GSM的接續(xù)和移動(dòng)性管理

位置登記和刪除進(jìn)行位置登記的原因

在GSM這樣的小區(qū)制蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中,為了便于管理,劃分了若干不同等級(jí)的區(qū)域,但無論移動(dòng)臺(tái)處于何處,只要是在系統(tǒng)區(qū)域內(nèi),就應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能,包括越區(qū)切換、自動(dòng)漫游等。為此,網(wǎng)絡(luò)必須時(shí)刻跟蹤并掌握移動(dòng)臺(tái)所處的位置,及時(shí)更新移動(dòng)臺(tái)的相關(guān)信息。這就是要進(jìn)行位置登記和刪除的原因。移動(dòng)臺(tái)位置登記和刪除是網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)管理功能的一個(gè)重要方面,其進(jìn)程涉及到MS、BS、MSC和位置寄存器HLR、VLR,以及相應(yīng)的接口。3位置登記概念位置登記是指為了保證網(wǎng)絡(luò)能夠跟蹤移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng),掌握移動(dòng)臺(tái)所處的位置,以便在需要時(shí)能夠迅速連接上移動(dòng)臺(tái)、實(shí)現(xiàn)正常通信而必須將其位置信息保存起來,并及時(shí)地進(jìn)行信息更新。通常,移動(dòng)臺(tái)的位置信息存儲(chǔ)在歸屬位置寄存器(HLR)和訪問位置寄存器(VLR)這兩個(gè)功能實(shí)體中。4位置登記概念

1)首次登記當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶首次入網(wǎng)時(shí),由于在其SIM卡中找不到原來的位置區(qū)識(shí)別碼(LAI),它會(huì)立即申請(qǐng)接入網(wǎng)絡(luò),向移動(dòng)交換中心(MSC)發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”信息,通知GSM系統(tǒng)這是一個(gè)該位置區(qū)內(nèi)的新用戶。MSC根據(jù)該移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的IMSI中的H1H2H3信息,向某個(gè)特定的位置寄存器發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”信息,該位置寄存器就是該移動(dòng)臺(tái)的歸屬位置寄存器(HLR)。HLR把發(fā)送請(qǐng)求的MSC的號(hào)碼(即M1M2M3)記錄下來,并向該MSC回送“位置更新接受”信息。至此,MSC認(rèn)為此移動(dòng)臺(tái)已被激活,便要求訪問位置寄存器(VLR)對(duì)該移動(dòng)臺(tái)作“附著”標(biāo)記,并向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送“位置更新證實(shí)”信息,移動(dòng)臺(tái)會(huì)在其SIM卡中把信息中的位置區(qū)識(shí)別碼存儲(chǔ)起來,以備后用。5位置登記概念

移動(dòng)臺(tái)首次登記示意圖6位置登記概念2)位置更新位置更新指的是移動(dòng)臺(tái)向網(wǎng)絡(luò)登記其新的位置區(qū),以保證在有此移動(dòng)臺(tái)的呼叫時(shí)網(wǎng)絡(luò)能夠正常接續(xù)到該移動(dòng)臺(tái)處。移動(dòng)臺(tái)的位置更新主要由另一種位置寄存器——訪問位置寄存器(VLR)進(jìn)行管理。移動(dòng)臺(tái)每次一開機(jī),就會(huì)收到來自于其所在位置區(qū)中的廣播控制信道(BCCH)發(fā)出的位置區(qū)識(shí)別碼(LAI),它自動(dòng)將該識(shí)別碼與自身存儲(chǔ)器中的位置區(qū)識(shí)別碼(上次開機(jī)所處位置區(qū)的編碼)相比較,若相同,則說明該移動(dòng)臺(tái)的位置未發(fā)生改變,無需位置更新;否則,認(rèn)為移動(dòng)臺(tái)已由原來位置區(qū)移動(dòng)到了一個(gè)新的位置區(qū)中,必須進(jìn)行位置更新。

7位置登記概念

圖１位置更新示意圖8

位置登記概念(1)同MSC/VLR中不同位置區(qū)的位置更新。圖１中,移動(dòng)臺(tái)由cell3移動(dòng)到cell4中的情況,就屬于同MSC/VLR(MSC/VLRA)中不同位置區(qū)的位置更新。該位置更新的實(shí)質(zhì)是:cell4中的BTS通過BSCA把位置信息傳到MSC/VLRA中。其基本流程包括:

①移動(dòng)臺(tái)從cell3移動(dòng)到cell4中;②通過檢測(cè)由BTS4持續(xù)發(fā)送的廣播信息,移動(dòng)臺(tái)發(fā)現(xiàn)新收到的LAI與目前存儲(chǔ)并使用的LAI不同;9位置登記概念

③移動(dòng)臺(tái)通過BTS4和BSCA向MSCA發(fā)送“我在這里”位置更新請(qǐng)求信息;

④MSCA分析出新的位置區(qū)也屬本業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的位置區(qū),即通知VLRA修改移動(dòng)臺(tái)位置信息;

⑤VLRA向MSCA發(fā)出反饋信息,通知位置信息已修改成功;⑥MSCA通過BTS4把有關(guān)位置更新響應(yīng)的信息傳送給移動(dòng)臺(tái),位置更新過程結(jié)束。10

位置登記概念

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位置登記概念(2)不同MSC／VLR之間不同位置區(qū)的位置更新。圖１中,移動(dòng)臺(tái)由cell3移動(dòng)到cell5中的情況,就屬于不同MSC/VLR(MSC/VLRA和MSC/VLRB)之間不同位置區(qū)的位置更新。該位置更新的實(shí)質(zhì)是:cell5中的BTS通過BSCC把位置信息傳到MSC/VLRB中。其基本流程包括:

①移動(dòng)臺(tái)從cell3(屬于MSCA的覆蓋區(qū))移動(dòng)到cell5(屬于MSCB的覆蓋區(qū))中;

②通過檢測(cè)由BTS5持續(xù)發(fā)送的廣播信息,移動(dòng)臺(tái)發(fā)現(xiàn)新收到的LAI與目前存儲(chǔ)并使用的LAI不同;12位置登記概念

③移動(dòng)臺(tái)通過BTS5和BSCB向MSCB發(fā)送“我在這里”的位置更新請(qǐng)求信息;

④MSCB把含有MSCB標(biāo)識(shí)和移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼的位置更新信息傳送給HLR(鑒權(quán)或加密計(jì)算過程從此時(shí)開始);

⑤HLR返回響應(yīng)信息,其中包含全部相關(guān)的移動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)；

⑥在VLRB中進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)登記；

⑦通過BTS5把有關(guān)位置更新響應(yīng)的信息傳送給移動(dòng)臺(tái)(如果重新分配TMSI,此時(shí)一起送給移動(dòng)臺(tái));

⑧通知MSC/VLRA刪除有關(guān)此移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)。13位置登記概念14位置登記概念

3)位置刪除如前所述,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到一個(gè)新的位置區(qū)并且在該位置區(qū)的VLR中進(jìn)行登記后,還要由其HLR通知原位置區(qū)中的VLR刪除該移動(dòng)臺(tái)的相關(guān)信息,這叫做位置刪除。

15位置登記概念

4)IMSI分離/附著移動(dòng)臺(tái)的國(guó)際移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼(IMSI)在系統(tǒng)的某個(gè)HLR和VLR及該移動(dòng)臺(tái)的SIM卡中都有存儲(chǔ)。移動(dòng)臺(tái)可處于激活(開機(jī))和非激活(關(guān)機(jī))兩種狀態(tài)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)由激活轉(zhuǎn)換為非激活狀態(tài)時(shí),應(yīng)啟動(dòng)IMSI分離進(jìn)程,在相關(guān)的HLR和VLR中設(shè)置標(biāo)志。這就使得網(wǎng)絡(luò)拒絕對(duì)該移動(dòng)臺(tái)的呼叫,不再浪費(fèi)無線信道發(fā)送呼叫信息。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)由非激活轉(zhuǎn)換為激活狀態(tài)時(shí),應(yīng)啟動(dòng)IMSI附著進(jìn)程,以取消相應(yīng)HLR和VLR中的標(biāo)志,恢復(fù)正常。16位置登記概念5)周期性位置登記周期性位置登記指的是為了防止某些意外情況的發(fā)生,進(jìn)一步保證網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)臺(tái)所處位置及狀態(tài)的確知性,而強(qiáng)制移動(dòng)臺(tái)以固定的時(shí)間間隔周期性地向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的位置登記?？赡馨l(fā)生的意外情況如:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送“IMSI分離”信息時(shí),由于無線信道中的信號(hào)衰落或受噪聲干擾等原因,可能導(dǎo)致GSM系統(tǒng)不能正確譯碼,這就意味著系統(tǒng)仍認(rèn)為該移動(dòng)臺(tái)處于附著狀態(tài)。再如,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開著機(jī)移動(dòng)到系統(tǒng)覆蓋區(qū)以外的地方,即盲區(qū)之內(nèi)時(shí),GSM系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為該移動(dòng)臺(tái)仍處于附著狀態(tài)。17

如果系統(tǒng)沒有采用周期性位置登記,在發(fā)生以上兩種情況之后,若該移動(dòng)臺(tái)被尋呼,由于系統(tǒng)認(rèn)為它仍處于附著狀態(tài),因而會(huì)不斷地發(fā)出呼叫信息,無效占用無線資源。針對(duì)以上問題,GSM系統(tǒng)要