《GSM信令流程-CN》课件

GSM信令流程-CN本PPT课件将深入讲解GSM网络中信令流程，帮助您了解手机通话、短信、数据等服务背后的机制。GSM综述概述GSM是全球移动通信系统(GlobalSystemforMobilecommunications)的缩写。它是世界上使用最广泛的移动电话标准之一。发展史1980年代初，欧洲国家开始探索新的移动通信标准，并于1991年正式推出GSM标准。应用范围GSM技术已广泛应用于全球各地，并为数十亿用户提供移动通信服务。GSM的核心功能语音通话GSM的主要功能是提供高质量的语音通话，它利用数字信号处理技术将声音转换为数字信号进行传输。短信服务GSM支持短消息服务(SMS)，用户可以在移动设备之间发送和接收简短的文字信息。数据传输GSM也支持数据传输，例如通过GPRS和EDGE技术实现互联网接入和移动数据服务。位置定位GSM网络可以根据用户手机信号的位置进行定位，为紧急救援、导航和其他应用提供位置信息。信令架构概述GSM信令架构是GSM系统的核心部分，它定义了各种网络元素之间的通信方式，以及信令消息的格式和内容。信令架构确保了各个网络元素之间的协调运作，并支持各种无线通信服务。GSM信令架构主要分为三个层次：网络层、链路层和物理层。网络层负责信令消息的路由和传递，链路层负责信令消息的可靠传输，物理层负责信令消息的物理传输。信令传输层次1物理层负责信令数据在无线信道上的传输，确保数据以正确的方式发送和接收。2数据链路层负责数据包的可靠传输，确保数据在信道上正确到达接收端，并进行错误检测和纠正。3网络层负责信令数据包在网络中的路由和寻址，确保数据包到达正确的目的地。4传输层负责信令数据的端到端传输，确保数据在传输过程中不丢失，并进行流量控制。5应用层负责提供与信令相关的应用服务，例如呼叫控制、短消息服务等。信令分类业务信令支持用户进行通信的信令，例如呼叫建立、呼叫释放和数据传输。网络管理信令用于管理和维护GSM网络的信令，例如网络配置和故障处理。无线资源管理信令用于分配和管理无线资源的信令，例如频率分配和功率控制。基本的信令流程呼叫建立用户发起呼叫，移动台向网络发送呼叫请求。寻呼网络查询被叫用户的位置，并发送寻呼消息。连接建立被叫用户接听电话，网络建立通话连接。数据传输通话过程中，用户之间进行语音或数据传输。呼叫释放用户挂断电话，网络释放通话连接。信令流程建模信令流程建模是指用图形化或代码的方式描述GSM信令流程。信令流程建模可以帮助我们更好地理解GSM信令流程，并进行仿真、验证和优化。常用的信令流程建模方法包括UML、Petri网、状态机等。业务信令流程1呼叫建立手机用户拨打电话，建立连接。2呼叫维护通话过程中的信令交互。3呼叫释放通话结束，断开连接。4数据传输使用GPRS或EDGE传输数据。业务信令流程是指GSM网络中进行各种业务操作所需的信令过程。包括呼叫建立、呼叫维护、呼叫释放、数据传输等多种业务类型。这些流程涉及移动终端、基站、交换机等多个网络节点的协作。位置管理流程分析1位置更新移动台移动后，会主动向网络发送位置更新请求。2位置注册移动台开机后，会向网络发送位置注册请求。3位置查询当网络需要查找移动台的位置时，会发送位置查询请求。4位置跟踪当网络需要跟踪移动台的位置时，会发送位置跟踪请求。移动台在GSM网络中移动时，网络需要记录其当前位置，以便进行呼叫连接、短信路由等操作。呼叫建立流程分析1呼叫发起用户发起呼叫请求2呼叫路由网络查找目标用户3呼叫连接建立通话连接4呼叫确认双方确认连接呼叫建立过程包括多个步骤，从用户发起呼叫到双方确认连接，涉及多个信令交互。呼叫维护流程分析1呼叫保持呼叫保持功能允许用户在通话过程中临时挂起通话，以便处理其他事情，例如接听其他电话或离开通话范围。2呼叫转移呼叫转移允许用户将呼叫转移到另一个号码，例如手机或固定电话，以便即使他们无法接听电话，也能确保不漏接任何重要电话。3会议呼叫会议呼叫功能允许用户将多个用户加入到同一个通话中，方便多人进行交流和讨论，提高沟通效率。呼叫释放流程分析呼叫释放流程是指手机用户在通话结束后，如何断开连接并释放资源的过程。1释放请求用户发起挂断请求，发送释放信令2释放确认网络侧收到释放信令，确认释放3资源释放网络侧释放通话资源4连接断开手机与网络断开连接呼叫释放流程确保了通话资源的有效利用，并为下一通话做好准备。短消息服务流程分析短信发送流程用户在手机上输入短信内容，并选择收件人号码，然后发送短信。短信路由网络将短信发送到目标用户的移动设备，并通过短信中心进行路由，确保短信能够及时准确地到达目标手机。短信接收目标用户的手机收到短信后，会显示短信内容，用户可以阅读短信内容。短信存储短信中心会存储短信信息，以备用户需要查看历史短信时使用。GPRS业务流程分析1PDP上下文激活用户发起GPRS连接请求2数据传输用户进行数据传输，例如上网浏览3PDP上下文释放用户断开GPRS连接GPRS业务流程涉及用户发起连接请求、数据传输以及连接断开三个关键步骤。在PDP上下文激活阶段，用户设备向网络发送连接请求，网络分配网络资源并建立连接。数据传输阶段，用户设备与网络之间进行数据传输，实现用户业务需求。最后，在PDP上下文释放阶段，用户设备向网络发送断开请求，网络释放网络资源并断开连接。综合案例分析通过具体案例，分析GSM信令流程在实际应用中的场景和操作，例如：呼叫建立流程、短消息服务、GPRS数据连接等。结合实际案例，探讨GSM信令流程中的常见问题和解决方法，例如：信令阻塞、信令故障、信令性能优化等。信令协议栈层级结构GSM信令协议栈由七层组成，从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。各层负责不同的功能，共同完成信令传输和处理。主要功能物理层负责信号的物理传输，数据链路层负责数据帧的传输和错误检测。网络层负责网络路由，传输层负责数据传输的可靠性和顺序性，会话层负责建立和管理会话，表示层负责数据格式的转换，应用层负责具体的应用功能。信令报文格式11.报文头包含报文类型、长度、发送方和接收方等信息22.报文体包含具体的信息内容，例如呼叫建立、呼叫释放、短消息等33.报文校验使用CRC校验码确保报文传输的完整性信令报文编码与解码1编码将信令信息转化为二进制比特流2传输通过物理信道传输比特流3解码将比特流恢复成信令信息GSM信令报文编码使用特定的协议，保证信息完整性和安全性。解码过程需遵循相同的协议，还原原始信令信息。信令事务管理11.事务定义事务表示一组相关信令消息，共同完成特定通信功能。22.事务管理跟踪事务状态，管理信令消息的发送和接收。33.事务超时设定超时机制，处理事务未完成的情况。44.事务重传当信令消息丢失，重新发送以确保可靠性。信令状态机模型状态机模型是描述信令流程的常用方法之一。状态机模型使用状态、事件和转移来描述信令流程的变化过程，并提供了一种清晰直观的模型。状态机模型可以用来分析信令流程的逻辑和性能，并帮助识别潜在的问题和优化机会。信令流程的建模方法1状态机模型状态机模型是描述信令流程的一种常用方法。它将信令流程分解为不同的状态和状态之间的转移，并用状态机图来表示。2Petri网模型Petri网模型是一种图形化的建模方法，它可以用来描述并行、异步和分布式的信令流程。3UML模型UML（统一建模语言）可以用来建模信令流程，包括用例图、类图、序列图和状态图等。信令流程的仿真验证信令模型建立根据信令流程规范和业务需求，建立仿真模型。仿真环境搭建选择合适的仿真工具，配置仿真环境，并导入信令模型。场景设计与执行设计各种典型的信令场景，并运行仿真程序。结果分析与评估分析仿真结果，评估信令流程的性能和可靠性。信令性能分析指标描述吞吐量单位时间内成功传输的信令数据量延迟信令从发送到接收的耗时错误率信令传输过程中出现的错误比例可靠性信令传输的成功率和稳定性信令可靠性分析成功率延迟信令可靠性指信令传输的准确性和及时性。信令可靠性分析是评估信令系统性能的重要指标之一。主要关注信令成功率和延迟两个指标。信令安全性分析GSM信令系统需要确保通信的安全性，防止各种攻击和窃听。信令安全性分析主要从以下几个方面进行：1身份验证确保用户和网络之间的身份验证，防止伪造和欺诈。2机密性对信令数据进行加密，防止窃听和信息泄露。3完整性保证信令数据的完整性，防止篡改和伪造。4抗攻击性防御各种攻击，包括拒绝服务攻击、重放攻击、中间人攻击等。通过以上安全措施，GSM信令系统能够有效地防止各种攻击和窃听，保障通信的安全性。信令监测与诊断实时监控实时监控信令流量，包括呼叫建立、呼叫释放、数据传输等。性能分析分析信令性能指标，如呼叫成功率、延迟、丢包率等，识别潜在问题。故障诊断分析信令错误信息，定位故障原因，并进行问题修复。信令标准化评审标准化文件GSM信令标准化文件规范了信令协议、流程和报文格式，确保不同设备之间能够相互兼容和互操作。专家评审由行业专家组成的评审委员会对标准化文件进行审查，评估其完整性、准确性和一致性。测试验证通过仿真测试和实际网络测试验证标准化文件的正确性和有效性，确保其能够满足实际应用需求。认证认可通过认证机构的认证，确保符合标准化要求的设备和系统能够获得市场认可和应用。信令性能优化网络负载均衡通过合理的信令分配策略，可以有效缓解网络负载压力，提升系统效率。优化信令流程简化信令流程，减少不必要的信令交互，降低信令开销，提升系统效率。信令资源管理合理分配信令资源，提高资源利用率，避免资源浪费，优化系统性能。信令协议优化优化信令协议，减少信令报文的大小，提升信令传输效率，降低网络拥塞。信令系统集成与测试1系统集成将不同的信令系统集成到一个完整的系统中，以保