Главная страница
Навигация по странице:

  • Временные данные о сети

  • ICCID

  • Расшифровка: расшифровка основана на рек. ITU-T Е.118:89

  • Ниже приводятся различные типы хэндоверов

  • Хэндовер между сотами, контролируемыми одним и тем же BSC

  • Хэндовер между сотами, контролируемыми разными BSC, но одним и тем же MSC/VLR

  • Хэндовер между сотами, контролируемыми разными MSC

  • Без использования процедуры dropback

  • Обзор системы gsm


    Скачать 3.58 Mb.
    НазваниеОбзор системы gsm
    АнкорGSM.doc
    Дата15.05.2017
    Размер3.58 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаGSM.doc
    ТипОбзор
    #7647
    страница18 из 20
    1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   20

    7.3 Идентификационный модуль абонента (SIM)



    Ключевой особенностью стандарта GSM является Subscriber Identity Module – SIM-карта. SIM-карта содержит всю информацию об условиях абонирования и вставляется в ME, чтобы дать возможность абоненту пользоваться услугами сети GSM. Без SIM-карты MS также может работать, но только в режиме экстренных вызовов.

    SIM-карта хранит в себе три вида абонентской информации:

    • Фиксированные данные: данные, которые постоянно хранятся в карте и прошиваются на IMSI, ключ аутентификации, алгоритмы для обеспечения безопасности связи.

    • Временные данные о сети: LA, запрещённые PLMN.

    • Данные, касающиеся услуг.


    7.3.1 Типы SIM-карт



    В настоящий момент разработано 2 типа SIM-карт. К этим типам относятся ID-1 SIM” и ”Plug-in SIM. Логические и электрические функции идентичны для обоих типов SIM-карт.

    ID-1 SIM

    Формат и размеры ID-1 SIM совместимы со стандартом ISO для карт типа Integrated Circuit (IC) – то есть с размером кредитных карт).



    Рис. 7.6 SIM-карта ID-1
    Plug-in SIM

    Встроенная SIM-карта меньше чем SIM-карта ID-1. Данная карта предполагает временную установку в ME.



    Рис. 7.7 Встроенная SIM карта

    7.3.2 Функции обеспечения безопасности



    GSM определяет ряд функций обеспечения безопасности, которые поддерживаются SIM-картой. К ним относятся:

    • Алгоритм аутентификации, А3

    • Ключ аутентификации абонента, Ki

    • Алгоритм шифрования, A8

    • Ключ шифрования, Kc

    • Контроль доступа к данным, хранящихся в SIM-карте



    7.3.3 Требования к информации, хранящейся в SIM



    SIM содержит информацию о сети оператора GSM. Данная информация относится к мобильному абоненту, услугам GSM или PLMN. Данные, хранящиеся в SIM, делятся на две группы категорий: обязательные и необязательные.

    7.3.3.1 Обязательные данные




    • Административная информация: описывает режим работы SIM, например, обычный режим или режим утвержденного типового образца (тестовый режим).

    • Идентификация IC карты: уникальная информация, идентифицирующая SIM.

    ICCID - международный идентификатор карты. Это уникальный физический номер карты (типа серийного заводского номера). Этот номер печатается на пластмассовой части чипа.

    IccID=89701+99+010000000001 – всего 19 цифр;

    Расшифровка:
    расшифровка основана на рек. ITU-T Е.118:
    89 - пластиковая карта для телекоммуникаций

    7 - Россия (рек. ITU-T E.164)
    01 - федеральная сеть GSM-900
    99 – сеть оператора

    01 - регион
    Таблица услуг SIM: указывает, какие необязательные услуги обеспечиваются SIM (последние набранные номера, длительность соединения, выбор PLMN).

    • International Mobile Subscriber Identity (IMSI): идентификационный номер, используемый сетью для идентификации абонента. IMSI=MCC+MNC+MSIN=250+99+91X1…X8;

    • Информация о местоположении: LAI, которая периодически обновляется.

    • Ключ шифрования (Кс)

    • Порядковый номер ключа шифрования

    • Последние частоты, использованные при выборе сот

    • Запрещённые PLMN

    • Языковая поддержка: язык, выбранный абонентом

    Информация о местоположении, Kc и порядковый номер ключа шифрования Kc обновляются при обслуживании каждого входящего соединения.

    Кроме того SIM позволяет администрировать вызовы и предоставлять доступ к данным в соответствии со следующими требованиями обеспечения безопасности связи:

    • Personal Identification Number (PIN) – PIN код

    • Индикатор активации / деактивации PIN кода

    • Счетчик количества неправильно введенных PIN кодов

    • PIN Unlock Key (PUK) - PUK код

    • Счетчик количества неправильно введенных PUK кодов

    • Ключ аутентификации абонента (Ki)

    Ниже, на рис. 7.8, представлены некоторые данные, хранящиеся в SIM-карте. Данные получены с помощью измерительного комплекса TEMS Investigation компании ERICSSON






    Рис. 7.8 Данные, хранящиеся в SIM-карте


    7.3.4 Абонентские данные MS




    Вся абонентская информация, переданная в МЕ (Mobile Equipment) в течение работы должна быть удалена после удаления SIM-карты или выключения MS. Примером такой информации может служить PIN и PUK коды.

    7.3.4.1 Контроль PIN-кода




    PIN содержит от 4 до 8 цифр. Начальный код PIN зашивается самим оператором при абонировании услуг мобильной связи. После этого по желанию абонента длина PIN-кода может быть изменена. Абонент также может активировать или деактивировать использование PIN-кода. При неправильном введении PIN-кода абонент информируется об этом. После трёх неправильно введённых значений PIN-кода SIM блокируется. В случае, если между неправильно введёнными значениями PIN-кода SIM-карта вытаскивалась из аппарата, SIM-карта все равно заблокируется после третьего ввода неправильного PIN-кода.

    7.3.4.2 Блокирование/деблокирование SIM




    Если SIM-карта блокируется, сеть GSM становится недоступной. Чтобы разблокировать SIM абонент должен ввести код разблокировки PIN-кода (Unblocking Key) PUK. PUK код состоит из 8-ми цифр. Если код PUK введён неправильно, абонент об этом информируется. Допускается 10 раз ввести неправильный код PUK до того, как система заблокирует MS. В случае блокировки MS абонент должен обратиться к оператору.

    Глава 8 - Идентификаторы сети GSM




    8.1 Введение



    Идентификаторы сети – ряд номеров, которые сеть GSM использует для определения местоположения абонента при установлении соединения. Данные идентификаторы используются для маршрутизации вызовов к MS. Важно, чтобы каждый идентификационный номер был уникальным и был всегда корректно определён.

    8.2 Идентификаторы абонентов




    8.2.1 Номер мобильной станции (MSISDN)



    Номер абонента (Mobile Station ISDN number - MSISDN) уникально определяет абонирование мобильного абонента в номерном плане сети PSTN. Данный номер набирается при установлении входящего соединения к абоненту сети мобильной связи.



    Рис 8.1 – Идентификатор MSISDN

    • CC (Country Code) - код страны

    • NDC (National Destination Code) - национальный код пункта назначения

    • SN (Subscriber Number) – номер абонента

    Для каждой сети PLMN существует свой NDC. Например, в Ирландии NDC может быть 086 и 087, что указывает на наличие двух операторов PLMN. В России для каждой PLMN определены несколько NDC. Интернациональный номер MSISDN может быть переменной длины. Максимальная длина составляет 15 цифр, префиксы не включаются (+7). Входящее соединение с абонентом МГТС осуществляется набором +7 495 XXX XXXX.

    8.2.2 Интернациональный идентификатор мобильного абонента (IMSI)



    International Mobile Subscriber Identity (IMSI) уникален для каждого оператора. По данному номеру происходит идентификация абонента через радиоэфир и через всю сеть. Данный номер используется для сигнализации PLMN. IMSI хранится в SIM, в HLR и в обслуживающем VLR.

    IMSI состоит из трёх основных частей:



    Рис 8.2 – Идентификатор IMSI


    • MCC (Mobile Country Code) - код мобильной связи для страны

    • MNC (Mobile Network Code) – код сети мобильной связи

    • MSIN (Mobile Station Identification Number) – идентификационный номер MS

    Согласно спецификациям GSM максимальная длина IMSI составляет 15 цифр.

    8.2.3 Временный идентификатор мобильного абонента (TMSI)



    Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI) - временный номер IMSI, который дается MS при её регистрации. Он используется для того, чтобы защитить абонента от прослушивания и несанкционированного доступа в радиочастотном тракте.

    TMSI используется только для локального абонирования (только в одной зоне MSC/VLR) и изменяется при изменении местоположения (Location Update). Структура TMSI может быть определена каждым оператором, но не может превышать 8 цифр. Поскольку TMSI имеет в два раза меньший размер, чем IMSI, пейджинг в одном кадре осуществляется для двух абонентов, что также сокращает нагрузку на процессор.

    8.2.3 Идентификационный номер оборудования MS (IMEI)



    International Mobile Equipment Identity (IMEI) используется для уникальной идентификации мобильного оборудования в сети. Данный код используется в процедурах обеспечения безопасности связи для идентификации украденного оборудования и предотвращения неавторизованного доступа в сеть. Согласно спецификациям GSM длина IMEI составляет 15 цифр:

    • TAC (Type Approval Code) - код утвержденного типового образца.

    • FAC (Final Assembly Code) - код окончательно собранного изделия, присваивает производитель.

    • SNR (Serial Number) - индивидуальный серийный номер. Идентифицирует полностью все оборудование с учетом кодов TAC и FAC

    • Spare - свободные цифры. Зарезервированы для будущего использования. Когда данный код передается в MS, значение данного кода должно быть всегда «0».



    Рис 8.3 – Идентификатор IMEI

    8.2.4 Интернациональный идентификатор оборудования MS и номер программного обеспечения (IMEISV)



    International Mobile Equipment Identity и Software Version number (IMEISV) обеспечивает уникальную идентификацию каждой MS, а также обеспечивает соответствие версии программного обеспечения, инсталлированного в MS, разрешенному оператором. Версия программного обеспечения является важным параметром, так как от этого зависят услуги, доступные для MS, а также способность выполнять речевое кодирование. Так, например, PLMN необходимо знать возможности речевого кодирования MS при установлении соединения (например, half rate/full rate, и т д.). Данные возможности отображаются с помощью IMEISV.

    Идентификатор IMEISV состоит из:



    Рис 8.4 – Идентификатор IMEISV

    • SVN (Software Version Number) - номер программной версии, позволяет производителю MS идентифицировать различные версии программного обеспечения утверждённого типового образца MS. SVN со значением 99 ,зарезервирован для будущих целей.



    8.3 Идентификаторы местоположения




    8.3.1 Номер MS в роуминге (MSRN)



    Mobile Station Roaming Number (MSRN) - временный сетевой номер, назначаемый в течение установления соединения для MS, находящейся в роуминге. MSRN состоит из трёх частей:



    Рис 8.5 – Идентификатор MSRN


    • В этом случае SN означает адрес обслуживающего MSC/VLR.


    8.3.2 Идентификатор местоположения (LAI)



    Location Area Identity (LAI) – временный сетевой идентификатор, который тоже требуется для маршрутизации вызовов. Данный код введён для двух целей:

    1. Пейджинг. В этом случае LAI используется для информирования MSC о LA, в которой находится MS.

    2. Обновление местоположения абонента

    LAI состоит из следующих блоков:



    Рис 8.6 – Идентификатор LAI

    • Location Area Code (LAC) - код местоположения, максимальная длина LAC составляет 16 бит, что позволяет определить 65536 различных LA внутри одной PLMN.



    8.3.3 Глобальный идентификатор соты CGI



    Cell Global Identity (CGI) используется для идентификации индивидуальной соты внутри LA. Идентификация соты осуществляется посредством добавления параметра Cell Identity (CI) к компонентам LAI. CI имеет размер 16 бит.

    CGI состоит из:



    Рис 8.7 – Идентификатор CGI

    8.3.4 Идентификационный код БС (BSIC)



    Base Station Identity Code (BSIC) дает возможность MS различать соты.. BSIC состоит из:



    Рис 8.8 – Идентификатор BSIC


    • NCC - National Color Code (национальный цветовой код). Используется для того, чтобы разграничивать зоны действия операторов в тех местах, где сети операторов перекрывают друг друга.

    • BCC – Base station Color Code (цветовой код базовой станции). Используется для того, чтобы различать между собой базовые станции, использующие одинаковые частоты.



    8.3.5 Номер местоположения LN



    Location Number (LN) – номер определённой географической зоны LA, зона обслуживания MSC/VLR. Данный номер используется для регионального/локального абонирования услуг сети мобильной связи и для тарификации на основе географического местоположения абонента.

    LN состоит из:



    Рис 8.9 – Идентификатор ДТ


    • LSP Locally Significant Part. Локально важная часть

    8.3.6 Идентификатор локальной зоны абонирования (RSZI)



    Для каждого регионального абонирования необходимо определить зоны/области. Последнее достигается путем использования идентификатора Regional Subscription Zone Identity (RSZI).

    RSZI состоит из:



    Рис 8.10 – Идентификатор RSZI


    • ZC - Зональный код. Длина кода - 2 октета.



    8.3.7 Конфиденциальная процедура идентификации абонента



    Каждый раз, когда MS делает запрос на системные процедуры (LU, попытка вызова или активация сервиса) MSC/VLR ставит новый TMSI.в соответствие с IMSI MSC/VLR передаёт TMSI в MS, которая хранит его в SIM-карте. Сигнализация между MSC/VLR и MS использует только на основе TMSI. Таким образом, реальный номер абонента IMSI не передается через радиоэфир. TMSI в два раза короче IMSI, следовательно, в одном сообщении можно передать пейджинг для двух абонентов. IMSI используется тогда, когда процедура Location Updating выполнена неудачно или не назначен TMSI.

    Глава 9 - Варианты сценариев обслуживания вызовов




    9.1 Варианты сценариев обслуживания вызовов: MS в состоянии IDLE





    Рис 9.1 MS в режиме IDLE
    1. Регистрация в сети, регистрация IMSI (IMSI attach)

    2. Обновление местоположения (Location updating)

    3. Смена соты внутри LA

    4. Обновление местоположения внутри одного MSC/VLR

    5. Обновление местоположения при входе в зону действия нового MSC/VLR

    6. Обновление местоположения, тип - периодическая регистрация.

    7. Отключение от сети (IMSI detach)

    8. Полное отключение от сети (отсутствует информации о местонахождении MS) (Implicit detach)

    9.1.1 Включение MS в сеть




    9.1.1.1 IMSI Attached




    Когда абонент включает MS (включает питание на MS), выполняется процедура IMSI attach, которая содержит в себе следующие шаги:

    1. MS передаёт в сеть сообщение «IMSI attach» указывая на то, что она изменила своё состояние из неактивного в IDLE.

    2. VLR определяет, существует ли запись об этом MS. Если нет, то VLR связывается с HLR, к которому приписана данная MS, и копирует в себя данные абонирования этого абонента.

    3. После этого VLR осуществляет обновление состояния MS и переводит это состояние в IDLE.

    4. На MS передается уведомление.



    Рис 9.2 IMSI attach

    9.1.1.2 Обновление местоположение (LU), тип - IMSI attach




    Если MS изменила LА будучи в состоянии OFF, то процедура IMSI attach может привести к обновлению местоположения MS. VLR в течение выполнения процедуры IMSI attach может определить, что текущий идентификатор LAI мобильной станции отличается от LAI, хранящегося в SIM-карте MS. Если это так, то VLR обновляет информацию о LAI мобильной станции.

    9.1.2 Сетевой роуминг




    9.1.2.1 Смена соты внутри LA




    MS постоянно находится процессе перемещения по всей сети. Информация о местоположении MS отображается с помощью параметра зоны местоположения Location Area (LA) и хранится в VLR. Если MS меняет соты внутри одной LA, процедура обновления местоположения в сети не выполняется. Информацию о том, что новая сота принадлежит той же LA, мобильная станция получает из канала BCCH соседних сот. По каналу BCCH передается LAI сот. MS сравнивает принятое значение LAI с новым LAI. Если LAI совпадают, то это означает, что обновление местоположения выполняться не будет и нет необходимости оповещать об этом сеть.

    9.1.2.2 Обновление местоположения внутри одного MSC/VLR




    Если MS обнаруживает изменения в LAI на основе анализа информации, передаваемой по каналу BCCH, она информирует об этом сеть. Когда MS передает сообщение об обновлении местоположения, MSC/VLR определяет, зарегистрирован ли данный абонент в этом VLR, или он переместился в зону обслуживания данного MSC/VLR из зоны обслуживания другого MSC/VLR.



    Рис 9.3 Обновление местоположения внутри одного MSC/VLR

    1. MS прослушивает BCCH в новой соте, чтобы определить LAI. Новый LAI сравнивается со старым. Если существует различие, то необходимо провести обновление местоположения.

    2. MS устанавливает соединение с сетью через SDCCH. Выполняется аутентификация.

    3. Если аутентификация прошла успешна, MS делает запрос в систему об обновлении местоположения.

    4. Система подтверждает LU и дает команду базовой и мобильной станциям на освобождение канала.


    9.1.2.3 Обновление местоположения при входе в зону обслуживания нового MSC/VLR




    Обновление местоположения (LU) осуществляется тогда, когда MS перемещается в новую LA. Однако мобильной станции неизвестно, принадлежит ли LA новому MSC/VLR. Когда новый VLR принимает запрос об LU, то выполняется следующее:



    Рис 9.4 Обновление местоположения, при входе в зону действия обслуживания MSC/VLR


    1. Выполняется аутентификация. Если аутентификация прошла успешно, VLR проверяет свою БД, чтобы определить, есть ли там информация о данном абоненте.

    2. Когда VLR не находит информации о MS, он передаёт запрос в HLR абонента для осуществления копирования данных об этом абоненте в свой VLR.

    3. HLR передаёт информацию в VLR и обновляет у себя информацию о местопложении MS.

    4. VLR записывает информацию об MS, включающую в себя данные о последнем местоположении и состоянии IDLE. VLR передает оповещение в MS.



    9.1.2.4 Обновление местоположения, тип - периодическая регистрация




    Периодическая регистрация – это услуга, которая позволяет MS посылать регистрационные сообщения через определённые интервалы времени. В случае, если MS не регистрируется через определённый интервал времени, то система помечает MS как выключенную (detached). Последнее случается тогда, когда MS оказывается вне зоны обслуживания сети или в этом случае, когда системе нет необходимости осуществлять пейджинг на мобильную станцию. В случае, если сеть использует процедуру периодической регистрации, информация о периоде регистрации мобильной станции передается по каналу BCCH. Периодическая регистрация использует системное сообщение acknowledgment message. MS пытается зарегистрироваться в сети до тех пор, пока она не получит данное сообщение.

    9.1.3 Отключение от сети




    9.1.3.1 Отключение IMSI (IMSI Detach)




    Отключение IMSI указывает сети, что MS перешла в неактивное состояние. MS при отключении от сети направляет в сеть сообщение о своем отключении. VLR, получив такое сообщение, отмечает соответствующий IMSI как отключенный. HLR при этом не уведомляется. На MS не отправляется никакого подтверждающего сообщения.

    9.1.3.2 Полное отключение от сети (Implicit Detach)




    Если MS направляет в сеть сообщение об отключении в условиях плохого качества обслуживания, система может не расшифровать информацию о выключении MS. Так как на MS не отправляется никакого подтверждающего сообщения, дальнейшие попытки сообщить об отключении не делаются. С помощью метода периодической регистрации сеть по истечении периода регистрации определит, что MS отключена. После этого VLR выполнит скрытое отключение, отмечая MS как отключенную. (Implicit Detach).

    В случае, если MS выходит из зоны обслуживания сети и не выходит на связь в течение периода регистрации, то система также отмечает состояние MS как Implicit Detach.

    9.1.3.3 Удаление из VLR информации о MS (MS Purging)




    Эта процедура используется для того, чтобы информировать HLR о предстоящем удалении информации о конкретном MS из VLR. После удаления из VLR этой информации HLR устанавливает флажок, указывающий на то, что данные о MS удалены и воспринимает эту MS как недоступную. Это исключает лишние процессы в сети, а также сокращает затраты ресурсов на проверку базы данных абонента.

    Рассмотрим пример, когда MS из России перемещается в Германию и производит обновление данных о местоположении в MSC/VLR сети GSM в Германии. Далее абонент переезжает обратно в Россию. Переезд из Германии в Россию занимает некоторое время. На протяжении этого времени MS абонента находится в неактивном режиме. Если не применять процедуру удаления данных об MS (MS Purging), то при поступлении вызова к данному абоненту HLR определяет MS как зарегистрированную в MSC/VLR Германии и направляет вызов в сеть GSM Германии. Затем MSC/VLR сети GSM Германии уведомляет HLR , что абонент недоступен.

    При применении процедуры удаления данных об MS (MS Purging) запись российского абонента будет удалена из MSC/VLR Германии и при поступлении входящего вызова к этому абоненту HLR видит, что MS недоступна и, следовательно, не направляет вызов в MSC/VLR Германии.

    9.2 Варианты сценариев обслуживания вызовов: MS в активном режиме



    MS находится в активном режиме тогда, когда она занята обслуживанием вызова, это состояние не зависит от вида трафика (речевого, факсимильного или передачи данных) и типа соединения (входящего или исходящего).



    Рис. 9.5 Вариант когда активируется MS и вариант когда MS находится в активном режиме


    1. Исходящий вызов от MS (тип трафика: речевой, факсимильный, передача данных или сообщения SMS).

    2. Входящий вызов к MS (тип трафика: речевой, факсимильный, передача данных, сообщений SMS или рассылка сообщений оператора (cell broadcast)).

    3. Хэндовер внутри BSC

    4. Хэндовер между разными BSC внутри одного MSC

    5. Хэндовер между разными MSC

    9.2.1 Исходящий вызов ( MS – PSTN)



    В этом разделе описывается процесс обслуживания исходящего вызова, направленного от MS в сеть общего пользования. Передача информации и данных описываются отдельно.


    Рис. 9.6 Установление исходящей связи между MS и абонентом сети общего пользования.


      1. MS использует канал RACH для запроса сигнального канала.

      2. BSC/TRC назначает канал AGCH.

      3. MS через SDCCH направляет в MSC/VLR запрос на установление соединения. Все процессы сигнализации, предшествующие установлению соединения на канале трафика, проходят через канал SDCCH. К процессам сигнализации относятся:

        1. Отметка в VLR активного состояния MS (IMSI Attach).

        2. Процедура аутентификации.

        3. Идентификация оборудования.

        4. Передача в сеть цифр В-номера абонента (набираемый номер).

        5. Проверка статуса услуги «Запрет на исходящую связь» для данного абонента (инициирована/неинициирована).

      4. MSC/VLR дает команду BSC/TRC назначить свободный TCH. BТS и MS получают команду настроиться на заданный TCH.

      5. MSC/VLR направляет В-номер абонента на PSTN для установления соединения.

      6. При ответе абонента связь считается установленной.


    9.2.2 Входящий вызов (PSTN - MS)



    Главным отличием процедуры обслуживания входящего вызова от исходящего вызова является то, что при поступлении входящего вызова на MS неизвестно точное местоположение абонента. Следовательно, прежде чем установить связь с MS, необходимо передать вызывное сообщение (пейджинг) для определения местоположения MS.

    Ниже приведено описание процедуры установления соединения для входящего вызова от абонента PSTN к мобильному абоненту. Вызов с MS на MS происходит по той же схеме. Отличие только в том, что при входящей связи от MS установление соединения с MSC/VLR проходит через GMSC, а не через узел PSTN.


    Рис. 9.7 Входящий вызов (PSTN- MS)
    1 Абонент PSTN набирает номер MS (MSISDN). MSISDN анализируется в PSTN, которая определяет, что осуществляется вызов абонента мобильной сети. Устанавливается связь с GMSC, которому принадлежит MS.

      1. GMSC анализирует MSISDN, чтобы выяснить, в каком HLR зарегистрирован MS. Затем GMSC запрашивает у HLR информацию о том, как маршрутизировать вызов на обслуживающий его MSC/VLR.

      2. HLR устанавливает соответствие между MSISDN и IMSI и определяет, какой MSC/VLR обслуживает MS в настоящее время. HLR также проверяет, активизирована ли услуга «Переадресация вызова». Если услуга в активном состоянии, GMSC переадресует вызов на заданный номер.

      3. HLR запрашивает MSRN у обслуживающего MSC/VLR.

      4. MSC/VLR возвращает MSRN через HLR на GMSC.

      5. GMSC анализирует MSRN и маршрутизирует вызов на MSC/VLR

      6. MSC/VLR располагает информацией о том, в какой LA находится MS. Пейджинговое сообщение направляется на BSC, который контролирует эту LA.

      7. BSC направляет пейджинговые сообщения на все BТS, которые распространяют ее в нужной LA. BТS передают это сообщение по радиоинтерфейсу, используя канал РСН. Для пейджинга сеть использует IMSI или TMSI, действительный только в зоне обслуживания текущего MSC/VLR.

      8. Когда MS определяет, что пейджинговое сообщение предназначено именно ей, она отправляет запрос на выделение канала SDCCH.

      9. BSC обеспечивает SDCCH, используя AGCH (передает по каналу AGCH номер канала SDCCH, назначенный данной MS).

      10. SDCCH используется для процедуры установления соединения. По этому каналу передается информация о номере канала TCH, назначенного данному MS на время установления соединения.

      11. Мобильный телефон начинает звонить. Когда абонент ответит, соединение считается установленным.



    9.2.3 Хэндовер (Handover)



    В терминологии GSM процесс смены сот во время соединения называется хэндовером. Выбор лучшей соты и измерения ее параметров производятся с помощью MS и BТS. Так как MS в выборе хэндовер играет важную роль, такой тип хэндовера часто называется хендовером с участием мобильных систем (МАНО – Mobile Assisted HandOver).

    9.2.3.1 Процедура осуществления хэндовера (Locating)




    MS измеряет уровни и качество сигнала своей собственной соты и уровни сигналов несущей ВССН соседних сот. Передача запроса на выполнение измерения производится в направлении dawlink, когда MS находится в активном режиме. Результаты замеров отправляются на BТS по каналу SACCH через определенные интервалы времени. Обслуживающая BТS, получая от MS данные измерений, также осуществляет измерения.



    Рис. 9.8 Результаты измерений, передаваемые на BSC
    Измерения от BТS и MS передаются в форме отчетов об измерениях (Measurement Reports). Основываясь на этих отчетах, BSC принимает решение о необходимости выполнения хэндовера. Если BSC принимает решение о выполнении хэндовера, он определяет, в какую соту будет передаваться управление. Этот процесс называется процедура осуществления хэндовера (locating).

    Как только определяется, что какая-то из соседних сот лучше, чем обслуживающая сота, осуществляется хэндовер.

    Другой причиной осуществления хэндовера является величина временной задержки (ТА). Если она превышает установленное оператором пороговое значение, осуществляется хэндовер. Обычно это происходит во время перемещения MS от одной соты к другой.

    Как только MS переместится в другую соту, новая BТS информирует MS о новых соседних несущих ВССН. Последнее делается для того, чтобы могли быть произведены новые измерения. Если MS также переключается на новую LA, то новые данные об изменении местоположения будут обновлены по окончании разговора.

    Хэндовер может использоваться для распределения нагрузки между сотами. Во время попытки установления соединения в перегруженную соту MS может быть перенаправлена в соту с меньшим трафиком, где качество соединения приемлемое.
    Ниже приводятся различные типы хэндоверов:

    • Хэндовер внутри соты;

    • Хэндовер между сотами, конролирумыми одной и той же BSC;

    • Хэндовер между сотами, конролируемыми разными BSC но одной и то же MSC/VLR;

    • Хэндовер между сотами контролируемыми разными MSC .

    Каждый из этих случаев описывается более подробно ниже.
    Хэндовер внутри соты



    Этот тип хэндовера применяется в том случае, если BSC определяет, что качество соединения слишком низкое, но нет никаких данных об измерениях, указывающих на то, что есть сота с лучшими значениями параметров. В этом случае BSC определяет другой канал (частоту) в этой же самой соте, где качество может быть лучше, и MS перенастраивается на этот канал.

    Примечание: BSC всегда пытается сначала использовать хэндовер на частотный канал другой соты. В случае, если такого канала нет, применяется внутрисотовый хэндовер.
    Хэндовер между сотами, контролируемыми одним и тем же BSC

    MSC/VLR не участвует в выполнении междусотового хэндовера между двумя сотами, контролируемыми одной и той же BSC. MSC/VLR будет информирован об осуществлении хэндовер. Если хэндовер охватывает разные LA, то обновление данных о местоположении будет выполнено сразу же, как только соединение завершиться.


    Рис 9.9 Хэндовер между сотами, контролируемыми одним и тем же BSC
    1 BCS посылает команду на новую BTS для занятия TCH.

    2 BSC через предыдущую BTS отправляет на MS сообщение о том, на какую частоту и какой временной интервал (TS) необходимо произвести замену, а также какую выходную мощность нужно использовать. Эта информация отправляется на MS по каналу FACCH.

    3 MS настраивается на новую частоту и передает пакет доступа для выполнения хэндовера в нужный временной интервал. Так как MS еще не имеет информации о ТА, то пакеты для хэндовера очень короткие (только 8 бит информации).

    4 Когда новая BTS определяет пакеты, содержащие информацию, необходимую для выполнения хэндовера, она отправляет информацию о ТА по FACCH.

    5 MS отправляет полное сообщение для хэндовера на новую BSC через новую BS.

    6 BSC сообщает предыдущей BTS о необходимости освободить ранее использовавшийся ТСН.
    Хэндовер между сотами, контролируемыми разными BSC, но одним и тем же MSC/VLR

    Если в хэндовере задействован другой BSC, то для установления соединения между этими BSC должен использоваться MSC/VLR.



    Рис 9.10 Хэндовер между разными BSC, но внутри одного MSC/VLR
    1 Обслуживающий (предыдущий BSC) отправляет в MSC сообщение, содержащее идентификатор нужной соты, с требованием на выполнение хэндовера,.

    2 MSC располагает информацией о том, какой из BSC контролирует эту соту и отправляет запрос на хэндовер на эту BSC.

    3 Новый BSC дает команду нужной BTS для выделения канала ТСН.

    4 Новый BSC отправляет сообщение на MS через MSC и предыдущую BTS.

    5 MS настраивается на новую частоту и передает пакет доступа для хэндовера, который будет выполняться в указанный временной интервал.

    6 Новая BTS отправляет информацию о величине ТА.

    7 MS отправляет полное сообщение о хэндовере на MSC через новый BSC.

    8 MSC отправляет предыдущему BSC команду на освобождение ранее использовавшегося канала ТСН.
    Хэндовер между сотами, контролируемыми разными MSC

    Хэндовер между сотами, контролируемыми разными MSC, может применяться внутри одной РLMN. Соты, контролируемые разными MSC/VLR, соответственно, контролируются разными BSC.



    Рис 9.11 Межсотовый хэндовер между разными MSC/VLR
    1 Обслуживающий (предыдущий) BSC отправляет сообщение с требованием на хэндовер на обслуживающий MSC (MSC-A) с идентификацией нужной соты.

    2 MSC-A определяет, что эта сота принадлежит другой MSC (MSC-B) и запрашивает ее.

    3 MSC-B определяет номер хэндовера для перемаршрутизации. Далее запрос на хэндовер отправляется на новую BSC.

    4 Новый BSC отправляет команду нужной BTS для занятия ТСН.

    5 MSC-B получает информацию и передает ее на MSC-A вместе с номером хэндовера.

    6 Установление соединения с MSC-B возможно через PSTN.

    7 MSC-A отправляет команду на хэндовер на MS через предыдущий BSC.

    8 MS настраивается на новую частоту и передает пакеты доступа в нужный временной интервал.

    9 Когда новая BTS определяет пакеты для хэндовера, она отправляет информацию о временной задержке (ТА).

    10 MS отправляет полное сообщение о хэндовере на предыдущий MSC через новый BSC и новый MSC.

    11 После этого устанавливается новый путь в MSC-A и соединение устанавливается через него.

    12 Предыдущий ТСН освобождается тем BSC, который ранее управлял соединением (на рис. 8.11 этого не показано).

    Предыдущий MSC (MSC-A) контролирует соединение до тех пор, пока оно не будет прекращено. Связано это с тем, что в нем содержится информация об абоненте и подробностях соединения, которые необходимы для тарификации.

    MS после прекращения соединения должна обновить данные о местоположении, так как LA не может принадлежать более чем одной зоне обслуживания MSC. HLR передает данные в VLR-B для обновления в нем информации, а VLR-B, в свою очередь, передает в VLR-A команду на удаление всей информации о мобильном абоненте.

    9.3 Международный вызов



    Одной из основных характеристик GSM является возможность использования международного роуминга и осуществления международных соединений. Для того, чтобы абоненты могли воспользоваться услугой роуминга в сетях, принадлежащих операторам разных сетей сотовой связи, необходимо заключить между операторами роуминговое соглашение. Это же касается международного роуминга.

    Процессы обслуживания международных вызовов при роуминге не отличаются от вариантов обслуживания вызовов абонентов, находящихся в пределах собственной сети. Но, тем не менее, рассмотрим два случая, характерных для случая роуминга.

    9.3.1 Включение IMSI (IMSI Attach)



    Когда MS требует обслуживания в режиме международного роуминга, происходит следующее:

    1. MS включается и начинает сканировать все частоты GSM внутри одного частотного диапазона (GSM –900). Производится поиск несущей ВССН. MS настраивается на ту несущую ВССН, которая имеет наибольший уровень сигнала и считывает ее системную информацию. Так происходит распознавание сетевого оператора.

    2. MS сравнивает идентификатор сети со списком запрещенных PLMN, хранящимся в памяти SIM. Этот список содержит все сетевые идентификаторы, с которыми домашний оператор не имеет роуминговых соглашений. Если сеть, на которую настроилась MS, является запрещенной, то MS продолжает поиск разрешенной сети.

    3. Если MS не находит разрешенной сети, но идентифицировала запрещенную сеть, то она выдает сообщение «Только экстренные вызовы». Если MS находит разрешенную сеть, то она настраивается на нее и отправляет сообщение о регистрации IMSI (IMSI Attach).

    4. Этот случай идентичен случаю нормальной регистрации IMSI (в собственной сети). Отличие состоит только в том, что абонентский HLR находится в другой стране.



    9.3.2 Вызов на MS



    Когда MS находится в международном роуминге и на нее поступает вызов, процедура идентична той, когда MS находится в своей собственной сети. Разница лишь в том, что используемые GMSC и HLR находятся в собственной сети, а MSC/VLR находится в сети другой страны.

    9.3.3 Процедура Dropback



    Следующий случай показывает преимущество использования процедуры dropback. В данную процедуру вовлекается два абонента. Рассмотрим пример, когда:

    • Абонент А из Франции находится во Франции, его MS контролируется собственной MSC.

    • Абонент В из Швеции находится в настоящий момент в международном роуминге во Франции, его MS контролируется MSC/VLR-A.

      1. Абонент А звонит абоненту В. Вызов маршрутизируется из Франции в Швецию.

      2. Сеть Швеции определяет, что абонент В находится в зоне действия MSC/VLR-A во Франции и перенаправит вызов обратно во Францию. Абоненты соединяются друг с другом в сети GSM Франции и ведут разговор.



    Рис 9.12 Случай, показывающий преимущества при использовании dropback.


    • Без использования процедуры dropback: разговор при вызове идет через GMSC Швеции

    • С использованием процедуры dropback: разговор при вызове переключается внутри MSC/VLR-A, что сущетвенно влияет на стоимость разговора.


    9.3.4 Передача коротких сообщений



    Служба коротких сообщений (SMS) предоставляет мобильным станциям средства для обмена текстовыми сообщениями, содержащими до 160 буквенно-цифровых символов. SMS-C (SMS Сеnter) является хранилищем и центром, перенаправляющим короткие сообщения.

    SMS поддерживает две основные услуги:

    • Мобильный прием SMS: от SMS-C на MS

    • Мобильная передача SMS: от MS на SMS-C

    В обоих случаях MS находится в состоянии IDLE. Если MS находится в активном режиме, то короткие сообщения передаются по каналу SACCH. Пейджинг, установление соединения, аутентификация и т.д. в этом случае не требуется.

    9.3.5 Передача SMS с MS



    Мобильная передача SMS подразумевает передачу коротких сообщений от MS на SMS-C, который, в свою очередь, обеспечивает информацию о доставке сообщения, либо о его недоставке.


    Рис 9.13 Мобильная передача коротких сообщений

    • MS устанавливает соединение с сетью, как в случае нормального установления соединения, используя сигнальные каналы RACH, AGCH, SDCCH..

    • Если аутентификация прошла успешно, MS отправляет короткое сообщение по каналу SDCCH на SMS-C через MSC/VLR. SMS-C перенаправляет короткое сообщение в пункт назначения. Это может быть MS или терминал выделенной сети, например РС.



    9.3.6 Мобильный прием SMS



    Мобильный прием SMS - это возможность передачи коротких сообщений от SMS-C на MS.



    Рис 9.14 Прием коротких сообщений


    1. Пользователь отправляет сообщение на SMS-C .

    2. SMS-C отправляет сообщение на SMS-GMSC.

    3. SMS-GMSC запрашивает HLR для маршрутизации вызова.

    4. HLR возвращает информацию о маршруте на SMS-GMSC

    5. SMS-GMSC перенаправляет сообщение на MSC/VLR.

    6. На MS поступает вызывной сигнал, устанавливается соединение с сетью, так же как, для случая установления речевого соединения.

    7. Если аутентификация успешна, то MSC/VLR передает короткое сообщение на MS, используя сигнальный канал SDCCH.

    8. Если передача была успешной, то MSC/VLR отправляет отчет на SMS-C. Если нет, то MSC/VLR информирует HLR, и отчет о недоставке отправляется на SMS-C.

    В случае неуспешной доставки, SMS-C информирует HLR и VLR о том, что сообщение ожидает отправки на MS. HLR затем проинформирует SMS-C о том, когда MS станет доступной. Прием сообщений SMS-C может идти от различных источников, например, телекса, факсимильного аппарата, из сети Интернет.

    1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   20


    написать администратору сайта