第6章 GSM第三层协议

1 GSM层信令

RRM 无线资源管理：建立链路并维护和控制

MM 移动性管理：RRM之上，处理移动性和安全保密性的功能组

CM 持续管理：RRM和MM之上，完成点对点通信的建立和释放

2 RRM

两种工作模式：

• 空闲模式：移动台没有和系统建立连接（网络选择  小区选择  小区重选  位置更新）MS总是在监听某个寻呼信道（PCH），听到在寻呼自己时，就发起连接接入网络。
• 专用模式：MS已经工作在一条激活了的全双工信道（寻呼 立即指配  鉴权加密  主叫  被叫  短消息  切换  信道模式改变  链路释放  呼叫重建  功率控制）

MS接入过程:

• MS在RACH发送消息要求接入网络
• 网络通过AGCH发送立即指配（Immediate Assignment）作为响应，为该MS指定一条专用信道

3 接入详细过程：

1 初始过程：随机接入+信道分配

随机接入RACH（Random Access Channel，0号时隙上行方向）情况如下：

1. 执行小区位置更新
2. 响应寻呼
3. 建立呼叫或发送短消息

为了避免碰撞，引入了重发机制：在以后一个随机间隔重发。更进一步，下面三种方法：

1. ALOHA协议，限制最大重发次数
2. BSC没有信道分配时直接拒绝RACH上行请求
3. 建立接入级别限制：15个级别

2 寻呼过程管理

寻呼模式：

• 正常模式：仅在改组PCH子信道发送
• 全寻呼模式：可在任何PCH子信道上发送
• 扩展寻呼模式：BSS把某个分组寻呼消息附加在另一个寻呼子信道发送

3 传输模式+加密模式管理

4 切换判决与处理

 

5 呼叫重建

速度要快

一般需要4～20s

只能在本小区内

6 RR连接释放

释放类型：

• 1 正常释放：MSC发起，MS释放掉占用的资源，从专用模式->空闲模式
• 2 异常释放

释放过程：

7 负载管理过程

负载控制情况。

BSC向BTS发送和接收情况的统计，了解RACH/AGCH上的负载。BTS向BSC发送CCCH负载指示描述负载状态。

8 SACCH管理过程

BCCH是空闲模式下对MS进行信令传递和管理的手段

SACCH是专用模式下进行RRM的利器，传递信令用的；在上行/下行方向，承载功率控制和时间提前量；传递一些无线参数，比如系统消息

9 广播消息

系统消息发送方式：

1. 广播消息BCCH
2. 随路消息SACCH

系统消息类型：

• 系统消息1：小区频点分配表CA和随机接入信道RACH信息
• 系统消息2：邻小区频点分配表BA、随机接入信道RACH、网络色码允许NCC Permitted
• 系统消息3：位置区标识LAI、小区标识CGI、随机接入信道RACH、小区选择小区功能等
• 系统消息4：位置区标识LAI、CBCH信道描述、随机接入信道RACH、小区选择小区功能等
• 系统消息5：通过SACCH下发，与类型3区别是没有了随机接入信道RACH、小区选择小区功能信息
• 系统消息6：位置区标识LAI、小区标识CGI、网络色码允许NCC Permitted
• 系统消息7：BCCH发送，小区重选
• 系统消息8：BCCH发送，小区重选

3 信道分配

三种情况：

• 1 初始信道分配：RACH接入时，分配SDCCH
• 2 后继分配：当前信道类型与所需类型不同，如通话时切换为TCH/F信道
• 3 切换分配：

两步：

• 1 选择信道
• 2 激活所选信道

TCH信道的分配：

• 1 超前分配：MS要求连接时马上分配
• 2 提前分配：先分配SDCCH，然年尽早分配TCH/F
• 3 滞后分配：先分配SDCCH，尽可能晚分配TCH/F，被应答后再分配TCH。资源利用率高，但延迟大。

信道特性：时间+频率，18个bit唯一表示一个信道

4 移动性管理 MM

4.1 位置区域管理

• VLR：控制MSC下所有小区的临时用户的注册
• LA：位置区，通常把某BSC控制下的所有小区分为一个LA，LA的划分很有研究
• 小区：一个BSC下通常若干个BTS，一个BTS有3个小区

GSM存储资料：

• 静态：用户资料，HLR
• 动态：当前所在信息，VLR

信息位置存储：

HLR、VLR、MS

位置更新：MS主动报告

• 正常位置更新：
• 周期性位置更新：MS周期上报，如果过期没有上报，MSC/VLR就剔除
• IMSI Attach/Detach：开关机时报告，发送IMSI Attach/Detach

4.2 安全性管理

SIM卡：

• IMSI号：可通过SIM卡接口读出
• ICCID号：卡背面
• Ki号：无法读出，也不在网络传输，128bits；网络侧Auc里也有一份；只能被查询2的16次方

A3算法：

A8算法：

5 接续管理 CM 计费/路由

5.1 三种号码：

用户电话号码MSISDN组成：

• CC：国家码，如中国86
• NDC：国内目的地码，如移动158
• 号码: 中间4位是归属HLR！

用户临时号码MSRN

SIM身份证：

• MCC：移动国家码，如中国是460
• MNC：移动网络码，如移动是00

5.2 呼叫建立：查询路由+建立连接

GMSC：Gateway Mobile Switching Center，网关移动交换中心，路由转接没有移动交换功能；通常其与MSC合并在一起了

5.3 漫游费

坑人的。。。。。。

 

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