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MSC概述

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接口
S12
MSC
BSS
A
BS接口SAPNO.7
.7NO
TUPISOUPR
BSS
MS
BTS
S12
BSC
TC
M
AP
+
VLR
EIR
BTS
MSC
EC
R2
MAP
OR
NO.7ISUPTUP
PSTN/ISDN
BTS
NO
.7
VLR
HLR
EIR
AUC
BSS
无线子系统
GSM-PLMN
OMC
O&M子系统

在介绍呼叫控制之前,这里简单介绍一下MSC的接口及接口上所用的信令:1.MSC和BSS的接口
这接口也称为A接口,MSC通过此接口连接移动用户.这里使用BSSAP信令.2.MSC和HLR的接口
这里使用MAP信令.实际上是内置于MSC的VLR,通过此接口和HLR之间进行更新,查询等对移动用户数据的操作.从而使PLMN网络始终能跟踪用户的实际位置,把呼叫送达.
3.MSC和PSTN的接口
这是GSM网和PSTN或ISDN等其它网的联系.MSC能和各种PSTN使用的信令匹配.在这接口上可提供R2或TUP,或ISUP信令连接.
4.MSC和MSC的接口
这接口其实一部分是MSC之间的连接,使用TUP或ISUP信令,另一部分是VLR之间的的连接,使用MAP信令.

1

号码
移动网的号码或标识码较为复杂.一个移动用户可能同时拥有多个号码.有的号码是固定的,有的是临时的.下面对移动用户的号码作个介绍:
1.IMEI—国际移动设备标识码(InternationalMobileEquipmentIdentity
GSM的每个用户终端都有一个唯一的标识码—IMEI.IMEI是和移动台设备相对应的号码,和谁在使用这设备无关.
移动网可在任何时候请求工作着的移动台的IMEI,以检查这设备是否属于被窃,或它的型号是否被允许使用.若结果否定,呼叫会被拒绝.
在用户不用SIM卡作紧急呼叫(用户按紧急呼叫键的情况下,IMEI可被用作用户标识号码.这也是唯一的,IMEI用于呼叫的情况.IMEI为15位长,它的组成如下:
15位
6位T1...T6TAC
2位F1F2FAC
6位S1...S6SNR
1位SP备用
TAC:型号码,由EuropeanTypeApprovalAuthority分配
FAC:工厂组装码,由厂家分配,表明生产厂家及产地.SNR:流水号,由厂家分配.
2.IMSI—国际移动用户标识码(InternationalMobileSubscriberIdentity
IMSI唯一地标识了一个GSM移动网的用户.并且能指出用户所属的:国家号PLMN网号HLR号码
IMSI分别贮存在用户的身份识别卡SIM卡上,和HLR内,及用户目前访问的VLR内.IMSI在所有的用户漫游位置都有效.移动网用它来识别用户,和对用户进行安全鉴别,以判定其是否有权建立呼叫或作位置更新.
IMSI也是15位长,它的组成如下:
3位MCC
2位MNC
10位MSIN

MCC移动用户的国家号,中国是460;MNC移动用户的所属PLMN网号.中国900MHZTDMA数字陆地蜂窝移动通信网是00;MSIN移动用户标识.目前我国的编号方式为H1H2H39X1X2X3X4X5X6其中H1H2H3是HLR号码,它应和MSISDN中的H1H2H3相一致.
3.TMSI—临时移动用户标识码(TemporaryMobileSubscriberIdentity
TMSI是为了对用户的身份保密,而在无线通道上替代IMSI使用的临时移动用户标识.
2

它是由VLR分配给在其覆盖区内漫游的移动用户的标识码,和用户的IMSI相对应.只在本地VLR内有效,TMSI可用作位置更新,切换,呼叫,寻呼等操作时的用户识别码,并且可在每次鉴权成功之后被重新分配.
它是4字节长的二进制码.具体格式由各MSC/VLR定.
4.LMSI—本地移动用户标识
这是由VLR分配的,分别在VLR和HLR中贮存的临时性的数据.目的是加速VLR中用户数据的查找.HLR并不使用LMSI,但总是将它和IMSI一起放在送到VLR去的消息中.
5.MSISDN—移动用户的ISDN号码
MSISDN是移动用户的另一重要标识码.它的目的是使得通信网上的所有用户—包括ISDN,PSTN的用户,都能呼叫GSM网内任意一个移动用户,反之亦然.
因此MSISDN号码是和每个国家通信网现有的编号方式相一致的号码,也就是说它一定是CCITTE_164号码.在我国,它的组成如下:
2位C1C2
3位N1N2N3NDC
7位H1H2H3ABCD
SN

CC

CC:国家码.中国为86.
NDC:移动服务访问码.为139.SN:用户码.其中H1H2H3是HLR标识码.表明用户所属的HLR.
因此上图也可表示为:86+139+H1H2H3+ABCD
MSISDN的前面部分CC+NDC+H1H2H3其实就是用户所属HLR的GT地址.这样在GMSC查询HLR时可直接利用MSISDN进行SCCP的寻址.
6.MSRN—移动用户漫游号码
移动用户的特性决定它的位置是不断变动地.仅靠MSISDN还不足以在PLMN网内把一个呼叫送达目标用户.它只指出了用户所属的HLR.
MSRN是由移动用户现访的VLR分配给它的一个临时ISDN号码,通过HLR查询送给GMSC,使得GMSC可建立起一条至目标用户现访VLR的通路,从而把呼叫送达.
因此MSRN必须是和MSISDN一样符合国家通信网统一编号方式,并且带有VVLR地址信息.它的组成如下:
2位C1C2CC
3位N1N2N3NDC
7位XM1M2M3ABC
SN
CC:国家码.中国为86.
NDC:移动服务访问码.为139.SN:用户码.其中
X:为MSRN或HONR的指示位.04表示此号码是MSRN,59表示HONR.
3

M1M2M3是MSC标识码.表明用户所访问的VLR地址.
MSRN在每次终止呼叫时分配给目标用户,呼叫完成后即释放,由别的用户使用.7.HONR—切换号码
HONR是用来建立切换所涉及的两MSC之间的话路连接的.它是由切换目的MSC收到切换源MSC的切换请求后分配给这次切换的.它可看作MSRN的一部分,组成和MSRN相同,见上图.
4

区域定义:

GSM服务区域
PLMN覆盖区域MSC覆盖区域MSC覆盖区域
位置区(Loc.Area位置区(Loc.Area
基站覆盖区域基站覆盖区域
小区(CELL小区(CELL


小区(CELL小区(CELL

基站覆盖区域基站覆盖区域



小区(CELL小区(CELL

小区(CELL小区(CELL
MSC覆盖区域MSC覆盖区域
位置区(Loc.Area位置区(Loc.Area
基站覆盖区域基站覆盖区域
小区(CELL小区(CELL


小区(CELL小区(CELL

基站覆盖区域基站覆盖区域



小区(CELL小区(CELL

小区(CELL小区(CELL

5

漫游
漫游是GSM的一大优点。移动用户可自由地漫游在允许范围内。这个范围不仅仅是在一个PLMN网内，还可以在网间漫游.
所谓漫游功能，是指使PLMN网始终能够跟踪移动用户的实际位置，从而可以方便地将呼叫终接至该用户。用户从一地漫游至另一地，只要开机，就可收发呼叫，而不需作任何事先登记。另外，用户自由地漫游也意味着当它跨越位置区边界时，进行中的呼叫不被中断。
因此，一个用户的漫游可引起位置更新，或者是切换。GSM入局呼叫的建立方案也和它密切相关。
1.位置登记器（LocationRegister
漫游最重要的是登记并方便地找出用户的位置。移动用户的位置信息存储在位置登记器中。从功能上分，移动网有两种位置登记器，它们其实都是用户数据库：
HLR－归属位置登记器(HomeLocationRegisterHLR是管理移动用户的数据库。每个移动用户都以其静态数据在某一个HLR中登记。它存放移动用户的两类信息：
－每个用户的所有属性信息。包括它的访问能力，鉴约业务，补充业务等。－用户的当前位置信息。最重要的是用户当前所访问的VLR和MSC的地址。用户在HLR中以两种号码登记和存放。这两种号码都唯一地定义了该用户。用户的信息可以以下面任一种号码被访问或存取：－IMSI－MSISDN
VLR－拜访位置登记器(VistorLocationRegisterVLR是动态用户数据库，它存储着进入其覆盖区的移动用户的全部有关数据直至该用户离开。它存储下列信息：－用户的号码信息。用户数据可以以下面任一种号码被访问或存取：－IMSI－MSISDN－MSRN－TMSI（如果系统使用－LMSI－移动用户登记的位置区信息。－用户所有的补充业务的参数－用户的鉴权三元组。2。位置更新
位置更新就是让用户能够随时通知网络自己位置区的变化。它是以位置区的变化来启动的，当用户漫游至新的位置区（LOCATIONAREA）时，及时更新其HLR和相关的VLR中的数据。用户在同一位置区内不同小区间的漫游不须请求位置更新。
位置更新请求永远是由移动用户手机启动的。每个基站将它的位置区信息放在其广播信道中不停地发送。移动手机也不停地检测从广播信息中收到的位置区信息，若发现与SIM卡中所登记的不同，并且可以得到更好的传输性能，则说明已进入新的位置。这时，手机通过新的基站向MSC送出位置更新请求。当手机收到MSC送出的位置更新成功后，将新的位置区（LAC）登记到SIM卡上。这样，一次位置更新就完成了。下图是典型的位置更新过程的示意：
6


新LA

2
BS
更新位置
更新请求45
MSCHLR
6响应
用户?7数据注册
39响应
8
1
VLR
BSMSC10
删除用户数据
旧LABSVLR

1一移动用户（MS）漫游到一个新的位置区（LA），假设这个新LA属于另一个MSC/VLR。2用户手机从广播信息中发现已进入新的LA。
34手机送出位置更新请求，通过BSS送达MSC。5MSC送位置更新消息给HLR，其中有MSC的标识，及用户的IMSI。6HLR检查用户是否允许漫游在此VLR覆盖区，假设允许，则更新了该用户的位置信息后，给出响应，及用户的数据.
78插入从HLR收到的用户数据。用户在VLR注册成功。9给出位置更新成功响应。10删除前一个VLR中的此用户数据。
注：上图只是一种简单流程，未考虑鉴权，加密等情况。
7

和位置更新有关的操作有：1。）一般位置更新
这是移动用户在：
－发现自己进入了新的位置区或
－它登记在VLR中的数据因某种原因丢失了
等情况下启动的位置更新过程。如前例。它有下面两种类型：－内部位置更新（InternalLocationUpdate更新请求中的目标位置区和原来的位置区属于同一个VLR的覆盖区。－外部位置更新(ExternalLocationUpdate更新请求中的目标位置区和原来的位置区属于不同VLR的覆盖区。
2。）位置删除（LocationCancellation
这是外部位置更新后，HLR启动的删除移动用户在前一个VLR中的数据的操作。
3。周期性位置更新(PeriodicLocationUpdate移动用户长时间静止在一个位置区内且没有向网络发送信号时，会从广播信息中收到超时信息，从而被迫启动位置更新，请求的类型为周期性位置更新。这样能迫使用户和网络以合理的速率保持联系，告知网络自己的可用状态。4。IMSI的分离和附着(IMSIDetach/Attach
这种操作是使移动用户在关机/开机或拔出/插入SIM卡时，能向网络指示它将要进入不活动/活动状态。
收到‘IMSI分离’消息后VLR给该用户的信息设置一个‘IMSI分离’的标志。并启动IMSI分离的计时器。计时器超时，则从VLR中删除该用户的信息。‘IMSI分离’的标志设定后，MSC将停止寻呼该用户，尽管它仍然在自己的管辖区内。
IMSI的附着是由移动用户送位置更新请求来消除VLR中的分离标志，从而恢复该用户的正常呼叫处理。这类似于正常的位置更新。但请求的类型为‘IMSI附着’。另外，用户应和分离前在同一位置区内，否则，它只能启动一般的位置更新过程。
IMSI分离/附着功能可以由MSC设置或关闭。并且在系统信息消息中广播给用户。
5。位置登记器的恢复更新
这是位置登记器中的信息因某种原因丢失后的恢复操作。它有两种情况：－VLR的恢复－HLR的恢复通常在HLR再启动后，HLR送一个RESET消息给VLR，VLR将所有登记在这里的该HLR的用户的数据返送给HLR。
2。1内部位置更新它的特点是用户数据已登记在VLR中了。因此不需访问HLR。新的LA也不用通知HLR，因为对HLR来说，用户所在的MSC/VLRID才是最重要的位置信息。
8

MSBS_新MSC/VLRHLR
LOC_UPD_REQ
COM_L3_INFO
CC
AUT_REQ
AUT_RES
CIPH_MOD_CMDCIPH_MOD_CMDCIPH_MOD_COM
CIPH_MOD_COMLOCATION_UPDATE_ACCEPTEDTMSI_REAL_COM
CLR_CMDCHANNEL_RELL2_DISC
CLR_COMRLSDRLC


2。2外部位置更新
它的特点是用户在VLR中新登记，必须访问HLR取得用户的数据，告知HLR用户的新位置。HLR随后删除用户在前一个VLR中的登记。由于VLR是根据用户的IMSI来找出用户所属的HLR。因此当用户以TMSI作位置更新请求时，VLR可从前一个VLR中得到用户的IMSI及鉴权加密数据。或通过号码请求（IDENTIFICATION）直接向用户取得IMSI。
9

MSBS_新MSC/VLRHLRPVLR
LOC_UPD_REQ(IMSI,newLA,oldLA...
COM_L3_INFOCC
SEND_AUTHENTICATION_INFO
SEND_AUTHENTICATION_INFO_RR(AUT_TRIPLES..AUT_REQAUT_RES(SRES
UPDATE_LOCATIONINSERT_SUBSCRIBER_DATAINSERT_SUBSCRIBER_DATA_RRUPDATE_LOCATION_RRCIPH_MOD_CMDCIPH_MOD_CMDCIPH_MOD_COM
CIPH_MOD_COMLOCATION_UPDATE_ACCEPTEDTMSI_REAL_COM
CLR_CMDCHAN_REL
L2_DISC
CLR_COMRLSDRLC


10

MSBS_新MSC/VLRHLRPVLR
LOC_UPD_REQ(TMSI,newLA,oldLA...
COM_L3_INFOCC
SEND_IDENTIFICATION
SEND_IDENTIFICATION_RR(IMSI,AUT_TRIPLETS..AUT_REQAUT_RES(SRES
UPDATE_LOCATIONINSERT_SUBSCRIBER_DATAINSERT_SUBSCRIBER_DATA_RRUPDATE_LOCATION_RR
CIPH_MOD_CMDCANCEL_LOCATIONCIPH_MOD_CMDCANCEL_LOCATION_RRCIPH_MOD_COM
CIPH_MOD_COMLOCATION_UPDATE_ACCEPTEDTMSI_REAL_COM
CLR_CMDCHAN_REL
L2_DISC
CLR_COMRLSDRLC


11

MSBS_新MSC/VLRHLRPVLR
LOC_UPD_REQ(TMSI,newLA,oldLA...
COM_L3_INFOCCIDENT_REQ
IDENT_RES(IMSI
SEND_AUTHENTICATION_INFOSEND_AUTHENTICATION_INFO_RRAUT_REQAUT_RES(SRES
UPDATE_LOCATIONINSERT_SUBSCRIBER_DATAINSERT_SUBSCRIBER_DATA_RRUPDATE_LOCATION_RR
CIPH_MOD_CMDCANCEL_LOCATIONCIPH_MOD_CMDCANCEL_LOCATION_RRCIPH_MOD_COM
CIPH_MOD_COMLOCATION_UPDATE_ACCEPTEDTMSI_REAL_COM
CLR_CMDCHAN_REL
L2_DISC
CLR_COMRLSDRLC

12

用户安全功能
空中接口是移动通信中最重要的通道。保护在它上面所传送的用户信息和信令不被无权者获知，是PLMN网提供的一种重要功能，即用户安全功能。所谓空中接口的安全是指：
－空中所传送的话音及数据不被窃听－网络不为无权者提供服务
－使用接口的用户不能被识别或跟踪这样，GSM提供下列用户安全功能：
1）鉴权（AUTHENTICATION）
也就是对移动用户识别码进行鉴权，以保护网络资源及用户不被无权者使用。
2）TMSI的使用（TemporaryMobileSubscriberIdentity）
这是对移动用户识别码的保护。也就是在空中通道使用TMSI这种临时分配的号码，来代替固定的IMSI。这样可以保护用户在空中的话务及信令通道的隐私，它的IMSI不会暴露给无权者。3）加密（CIPHERING）
就是对用户在空中所传送的用户数据（包括话音及数据）和信令数据进行加密，以保护话务和信令通道中的用户信息的隐私。
下面介绍和安全功能有关的几个概念
1）SIM卡
2）鉴权三元组
3）鉴权中心及A3,A5,A8算法
×加密密钥Kc的产生
KiRANDKcA8
=128bitsKi=128bits=64bits
=单向高级非线性
A8
RAND
(SIM/AC
*加密模式的设定
Kc
Cipheringmodecommand(Ciphering/NoCiphering
Kc
Message
Kc
CipheringModeCommand
Encipheredmessage
A5
A5
VLRTriplets(RAND/SRES?Kc
MSC
(MS
EnMes=A5(Kc,MesMes=A5(Kc,EnMesKc=A8(Ki,RAND
(BSS


13

鉴权
鉴权的作用有两点：
1）保证只有有权用户可以访问网络。
2）选定一个加密模式，以便对随后空中所传的信息加密。
鉴权总是由MSC/VLR启动并最终判定是否成功。鉴权是一个独立的功能，但它通常是伴随下面这些操作而启动的：1〕位置更新（包括IMSI附着）2〕呼叫建立
3〕某些补充业务的用户操作
但是对于切换操作，从不进行鉴权。
根据PLMN管理者的要求，在MSC/VLR中可关闭或开放鉴权功能，并可设置在上述操作时是每次都启动鉴权程序，或是若干次启动一次鉴权。下面是鉴权过程的简单示意图：
Ki
5个三元组
(RAND/SRES/Kc
RANDA3SRES
(无线通道
Ki
A3
?=
SIM
SRES=A3(Ki,RAND
Y/N
HLR/AC
(SRES
RAND
VLR


由上图可见，鉴权可分为两个过程：－对用户的鉴权：
当用户请求服务时，审核其是否有权访问网络。
1〕MSC/VLR送鉴权请求（AuthenticationRequest给用户（这是DTAP消息，通过BSS直送用户）。鉴权请求中有一个随机数（RAND），另外还有为后面加密用的CKSN。2〕用户用收到的RAND在SIM卡上算出一个回答响应（SRES），放在鉴权报告（AuthenticationReport）中，送回MSC/VLR..将CKSN存入SIM卡中。
3〕MSC/VLR将收到的SRES和VLR中所存的相比较，若是相同，鉴权便算成功，可继续进行用户所请求的服务，如位置更新，呼叫等。否则，拒绝为该用户服务。
－VLR请求用户的鉴权数据
用户现访的VLR从HLR或用户先前访问的VLR，取得鉴权数据－－鉴权三元组（即RAND，SRES，Kc.
在下列两种情况下VLR要请求鉴权数据：
14

1〕用户在VLR中没有登记，当用户请求服务时，VLR就向用户所属的HLR，或可能的话从用户先前访问的VLR中取得鉴权数据。
2〕用户在VLR中有登记，但VLR中所存的该用户的鉴权三元组只剩下2组时，VLR自动向HLR请求用户的鉴权数据。
加密（Ciphering
加密是通过对空中接口所传的码流加密，使得用户的通话和信令不被窃听。它使用加密密钥Kc，用A5算法同时在基站和手机加密和解密。Kc是安全三元组的一项。
移动手机可用鉴权过程中得到的CKSN，产生密钥Kc。MSC在启动加密模式时，将密钥Kc告知BSS。这样Kc只在有线部分传送，空中接口送的是CKSN，使得加密消息更为安全。
由此也可知道，加密功能总是和鉴权功能一起使用的。下面是数据加密的简单示意图：
MSBTSMSC/VLR
加密模式命令
（CipheringModeCommand
加密模式命令
（CipheringModeCommand
Kc
Kc
A5
加密的消息
解密后的消息
A5
数据


注意，MSC送出的加密模式命令是属于无线资源管理（RR）的BSSMAP消息，只在A接口上传送，即送到BSS，命令中有Kc。由BTS送给MS的加密模式命令是不同的，它仅仅是告知用户启动加密或不加密。
MSVLRAuc
Kc
SRES
A8
Ki
RAND
KcSRES
(RAND,SRES,Kc
A3
Ki
RAND
A3
?=
A8
Kc


15

TMSI的使用和再分配
TMSI是VLR分配给进入其覆盖区的移动用户的临时识别码。它总是和加密一起使用。TMSI对每个用户是唯一的,因此在呼叫建立,位置更新等过程中,可替代IMSI在空中接口上使用.另外,TMSI可根据网络需要，每次或若干次空中接口操作后(如呼叫建立,位置更新,重新分配一次。因此能有效地保护用户在无线通道上不被跟踪识别。
下面是TMSI分配的流程示意图：
（无线通道）
(MS
TMSIReallocation
(新TMSI，LAI）
(网络
在加密模式中在加密模式中
TMSIReallocationComplete
MS存入新的TMSI


软件
在系统12中,用户的安全功能MSC部分的实现是由MCHK程序控制完成的.MCHK
呼叫建立
GSM所有提供的特殊功能，无论是漫游，切换，还是鉴权，加密，目的都是为呼叫建立服务的。它们使得用户能够安全，自如，方便地发出和接收呼叫。
1.分类
从移动用户（MS）的角度，呼叫建立可分为两大类：1移动用户源起呼叫(MSOriginatingCall2移动用户终止呼叫(MSTerminatingCall从网络角度,呼叫又可分为:1MS-MS之间的呼叫2MS-PSTN之间的呼叫
从呼叫提供的服务上分,有1电信业务呼叫(Teleservices如:
*普通电话(Telephony
*紧急呼叫(EmergencyCall
*短消息(ShortMessageService-SMS*传真等.
2承载业务(BearerServices
提供各种透明和不透明的数据传送服务.
2.信令
16

呼叫建立涉及多种信令.在A接口上使用DTAP传送呼叫处理有关信息,使用
BSSMAP进行资源管理.在和HLR之间的接口上,使用MAP信令,查询被叫移动用户的位置,及漫游号码.在和PSTN的接口上使用TUP或ISUP信令,以建立话路,如同普通固定网的局间信令.如若呼叫涉及两个MSC,在MSC间使用MTUP建立话路,MAP信令在VLR之间传递漫游号码,鉴权数据等信息.
3.移动用户源起呼叫(MSOriginatingCall
这是指由移动用户发出的呼叫.主叫是移动用户,被叫则可能是*另一移动用户*PSTN用户
下面以至PSTN的呼叫为例说明MOC的信令
17

MSBSS
MSC/VLR
PSTN/ISDN
CHAN_REQ
1
IMM_ASSIGNCM_SERV_REQ
COM_L3_INFO
CCAUTH_REQ
2
3
AUT_RES
CIPH_MOD_CMD
4
CIPH_MOD_CMDCIPH_MOD_COM
CIPH_MOD_COMTMSI_REAL_CMD
5
TMSI_REAL_COM
CM_SERV_ACCPT
6
SETUP
CALL_PROCASSIGN_REQ
ASSIGN_CMDASSIGN_COM
ASSIGN_COM
7
8910
CONNECT_ACK
ALERT
IAMACM
ANS
CONNECT
通话状态若PSTN方首先释放:
CLBCLFRLG
DISC
11
12
REL
REL_COMCLR_CMD
13
CHAN_RELL2_DISC
CLR_COMRLSD
14
RLC


18

1.在服务小区内(Cell,移动用户通过随抢(RandomAccess方式,在无线通道上请求一信道,以用作信令信道.
2.建立移动用户和MSC的信令连接(MSC和BSC之间的SCCP连接.并且移动用户送出服务请求,其中有用户的标识(IMSI或TMSI服务的类型等.3.对用户鉴权.若是需对用户进行号码请求,在鉴权前进行.4,5若是系统设置加密,则在此设定加密模式,并分配新的TMSI.
6.用户送出CALL_SET_UP请求,其中有被叫用户号码,呼叫服务类别等,从而真正启动呼叫建立过程.
7.MSC分配话务信道.这是无线资源管理命令,MSC实际上只分配指定了一条至BSC的PCM话路,然后由BSS再分配一条相应的至MS的无线话路.8.MSC向PSTN建立话路.
9.若被叫用户空闲,PSTN成功建立至被叫的话路,在向被叫振铃的同时,回送ACM给MSC,MSC送回铃音给主叫移动用户.
10.被叫摘机,PSTN送应答信号给MSC,MSC送CONNECT至MS.至此话路接通,用户进入通话状态.
11-14是呼叫释放的示意.这里假设是被叫先挂机:
11.PSTN通知MSC被叫挂机(CLB信号,MSC前向拆除和PSTN的话路.12.通知MS被叫挂机(Disconnect信号,释放呼叫.13.释放PCM话路和无线的话路和信令信道资源.14.释放SCCP连接.
这里移动用户的呼叫释放过程是很典型的,对于MSC,首先是呼叫控制层的释放,然后是释放PCM话路,也就是给BSS的无线资源释放命令,最后释放SCCP连接.移动用户不论是在哪一种呼叫中,是作主叫或是被叫,都按此步骤释放.
4.移动用户终止呼叫(MSTerminatedCall
这是移动用户作被叫的情况.呼叫源可能是:1来自PSTN
2来自其它MSC
3来自本局内的另一移动用户.
下面以来自PSTN的呼叫为例,说明典型的终止呼叫流程:
19


2A
8
7
Paging
HLR
VLR
6
5
GetsubsData
2BRoamingNbr.
3MSCaddressofsubs
2
BS
PSTN/ISDN
Interrogation
8
7
BS
9
10
Paging
41
VMSC
IAM
GMSC
IAM
EXCH
Resp
8
BS
7
Paging
1.从PSTN来的呼叫,总是固定地由最近的人口MSC(GMSC-GatewayMSC进入移动网.
2,3GMSC根据被叫的MSISDN号码,查询相应的HLR,以得到用户的漫游号码(MSRN.MSRN能告知GMSC用户现在所访问的MSC(即VMSC的地址.
2a,2bMSRN号码是每次呼叫分配的.GMSC查询HLR时,HLR并不知用户的MSRN,它必须查询用户现访的VLR.此VLR为该用户分配一个MSRN号码.4.现在GMSC在MSRN的帮助下建立一条至VMSC的话路.5.6.VMSC从它的VLR取得被叫用户的数据.
7,8VMSC命令被叫用户所在位置区(LOCArea内的所有BS寻呼该用户.
9,10被叫用户收到寻呼后,送出响应.然后如图的1,2,3,4,5那样建立起VMSC和用户之间的话路.
由上图可见,用户终止呼叫的特点是1HLR查询
2MSRN的使用
3寻呼
S12MSC系统的呼叫处理:
在系统12的MSC交换机中,呼叫处理所涉及的软件模块可分为三层结构:

20


CFCS
呼叫控制层
SIGSIG协议层
DHDH
连接层

其中,连接层是呼叫各方所涉及的设备处理模块,负责集群侧的占用,释放,话路的连接,释放等;协议层是呼叫所涉及的各种信令模块,如BSSAP,MTUP等,负责MSC对外的各接口上信令连接,协调各协议,传送翻译呼叫控制层所需的信息,
指挥连接层的占用,连接和释放.它们虽然都在呼叫处理中起着重要作用,但在其它章节中已有详细的分类介绍.这里着重介绍呼叫控制层.
呼叫控制层的主要功能是号码分析路由选择
呼叫结构管理控制用户类别的处理
用户特服功能的处理
CFCS—呼叫及特服控制系统(CallandFacilityControlSystem
它最重要的模块是CFCS,它独立工作于各种信令之上,控制1呼叫建立过程
2补充业务功能的实现3话路切换
和非MSC交换机的呼叫处理模块相比,它特有的新功能是
1切换连接控制管理功能—在HOMA的指挥下,建立至切换目的地的新话路连接,协同信令送出切换命令等.
2短消息(SMS管理功能—为GSM特有的SMS功能实现服务,建立移动用户至短消息中心的信令连接,提供它们之间的消息传送.
3HLR查询接口—给出查询命令,查询内容,及处理查询得到的信息.如送出被叫的MSISDN号码以查询得到它的MSRN,或在前向转移业务时查询得到前转号码.
CFCS总是由请求建立呼叫的一方信令激活,在呼叫进入稳态后释放.CFCS分别驻存在MRSACE和BSTCE中.BSSAP总是激活同一BSTCE中的CFCS.其它信令则激活MRSACE中的CFCS.

21

CFCS在工作中,需要PATED程序帮助分析号码或所得到的出错信息.TRC和TRA程序帮助进行路由选择,和资源管理.还需访问VLR,查询HLR,及寻呼移动用户.因此下面这些模块也是呼叫处理的重要软件:
PATED—前缀分析及任务定义程序(PrefixandTaskElementDefinition
PATED驻存在PSACE模块中.它总是被CFCS以负载分担的方式激活.CFCS在两种情况下激活它,以分析信息,决定呼叫的去向:
1CFCS有需分析的号码
2CFCS在呼叫建立中收到出错信息(CAUSE.
和非MSC的S12交换系统相比,PATED的所有数据结构,和分析过程基本相同.只是在号码分析时,所分析的号码较为特殊,除了至PSTN的普通电话号码,特服及紧急呼叫号码等的处理和以前的系统相同外,还可能是GSM特有的
-MSISDN:呼叫移动用户时送到PATED分析的第一个号码.PATED分析之后,通常给CFCS送’去HLR查询’的结果.
-MSRN:PATED分析此号码,可以得到被叫用户漫游所在MSC的路由信息.若此号码是本MSC内的用户,PATED给出’寻呼’.
-HONR:PATED分析此号码,可以得到用户切换的目标MSC的路由信息.若此号码是至本MSC的,PATED给出’切换’.
-缩位码(ShortCode:这是MSC交换机特有的PATED功能.PATED可直接将CFCS送给它分析的缩位码翻译成长号码,并分析这长号码,以决定呼叫的去向.
TRC/TRA—中继资源管理及分配模块(TrunkResourceCoordinator/Allocation
这实际上由TRC和TRA两个程序组成.它们都驻存在SACETRA模块中.和别的系统12不同的是
1BSC资源管理
它们不仅管理出中继资源及录音通知资源或HDLC资源,还要管理BSC资源,也就是为移动用户分配至BSC的话路.为此新增加了一组数据结构,以管理BSTCE的PCM话路的忙闲状态,并根据呼叫要求进行分配.这套数据和根据中继群号管理和分配中继的方式类似.它是这样实现的:
-以BS_CHGPN为人口,首先以一定方式选定有空闲PCM话路的BSTCE.-然后再以一定方式选定此BSTCE内的一条空闲话路.-在不成功时可采用排队机制.
-由BSTCE的DH不断更新其PCM话路的忙闲状态计数器.
2可被BSSAP直接访问
它们不仅仅由CFCS用路由码来访问.还可以由BSSAP在为移动用户分配话路时用基站通道群号(BS_CHGPN直接访问.
ARTA—辅助资源TCE分配(AuxiliaryResourceTCEAllocator
这是另一种资源管理程序.除了非MSC交换系统的ARTA程序一样可管理服务电路模块资源(SVCE或在ISDN交换机内管理分组交换模块资源(PSTCE,GSM特有的功能是还可管理协同工作功能模块资源(IWFTCE.在数据结构上没有变化.
CVAS—呼叫处理的VLR访问支援(CallHandlingVLRAccessSupport
CVAS程序是MSC交换机特有的移动管理模块.它驻存在BSTCE中.负责管理
R_LMS_DATA.它的作用是提供了VLR和呼叫处理模块之间的一个接口.呼叫处理模
22

块可以用户的任意一种号码,如IMSI,TMSI或MSRN,通过CVAS访问用户数据,而不需关心VLR的结构.
CVAS通过VACO访问VLR.为MTAC,MCHK,BSSAP和CFCS提供数据.
TCI—终止呼叫查询(TerminatingCallInterrogation
这也是MSC交换机特有的移动管理模块.它为MAP程序提供了和VLR数据存取程序,及CFCS程序之间的接口.它驻存于BSTCE内.
在被叫为移动用户的呼叫中,呼叫源侧的CFCS请求进行HLR查询.CFCS将请求送给TCI,TCI负责通过MAP程序建立和HLR的对话.并负责将HLR送给VLR的数据存入VLR.而在呼叫终止侧,同样是TCI负责处理MAP信令收到的提供MSRN的请求,访问VLR,将VLR产生的MSRN送给HLR.
MTAC—移动终止呼叫访问控制(MobileTerminatingAccessControl
MTAC是移动管理模块.它是一个多进程FMM,驻存在每个BSTCE上.它总是在移动终止呼叫时被CFCS激活,用MSRN访问VLR用户数据,并取得寻呼所必要的参数.分析得到的用户的状态,若用户空闲,则进行寻呼.根据寻呼响应,确定被叫用户所在的BSTCE,和被叫建立起信令连接.以便CFCS继续完成呼叫建立.
VACO梀LR访问控制(VLRAccessControl
这也是MSC交换机特有的移动管理模块.它驻存于LRSACE上.控制LRACE上用户数据的访问.
VACO处理通过CVAS送来的数据请求.在呼叫处理中它-为呼叫处理取出相应的用户数据,其中有用户状态等信息.
-在本局终止呼叫时,为MTAC处理MSRN,找出对应的移动用户的位置信息.
PAS—页访问支援(PageAccessSupport
这也是MSC交换机特有的移动管理模块.它驻存于BSTCE上,是BSTCE上的软件模块访问LRACE的接口.由于移动用户数据是分页存贮在LRACE上的.因此存取一用户数据,首先要知道它是在哪一页,然后根据页数,查出它存在哪一个LRACE上.PAS就是用来进行这种查找的.它的使用者在不知道VLR的结构的情况下,能快速准确地访问VLR中所存的用户数据.CVAS,ROCO,TCI都是它的使用者.
介绍了参与呼叫处理的软件模块,下面再介绍这些模块是怎样一起工作的.
1.MS-MS呼叫
1.1呼叫开始
因为前面已有介绍,这里将略去对鉴权,加密,TMSI再分配等安全功能实现的描述.直接从主叫移动用户送出SET_UP消息讲起.
23

5
PATED
6
2
CFCS
3?3
CVASVLR
4,7
BSSAP
1
SET_UP
MSISDNb

1.SET_UP消息2.CFCS激活
3.主叫用户数据请求
通过CVAS请求VLR中的主叫用户数据3扖VAS送回主叫用户数据.
4.CFCS将主叫用户类别参数送给源信令.5.访问PATED,分析被叫用户的MSISDN.6.PATED送还分析结果为:’去HLR查询’7.CFCS送’CALL_PROCEED’给BSSAP_a.
BSSPAP_a送’CALL_PROCEED’消息给MS,随后通过TRC/TRA的帮助,找到至BSC的空闲PCM中继,占用该中继,开始话路分配过程.CFCS在收到BSSAP_a送来的话路分配成功的报告后,启动HLR查询.
1.2HLR查询
HLR
MSRN
MAP_SEND_ROUTING_INFO
MSISDN
IMSI
MSRN
MAP_PROV_ROAMING_NBR
MAP
5
3
MAP
2
4
TCI
6
MSISDN
1
TCIVLR
MS_bIMSIMSRN
CFCS
源MSC目的地MSC
1.CFCS向TCI请求HLR查询.

24

2.TCI通过MAP送出MAP消息SEND_ROUTING_INFO给被叫移动用户所属的HLR.消息中有MSISDN_b.
3.被叫用户漫游所在的MSC收到HLR的PROV_ROAMING_NBR消息,消息通过MAP送给了TCI.在这MAP消息中HLR给出了根据MSISDN_b查到的被叫的IMSI.TCI用这IMSI访问VLR.
4.VLR为在其处登记过的被叫分配MSRN_b.TCI将它通过MAP送回HLR.
5发端TCI收到HLR送出的SEND_ROUTING_INFO的响应消息.其中有MSRN_b,及被叫用户信息,如特服信息,呼叫前转号码等.6.TCI将收到的信息送回CFCS.
1.3用被叫的MSRN再次访问PATED.
-CFCS用收到的被叫MSRN再次访问PATED,以决定呼叫的去向.-PATED分析的结果送给CFCS.它可能是1去目的MSC的路由.
根据MSRN分析得到去分配此号码的MSC的路由码.CFCS将通过TRC/TRA找到此路由的空闲中继,并控制MTUP信令程序向目的MSC送去MSRN,建立MTUP连接.由目的MSC寻呼被叫.2寻呼.
MSRN是本地VLR所给.CFCS启动寻呼.
1.4寻呼
CFCS在得到PATED分析MSRN后送来的寻呼命令后,激活MTAC进行寻呼.
切换（Handover
切换是移动用户在呼叫接续过程中或在通话状态时，从一个区域漫游到另一个区域而能保持连接不中断的功能。换句话说，是允许一个已建立或建立中的呼叫从一个无线资源切换到另一个无线资源。1。何时要切换
切换是根据下面三个参数的测量结果来作决定的:-RX的电平-RX的质量
-MS和BTS的距离
MS和BSS都对上述参数进行测量,MS将其测量结果在SACCH中送给BSS,由BSS综合比较,作出MS是否符合切换条件的判断.然后根据切换的控制权,由MSC或BSC作出是否切换的决定,并控制整个切换过程,给出切换命令.如切换不被允许,或不成功,则MS维持在原来的无线信道及话路通道.
2。各种切换类型
根据切换信道，它可以是：1仅仅切换信令信道的切换;2信令信道＋话音信道的切换。
根据漫游区域的不同，又可分为：1）蜂窝内的切换（IntraCellHO.
这种切换完全由基站子系统控制，只是在同一基站的不同物理信道之间的切换，又称为ChangeOver.因为这种切换和MSC无关，在此不作详细介绍。
2〕同一BSC内，蜂窝间的切换（IntraBSCHO.
25

这种切换是在同一BSC的两个基站间发生的。通常是由基站子系统自动控制的，在切换完成后，将移动用户新的位置信息（LOC＋CELLID告知MSC。它的基本信令流程如下：
另外，这种类型的切换也是可能由MSC来控制的，这时MSC将它同普通的BSC间切换（InterBSCHO.一样处理。
3同一MSC内，BSC之间的切换（InterBSCHO.
这是由MSC控制的最基本的一种切换类型。下面是它最基本的信令流程：4〕MSC间的切换(InterMSCHO.
这是移动用户在两个相邻MSC间的区域漫游。它较前面同一MSC内的切换更为复杂。首先MAP消息被引入，在MSC间传递切换信息；另外切换号码也被引入，以便通过ISUP或TUP来建立MSC间的话音通道。
切换号码是漫游号码的一部分，它的方案为E-164,根据邮电部GSM标准，它的编码方式如下：
5861390M1M2M3XXX9国家号MSCID

网号切换号码标识由MSC分配漫游号码标识

为了便于描述，下面我们将切换请求产生的源MSC称为MSC_A,切换目的区域所在的MSC称为MSC_B.如下图所示，是一种基本的流程：

5）MSC之间的后续切换（INTERMSCSUBSEQUENTHO。）
这种切换是在移动用户已进行过至少一次的MSC间切换后，再进行的MSC间切换。它有一个特点，无论移动用户在几个MSC间切换过几次，切换的控制权都属于第一个源MSC（MSC_A），新的话路总是由MSC_A向再切换目的MSC（MSC_C建立.MSC_A和MSC_B的旧有连接被释放。
后续切换的目的MSC可以是一个新的MSC（MSC_C），也可以是源MSC_A.6）移动网间的切换（INTERPLMNHO。）
这种切换发生在移动用户从一个PLMN网的区域进入与它相邻的PLMN网的区域时。例如，从联通GSM网进入邮电GSM网，或又如，从相邻国家进入我国。从技术角度来说，可以实现这种切换。但是否允许，由各PLMN网的管理部门决定。3。切换再尝试（HORETRY
当一次切换因某种原因失败后，如果系统允许，还可以进行再尝试。系统还设置有最大再尝试次数。从前面我们知道，MSC收到的HOREQUEST消息中，有一个切换目的地蜂窝表。切换再尝试就是依据此表，逐一蜂窝的再尝试，直到成功或达到最大再尝试次数。
4。切换软件及数据
在S12MSC系统中，切换是由一个专门的FMM控制的。它就是HOMA（HandoverManager,切换管理程序）。HOMA程序接受切换请求，根据切换请求的来源，切换目的地蜂窝表，以及呼叫进行状态，系统设置值等进行分析，决定是否可以切换，是哪一种切换，目的蜂窝等切换数据，控制切换所涉及的各信令模块完成复杂的新旧连接的建立，切换和释放。监视整个切换过程，处理切换再尝试，切换失败等各种情况。切换号码也是由HOMA产生并处理的。
参与切换的当然不可能只是HOMA。各信令模块在其中也扮演着非常重要的角色。BSSAP是最重要的，其次根据不同情况，ISUP，TUP，R2及MAP也会涉及。
26

如果仅仅是信令链路的切换，呼叫控制程序可以不参加。而对于信令＋话路的切换，一定有呼叫控制程序CFCS加入。另外，MSC间的切换，还需PATED帮助分析切换号码。
和切换有关的控制数据大多是CDE数据，应由厂家根据国标及PLMN网的管理部门的要求设定，因此没有面向用户的人机命令。这些数据都由HOMA读取。最重要的有R_MSC_PARM,R_LR_CONST,R_LAC_CONF。下面作些简单介绍：R_MSC_PARM
R_LR_CONST
R_LAC_CONF
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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/f05278d850e2524de5187e4a.html

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