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CS基本业务流程.docx
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1 位置更新流程
位置更新是 MS 通知网络用户当前位置信息的过程,有三种类型:正常位置更新、周期
性位置更新和 IMSI 附着。正常位置更新指的是用户所在位置区 LA 发生变化,周期性位置
更新是 MS 根据 RNC/BSC 的广播信息在空闲状态定期更新网络保存的用户位置信息,IMSI
附着一般是用户开机或插入 SIM 卡。位置更新都是由 MS 发起的,流程相同,只是在
LocationUpdatingReq 消息中的“位置更新类型”参数值不同。
1.1 在同一模块的位置更新
流程说明:
a) 移动用户由于位置区改变、开机、插入 SIM 卡以及周期性更新等原因决定向网络发起
位置更新过程。MS 侧的 MM 实体要求 RR 实体建立 RR 连接。RR 连接建立后,RNC 将内容
为 LUReq 的 L3 消息组装成 SCCP-CR 消息发送到 UMSC-RANAP 实体。RANAP 在 SCCP 连接
建立后,由分发原则根据用户标识(IMSI/TMSI)选择业务处理模块,发送内容为 LUReq
的 mrInitUE 消息通知选定业务处理机的 MSC-MM 实体。MM 实体对 LUReq 进行解码、参
数检查、负荷控制检查,判断是否接收位置更新。若允许位置更新,则形成内部消息
发送给 VLRMAP;否则拒绝业务。
b) 用户使用 TMSI 进行位置更新时,若 VLRMAP 不认识此 TMSI 且不能从 PVLR 得到 IMSI,
则要求用户提供 IMSI,向 MM 发送 mcvPvdIMSIReq 消息。请求 IMSI 过程见“请求用户
标识”过程描述。MM 获取 IMSI 后返回给 VLRMAP,VLRMAP 检查 IMSI 属于本模块处理范
围,继续进行位置更新处理流程,否则进行业务迁移(具体流程参见图 12)。
c) 根据 OMC 配置需要对此位置更新过程进行鉴权,VLRMAP 发送 mcvAuthReq 消息给 MS。
鉴权过程见“鉴权过程”描述。
d) VLR 中不存在用户数据时需要位置更新 HLR。在用户位置更新之前,HLR 中的用户补充
业务数据可能被修改,或者 HLR 可能重新启动过,那么 HLR 将发送 ForwardCheckSSReq
消息通知 VLR。VLRMAP 转发此消息给 MM。MM 使用一新的呼叫无关补充业务 Register
消息(包含在 mrDirectTrans 中)传送给 MS,通知 MS 检查相关的补充业务信息。
e) 根据 OMC 配置需要为用户重新分配 TMSI,则 VLRMAP 启动安全管理过程,发送
mcvSecModeCmd 消息到 MM,消息中指明是否加密,采用的加密算法和完整性算法。安
全管理过程是 RNC 与 MS 之间的过程,所以 MM 形成相应 RANAP 消息发送给 RNC。RNC 完
成后通知 MM。需要注意的是,在 UMTS 系统中安全管理过程包含了完整性保护的作用。
而在每次新信令连接建立中必须启动完整性过程来保护所传信令的完整性,所以“安
全模式设置”过程为必须过程,除了以下四种情况:1)信令连接只是为了进行周期性
位置更新;2)在初始 L3 消息后,没有其他信令传递;3)初始 L3 消息后,只有鉴权、
IDReq 以及信令拒绝消息;4)建立紧急呼叫。另外,一般来说,加密过程之前必须启
动鉴权过程,因为加密的密钥是通过 AuthReq 消息带到 MS 的。为了在不鉴权时进行加
密,GSM/UMTS 系统采用了 CKSN/KSI 方法。MS 在接入网络时将存储的 CKSN/KSI 带上来,
若和 VLR 中的 CKSN/KSI 一致,则可以直接启动加密过程。
f) 位置更新接受,VLR 重新分配 TMSI,VLRMAP 形成 mcvFwdNewTmsiReq 消息通知 MM 重新
分配 TMSI(没有 TMSI 重新分配过程时,VLRMAP 发送 mvLUCnf 消息通知 MM 位置更新过
程正常结束)。MM 将新 TMSI 包含在 LUAcc 消息中送给 MS,MS 存储新 TMSI 和 LAI,删
除旧 TMSI,返回 TmsiReallocComplete 消息。MM 接收消息给 VLR 发送
mcvFwdNewTmsiRsp,位置更新完成。若 MS 在位置更新请求中携带有 follow-on 参数,
表示位置更新有后续业务需要处理,则 MM 在 LUAccept 消息中带回 follow-on 参数,
等待后续业务。在 MM 接收 TmsiReallocComplete 消息后,若支持 follow-on,则不释
放 Iu 连接,设置定时器等待后续业务。否则,MM 发送 mrIuRel 消息释放 Iu 连接。若
MM 在 LUAccept 消息中只包含 IMSI,表示不使用 TMSI,MS 删除原来 TMSI;若在
LUAccept 消息中不带有任何用户标识,则 MS 使用原来的标识。若当前存在多个 PLMN
网络,且运营者允许用户接入其他网络,则在 LUAcc 消息中用"equivalent PLMNs"参数
包含这些允许接入网络标识给 MS,MS 保存信息到 SIM 卡中。在"equivalent PLMNs"参
数为空时,MS 删除 SIM 卡已有信息。
1.2 存在业务迁移时的位置更新
MSC/VLR 系统采用多模块的业务处理机,从 RNC/BSC 接收的 L3 消息需要根据一定的规则分发到
某一个或多个业务处理机。RNC/BSC 来的和某用户相关的 L3 消息都是在一个 SCCP 连接上传送的,
消息的分发只需要在接收第一条 SCCP 面向连接消息时进行,后续消息发往同一业务处理机。由
于 MSC/VLR 分片处理是按照用户标识的末两位来划分的,所以 RANAP 根据用户标识号码末两位将
消息分发到相应业务处理机。考虑在 TMSI 标识用户时,用户携带的 TMSI 网络可能不认识,则可
能会引起业务处理迁移。如位置更新、用户接入。
mrChangeModuleInd
mcvChangeModuleToMM
mrChangeModuleInd
mcvSndLUReq
UE/RNS
RANAP
MM
(
old
)
MM
(
new
)
VLR
(
old
)
VLR(new
)
LUReq
mrInitUE(LUReq)
mcvLUReq
mcvPvdIMSIReq
mrDirecttrans(IdReq)
IdReq
IdRsp
mrDirecttrans(IdRsp)
mcvPvdIMSICnf
A
B
C
mcvAuthReq
mrDirectTrans(AuthReq)
AuthReq
AuthRsp
mrDirectTrans(AuthRsp)
mcvAuthCnf
mcvFwdChkSSReq
mrDirectTrans(FwdChkSSReq)
mcvSecModeCmd
mrSecurityModeCmd
SecurityModeCmd
FwdChkSSReq
mrSecurityModeCom
SecurityModeCom
mcvLUCnf
mcvFwdNewTmsiReq
mrDirectTrans(LUAcc)
LUAcc
TmsiReallCom
mrDirectTrans(TmsiReallCo
m)
mcvFwdNewTmsiCnf
mrIuRelease
D
E
F
G
必选信令
可选信令
解释
流程说明:
a) 移动用户由于位置区改变、开机、插入 SIM 卡以及周期性更新等原因决定向网络发起位
置更新过程。MS 侧的 MM 实体要求 RR 实体建立 RR 连接。RR 连接建立后,BSC 将内容为
LUReq 的 L3 消息组装成 SCCP-CR 消息发送到 UMSC-RANAP 实体。RANAP 在 SCCP 连接建立
后,根据用户标识的末两位选择业务处理模块,发送内容为 LUReq 的 mrInitUE 消息通
知 MSC-MM 实体。MM 实体对 LUReq 进行解码、参数检查,MM 调用负荷控制函数,判断是
否接收位置更新,再形成内部消息 mvLUReq 发送给 VLRMAP。同时 MM 把 mrInitUE 消息
带来的 NAS-PDU 内容保存在临时消息缓冲区中,以便在发生业务迁移时,形成
mcvSndLUReq 消息发送给 VLRMAP。
b) 用户使用 TMSI 进行位置更新时,MSC/VLR 不认识用户提供的 TMSI,VLRMAP 要求用户提
供 IMSI,则发送 mcvPvdImsiReq 消息。请求 IMSI 过程由 MS 处理。MM 将消息内容放入
mrDirectTrans 中的 NAS-PDU 发送给 MS。MS 将 IMSI 通过证实消息回送给网络。
c) MSC/VLR 发现用户提供的 IMSI 不在本模块处理的范围,向 MM 发送
mcvChangeModuleToMM 消息,要求进行业务迁移,并将用户的 IMSI、对应的新模块号在
消息中带给 MM。MM 收到消息后,向 RANAP 发送 mrChangeModuleToSp 消息,在消息中带
有 IMSI、新模块号和保存的 NAS-PDU,释放 MM 连接。RANAP 根据 IMSI 的末两位选择新
的模块,向新模块的 MM 发送 mrChangeModule 消息,在消息中携带旧模块的 MM 传来的
NAS-PDU 和 IMSI,由新模块的 MM 对 NAS-PDU 解码后形成 mcvLUReq 消息,用 IMSI 向新
模块的 MSC/VLR 发送位置更新请求。业务迁至新模块,后续处理在新模块进行。
d) 根据 OMC 配置需要对此位置更新过程进行鉴权,MSC/VLR 发送 mcvAuthReq 消息给 MS。
同样,鉴权过程由 MS 处理。MM 将消息内容放入 mrDirebtTrans 中的 NAS-PDU 发送给
MR。MS 刨用 A8 箖法对消恮中的 R@ND 进行计算后,将产生的 RES 在证实消息中回送给
MSC/VLR。由 VLR 进行比较,判断用户的合法性。UMTS 系统的鉴权采用五元组,若 UTRAN
或 ME 为 2G 设备,存在五元组与三元组的转换。
e) VLR 中不存在用户数据时需要位置更新 HLR。在用户位置更新之前,HLR 中的用户补充
业务数据可能被修改,或者 HLR 可能重新启动过,那么 HLR 将发送 mcvFwdCheckSSReq
消息通知 VLR。MSC/VLR 转发此消息给 MM。MM 使用一新的呼叫无关补充业务 Register
消息(包含在 mrDirectTrans 中)传送给 MS,通知 MS 检查相关的补充业务信息。
f) 根据 OMC 配置需要为用户重新分配 TMSI,则 MSC/VLR 启动加密过程,发送 mvSecModeCmd
消息到 MM,消息中指明是否加密,以及采用的加密算法。加密过程是 RNC 与 MS 之间的
过程,所以 MM 形成相应 RANAP 消息发送给 RNC。RNC 加密完成后通知 MM。需要注意的
是,在 UMTS 系统中加密过程还包含了完整性保护的作用。而在每次新信令连接建立中
必须启动完整性过程来保护所传信令的完整性,所以“安全模式设置”过程为必须过程,
除了以下四种情况:1)信令连接只是为了进行周期性位置更新;2)在初始 L3 消息后,
没有其他信令传递;3)初始 L3 消息后,只有鉴权、IDReq 以及信令拒绝消息;4)建
立紧急呼叫。另外,一般来说,加密过程之前必须启动鉴权过程,因为加密的密钥是通
过 mcvAuthReq 消息带到 MS 的。为了在不鉴权时进行加密,GSM/UMTS 系统采用了
CKSN/KSI 方法。MS 在接入网络时将存储的 CKSN/KSI 带上来,若和 VLR 中的 CKSN/KSI
一致,则可以直接启动加密过程。
g) 位置更新接受,VLR 重新分配 TMSI,VLRMAP 形成 mcvFwdNewTmsiReq 消息通知 MM 重新
分配 TMSI(没有 TMSI 重新分配过程时,VLRMAP 发送 mcvLUCnf 消息通知 MM 位置更新过
程正常结束)。MM 将新 TMSI 包含在 LUAcc 消息中送给 MS,MS 存储新 TMSI 和 LAI,删
除旧 TMSI,返回 TmsiReallocComplete 消息。MM 接收消息给 VLR 发送
mcvFwdNewTmsiCnf,位置更新完成。若 MS 在位置更新请求中携带有 follow-on 参数,
表示位置更新有后续业务需要处理,则 MM 在 LUAccept 消息中带回 follow-on 参数,等
待后续业务。在 MM 接收 TmsiReallocComplete 消息后,若支持 follow-on,则不释放 Iu
连接,设置定时器等待后续业务。否则,MM 发送 mrIuRel 消息释放 Iu 连接。若 MM 在
LUAccept 消息中只包含 IMSI,表示不使用 TMSI,MS 删除原来 TMSI;若在 LUAccept 消
息中不带有任何用户标识,则 MS 使用原来的标识。若当前存在多个 PLMN 网络,且运营
者允许用户接入其他网络,则在 LUAcc 消息中用"equivalent PLMNs"参数包含这些允许
接入网络标识给 MS,MS 保存信息到 SIM 卡中。在"equivalent PLMNs"参数为空时,MS
删除 SIM 卡已有信息。
2 接入流程
mrChangeModuleInd
mcvChangeModuleToMM
mrChangeModuleInd
mcvSndProcAccReq
UE/RNS
RANAP
MM
(
old
)
MM
(
new
)
VLR
(
old
)
VLR(new
)
CmsrvReq
mrInitUE(CmSrvReq)
mcvProcAccReq
mcvPvdIMSIReq
mrDirecttrans(IdReq)
IdReq
IdRsp
mrDirecttrans(IdRsp)
mcvPvdIMSICnf
A
B
C
mcvAuthReq
mrDirectTrans(AuthReq)
AuthReq
AuthRsp
mrDirectTrans(AuthRsp)
mcvAuthCnf
mcvSecModeCmd
mrSecurityModeCmd
SecurityModeCmd
mrSecurityModeCom
SecurityModeCom
mcvProcAccCmp
mcvFwdNewTmsiReq
mrDirectTrans(TmsiReallCmd)
TmsiReallCmd
TmsiReallCom
mrDirectTrans(TmsiReallCom)
mcvFwdNewTmsiCnf
D
E
F
必选信令
可选信令
解释
流程说明:
a) 当 MM 收到 RANAP 通过 mrInitUE/mrDirectTrans 带来的 CmSrvReq,或收到 VLRMAP
发送的 mcvPageReq/mcvSearchReq,或自身消息 mcaSelfPageReq 消息时,如果是
CmSrvReq,MM 实体进行解码、参数检查,调用负荷控制函数,判断是否接收新业务,
再形成内部消息 mcvProcAccReq 发送给 VLRMAP,准备建立 MM 连接(如果是寻呼则
不需要在此考虑过负荷控制)。需要注意的是,支持补充业务时 CmSrvReq 消息也可
能被携带在 mrDirectTrans 中。
b) VLRMAP 根 据 消 息 参 数 和 OMC 配 置 数 据 要 求 MS 提 供 IMSI 号 码 , 则 发 送
mvPvdIMSIReq 消息给 MM。MM 执行 ID 请求处理过程,向 MS 要求 IMSI,并返回 IMSI
给 VLRMAP。
c) CmSrvReq 消息使用 mrInitUE 消息携带时,若用户标识为 TMSI,可能发生处理迁移。
在 VLRMAP 发 现 从 MS 获 取 的 IMSI 不 是 本 模 块 处 理 范 围 内 用 户 时 , 发 送
mcvChangeModuleToMM 通知本模块 MM 迁移。MM 将 IMSI 和保存的 NAS-PDU 信息发送
给 RANAP(mrChangeModuleInd),结束处理。RANAP 接收消息后,由新 IMSI 重新确
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