位置更新 Location Update.doc

位 置 登 记 （LOCATION REGISTER） （关 键 字 ： LOCATION REGISTER，LOCATION UPDATE，LOCATION AREA，MS，HLR，VLR，IMSI，TMSI，DEATCH，ATTACH）一， 什 么 是 位 置 登 记；数 字 移 动 通 信 系 统 的 一 个 优 点 即 为 实 现 自 动 漫 游。 在 一 般 情 况 下， 网 络 都 能 够 知 道 终 端 用 户 的 位 置， 从 而 实 现 语 音， 数 字 或 其 它 业 务 的 正 常 接 续 和 实 现。 这 就 有 一 个 位 置 登 记（LOCATION REGISTION） 的 过 程 和 机 制。 当 终 端 用 户 的 一 些 信 息 发 生 变 化 时， 它 将 通 知 系 统， 使 得 其 在 一 些 位 置 登 记 器（LOCATION REGISTER） 中 的 相 应 信 息 能 够 及 时 体 现 准 确 情 况。当 然 在 有 些 情 况 下 系 统 通 过 机 制 判 断 终 端 用 户（ 以 下 由MS MOBILE STATION 代 替 ）状 态， 直 接 对 系 统 中 存 储 的 用 户 有 关 信 息 进 行 修 改。在GSM 系 统 中， 有 两 类 LOCATION REGISTER， 即：HLR：（HOME LOCATION REGISTER） 和VLR：（VISTOR LOCATION REGISTER）。 其 中HLR 中 “ 永 久”存 储 所 有 的 用 户 参 数 和 相 关 位 置 信 息， 而VLR 中 存 储 用 户 相 关 的 一 些 数 据 当 该 用 户 在 其 服 务 区 域 时。 对 于MS 登 记 的 位 置 信 息 来 说， 其 单 位 为 位 置 区 域（LOCATION AREA）。 一 个MSC 可 能 包 括 一 个 或 数 个LAC， 一 个VLR 可 以 服 务 于 一 个 或 数 个MSC 区 域（ 现 在 一 般 一 个 对 一 个）。二， 位 置 登 记 的 种 类；位 置 登 记 包 括 四 种 类 型：1， 常 规 的 位 置 更 新（NORMAL LOCATION UPDATE） 就 是 当MS 从 一 个LAC 进 入 另 一 个LAC 时， 而 向 系 统 发 出 位 置 更 新 请 求。 系 统 将 修 改 其 相 应 的 位 置 信 息。当 然 这 两 个LAC 可 能 属 于 同 一 个 VLR ， 也 可 能 属 于 不 同 的VLR。 当 在 两 个VLR 间 做 位 置 更 新 时， HLR 必 须 被 通 知 到， 而 只 是 在 同 一 个VLR 下 做 位 置 更 新 时， 就 不 需 通 知 HLR。2， 位 置 删 除（LOCATION CANCELLATION）纯 的 （SIMPLY）位 置 删 除 行 为 是 指 维 护 者 从HLR 或VLR 中 删 除 相 关 用 户 信 息。 其 它 常 见 的 位 置 删 除 是 包 涵 在 不 同VLR 间 位 置 更 新 的 一 个 子 操 作： 即HLR 要 求 “PREVIOUS VLR” 删 除 已 经 到 其 它VLR 下 的 用 户 的 信 息。3， 周 期 性 位 置 更 新（PERIOD LOCATION UPDATE）指 MS 如 果 在 一 定 的 时 间 没 有 和VLR 进 行 任 何 联 系 后， 被 要 求 和 系 统 进 行 一 次 联 系 的 过 程。 具 体 操 作 为MS 中 存 储 周 期 性 位 置 更 新 计 时 器， 当 计 时 器 超 出 一 设 定 门 限 时， 会 自 动 启 动 位 置 更 新 过 程。 它 将 修 改 （ 重 新 设 置）MS 最 后 和 系 统 联 系 的 时 间。 当 然 每 一 次 手 机 和VLR 发 生 一 次 联 系， 该 计 时 器 都 会 被 清 零。4， 开、 关 机（IMSI ATTACH、IMSI DEATCH）开 关 机 有 两 种 类 型：A， 明 确 的 开 关 机（EXPLICIT IMSI ATTACH/DEATCH）当 MS 电 源 开 关 开 启 或 切 断 时， 它 会 启 动 一 个IMSI ATTACH 或IMSI DEATCH 的 过 程。 其 目 的 就 是 通 知 系 统MS 进 入 活 跃（ACTIVE STATE ）或 不 活 跃 状 态（INACTIVE STATE）B， 假 定 的 关 机（ IMPLICIT DEATCH）当MS 长 时 间 没 有 和 系 统 （ 特 指VLR）联 系 后， 系 统 会 认 为 手 机 已 经 关 机 或 不 能 正 常 提 供 业 务 服 务。 VLR 中 有 一 个 计 时 器DEATTCH TIMER 控 制 这 个 过 程。IMPLICIT DEATTCH 和PERIOD LOCATION UPDATE 有 紧 密 关 系。IMPLICIT DEATTCH 必 须 由PERIOD LOCATION UPDATE 来 保 证。 而IMPLICIT DEATTCH 的TIMER 必 须 大 于 等 于LOCATION UPDATE 的TIMER。三， 位 置 登 记 中 所 涉 及 的 子 系 统；一 个 位 置 登 记 的 过 程 经 常 要 涉 及MS，BSS，MSC，VLR，HLR 等 GSM系 统 的 主 干 子 系 统。 位 置 更 新 的 请 求（LOCATION UPDATE REQUEST） 通 常 由MS 发 出， 这 是 在MS 比 较 收 到 新 的LAC（LOCAL AREA CODE） 信 息 时， 它 会 请 求 做 位 置 更 新。BSS 系 统 设 置PERIOD LOCATION UPADTE 的 计 时 器， 同 时 广 播 给MS； 有 关LAC 的 标 识 信 息（LAI LOCAL AREA IDENTIFICATION） 也 是 由BSS 在 广 播 信 道 中（BCCH） 告 诉MS 的。 由 于LOCATION UPADTE 属 于MOBILITY EVENTs, 使 用 的 是DTAP 消 息， 所 以BSS 只 负 责 消 息 的 物 理 传 递， 不 做 翻 译 或 修 改。MSC 的 主 要 任 务 也 是 作 为 一 个 信 使， 传 递MS 和VLR 之 间 的 有 关 信 息。 当 然， 在 此 过 程 中， MSC 会 做 一 些 消 息 的 翻 译 或 转 化 工 作。VLR 是 位 置 登 记 中 的 “主 角”。 每 一 种 位 置 登 记 都 涉 及VLR 对 特 定 用 户 相 应 信 息 的 修 改。HLR 中 存 储 着 用 户 的 一 些 静 态 和 动 态 数 据。 静 态 数 据 主 要 是IMSI 和ISDN 的 映 射， 提 供 的 业 务 类 型 等，动 态 数 据 则 包 括 位 置，状 态 （ 是 否PURGE）等。 在LOCATION REGISTER 的 过 程 中，VLR 可 能 会 向HLR 要 求 传 送一 些 基 本 用 户 数 据 和 鉴 权 数 据。 还 有，HLR 可 能 会 要 求 原VLR 删 除 用 户 数 据（ 如 果 是VLR 间 做LOCATION UPDATE 或 该 用 户 被 永 久 的 从 该 网 络 中 被 删 除 时）四， 位 置 更 新 时 涉 及 的 一 些 子 过 程1， 位 置 登 记 请 求（LOCATION REGISTER REQUEST）常 见 的 有LOCATION UPDATE REQUEST( 包 括 LOCATION UPDATE 的 类 型 有IMSI ATTACH，PERIOD LOCATION UPDATE， 或NORMAL LOCATION) 和IMSI DETACH INDICATION 。2， 鉴 权（AUTHENTICATION）3， TMSI 重 新 分 配（TMSI REALLICATION）4， 标 识 过 程（IDENTIFY PROCEDURE）5， 加 密（CIPHERING）（ 现 在 中 国 GSM一 般 没 有）6， 1， 位 置 更 新 被 接 受（LOCATION UPDATE ACCEPT）2， 位 置 更 新 被 拒 绝（LOCATION UPDATE REJECT）7， 释 放 过 程（MM CONNECTION RELEASE）8， 在VLR 和HLR 之 间 常 传 递 的 信 息A， 开 始 位 置 更 新 过 程（LOCATION UPADTE PROCEDURE ）VLR 通 知HLR 某 用 户 （从 其 它VLR 进 入 本VLR） 做 位 置 更 新， 其 信 息 包 括 用 户 标 识（IMSI），VLR 地 址， 和MAP 路 由 等。B，（HLR）将 用 户 数 据 传 送 给VLR作 为 常 规 位 置 更 新 的 一 个 必 须 阶 段，HLR 会 将 有 关 用 户 数 据 传 送 给VLR， 以 便 其 做 相 应 处 理。 C ，位 置 删 除 过 程（LOCATION CANCELLATION PROCEDURE） 用 户 数 据 请 求（SUBSCRIBER PARAMETER REQUEST PROCEDURE）D， 倒 数 据（RECOVERY PROCEDURE）即 由VLR 向HLR 提 供 有 关 用 户 数 据。 发 生 在HLR 数 据 库 被 破 坏 后。 其 中2，3，4，5 和1 中 的IMSI DEATTH是 常 规 的MM 过 程， 而1 中 的LOCATION REQUEST 则 是 一 个 特 别 的MM 过 程（SPECIFIC MM PROCEDURE）五， 位 置 登 记 流 程；（LOCATION REGISTER SCENARIO）常 见 的 成 功 位 置 更 新 的 流 程 如 下：（ 不 涉 及GPRS）1, 在 一 个 MSC（VLR） 区 域 内 做LOCATION UPDATEBSS/MSC/VLRMS 无 线 信 道 LOC_UPD_ REQ(LAI,TMSIO) AUTHICATION LOC_UPD_ACCEPT(TMSIn) TMSI_REAL_CMP CLEAR AND RELEASE 2， 在 一 个 新 的VLR 下 做 位 置 更 新， 而 且 是 知 道 原 先 的VLR BSS/MSC/VLR(new)HLRVLR(old)MS LOC REQ（ LAI,TMSIO） SEND IDEN（TMSIO） SEND IDEN RES （IMSI(secu-rel-inf)） AUTH UPDATE LOCATION INSERT USER DATA INSERT USER DATA RES LOC ACCEPT UPDATE LOCATION RES CANCELLATION TMSI REALL COMP CLEAR AND RELEASE3， 在 一 个 新 的VLR 下 做 位 置 更 新， 而 且 是 没 法 知 道 原 先 的VLR BSS/MSC/VLR(new)MSHLR VLR(old) LOC REQ（ LAI,TMSIO） IDEN REQUEST IDEN RESPONSE（IMSI） SEND AUTH INFO SEND AUTH INFO RESPONSE AUTH UPDATE LOCATION INSERT USER DATA INSERT USER DATA RES LOC ACCEPT UPDATE LOCATION RES CANCELLATION TMSI REALL COMP CLEAR AND RELEASE4， 在 一 个 新 的VLR 下 做 位 置 更 新， 而 且 是 知 道 原 先 的VLR， 但 是 在 原VLR 中 遗 失 了 相 关 信 息 类 似 于 情 形 三。 只 是 接 口 上 多 一 个 新 的 VLR 向 旧VLR 要 有 关 鉴 权 信 息， 而 旧VLR 回UNKNOWN。六， 位 置 登 记 和 其 它 行 为 的 关 系。1， 和 呼 叫 的 关 系；建 立GSM 网 络 的 核 心 任 务 就 是 给 终 端 用 户 提 供 各 种 语 音， 数 字 服 务。 其 它 过 程 和 机 制（ 当 然 包 括 位 置 登 记） 也 就 是 为 此 服 务 的。LOCATION REGISTER 机 制 保 证 了 网 络 能 够“ 知 道” 用 户 的 位 置 和 状 态， 能 够 有 效 和 经 济 的 完 成 呼 叫 的 接 续 任 务。 有 一 种 特 殊 情 形， 即 在 做 位 置 更 新 时， 如 果 有 呼 叫 （ 或 短 消 息）进 入 启 动（ 包 括 手 机 做 主 叫 和 做 被 叫 的 情 况） ， 这 时 就 要 看FOLLOW ON 的 机 制 是 否 在 终 端 用 户 和 系 统 两 方 被 支 持 了。2， 和PURGE 的 关 系；PURGE 的 中 文 意 思 为 清 除， 肃 清 等。 其 过 程 为VLR 在 数 据 库 中清 除 一 个 长 期 未 和 系 统 联 系 的 用 户 的 数 据， 但 是 仍 将 保 留（ 冻 结） 该 分 配 给 该 用 户 的TMSI 以 及TMSI 和IMSI 之 间 的 映 射。 （ 具 体 时 间 需 要 由 运 维 者 定 义） 这 样 用 户 在 下 次 接 入 时 仍 然 可 以 用 该TMSI， 避 免 了 该TMSI 被 分 配 给 其 它 用 户， 而 该 用 户 在 下 次 用 存 在 终 端 中 的 TMSI 接 入 时 发 生了 映 射 错 误。VLR 在PURGE 用 户 时， 会 通 知HLR。 当HLR 被 通 知 到 以 后， 该 用 户 会 被 置 上“MS PURGED” 的 标 志。 一 个 被 标 上“PURGED” 的 用 户， 也 就 不 能 做 被 叫 或 被 前 转 短 消 息（ 类 似 一 个 已 关 机 的 用 户）。 当 该 用 户 重 新 在 本VLR 下 做 位 置 更 新 时， 或 本VLR 收 到HLR 的LOCATION CANCELLATION 时， 或 者 因 为O&M 因 素 被 删 除。 很 明 显，PURGED 机 制 和 位 置 更 新， 假 定 的 关 机 状 态 设 置 机 制 是 紧 密 结 合 在 一 起 的。PURGED 的 TIMER 必 须 大 于IMPLICIT DEATTCH 的TIMER。3， 和 切 换 的 关 系；LOCATION REGISTER 是 终 端 处 于IDLE 状 态 时 进 行 的 过 程， 切 换 是 在 ACTIVE 的 背 景 下 进 行 的。 在 切 换 时 不 能 同 时 进 行LOCATION UPDATE。 在LAC 间 甚 至MSC（VLR） 间 切 换 时， 先 切 换， 等 切 换 上 承 载 的 业 务 结 束 后 再 进 行LOCATION UPDATE。4， 一 些 用 户 数 据 的 变 化当 一 些 用 户 数 据 发 生 变 化 时，VLR 和HLR 会 交 流 相 关 数 据 。 一 般 说 来， 当 系 统（ 或O&M） 改 变 用 户 数 据 时， 在HLR 中 操 作， 然 后 由HLR 通 知VLR。 当 用 户 激 活 某 些 业 务（ 如 特 服） 时，VLR 会 通 知HLR。 参 考 文 献：1 GSM01.04: Digital cellular telecommunication system (Phase2+); Abbreviations and acronyms.2GSM03.02: Digital cellular telecommunication system (Phase2+); Network architecture.3GSM03.03: Digital cellular telecommunications system (Phase2+); Numbering, addressing and identification.4GSM03.07: Digital cellular telecommunication system (Phase 2+); Restoration procedures.5 GSM03.08: Digital cellular telecommunication system (Phase2+); Organization of subscriber data.6 GSM03.12” Dig