GSM系统四之接续和移动性管理ppt课件.ppt

GSM系统 四 GSM系统 重点 GSM系统组成及各部分功能 编号 安全措施数字信号的处理过程无线接口的信道配置 时隙帧结构难点 GSM系统中数字信号的处理过程GSM系统无线接口基站主设备 主要内容 呼叫处理位置登记和删除 固定用户至移动用户的入局呼叫 这种情况属于移动用户被呼的情况 其基本过程为 固定网络用户A拨打GSM网用户B的MSISDN号码 如139H1H2H3H4ABCD A所处的本地交换机根据此号码 139 与GSM网的相应入口交换局 GMSC 建立链路 并将此号码传送给GMSC GMSC据此号码 H1H2H3ABCD 分析出B的HLR 即向该HLR发送此MSISDN号码 并向其索要B的漫游号码 MSRN 固定用户至移动用户的入局呼叫 HLR将此MSISDN号码转换为移动用户识别码 IMSI 查询内部数据 获知用户B目前所处的MSC业务区 并向该区的VLR发送此IMSI号码 请求分配一个MSRN VLR分配并发送一个MSRN给HLR 再由HLR传送给GMSC GMSC有了MSRN 就可以把入局呼叫接到B用户所在的MSC处 GMSC与MSC的连接可以是直达链路 也可以是由汇接局转接的间接链路 固定用户至移动用户的入局呼叫 MSC根据从VLR处查到的该用户的位置区识别码 LAI 将向该位置区内的所有BTS发送寻呼信息 称为一起呼叫 而这些BTS再通过无线寻呼信道 PCH 向该位置区内的所有MS发送寻呼信息 也是一起呼叫 B用户的MS收到此信息并识别出其IMSI码后 认为是在呼叫自己 即发送应答响应 至此 就完成了固定用户呼叫MS的进程 固定用户至移动用户的入局呼叫 固定用户至移动用户的入局呼叫框图 固定用户至移动用户的入局呼叫 固定用户至移动用户的入局呼叫流程图 移动用户至固定用户的出局呼叫 这种情况属于移动用户主叫的情况 其基本过程为 GSM网用户A拨打固定网用户B的号码 A的MS在随机接入信道 RACH 上向BTS发送 信道请求 信息 BTS收到此信息后通知BSC 并附上BTS对该MS到BTS传输时延的估算及本次接入的原因 BSC根据接入原因及当前资料情况 选择一条空闲的独立专用控制信道 SDCCH 并通知BTS激活它 移动用户至固定用户的出局呼叫 BTS完成指定信道的激活后 BSC在允许接入信道 AGCH 上发送 立即分配 信息 ImmediateAssignment 其中包含BSC分配给MS的SDCCH描述 初始化时间提前量 初始化最大传输功率以及有关参考值 每个在AGCH信道上等待分配的MS都可以通过比较参考值来判断这个分配信息的归属 以避免争抢引起混乱 当A的MS正确地收到自己的分配信息后 根据信道的描述 把自己调整到该DCCH上 从而和BS之间建立起一条信令传输链路 通过BS MS向MSC发送 业务请求 信息 MSC启动鉴权过程 网络开始对MS进行鉴权 若鉴权通过 MS向MSC传送业务数据 若需要进行数据加密 此操作之前 还需经历加密过程 进入呼叫建立的起始阶段 移动用户至固定用户的出局呼叫 MSC要求BS给MS分配一个无线业务信道 TCH 若BS中没有无线资源可用 则此次呼叫将进入排队状态 若BS找到一个空闲TCH 则向MS发指配命令 以建立业务信道链接 连接完成后 向MSC返回分配完成信息 MSC收到此信息后 向固定网络发送IAM信息 将呼叫接续到固定网络 在用户B端的设备接通后 固定网络通知MSC MSC给MS发回铃信息 此时 MS进入呼叫成功状态并产生回铃音 在用户B摘机后 固定网通过MSC发给MS连接命令 MS作出应答并转入通话 至此 就完成了MS主呼固定用户的进程 移动用户至固定用户的出局呼叫 移动用户至固定用户的出局呼叫框图 移动用户至固定用户的出局呼叫流程图 移动用户至固定用户的出局呼叫 释放 GSM系统使用的呼叫释放方法与其他通信网使用的呼叫释放方法基本相同 通信的双方都可以随时终止通信 在GSM实施第一阶段的规范中 释放过程可以简化成两条信息 当释放由移动台发起时 用户按 结束 END 键 发送 拆除 信息 MSC收到后就发送 释放 信息 当释放由网络端 如PSTN 发起时 MSC收到 释放 信息就向移动台发出 拆线 信息 在这一阶段 用户从拆线到释放这段时间内不再交换信令数据 释放 在GSM 阶段 释放过程要用三条信息 如释放由网络端 如PSTN 发起时 MSC在ISUP上送出 释放 信息 通知PSTN用户通信终止 端到端的连接到此结束 但至此呼叫并未完全释放 因为MSC到移动台的本地链路仍然保持 还需执行一些辅助任务 如向移动台发送收费指示等 当MSC认为没有必要再保持与移动台之间的链路时 才向移动台送 拆除 信息 移动台返回 释放完成 消息 这时所有底层链路才释放 移动台回到空闲状态 释放 由MS发起的释放 释放 由网络端发起的释放 进行位置登记的原因 在GSM这样的小区制蜂窝移动通信网中 为了便于管理 划分了若干不同等级的区域 但无论移动台处于何处 只要是在系统区域内 就应该能够实现所有的功能 包括越区切换 自动漫游等 为此 网络必须时刻跟踪并掌握移动台所处的位置 及时更新移动台的相关信息 这就是要进行位置登记和删除的原因 移动台位置登记和删除是网络移动管理功能的一个重要方面 其进程涉及到MS BS MSC和位置寄存器HLR VLR 以及相应的接口 位置登记概念 位置登记是指为了保证网络能够跟踪移动台的运动 掌握移动台所处的位置 以便在需要时能够迅速连接上移动台 实现正常通信而必须将其位置信息保存起来 并及时地进行信息更新 通常 移动台的位置信息存储在归属位置寄存器 HLR 和访问位置寄存器 VLR 这两个功能实体中 位置更新主要由以下几种组成常规位置更新IMSI分离IMSI附着强迫登记隐式分离 位置登记概念 1 首次登记当一个移动用户首次入网时 由于在其SIM卡中找不到原来的位置区识别码 LAI 它会立即申请接入网络 向移动交换中心 MSC 发送 位置更新请求 信息 通知GSM系统这是一个该位置区内的新用户 MSC根据该移动台发送的IMSI中的H1H2H3信息 向某个特定的位置寄存器发送 位置更新请求 信息 该位置寄存器就是该移动台的归属位置寄存器 HLR HLR把发送请求的MSC的号码 即M1M2M3 记录下来 并向该MSC回送 位置更新接受 信息 至此 MSC认为此移动台已被激活 便要求访问位置寄存器 VLR 对该移动台作 附着 标记 并向移动台发送 位置更新证实 信息 移动台会在其SIM卡中把信息中的位置区识别码存储起来 以备后用 位置登记概念 移动台首次登记示意图 位置登记概念 2 位置更新位置更新指的是移动台向网络登记其新的位置区 以保证在有此移动台的呼叫时网络能够正常接续到该移动台处 移动台的位置更新主要由另一种位置寄存器 访问位置寄存器 VLR 进行管理 移动台每次一开机 就会收到来自于其所在位置区中的广播控制信道 BCCH 发出的位置区识别码 LAI 它自动将该识别码与自身存储器中的位置区识别码 上次开机所处位置区的编码 相比较 若相同 则说明该移动台的位置未发生改变 无需位置更新 否则 认为移动台已由原来位置区移动到了一个新的位置区中 必须进行位置更新 位置登记概念 图 位置更新示意图 位置登记概念 1 同MSC VLR中不同位置区的位置更新 图中 移动台由cell3移动到cell4中的情况 就属于同MSC VLR MSC VLRA 中不同位置区的位置更新 该位置更新的实质是 cell4中的BTS通过BSCA把位置信息传到MSC VLRA中 其基本流程包括 移动台从cell3移动到cell4中 通过检测由BTS4持续发送的广播信息 移动台发现新收到的LAI与目前存储并使用的LAI不同 位置登记概念 移动台通过BTS4和BSCA向MSCA发送 我在这里 位置更新请求信息 MSCA分析出新的位置区也属本业务区内的位置区 即通知VLRA修改移动台位置信息 VLRA向MSCA发出反馈信息 通知位置信息已修改成功 MSCA通过BTS4把有关位置更新响应的信息传送给移动台 位置更新过程结束 位置登记概念 位置登记概念 2 不同MSC VLR之间不同位置区的位置更新 图中 移动台由cell3移动到cell5中的情况 就属于不同MSC VLR MSC VLRA和MSC VLRB 之间不同位置区的位置更新 该位置更新的实质是 cell5中的BTS通过BSCC把位置信息传到MSC VLRB中 其基本流程包括 移动台从cell3 属于MSCA的覆盖区 移动到cell5 属于MSCB的覆盖区 中 通过检测由BTS5持续发送的广播信息 移动台发现新收到的LAI与目前存储并使用的LAI不同 位置登记概念 移动台通过BTS5和BSCB向MSCB发送 我在这里 的位置更新请求信息 MSCB把含有MSCB标识和移动台识别码的位置更新信息传送给HLR 鉴权或加密计算过程从此时开始 HLR返回响应信息 其中包含全部相关的移动台数据 在VLRB中进行移动台数据登记 通过BTS5把有关位置更新响应的信息传送给移动台 如果重新分配TMSI 此时一起送给移动台 通知MSC VLRA删除有关此移动台的数据 位置登记概念 位置登记概念 3 位置删除如前所述 当移动台移动到一个新的位置区并且在该位置区的VLR中进行登记后 还要由其HLR通知原位置区中的VLR删除该移动台的相关信息 这叫做位置删除 位置登记概念 4 IMSI分离 附着移动台的国际移动台识别码 IMSI 在系统的某个HLR和VLR及该移动台的SIM卡中都有存储 移动台可处于激活 开机 和非激活 关机 两种状态 当移动台由激活转换为非激活状态时 应启动IMSI分离进程 在相关的HLR和VLR中设置标志 这就使得网络拒绝对该移动台的呼叫 不再浪费无线信道发送呼叫信息 当移动台由非激活转换为激活状态时 应启动IMSI附着进程 以取消相应HLR和VLR中的标志 恢复正常 位置登记概念 5 周期性位置登记 周期性位置登记指的是为了防止某些意外情况的发生 进一步保证网络对移动台所处位置及状态的确知性 而强制移动台以固定的时间间隔周期性地向网络进行的位置登记 可能发生的意外情况如 当移动台向网络发送 IMSI分离 信息时 由于无线信道中的信号衰落或受噪声干扰等原因 可能导致GSM系统不能正确译码 这就意味着系统仍认为该移动台处于附着状态 再如 当移动台开着机移动到系统覆盖区以外的地方 即盲区之内时 GSM系统会认为该移动台仍处于附着状态 位置登记概念 如果系统没有采用周期性位置登记 在发生以上两种情况之后 若该移动台被