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1、手机开机流程及其简单协议介绍手机开机流程及其简单协议介绍手机正常开机后，要进行网络的注册。网络注册而言，主要是三个部分:a:PLMNPLMN (Public Land Mobile network)selection；b:Cell selection；c:Location selection。执行完这三个流程后，手机就附着在移动网络中了，可以进行相关的移动业务。a. PLMN selection，主要是要选择一个合适的 PLMN 网络。其过程是AS（Access stratum）部分协议栈扫描周边的网络环境，测量小区的信号强度。将可用的PLMN 标识上报给 NAS(Non Access str
2、atum)，NAC 协议层手动或者自动选择算法（存在优先级）选择一个 PLMN 网络。交换 注册b. Cell selection 的选择 ，主要是为了选择一个合适的 Cell 能让手机在这个小区中进行驻扎。小区可以通过广播系统信息（system information）和广播信息，在系统信息中可以指出手机在该小区中是否首先（limited Cell）或者保留小区（reserved Cell） 。在正常情况下，手机会选择一个可用的小区，这个部分也是有 AS 和 NAS 共同完成。分配信道 交换地理位置c.手机完成 PLMN 和 Cell 的选择后，一般会发起位置注册流程，将手机的位置告知 GS
3、M 网络，目前存在的注册流程包括 LAU（normal LAU/IMSI attach） ，GPRS attach，以及 EPS attach，从广义的角度来讲，RAU/TAU 流程也属于注册流程。在该注册流程过程中，手机移动网可能拒绝手机注册，可能的情况是当前的位置不可用，当前的 PLMN 不可用，手机非法、IMSI 非法等。如果注册失败，手机会根据原因值重新小区重选 PLMN 重选等。该步骤一般有 NAS 完成。UMTSUMTS（Universal Mobile Telecommunications System【全球移动通信系统】 ）协议栈包含 ASAS（Access stratum【接
4、入层】 ） 和 NASNAS（Non Access stratum【非接入层】 ） 。3G 网络中，用户终端就叫做网络中，用户终端就叫做 UEAccessAccess StratumStratumASAS 是无线网入网采用的协议。UMTSUMTS（Universal Mobile Telecommunications system）中的 AS 协议包括：无限接口协议，lub 协议以及 lu 协议。其中的无限接口协议是 UE 与 UTRANUTRAN（Universal Terrestrial Radio Access Network）间的协议，协议的高层（包括 MAC，RLC（Radio Li
5、nk Control） ，RRC 等）位于 UE 和 RNC(Radio Network Controler)之间，而底层（RHY）位于 UE 和 NodeB 之间。ASAS 被分成俩个部分：UuUu stratumstratum 和 LuLu stratumstratumUuUu stratumstratum 主要负责 UE 和 Access Network 俩者之间的信息交流。Uu stratum 被用来管理 UE 和 Access Network 的无线资源。同时 Uu stratum 的协议包括 MACMAC(Medium Access Control)，RLCRLC（Radio Li
6、nk Control） ，BMCBMC（Broadcast/Multicast Control） ，PDCPPDCP（Packet Data Convergence Protocol）,RRCPRRCP（Radio Resource Control Protocol） 。在这些协议中，是存在与 UE 和 Access Network 之间的主要信令协议，尤其是在 UE 和RNCRNC（Radio Network Controler）之间。As 使用 LuLu stratumstratum（AN-CN interface） 负责 Access network 与 Core Network 之间的
7、信息交流。lu stratum 被 Core Network 管理通过 Access Network 提供给 UE 的资源。RANAPRANAP（Radio Access Network Application Part）是 lu stratum 使用于 RNC 和 MSC/VLR之间与 RNC 和 SGSNSGSN（Server GPRS Supporting Node）之间的主要信令。AS 提供给 NAS 服务，重要的服务之一是通过 AS 提供在 NAS 信息与 NAS 实体之间的传输。NonNon AccessAccess StratumStratumNASNAS 协议处理 UE 和 C
8、N 之间的信息传输，传输的内容可以是用户的信息或者控制信息（如业务的建立，释放或者系统性管理信息） 。NAS 消息一定程度上独立于下面的 AS 协议结构，与采用什么样的无线接入网无关（可以是 GSM，GPRS，WCDMA） 。控制平面的 NAS 消息有 CM、MM、SM 以及 GMM 等。用户平面的网络层 NAS 协议是 IP（分组交换） ，电路交换业务不需要。同时 NAS 的消息的传输要给予底层的 AS 协议。NASNAS 协议主要应用于 UE 和 Core Network。对这些协议而言，AS（在UTRANUTRAN(Universal Terrestrial Radio Access N
9、etwork )中）主要是承载与传输。NAS 协议在 UTRAN 中是被终止的，只在 Core Network 终止。有一个 MM（Mobility Management Layer ）流动性管理层的 CS（Circuit Switched） Domain 电路交换域和 GMM（GPRS Mobility Management Layer）通用分组无线业务移动性管理的 PS （Packet Switched）Domain 分组交换域。MM 和 GMM 能够激活用户终端的移动性，例如保存用户当前的位置的轨迹。在移动管理过程中，认证的用户通过网络服务来确保用户身份信息的安全。许多的协议时在 MM/
10、GMM 层上面的，这包括 CCCC（Call Control） ，SMSM（Session Management） ，SSSS（Supplementary Service）和 SMSSMS（Short Message service） 。 【CC（Call Control）规范中包含了管理 MO（Mobile-originated）和 MT（Mobile-terminated） ，CC 规范中也包含了 CH（Call Handling）规范】在 PS 中，没有呼叫的概念。因此 CH（call handling）规范这边并不适用。综上所述，手机开机简化为以下 6 个步骤：1. 首先搜索 124
11、个信道，即所有的 BCH 通道, 决定收到的广播信道 BCH 强度, (BCH 的承载的信息是距 Mobile 最近的 BTS; 呼叫信息);2. 跟网络同步时间和频率, 由 FCH/SCH 调整频率和时间3. 解码 BCH 的子通道 BCCH.4. 网络检查 SIM 卡的合法身份.是否是网络允许的 SIM 卡。5. 手机的位置更新.6. 网络鉴权知识补充：信道介绍信道介绍:1. BCH 广播信道: BCH 就象灯塔, 在每一小区的任何时候, 都有 BCH 在 ARFCN 上，使手机能发现网络, 并使手机同步于网络，并且 BCH 信号的强度告诉手机那个是距它最近的 GSM 网络; 手机几乎每
12、30 秒通道被远距离的小区重复使用; 小区中的所有的手机接收 BCH. 在 ARFCN 上有 BCH 信道. BCH 会报告相邻小区的 BCH 功率, 以便于由基站决定是否切换.? 每一小区使用的 BCH 频率通道都不同,的信息在下行的通道 0 时系, 其他时系用于业务信息 TCH; 使 MS 同步, 运载控制信息和呼叫信息. 和网络身份信息。所有手机的呼叫信息都在 BCH上。BCH 由 FCCH、SCH、BCCH、CCCH、SDCCH、SACCH 组成。基站产生的 BCH在零时隙，a) FCCH: frequency correction channel 在 BCH 上重复使用特别的 BUR
13、ST, 让手机开机时调整它的频率.b) SCH: synchronization channel, 在 FCCH 后, 调整时间.c) BCCH: 广播控制信道, 带有网络身份. d) CCCH: 共用控制信道, 它的子通道 PCH(PAGING CHANNEL)在 CCCH 上. 手机能认出并用一个 RACH 作出反应.; 还有子通道 AGCH 访问认可通道, 命令手机进入 SDCCH或 TCH.广播信道（BCH）包括频率校正信道（FCCH） 、同步信道（SCH）和广播控制信道（BCCH）在通话过程中都会用到。 频率校正信道（FCCH）：此信道用于给用户传送校正 MS 频率的信息。移动台在该
14、信道接收频率校正信息并用来校正移动台用户自己的时基频率。在开机以后都有这样一个过程慢速随路信道（SACCH）基站此信道接收移动台发来的移动台接收的信号强度报告和链路 质量报告独立专用控制信道（SDCCH）它用于传送基站和移动台间的指令与信道指配信息，如鉴 权、登记信令消息等。此信道在呼叫建立期间支持双向数据传输，支持短消息业务信息的 传送。 2. CCCH 共用控制信道: 是双向控制信道, CCCH 和 BCH 在多帧上分享 0 时隙；CCCH包括 RACH; PCH; AGCH; CBCH; PCH 呼叫通道 用于运载 IMSI 报知手机有呼叫、PCH是下行通道，3. DCCH 专用控制信道
15、: 双向控制信道, 由三个子通道组成：SDCCH,FACCH,SACCH.。SDCCH 独立专用控制信道：指定 TCH 之前的过渡信道，话务建立和用户验证. SDCCH 独立专用控制信道: 在呼叫建立时, 于 BCH 和 TCH 之间起连接作用.SACCH 慢速相关控制信道: 上行: 接收信号质量报告、接收信号 RX LEVEL 报告、相邻小区的 BCH 功率报告。通道功率;手机的状态. 下行：命令 MS 的 TX 功率控制的命令、小区信道配置、迁时、跳频。FACCH 快速相关控制信道：由 BTS 用作命令手机切换， 上行： 中断 TCH 信号、切换时快速信息交换。下行： 中断 TCH. 控制
16、 BITSSACCH 和 FACCH 的区别: SACCH 报告基站说有另外的小区可提供给手机更好的信号质量, 切换是必要的.在段时间内, 由于 SACCH 没有足够的带宽, 所以在短时间内由 FACCH 取代 TCH; 切换就发生了. FACCH 象一个 TCH. 当听到语音有小的中断时, 可能发生了切换.快速随路信道（FACCH）用于传送基站与移动台间的越区切换的信令消息。4. TCH 业务信道: 通话时使用的信道. 运载语音信息、是双向的用于手机和基站交换语音信息 ,TCH full rate 26 frames 是 120ms。包含 24carry speech, 1 个 idle , 1 个sacch。TCH half rate 26 frames 是 120ms ; 包含 24carry speech , 2 个 sacch.业务信道（TCH）是用于传送用户的话音和数据业务的信道，包括语音通信。5. RACH 随机接入信道:由手机发送短的突发给基站，即呼叫需求；由 MS 使用来从基站获取注意; 手机并不知道路经的迟延, 所以手机发短的 BURST
