程：接入过程，重新指配话音信道的过程。重新指配话音信道时指配命令与第一次指配话音信道时指配命令不同。呼叫重建的一个简单流程如下所示。6.2 定向重试的基本流程定向重试指：在指配过程中，往往因为一些原因，如小区拥塞、没有无线资源可以分配，会发生指配失败的情况。而在手机当前服务小区资源紧张的同时,它的临近小区可能有充足的资源可以利用.为了提高呼叫接通率,降低呼损率，GSM系统提出了定向重试的方案。定向重试是指在手机指配过程中，在当前服务小区资源紧张的情况下,直接为手机分配临近小区的业务信道，借用切换流程，将手机切换到临近资源充足的小区,从而顺利完成指配流程的过程。因此定向重试可以认为是一种特殊的切换。定向重试在实际中用很强的实用性,它可以动态的调配小区间话务量，实现小区互助。特别是处理一些紧急突发性事件，更能体现它的优越性。例如某小区因为某种原因(如召开大型博览会）导致话务量突然上升，在现有小区规划不变的情况下，会导致呼损率急速上升。而通过定向重试可以将一部分话务量引导到此小区的临近小区,从而减低此小区的压力，大幅度降低呼损率。文中如有不足，请您指教！