GSM信令和协议

首先，我们需要取出GSM的总体

Um接口是MS与BTS之间的接口，是手机与网络之间的唯一接口，BTS会将手机发送的消息转发到MSC BSC，这种方法称为DTAP（直接传输应用程序部分）

UM接口是在无线信道上建立物理层，设计了很多逻辑信道，分为广播信道，通用信道，专用信道，对应于不同的帧，即将不同的逻辑信道映射到物理信道

Um接口数据链路层是LAPDm协议

Um接口的第三层信令包括无线资源管理RRM移动管理MM连接管理CM

Abis界面

BTS和BSC接口，物理层是PCM传输，数据链路层是通过LAPD协议而不是LAPDm协议传输的，LAPDm是在LAPD协议上修改的

接口的第三层主要包括基站管理（BTS Management BTSM）和RRM

一个界面

接口是BSC与MSC之间的接口，MSC可以与BSS系统通信

A接口的物理层与用于2M PCM传输的Abis接口相同

A接口的数据链路层基于7号信令系统的MTP2层

A接口的网络层由MTP3和SCCP组成

A界面比Um界面和Abis界面更复杂，因为存在附加的用户层. A接口的用户层传输BSSMAP（基站子系统管理应用程序部分）和DTAP（直接传输应用程序部分）传输应用程序部分），看这张图，A接口中没有RRM，在BSSMAP中，负责典型的RRM功能信令与协议，例如信道分配，寻呼，切换等.

B接口，VLR等效于用户数据的临时存储，MSC是呼叫控制的核心部分，每个呼叫自然都必须去VLR获取数据，MSC和VLR有很多信息交互，而B MSC使用该接口查询VLR MS的当前位置信息（VLR向MSC返回LAI）或通知VLR更新MS的当前位置信息，或用于补充业务操作

C接口，MSC和HLR汇款金之间的接口，C接口使用MAP信令，MSC通过C接口向HLR查询被叫移动台的路由信息​​，HLR提供路由功能，即漫游号码MSRN

D接口HLR和VLR之间的接口，使用MAP信令，主要用于与HLR和VLR交换位置信息和用户信息. MS漫游到VLR管辖区后，它知道新用户已通过位置更新VLR到达. VLR根据MS的IMSI知道MS属于哪个HLR，然后从HLR请求信息. 同时删除上一个VLR的数据

E接口MSC与MSC之间的接口，主要用于切换和建立呼叫连接. E接口使用TUP信令和ISUP信令

F接口（未使用）用于检测IMEI设置黑名单

GSM与其他网络之间的接口

GSM中的GSMC（网关移动交换中心）使用7号信令与其他网络OLMN PSTN ISDN通信

Um空中接口，Abis接口，A接口（三个更重要的接口）

1. 物理层

Um接口的物理层是TDMA帧，而Abis接口使用2Mbit / s PCM线

2. 数据链接层

Um接口的数据链路层是LAPDm协议. 它是从LAPD协议修改而来的. 修改的目的是减少不必要的字段并节省开销. 例如，LAPDm协议和通常的数据链路层协议: 1.它不需要定位. GSM使用时隙来定位信号. 其次，它使用卷积码进行信道编码，因此不再需要数据链路来进行信号定位帧验证

Abis接口使用LAPD帧. 像一般的数据链路层帧一样，LAPD帧具有定位和帧检查功能

LAPD和MTP-2都是HDLC（高级数据链路控制器）帧

01111110 8位标记信号的开始和结束. 为了防止这种序列在内容中出现错误，数据链路层引入了0bit插入机制

对于LAPDm帧，由于空中接口可以使用插槽号保护间隔和TA值来精确定位信号并可以及时分离信号，因此不需要此标识符

标签帧和MTP-2使用循环检查进行错误检测. LAPD帧和MTP-2帧均不使用前图像纠错，而必须使用后向纠错. 某些错误校正是没有意义的. 例如，其中一项错误的测量报告不会影响

根据LAPDm和LAPD帧，它们分为两种类型. 一种类型不需要纠错. 这称为未验证模式，并且仅发送一次. 第二种纠错类型是验证模式，它通过重新发送数据来纠正此错误帧

系统如何知道是确认模式还是未确认模式，设置两条消息，发送SABM帧用于SABM（设置异步平衡模式）和UA（未编号确认），以及在接收端接收UA帧，因此，两边的计数将同步并进入验证模式. 释放已建立的验证模式时，释放由DISC帧和UA帧消息释放的资源

LAPD和LAPDm使用的帧类型是三种I帧（编号的消息帧），S帧（受监管的帧），U帧（未编号的信息帧和控制功能）

S帧主要用于流控制，这也是数据链路层的功能. 它可以使用RNR“停止”和RR“执行”模式来控制流量

信息帧用于传输数据. 信息框的类型很多. Um提供信令和短消息服务. 使用SAPI（服务访问点指示符）区分信令和用户短消息，SAPI = 0对应信令SAPI = 3对应短消息服务

Abis界面稍微复杂一点，其中包含3种不同的消息，无线信令，设备操作和维护消息以及链接管理消息. 还使用SAPI，SAPI = 0对应于无线信令SAPI = 62对应于进行和维护SAPI = 63对应于第二层管理信令，SAPI = 0对应于信令

BTS必须具有与不同载波频率相对应的不同标识符，使用TEI（终端端点标识符）来区分

图中显示了LAPD和LAPDm帧的结构. LAPDm帧没有FCS字段和FLAG字段

网络层Um接口第3层协议和Abis BTSM

RRM MM CM中的三个消息属于信令，并且SAPI等于0，无法区分它们，因此引入了协议鉴别符（Protocol Discriminator，PD）

在MM上，CM可以区分三种服务呼叫控制（呼叫控制器CC）补充服务（SS补充服务）短消息（SMS）. PD可以确定它是哪一层，但是特定的服务区分需要TI（事务标识符事务ID）

RRM建立并维护MS与MSC之间的无线链路. RRM负责广播，广播系统消息，告诉MS选择哪个频率点，以及位置区域信息LAC号码CI号码以及用于确定链路信道资源的其他参数，然后，MS将进行随机接入信道（RACH） ，打个电话，先申请信道，然后根据网络资源状态，分配“立即分配”指令，否则分配“立即分配拒绝”指令，才开始分配最窄的SDCCH信道，然后系统根据各种信息评估是否需要更宽的TCH信道. 如果要更改道路，则将修改传输通道模式，发出分配命令，然后分配TCH通道，但是TCH通道将不起作用. 它将切换到另一个TCH通道，并且交换标准具有以下加密功能: 进行中的测量报告. RRM还具有加密功能

建立RRM连接后，下一步是MM. 第一项工作是记录移动台的当前位置以及电源的打开和关闭状态，以便您了解MS的位置和状态. 这是级别消息. 另一个是对MS身份验证进行工作，以确定它是否是合法用户，是否是身份验证请求. 如果可以为其分配TMSI编号，则可以将其用作用户的IMSI编号，则业务请求为“ CM业务请求”

Abies接口的基站管理（BTS管理BTSM层）

BTSM用于支持传输路径的分配和测试报告处理. 它的承载是LAPM信令协议. Abis接口BTSM分为4个子层

RLM链路层管理（RLM链路层管理）RLM子层消息用于BSC，以控制LAPDm链路的连接. 无线接口上的大多数第3层信令通过子层进行传输，以进行专用信道管理（DCM拒绝信道管理）. DCM子层管理和分配专用信道DCCH. 这些消息包括通道激活，通道释放，功率控制信令与协议，加密，测量结果和模式更改. 公用信道管理（CCM公用信道管理）公用信道上的CCM子层CCCH管理和分发这些消息，包括分页信道，BCCH系统消息，信道释放，立即分配命令和无线管理（TRXM TRX管理）. TRXM子层管理无线. 此消息仅在BTS和BSC之间的转移上可用

在以上四个消息中，RLM负责维护路况，以确保第二层正常工作. DCM和CCM显然是RRM活动，建立和维护MS和MSC链接. 对于TRXM，它是硬件的管理.

Abis引入Message Discriminator MD进行区分

接口协议

接口MTP-1，MTP-3和SCCP层以及TCAP层

一个接口在用户部分上载BSSAP协议. BSSAP分为BSSMAP消息和DTAP消息. 两个主要区别是BSSMAP消息是在BSC内处理的. DTAP将完成从MS到MSC，BTS和BSC进行转发的直接传输功能. ，协议不止一层，需要设置认证参数8bit数据，分为两种协议，认证参数为0表示BSSMAP消息为1表示DTAP消息

BSSMAP消息分为两类

第一种类型用于MSC-BSC和RRM无关，仅用于管理和查询MSC和BSC两个设备.

第二种类型与专用信道紧密相连，属于典型的RRM. 用于初始化专用信道上的MS消息，分配无线信道TCH消息，发送切换消息以及发送用于专用信道释放的消息.

DTAP新闻

用于完成移动管理消息MM和呼叫控制消息CC，并直接转发该消息

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