GSM系統(tǒng)四之接續(xù)和移動性管理課件

GSM系統(tǒng)（四）1精選課件pptGSM系統(tǒng)重點：GSM系統(tǒng)組成及各部分功能、編號、安全措施數(shù)字信號的處理過程無線接口的信道配置，時隙幀結(jié)構(gòu)難點：GSM系統(tǒng)中數(shù)字信號的處理過程GSM系統(tǒng)無線接口基站主設(shè)備2精選課件ppt主要內(nèi)容呼叫處理位置登記和刪除3精選課件ppt固定用戶至移動用戶的入局呼叫這種情況屬于移動用戶被呼的情況。其基本過程為:固定網(wǎng)絡用戶A撥打GSM網(wǎng)用戶B的MSISDN號碼(如139H1H2H3H4ABCD),A所處的本地交換機根據(jù)此號碼(139)與GSM網(wǎng)的相應入口交換局(GMSC)建立鏈路,并將此號碼傳送給GMSC。GMSC據(jù)此號碼(H1H2H3ABCD)分析出B的HLR,即向該HLR發(fā)送此MSISDN號碼,并向其索要B的漫游號碼(MSRN)。4精選課件ppt固定用戶至移動用戶的入局呼叫HLR將此MSISDN號碼轉(zhuǎn)換為移動用戶識別碼(IMSI),查詢內(nèi)部數(shù)據(jù),獲知用戶B目前所處的MSC業(yè)務區(qū),并向該區(qū)的VLR發(fā)送此IMSI號碼,請求分配一個MSRN。VLR分配并發(fā)送一個MSRN給HLR,再由HLR傳送給GMSC。GMSC有了MSRN,就可以把入局呼叫接到B用戶所在的MSC處。GMSC與MSC的連接可以是直達鏈路,也可以是由匯接局轉(zhuǎn)接的間接鏈路。5精選課件ppt固定用戶至移動用戶的入局呼叫MSC根據(jù)從VLR處查到的該用戶的位置區(qū)識別碼(LAI),將向該位置區(qū)內(nèi)的所有BTS發(fā)送尋呼信息(稱為一起呼叫),而這些BTS再通過無線尋呼信道(PCH)向該位置區(qū)內(nèi)的所有MS發(fā)送尋呼信息(也是一起呼叫)。B用戶的MS收到此信息并識別出其IMSI碼后(認為是在呼叫自己),即發(fā)送應答響應。至此,就完成了固定用戶呼叫MS的進程。6精選課件ppt固定用戶至移動用戶的入局呼叫

固定用戶至移動用戶的入局呼叫框圖7精選課件ppt固定用戶至移動用戶的入局呼叫

固定用戶至移動用戶的入局呼叫流程圖8精選課件ppt移動用戶至固定用戶的出局呼叫這種情況屬于移動用戶主叫的情況。其基本過程為:GSM網(wǎng)用戶A撥打固定網(wǎng)用戶B的號碼,A的MS在隨機接入信道(RACH)上向BTS發(fā)送“信道請求”信息。BTS收到此信息后通知BSC,并附上BTS對該MS到BTS傳輸時延的估算及本次接入的原因。BSC根據(jù)接入原因及當前資料情況,選擇一條空閑的獨立專用控制信道(SDCCH),并通知BTS激活它。9精選課件ppt移動用戶至固定用戶的出局呼叫

BTS完成指定信道的激活后,BSC在允許接入信道(AGCH)上發(fā)送“立即分配”信息(ImmediateAssignment),其中包含BSC分配給MS的SDCCH描述,初始化時間提前量、初始化最大傳輸功率以及有關(guān)參考值。每個在AGCH信道上等待分配的MS都可以通過比較參考值來判斷這個分配信息的歸屬,以避免爭搶引起混亂。當A的MS正確地收到自己的分配信息后,根據(jù)信道的描述,把自己調(diào)整到該DCCH上,從而和BS之間建立起一條信令傳輸鏈路。通過BS,MS向MSC發(fā)送“業(yè)務請求”信息。MSC啟動鑒權(quán)過程,網(wǎng)絡開始對MS進行鑒權(quán)。若鑒權(quán)通過,MS向MSC傳送業(yè)務數(shù)據(jù)(若需要進行數(shù)據(jù)加密,此操作之前,還需經(jīng)歷加密過程),進入呼叫建立的起始階段。10精選課件ppt移動用戶至固定用戶的出局呼叫MSC要求BS給MS分配一個無線業(yè)務信道(TCH)。若BS中沒有無線資源可用,則此次呼叫將進入排隊狀態(tài)。若BS找到一個空閑TCH,則向MS發(fā)指配命令,以建立業(yè)務信道鏈接。連接完成后,向MSC返回分配完成信息。MSC收到此信息后,向固定網(wǎng)絡發(fā)送IAM信息,將呼叫接續(xù)到固定網(wǎng)絡。在用戶B端的設(shè)備接通后,固定網(wǎng)絡通知MSC,MSC給MS發(fā)回鈴信息。此時,MS進入呼叫成功狀態(tài)并產(chǎn)生回鈴音。在用戶B摘機后,固定網(wǎng)通過MSC發(fā)給MS連接命令。MS作出應答并轉(zhuǎn)入通話。至此,就完成了MS主呼固定用戶的進程。11精選課件ppt移動用戶至固定用戶的出局呼叫

移動用戶至固定用戶的出局呼叫框圖12精選課件ppt

移動用戶至固定用戶的出局呼叫流程圖

移動用戶至固定用戶的出局呼叫13精選課件ppt釋放GSM系統(tǒng)使用的呼叫釋放方法與其他通信網(wǎng)使用的呼叫釋放方法基本相同,通信的雙方都可以隨時終止通信。在GSM實施第一階段的規(guī)范中,釋放過程可以簡化成兩條信息:當釋放由移動臺發(fā)起時,用戶按“結(jié)束(END)”鍵,發(fā)送“拆除”信息,MSC收到后就發(fā)送“釋放”信息;當釋放由網(wǎng)絡端(如PSTN)發(fā)起時,MSC收到“釋放”信息就向移動臺發(fā)出“拆線”信息。在這一階段,用戶從拆線到釋放這段時間內(nèi)不再交換信令數(shù)據(jù)。14精選課件ppt釋放在GSMⅡ階段,釋放過程要用三條信息:如釋放由網(wǎng)絡端(如PSTN)發(fā)起時,MSC在ISUP上送出“釋放”信息,通知PSTN用戶通信終止,端到端的連接到此結(jié)束。但至此呼叫并未完全釋放,因為MSC到移動臺的本地鏈路仍然保持,還需執(zhí)行一些輔助任務,如向移動臺發(fā)送收費指示等。當MSC認為沒有必要再保持與移動臺之間的鏈路時,才向移動臺送“拆除”信息,移動臺返回“釋放完成”消息,這時所有底層鏈路才釋放,移動臺回到空閑狀態(tài)。15精選課件ppt釋放

由MS發(fā)起的釋放16精選課件ppt釋放

由網(wǎng)絡端發(fā)起的釋放17精選課件ppt進行位置登記的原因在GSM這樣的小區(qū)制蜂窩移動通信網(wǎng)中,為了便于管理,劃分了若干不同等級的區(qū)域,但無論移動臺處于何處,只要是在系統(tǒng)區(qū)域內(nèi),就應該能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能,包括越區(qū)切換、自動漫游等。為此,網(wǎng)絡必須時刻跟蹤并掌握移動臺所處的位置,及時更新移動臺的相關(guān)信息。這就是要進行位置登記和刪除的原因。移動臺位置登記和刪除是網(wǎng)絡移動管理功能的一個重要方面,其進程涉及到MS、BS、MSC和位置寄存器HLR、VLR,以及相應的接口。18精選課件ppt位置登記概念位置登記是指為了保證網(wǎng)絡能夠跟蹤移動臺的運動,掌握移動臺所處的位置,以便在需要時能夠迅速連接上移動臺、實現(xiàn)正常通信而必須將其位置信息保存起來,并及時地進行信息更新。通常,移動臺的位置信息存儲在歸屬位置寄存器(HLR)和訪問位置寄存器(VLR)這兩個功能實體中。位置更新主要由以下幾種組成常規(guī)位置更新IMSI分離IMSI附著強迫登記隱式分離19精選課件ppt位置登記概念1)首次登記當一個移動用戶首次入網(wǎng)時,由于在其SIM卡中找不到原來的位置區(qū)識別碼(LAI),它會立即申請接入網(wǎng)絡,向移動交換中心(MSC)發(fā)送“位置更新請求”信息,通知GSM系統(tǒng)這是一個該位置區(qū)內(nèi)的新用戶。MSC根據(jù)該移動臺發(fā)送的IMSI中的H1H2H3信息,向某個特定的位置寄存器發(fā)送“位置更新請求”信息,該位置寄存器就是該移動臺的歸屬位置寄存器(HLR)。HLR把發(fā)送請求的MSC的號碼(即M1M2M3)記錄下來,并向該MSC回送“位置更新接受”信息。至此,MSC認為此移動臺已被激活,

便要求訪問位置寄存器(VLR)對該移動臺作“附著”標記,

并向移動臺發(fā)送“位置更新證實”信息,移動臺會在其SIM卡中把信息中的位置區(qū)識別碼存儲起來,以備后用。20精選課件ppt位置登記概念

移動臺首次登記示意圖21精選課件ppt位置登記概念2)位置更新位置更新指的是移動臺向網(wǎng)絡登記其新的位置區(qū),以保證在有此移動臺的呼叫時網(wǎng)絡能夠正常接續(xù)到該移動臺處。移動臺的位置更新主要由另一種位置寄存器——訪問位置寄存器(VLR)進行管理。移動臺每次一開機,就會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)識別碼(LAI),

它自動將該識別碼與自身存儲器中的位置區(qū)識別碼(上次開機所處位置區(qū)的編碼)相比較,若相同,則說明該移動臺的位置未發(fā)生改變,無需位置更新;否則,認為移動臺已由原來位置區(qū)移動到了一個新的位置區(qū)中,必須進行位置更新。22精選課件ppt位置登記概念

圖１位置更新示意圖23精選課件ppt位置登記概念(1)同MSC/VLR中不同位置區(qū)的位置更新。圖中,移動臺由cell3移動到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移動臺從cell3移動到cell4中;②通過檢測由BTS4持續(xù)發(fā)送的廣播信息,移動臺發(fā)現(xiàn)新收到的LAI與目前存儲并使用的LAI不同;24精選課件ppt位置登記概念③移動臺通過BTS4和BSCA向MSCA發(fā)送“我在這里”位置更新請求信息;④MSCA分析出新的位置區(qū)也屬本業(yè)務區(qū)內(nèi)的位置區(qū),即通知VLRA修改移動臺位置信息;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)位置更新響應的信息傳送給移動臺,位置更新過程結(jié)束。25精選課件ppt

位置登記概念

26精選課件ppt位置登記概念(2)不同MSC／VLR之間不同位置區(qū)的位置更新。圖中,移動臺由cell3移動到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移動臺從cell3(屬于MSCA的覆蓋區(qū))移動到cell5(屬于MSCB的覆蓋區(qū))中;②通過檢測由BTS5持續(xù)發(fā)送的廣播信息,移動臺發(fā)現(xiàn)新收到的LAI與目前存儲并使用的LAI不同;27精選課件ppt位置登記概念③移動臺通過BTS5和BSCB向MSCB發(fā)送“我在這里”的位置更新請求信息;④MSCB把含有MSCB標識和移動臺識別碼的位置更新信息傳送給HLR(鑒權(quán)或加密計算過程從此時開始);⑤HLR返回響應信息,其中包含全部相關(guān)的移動臺數(shù)據(jù)；⑥在VLRB中進行移動臺數(shù)據(jù)登記；⑦通過BTS5把有關(guān)位置更新響應的信息傳送給移動臺(如果重新分配TMSI,此時一起送給移動臺);⑧通知MSC/VLRA刪除有關(guān)此移動臺的數(shù)據(jù)。28精選課件ppt位置登記概念29精選課件ppt位置登記概念3)位置刪除如前所述,當移動臺移動到一個新的位置區(qū)并且在該位置區(qū)的VLR中進行登記后,還要由其HLR通知原位置區(qū)中的VLR刪除該移動臺的相關(guān)信息,這叫做位置刪除。30精選課件ppt位置登記概念4)IMSI分離/附著移動臺的國際移動臺識別碼(IMSI)在系統(tǒng)的某個HLR和VLR及該移動臺的SIM卡中都有存儲。移動臺可處于激活(開機)和非激活(關(guān)機)兩種狀態(tài)。當移動臺由激活轉(zhuǎn)換為非激活狀態(tài)時,應啟動IMSI分離進程,在相關(guān)的HLR和VLR中設(shè)置標志。這就使得網(wǎng)絡拒絕對該移動臺的呼叫,不再浪費無線信道發(fā)送呼叫信息。當移動臺由非激活轉(zhuǎn)換為激活狀態(tài)時,應啟動IMSI附著進程,以取消相應HLR和VLR中的標志,恢復正常。31精選課件ppt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