WN_011_C1
CS信令流程
V0506
课程内容
• 区域划分与编号计划
• CS业务介绍
• 移动性管理业务流程
• 移动呼叫业务流程
• 短消息业务流程
区域划分与编号计划
WCDMA 服务区 （全部成员国）
PLMN业务区 （每国一个或多个）
MSC业务区 （由一个 MSCS 控制的区域）
小区 （一特定 NodeB 覆盖的区域）
位置区 （定位和寻呼区）
• 1、服务区
– 服务区系指移动台可获得服务的区域。不同通信网的用
户无需知道移动台的具体位置即可与之通信的区域。
• 2、公用陆地移动通信网区域(PLMN)
– PLMN区是指整个陆地移动通信网的地理区域。它是独
立于通信网中其它网路（如ISDN、PSTN网）的一个网
路。由一个或多个MSC业务区组成。
• 3、MSC区
– 指由一个移动业务交换中心所控制的所有小区共覆盖的
区域构成的PLMN网的一部分。一个MSC区可由一个或
若干位置区构成。
• 4、位置区
– 指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域，
一个位置区可由若干个小区（或基站区）组成,可
能和一个或多个RNC有关，但只属于一个MSCS。
位置区信息存储于系统的MSC/VLR中，系统使用位
置区识别码LAI识别位置区。
• 5、小区
– TD-SCDMA网络中的最小不可分割的区域，是由一
个基站（全向天线）或一个基站的一个扇形天线所
覆盖的区域，称小区或cell。
CC NDC SN
国际有效ISDN号码
国内有效ISDN号码
+ +
• 1. 移动用户的ISDN号码（MSISDN）
– MSISDN号码是呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信网
中某一用户时主叫用户所拨的号码。 号码组成为：
MCC＝移动国家号码
MNC＝移动网号
MSIN＝移动用户识别号码
• 2. 国际移动用户识别码（IMSI）
– IMSI是在PLMN网中唯一识别一个移动用户的号码，
由15位数字组成：
• 3. 移动用户漫游号码（MSRN）
– MSRN是在每次呼叫移动用户时，为了使网络再次
选择路由，根据HLR的请求，由VLR临时分配给移
动用户的一个号码。该号码在接续完成后即可释放
给其他用户使用。
– 它的结构为：MSC号码＋000～899
• 4.切换号码（HON）
– HON是在进行局间切换时为了选择路由，由目标
MSC/VLR临时分配给移动用户的一个号码。
– 该号码是MSRN号码的一部分，只在移动用户进行
局间切换时使用，接续完成后即可释放给其他用户
使用。
– 它的结构为：MSC号码＋900～999
• 5.临时移动用户识别码（TMSI）
– TMSI是为了对IMSI保密，由VLR临时分配给来访
移动用户的识别码，为一个4字节的BCD码，仅在
本地使用，由各MSCS/VLR自行分配。
• 6. MSC/VLR号码，HLR号码
– 在信令信息中使用的GT号码。
– 结构为：CC＋NDC＋…
• 7. 位置区识别码（LAI）
– LAI是用来识别位置区的，其号码结构是：
MCC＋MNC＋LAC
– LAC为位置区域码，它是唯一地识别我国数字
PLMN中每个位置区的，是一个2字节16进制的BCD
码，表示为L1L2L3L4（范围0000～FFFF，可定义
65536个不同的位置区。）
• 8.国际移动台设备识别码（IMEI）
– 唯一地识别一个移动台设备的编码，为一个15位的
十进制数字，结构是：
TAC+FAC+SNR+SP
TAC=型号批准码，由欧洲型号认证中心分配。6位数字。
FAC=工厂装配码，由厂家编码，表示生产厂家及其装配地，
2位数字。
SNR=序列码，由厂家分配。识别每个TAC和FAC中的某个
设备，6位数字。
SP=备用。1位数字。
课程内容
• 区域划分与编号计划
• CS业务介绍
• 移动性管理业务流程
• 移动呼叫业务流程
• 短消息业务流程
IMSI附着/
位置更新
鉴权、加密
呼叫业务
寻呼
切换
补充业务
短信业务
IMSI分离
开机搜索小区关机
发起呼叫
发起短信
TMSI重分配
CS业务
课程内容
• 区域划分与编号计划
• CS业务介绍
• 移动性管理业务流程
• 移动呼叫业务流程
• 短消息业务流程
移动性管理业务
• 位置更新
– IMSI Attach/Detach(IMSI 附着/分离)
– Normal Location Update(普通位置更新)
– Periodical Location Update(周期性位置更新)
• 安全性管理
– Authentication(鉴权)
– Identification(标识)
– TMSI Reallocation(TMSI重分配)
网络侧（VLR）记录用户MS的开关机状态
MSC/VLR HLR
位置更新请求
位置更新
VLR设置该
用户状态为
Attach开机
IMSI分离指示关机 VLR设置该
用户状态为
Detach
IMSI Attach/Detach(IMSI 附着/分离)
Served MSC/VLR
位置区LA
RNC
当用户检测到其所属的位置区LA变化时，
通过位置更新流程通知网络
存储HLR中
存储VLR中
核心网侧对移动用户的位置管理
•位置区LAC的变化同属于一个MSC
—不须和HLR交互
•位置区LAC的变化跨越不同的MSC
—须通知HLR用户所在的MSC
Location Update(位置更新)
•位置更新涉及的LAC属于同一个MSC (Intra MSC)
UTRAN MSC/VLR HLR
Update_Location_Area_Req
鉴权、加密
TMSI重分配
Update_Location_Area_Ack
•位置更新涉及的LAC属于不同MSC (Inter MSC)
UTRAN MSC/VLR HLR
_Update_Req
_Update_Accept
Old
MSC/VLR
_Location
_Location
_Location_Ack
_Subscriber _Data
_Subscriber _Data_Ack
_Req
_Resp
鉴权、加密
_Location_Ack
_Reallocation_Complete
异常情况（位置更新失败）
• 当由于鉴权失败或者签约了漫游限制等原因，网络会
通过Location Update Reject消息拒绝用户的位置更新请
求。相应的消息为：
– 5. 位置更新拒绝Location Update Reject：包括的参
数有（Reject Cause）
• 其中Reject Cause指示网络拒绝的原因值。
周期位置更新
• 什么是周期性位置更新？
• 为什么要采用周期性位置更新？
• 周期性位置更新流程与一般位置更新相同
• 当用户长时间无操作,系统管理员可将VLR内的该记录
通过Purge消息来删除，VLR将删除该用户数据，并通
知HLR。
•鉴权五元组：RAND、XRES、CK、IK、AUTN
•双向鉴权：用户 网络
•增加了完整性保护
•鉴权和完整性保护在RNC中实现
鉴权
MS MSCS/VLR HLR /AUC
产生鉴权向量 AV(1..5)
存储鉴权向量
选择一组鉴权向量 AV(i)
Send Authentication Info Rsp
AV(1..5)
User authentication request
RAND(i) || AUTN(i)
User authentication
responseRES(i)
比较 RES(i) and XRES(i)
验证 AUTN(i)
计算 RES(i)
计算 CK(i) and IK(i)
鉴权过程
Send Authentication Info Req
鉴权过程
UTRAN MSC/VLR HLR
1. Send Authentication Info Req
2. Send Authentication Info Rsp
3. Authentication Req
4. Authentication Rsp
鉴权的信令流程
UTRAN MSC/VLR HLR
1. Send Authentication Info Req
2. Send Authentication Info Rsp
3. Authentication Req
4. Authentication Failure
4.当MS计算的MAC与收到的Authentication Req消息中不同或者序列号不
一致，MS回应鉴权失败消息Authentication Failure，参数（Reject Cause、
Authentication Failure parameter 可选）
其中Reject Cause指示MS失败的原因
Authentication Failure parameter 提供序列号同步参数
异常情况（用户侧失败）
UTRAN MSC/VLR HLR
1. Send Authentication Info Req
2. Send Authentication Info Rsp
3. Authentication Req
4. Authentication Rsp
5. Authentication Reject
5.网络收到Authentication Response中的RES和VLR中存储的由AUC计
算的XRES不同，鉴权失败，返回消息Authentication Reject，（无参
数）
异常情况（网络侧失败）
•采用TMSI代替IMSI在无线通道上传送
•TMSI只在VLR的区域内有效
UTRAN MSC/VLR
TMSI_Reallocate_Cmd
TMSI_Reallocate_Cfm
TMSI重分配
课程内容
• 区域划分与编号计划
• CS业务介绍
• 移动性管理业务流程
• 移动呼叫业务流程
• 短消息业务流程
移动呼叫业务流程
• 基本的呼叫信令过程
– 始呼
– 终呼
• 呼叫承载建立过程（网关呼叫信令流程和RAB指配）
– Iu侧承载建立过程
– Nb侧承载建立过程
• 呼叫释放
– 用户发起
– 网络发起
M
S
M
S
RNS
VMSC
VLR
GMSC
HLR
VMSC
VLR
RNS
Radio
Signalling
Iu
Signalling
SIFOC
Complete
Call
IAM
SRI
PRN
IAM
SIFIC
Complete
Call
Radio
Signalling
Iu
Signalling
基本的呼叫信令流程
MS RNS MSC VLR
CM Service Req
CM Service Req Process Access Req
Authentication
Process Access Req Ack
Security Control
Setup
SIFOC
Complete CallCall Proceeding
IAMAllocate Channel
ACM
ANM
Alert
Connect
Connect Ack
UE主叫信令流程
GMSC HLR MSCVLR RNS MS
IAM SRI PRN
Pre-PagingPRN AckSRI Ack
IAM
SIFIC
Complete Call
Paging
Setup
Call Conf
Allocate Channel
ACM
ANM
Alert
Connect
Connect Ack
UE被叫信令流程
RNC MSCS MGW
AAL2： Initial
RANAP： Assignment Req（RAB ID，User Plane Mode，
UP Mode Versions ，Transport Layer Address ，BindingID ）
AAL2： Initial ACK
Request($)
Reply(T1，BindingID，Transport Layer Address)
Assignment Complete
ALCAP： Establish Req（PathID ，CID，BindingID ）
ALCAP： Establish Cfm（AAL2ID）
Iu承载建立过程(RAB 指派)
• Nb（网络）侧承载建立（按承载建立方向）
– 前向承载
– 后向承载
• Nb（网络）侧承载建立（按物理承载）
– TDM
– ATM
– IP（按Tunnel方式）
• Fast
• Delay
• 踪上，局间Nb承载的实现方式和流程（6种）
• TDM；ATM前向；ATM后向；前向Fast Tunnel；前向Delay Tunnel；后
向Delay Tunnel
呼叫控制信令
承载控制信令
T1 T4:用于面向RNC/BSC的承载，
T3 T2:用于网络侧面向另一个MGW上的承载。
以ATM前向方式为例讲解
呼叫承载建立网络模型（UE－UE Call跨局）
SETUP
RNC MSCS MGWUE
Call Proceeding IAM（no tunnel, forward）
APM (Bearer Information)
ADD Request($)
ADD Reply(T2)
UP Initial
RAB Assignment Req
UP Initial ACK
ADD Request($)
ADD Reply(T1)
RAB Assignment Compl
Iu Bearer Establishment
And Iu UP Initialization
Alerting ACM
ANM
MOD Request(T1)
MOD Reply(T1)
Connect
UE始呼，Alcap前向承载建立流程
Establish Bear
AAL2 Bear Establish Ind
AAL2 Bear Establish Cfm
SETUP
RNC MSCS MGWUE
Call confirm
IAM
APM(Bearer Information)
ADD Request($)
ADD Reply(T3)
UP Initial
RAB Assignment Req
UP Initial ACKADD Request($)
ADD Reply(T4)
RAB Assignment Complete
Bearer Establishment
And Iu UP Initialization
Alerting ACM
ANM
MOD Request(T3)
MOD Reply(T3)
MOD Request(T4)
MOD Reply(T4)
Connect
UE终呼，Alcap前向承载建立流程
Prepare Bear
AAL2 Bear Establish Ind
AAL2 Bear Establish Cfm
RNC MSCS MGWUE
Disconnect
Release
Releses
Release complete
Iu Release Cmd
Iu Release Complete
Bearer Release
(T1)
(T1) Release Termination
Release Complete
(T2)
(T2)
(T2) Release Termination
(T2) Release Bear
呼叫释放（用户发起）
RNC MSCS MGWUE
Disconnect Release
Releses
Release complete
Iu Release Cmd
Iu Release Complete
Bearer Release
(T1)
(T1) Release Termination
Release Complete
(T2)
(T2)
(T2) Release Termination
(T2) Release Bear
Bearer Release
呼叫释放（网络发起）
课程内容
• 区域划分与编号计划
• CS业务介绍
• 移动性管理业务流程
• 移动呼叫业务流程
• 短消息业务流程
短消息业务流程
• 点对点的短消息
– 移动台发起
– 移动台终止
– Alert流程
SC SMS_IWMSC MSC/VLR MS
CM Service Req
HLR
CM Service Req Ack Step1
CP Data
Forward Short Message
Message Transfer
Delivery Report
Delivery Report
CP Ack
Step2
Step3
移动台发起短消息业务流程
SC SMS_IWMSC MSC/VLR MS
Page
HLR
CP Data
Step1
Page Rsp
Forward Short Message
Message Transfer
Delivery Report
Delivery Report
CP Ack
Step2
Step3
Send Routing
Info for SM
Delivery Report
Step4
移动台终止短消息业务流程
Alert流程
•区域划分与编号计划
•CS业务介绍
•移动性管理业务流程
•移动呼叫业务流程
•短信业务流程
课程回顾
