第九讲GSM的接续和移动性管理(一)
GSM规范及移动通信
GSM规范及移动通信《GSM 规范及移动通信》在当今高度信息化的社会,移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从日常的沟通交流到商业活动的开展,从娱乐消遣到紧急救援,移动通信的身影无处不在。
而 GSM 规范作为移动通信领域的重要基石,为全球范围内的移动通讯提供了统一的标准和规范,极大地促进了移动通信的发展和普及。
GSM 是 Global System for Mobile Communications 的缩写,也就是全球移动通信系统。
它是由欧洲电信标准协会(ETSI)制定的一个数字移动通信标准。
GSM 规范的出现,解决了以往模拟移动通信系统中存在的诸多问题,如频谱利用率低、通话质量不稳定、安全性差等。
GSM 规范的核心特点之一是采用了数字信号处理技术。
与模拟信号相比,数字信号具有更强的抗干扰能力和更高的频谱利用率。
这意味着在相同的频谱资源下,GSM 系统能够支持更多的用户进行通信,同时保证了通话的清晰和稳定。
而且,数字信号还便于进行加密处理,提高了通信的安全性,保护了用户的隐私。
在网络架构方面,GSM 系统主要由移动台(MS)、基站子系统(BSS)和网络子系统(NSS)三大部分组成。
移动台就是我们日常使用的手机等终端设备,它负责与基站进行通信。
基站子系统则包括基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC),主要负责无线信号的收发和管理。
网络子系统包括移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)等,负责完成用户的呼叫控制、位置管理、鉴权认证等功能。
GSM 规范还定义了一系列的空中接口协议,用于规范移动台与基站之间的通信。
其中,最为关键的是时分多址(TDMA)技术。
通过将时间划分为不同的时隙,多个用户可以在同一频率上分时复用,从而实现了频谱资源的高效利用。
此外,GSM 规范还规定了频率分配、调制方式、编码方式等一系列技术参数,确保了不同厂家生产的设备能够相互兼容,实现全球范围内的漫游。
移动通信的移动性管理
移动通信的移动性管理在当今高度数字化的时代,移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是日常的沟通交流、获取信息,还是进行各种商业活动,移动通信都发挥着至关重要的作用。
而在移动通信系统中,移动性管理是一个关键的环节,它确保了用户在移动过程中能够持续、稳定地享受通信服务。
那么,什么是移动通信的移动性管理呢?简单来说,移动性管理就是指移动通信系统对移动终端(如手机、平板电脑等)的位置、状态和连接进行管理和控制的一系列技术和策略。
其主要目标是保证用户在移动过程中,通信不会中断,服务质量不受影响,同时还能有效地利用网络资源。
移动性管理包括多个方面的内容。
首先是位置管理。
当用户在移动过程中,其所在的位置会不断发生变化。
移动通信系统需要及时、准确地了解用户的位置信息,以便能够将呼叫、短信等通信请求正确地路由到用户所在的区域。
为了实现这一点,系统会将整个覆盖区域划分成多个小区,每个小区都有自己的标识。
当用户从一个小区移动到另一个小区时,系统会通过一系列的信令交互来更新用户的位置信息。
切换管理也是移动性管理的重要组成部分。
当用户在移动过程中,从一个小区的覆盖范围进入另一个小区的覆盖范围时,如果当前小区的信号质量下降,而新小区的信号质量更好,系统就会发起切换操作,将用户的通信连接从当前小区切换到新小区,以保证通信的连续性和质量。
切换可以分为硬切换和软切换两种类型。
硬切换是指在切换过程中,先断开与原小区的连接,再建立与新小区的连接;而软切换则是在与新小区建立连接的同时,保持与原小区的连接,直到新小区的连接稳定后再断开原小区的连接。
软切换可以减少切换过程中的通信中断,但也会占用更多的系统资源。
功率控制也是移动性管理中的一个关键环节。
由于用户与基站之间的距离和传播环境不断变化,为了保证通信质量,系统需要对用户终端的发射功率进行控制。
如果发射功率过大,会对其他用户造成干扰;如果发射功率过小,则会影响通信质量。
因此,系统会根据用户的位置、信号强度等信息,动态地调整用户终端的发射功率,以达到最优的通信效果。
接续和移动性管理
接续和移动性管理
一、概述
在移动网中,为了建立一个呼叫连接需要解决三个问题:
①用户所在的位置;
②用户识别;
③用户所需提供的业务
二、位置更新
位置更新目的是使移动台总与网络保持联系,以便移动台在网络覆盖范围内的任何地方都能接入到网络内。
GSM系统的位置更新包括三个方面的内容:第一,移动台的位置登记;第二,当移动台从一个位置区域进入一个新的位置区域时,移动系统所进行的是通常意义下的位置更新;第三,在一定的特定时间内,网络与移动台没有发生联系时,移动台自动地、周期性地(以网络在广播信道发给移动台的特定时间为周期)与网络取得联系,核对数据。
1、位置更新请求过程
通常移动用户处于开机空闲状态时,被锁定在所在小区的广播信道(BCCH)载频上。
2、移动用户位置更新涉及了两个VLR的位置更新过程
(1)网络端接收到请求信息后便将移动台注册到一个新的VLR区域
(2)用户的归属寄存器HLR与新的VLR交换数据得到移动用户的新位置信息
(3)HLR通知移动台所属的旧的VLR删除用户有关信息。
GSM系统的接续和移动性管理
MS 关机后再开机
❖ 关机后又开机的,MS接收到的LAI(LAI是在空中 接口上连续发送的广播信息的一部分)与它SIM卡 中原来存储的LAI不一致,立即向MSC发送“位置 更新请求” 。
❖ 若MS关机再开机时,所接收到的LAI与它SIM卡中 原来存储的LAI相一致,那么MSC只对该客户作 “附着”标记。
客户状态
MS开机进入空闲状态 MS关机 MS忙
IMSI Attach/Detach
MS在开关机时需向系统报告,以便系统在 MSC/VLR中对其打上附着/分离标记。只有MS附着 到网络上,它才能进行各种业务程序,一旦MS从 网络中分离,MSC/VLR将对此用户标记为无效用户, 此后不再对其发送对该用户的寻呼信息。
再如MS开着机,可移动到覆盖区以外的地方,即盲区,GSM 系统也不知道,仍认为MS处于附着状态。此时该客户被寻呼。 系统就会不断地发出寻呼消息,无效占用无线资源。
为解决上述问题,GSM系统采取了强制登记的措施。 例如要求MS每30分钟登记一次(时间的长短由运营者 设定),这就是周期性登记。
4 GSM的接续和移动性管理(一)
移动用户至固定用户的出局呼叫
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 的 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 正确地收到自己的分配信息后 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” 之间建立起一条信令传输链路。 发送“ 上, 从而和 之间建立起一条信令传输链路。 通过 向 发送 业务请求” 信息。 启动鉴权过程, 进行鉴权。 信息。 MSC启动鉴权过程 网络开始对 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 进行鉴权 若鉴权通过, 向 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), 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 若需要进行数据加密 的起始阶段。 要求BS给 分配一个无线业务信道(TCH)。 若BS中没有无线 的起始阶段。 MSC要求 给MS分配一个无线业务信道 要求 分配一个无线业务信道 。 中没有无线 资源可用, 则此次呼叫将进入排队状态。 找到一个空闲TCH, 则向 则向MS发指配命 资源可用 则此次呼叫将进入排队状态。若BS找到一个空闲 找到一个空闲 发指配命 以建立业务信道链接。连接完成后, 返回分配完成信息。 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 返回分配完成信息 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 息后 向固定网络发送 信息, 将呼叫接续到固定网络。 在用户 端的设备接通 信息 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 发回铃信息。 后, 固定网络通知 给 发回铃信息 此时, 进入呼叫成功状态并产 生回铃音。在用户 摘机后 固定网通过MSC发给 摘机后, 发给MS连接命令。MS作出应答并转 连接命令。 生回铃音。在用户B摘机后 固定网通过 发给 连接命令 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。 主呼固定用户的进程。 入通话。 至此 就完成了 主呼固定用户的进程
GSM蜂窝移动通信网络中移动性的管理
《移动通信》期中论文论文题目GSM蜂窝移动通信网络中移动性的管理姓名学号学院电气工程学院专业班级移动通信网络中移动性管理理论与技术的研究陈山枝1, 时岩2 , 胡博3(1. 电信科学技术研究院,北京 100083; 2. 北京邮电大学电信工程学院,北京 100876;3. 北京邮电大学网络与交换国家重点实验室,北京 100876)摘要:针对未来的多种接入网络共存、大量移动性终端接入需求的情况下,分析了移动性管理面临的全新挑战,指出将其作为信息通信网中的单独一门技术进行研究的必要性,阐述了移动性管理的定义和分类。
在此基础上,提出了移动性管理的网络参考模型和协议参考模型,对指导4G和未来的移动性管理技术发展具有十分重要的意义。
进而,按此模型分析和比较了国内外已有的各种移动性管理技术。
最后,指出了未来泛在、异构网络环境下移动性管理所面临的挑战与新课题。
关键词:移动性管理;参考模型;注册管理;位置管理;切换控制;异构接入1 引言未来的信息社会中,移动性的目标就是要实现“5W”通信,即任何人可在任何时候、任何地方、与任何人以及相关的物进行任何形式的通信,这就需要移动性管理技术来实现。
当今正从PC向移动计算(如笔记本电脑、PDA、智能手机等)和网络嵌入式设备(如无线传感器、无线远程遥控和遥测设备等)的历史性转型中。
2005年,全球约有超过20亿部手机(其中有4亿部有上网功能,且还在快速增长)、5亿台与互联网相连的PC/服务器;估计到2010年,全球与互联网相连的有超过10亿部笔记本电脑、PDA、智能手机和传感器等以及7.5亿台PC/服务器;到2015年,互联网上的传感器将达到50~100亿个[1],而其中的大量终端都有潜在的移动性需求,因此,移动性管理技术是未来无线移动通信和移动计算中最重要也最具有挑战性的问题之一。
ITU-T、IETF、3GPP、ETSI、MWIF、IST等诸多国际标准化组织都将移动性管理作为非常重要的一个方面进行研究。
G通信技术的网络切换和移动性管理
G通信技术的网络切换和移动性管理移动通信技术的快速发展使得人们可以随时随地进行通信和访问互联网。
其中G通信技术作为一种先进的无线通信技术,为用户提供了更快速、更稳定的网络连接。
在G通信技术中,网络切换和移动性管理起着至关重要的作用。
本文将探讨G通信技术的网络切换和移动性管理的相关知识。
一、G通信技术简介G通信技术是第四代移动通信技术,也被称为LTE(Long Term Evolution),其主要特点是高速、低时延和大容量。
G通信技术利用基站与用户终端之间的无线传输,将语音、数据和视频等服务传输到用户手中。
由于G通信技术的高速性能和广阔的覆盖范围,它被广泛应用于移动通信、物联网和智能交通等领域。
二、网络切换网络切换是指用户在移动中从一个无线网络切换到另一个无线网络的过程。
在G通信技术中,网络切换分为两种类型:水平切换和垂直切换。
1. 水平切换水平切换是指用户在同一网络中从一个基站切换到另一个基站的过程。
该过程通常发生在用户在不同基站的边缘区域移动时或者基站之间负载不均衡时。
水平切换的目的是保持用户在通话或数据传输过程中的连续性和稳定性。
2. 垂直切换垂直切换是指用户在不同网络之间切换的过程。
在G通信技术中,不同网络可以是不同类型的无线网络,例如从LTE到WCDMA或CDMA2000。
当用户的位置移动到无法接收到当前网络信号的区域时,系统会自动进行垂直切换,以保持用户的网络连接。
三、移动性管理移动性管理是指在移动通信中管理用户在不同网络之间移动的过程。
G通信技术的移动性管理涉及到以下几个关键技术:1. 位置管理位置管理是指跟踪用户的位置信息,以便系统能够找到用户并进行网络切换。
在G通信技术中,位置管理通过位置寄存器(Location Register)和主寄存器(Home Register)的组合实现。
用户在移动时,位置寄存器记录其当前位置信息,主寄存器记录用户的主要位置信息。
当用户移动到新的基站中时,系统会通过位置寄存器更新用户的位置信息。
《GSM基础知识》学生手册讲义
GSM基础知识目录第一章GSM系统概况 (4)第一节GSM系统简介 (4)一GSM系统组成 (4)二GSM的基本特点 (5)三GSM系统发展概况 (7)第二节GSM网络结构概述 (7)一GSM网络结构介绍 (7)二网元功能介绍 (7)三常用接口简介 (11)第二章GSM网络基本概念 (12)第一节编号计划 (12)一国际移动客户识别码(IMSI) (12)二移动台ISDN号码(MSISDN) (12)三移动客户漫游号码(MSRN) (13)四临时移动客户识别码(TMSI) (13)五位置区识别码(LAI) (13)六全球小区识别码(CGI) (13)七基站识别码(BSIC) (14)八国际移动台设备识别码(IMEI) (14)第二节移动性管理 (14)一位置区 (14)二位置更新 (16)三切换 (18)四漫游 (21)第三节安全性管理 (22)一鉴权 (22)二加密 (23)三IMEI CHECK (24)四TMSI (25)五PIN和PUK (25)第三章GSM业务介绍 (26)第一节GSM系统的业务分类和特征 (26)一业务分类 (26)二业务特征 (26)第二节基本业务呼叫流程 (28)一MOC和MTC (28)二SMS_MO和SMS_MT (28)第四章GSM无线网络概述 (31)第一节频率/时间分隔蜂窝系统 (31)一小区结构和载频复用 (31)二工作频带和载频间隔 (32)第二节多址连接技术和帧结构 (33)一频分多址(FDMA) (35)二时分多址(TDMA) (35)三帧的结构 (36)第三节数字信号与信号的调制 (37)一数字信号 (37)二信号的调制 (37)第四节信道和突发脉冲序列 (38)一信道 (38)二突发脉冲序列 (40)第一章GSM系统概况第一节GSM系统简介一GSM系统组成GSM网络是由三个子系统组成的,它们是:网络交换子系统(NSS)、基站子系统(BSS)、网络管理子系统(NMS)。
GSM移动通信系统网络技术简介
GSM移动通信系统网络技术简介GSM移动通信系统网络技术简介GSM 移动通信系统网络技术简介GSM 是Global System For Mobile Communications 的缩写,它的意思是指全球移动通信系统。
在这里,我们对GSM 移动通信系统的基本构成、GSM 移动通信系统对移动特性的管理以及呼叫建立的基本过程等内容作简单介绍。
一、 GSM 通信系统的组成:Air AMsM O&MGSM 网被分成三个子系统:网络交换子系统(NSS )、基站子系统(BSS )、网管子系统(NMS )。
1.NSS 的单元又分为:MSC (移动业务交换中心) VLR (拜访位置寄存器) HLR (本地位置寄存器)MSC 在移动网中负责呼叫控制。
它识别呼叫的始发地和目的地以及呼叫类型。
一个在移动网和固定网之间起桥梁作用的MSC 称为网关MSCMS NSS NMS BSS(Gateway MSC)。
通常,VLR和MSC放在一起,保存当前登陆在该MSC服务区的手机用户相关信息。
VLR执行位置登记和更新,MSC与其配合启动寻呼处理。
VLR数据库里存放的用户信息是临时的(只要用户还在业务区内,数据就被保持),而HLR存放用户的永久性的数据。
除了固定数据外,HLR还有一个临时的数据库,它包含了它的用户的当前位置信息,这个数据用于呼叫路由。
此外,NSS 还有另外两个单元:鉴权中心(AC)和设备识别寄存器(EIR)。
它们通常作为HLR的一部分,主要处理安全方面的问题。
NSS的主要功能总结如下:呼叫控制:识别用户,建立呼叫,通话结束后释放连接。
计费:收集有关呼叫的计费信息,如:主叫和被叫的号码、时间、事务处理的类型等,并送至计费中心。
移动管理:保持用户的位置信息。
和其它网络、基站相关的信令。
用户数据处理:存放在HLR中的永久数据和VLR中的相关的临时数据。
用户定位:在呼叫建立之前定位用户。
2.基站子系统(BSS)基站子系统由下列单元组成:BSC 基站控制器BTS 基站TC 码形转换器BSC是BSS系统的核心网络单元,它控制无线网络。
通信网原理与技术-移动性管理
通过发送寻呼请求来寻找特定移 动设备的过程。寻呼请求可以基 于移动设备的注册信息、位置信 息或任何其他相关标识。
切换控制和路由优化
切换控制
当移动设备从一个通信区域移动到另一个通信区域时,负责 确保通信不中断的技术。这涉及到与新的基站建立连接,同 时保持与原基站的连接,直到移动设备完全转移到新区域。
03
移动通信网络中的移动性管理
移动通信网络的架构与组成
无线接入网络
提供无线通信服务,包括基站和无线设备。
核心网络
负责处理和管理移动设备的通信,包括移动交换 中心和业务控制节点。
传输网络
负责数据传输,包括光缆和卫星通信网络。
移动通信网络中的移动性管理策略
位置管理
01
跟踪和管理移动设备的位置信息,确保通信的连续性和服务质
多设备协同与无缝连接
移动互联网环境下,用户通常使用多个设备进行通信和数据传输, 需要实现多设备间的协同与无缝连接。
05
未来移动性管理的发展趋势
人工智能在移动性管理中的应用
01
人工智能技术可以用于预测和优化移动设备的移动轨迹和行为, 提高网络资源利用率和用户体验。
02
人工智能可以通过学习用户的行为模式和网络状态,自动调整
量。
切换管理
02
处理移动设备在移动过程中从一个基站切换到另一个基站的过
程。
访问控制和认证
03
确保只有授权的移动设备能够接入网络,并对设备进行身份验
证。
移动通信网络中的移动性管理协议
移动IP协议
支持移动设备在移动过程中保持IP地址不变, 实现无缝通信。
SIP协议
用于建立、修改和终止多媒体会话,支持语 音、视频和消息等通信方式。
无线通信网络中的移动性管理技术
无线通信网络中的移动性管理技术移动性管理技术是无线通信网络中的关键技术之一,它主要负责管理和处理用户在网络中的移动性问题。
在现代社会中,人们对移动通信设备的需求不断增长,移动性管理技术的重要性也随之增加。
本文将介绍无线通信网络中常用的移动性管理技术,并讨论其应用和发展前景。
I. 简介无线通信网络中的移动性管理技术是指通过一系列的算法和协议,实现移动用户在网络中的无缝切换和接入,以确保用户可以在不同的网络环境中保持通信连接。
移动性管理技术包括位置管理、手动与自动寻址、移动用户认证等方面。
II. 位置管理位置管理是移动性管理技术的核心任务之一,它主要负责跟踪移动用户在网络中的位置。
在无线通信网络中,位置管理分为基于网络和基于终端两种策略。
基于网络的位置管理通过在网络中的多个位置池中存储用户当前位置的信息,以快速、准确地定位用户。
而基于终端的位置管理则是终端设备主动向网络发送位置更新请求,实现位置的更新和管理。
III. 手动与自动寻址手动寻址和自动寻址是网络中移动性管理的两种典型方式。
手动寻址需要用户主动向网络提供所在位置的信息,然后由网络进行相应的处理。
这种方式相对简单,但需要用户的参与,且对网络带宽和资源需求较高。
自动寻址则是通过网络设备之间的自动协商和信息交换,实现对移动用户的位置更新和管理。
这种方式相对更加智能和高效,但需要网络设备具备相应的协议支持。
IV. 移动用户认证移动用户认证是保障网络安全的重要环节,同时也是移动性管理技术中的一项重要任务。
移动用户认证通过验证用户的身份信息和权限,确保用户合法地接入网络,并获得相应的服务和资源。
常用的移动用户认证方式包括密码认证、指纹识别、证书认证等。
V. 应用和发展前景移动性管理技术在无线通信网络中具有广泛的应用和发展前景。
目前,移动性管理技术已经得到了广泛的应用,例如在移动通信网络、物联网、智能交通系统等领域。
随着5G技术的不断发展和普及,移动性管理技术将会面临更多的挑战和机遇。
GSM信令接续流程(精)
GSM系统信令接续流程摘要文章以MS发起的主叫通话为例,说明在GSM系统中,实现一次通话所需的信令接续过程。
以应用层(L3的三层连接(RR、MM、CC为构架,对L3的通信过程进行分析,介绍每条信令中的一些主要参数以及该信令在通话过程中所起的作用。
关键词信令接续无线资源管理移动性管理呼叫管理GSM系统使用类似OSI协议模型的简化协议,包括物理层(L1、数据链路层(L2和应用层(L3。
L1是协议模型最底层,提供物理媒介传输比特流所需的全部功能。
L2保证正确传递消息及识别单个呼叫。
在GSM系统中,无线接口(Um上的L1和L2分别是TDMA帧和LAPDm协议。
在网络侧,Abis接口和A 接口使用的L1均为E1传输方式,L2分别为LAPD和MTP协议。
在Um接口,MS每次呼叫时都有一个L1和L2层的建立过程,在此基础上再与网络侧建立L3上的通信。
在网络侧(A和Abis接口,其L1和L2(SCCP除外始终处于连接状态。
L3层的通信消息按阶段和功能的不同,分为无线资源管理(RR、移动性管理(MM和呼叫控制(CC三部分。
1、建立RR连接RR的功能包括物理信道管理和逻辑信道的数据链路层连接等。
在任何情况下,MS向系统发出的第一条消息都是CH-REQ(信道请求,要求系统提供一条通信信道,所提供的信道类型则由网络决定。
CH-REQ有两个参数:建立原因和随机参考值(RAND。
建立原因是指MS发起这次请求的原因,本例的原因是MS发起呼叫,其它原因有紧急呼叫、呼叫重建和寻呼响应等。
RAND是由MS确定的一个随机值,使网络能区别不同MS所发起的请求。
RAND有5位,最多可同时区分32个MS,但不保证两个同时发起呼叫的MS的RAND值一定不同。
要进一步区别同时发起请求的MS,还要根据Um接口上的应答消息。
CH-REQ消息在BSS内部进行处理。
BSC收到这一请求后,根据对现有系统中无线资源的判断,分配一条信道供MS使用。
该信道是否能正常使用,还需BTS作应答证实,Abis接口上的一对应答消息CHACT(信道激活和CHACK(信道激活证实完成这一功能。
移动通信的移动性管理
位置登记的过程
在现有的移动通信系统中,将覆盖区域分为若干 个登记区RA(Registration Area)(在GSM 中,登记区称为位置区LA——Location Area)。 当一个移动终端(MT)进入一个新的RA,位置 登记过程分为三个步骤: ➢ 在管理新RA的新VLR中登记MT ➢ 修改HLR中登记服务该MT的新VLR的ID ➢ 在旧VLR和MSC中注销该MT
引起切换的基本原因
❖ 信号强度太弱; ❖ 信号质量太差; ❖ 信号干扰太大:这种切换发生主要原因是干
扰,即移动用户正在使用的信道受到突然的 干扰,于是被切换到同一个小区的另一个信 道来避开干扰。 ❖ 移动用户离基站太远; ❖ 存在一个更合适的小区:这是从整个系统角 度来考虑的,若能够为移动用户找到一个更 加合适的小区并切换过去,就能降低整个系 统的干扰情况。
移动通信技术
什么是移动性管理
在移动通信系统中,移动终端没有固定的连接点, 这个连接点是动态的,是随着用户的移动而不断改 变的。因此,移动通信是由动态(移动)的终端通过 动态的连接点而构成一个动态的通信链路。利用 “动态”性满足“移动服务”是实现移动性网络的 一项核心技术,这就是移动性管理.
移动性管理的内容
正在通话的客户从一个小区移向另一个小区;
MS在两个小区覆盖重叠区进行通话,可占用的 TCH这个小区业务特别忙,这时BSC通知MS测试 它邻近小区的信号强度、信道质量,决定将它切换 到另一个小区,即业务平衡切换;
由于外界干扰造成的通话质量下降而必须改变原 有的业务信道转换到一条新的空闲信道上去,以保 持通话.
移动通信的移动性管理
1.1 空闲状态--位置登记 1.2 通话状态--越区切换
切换概念
将一个正处于呼叫建立状态 或忙状态的MS转换到新的业务 信道上的过程称为切换.
通信技术《GSM移动性管理名词解释》
名词术语
学习情境一:夯实GSM理论根底
任务:GSM移动性管理
●小区选择
当移动台开机或脱网后,它会试图与SIM卡允许的GSM N取得联系,因此移动台将选择一个适宜的小区,并从中提取控制信道的参数和其它系统信息,这种选择过程被称为“小区选择〞。
●位置更新
为了确认移动台的位置,每个GSM覆盖区都被分为许多个位置区,一个位置区可以包含一个或多个小区。
网络将存储每个移动台的位置区,并作为将来寻呼该移动台的位置信息。
对移动台的寻呼是通过对移动台所在位置区的所有小区中寻呼来实现的。
如果MSC容量负荷较大,它就不可能对所控制区域内的所有小区一起进行寻呼,因为这样的寻呼负荷将会很大,这就需引入位置区的概念。
当移动台从一个位置区进入另一个位置区,就进行位置更新。
●越区切换
越区切换就是将一个正在处于呼叫或忙状态的MS转换到新的业务信道上的过程。
在蜂窝移动通信网中,切换是保证移动用户在移动状态下实现不间断通信。
切换也是为了在移动台与网络之间保持一个可以接受的通信质量,防止通信中断,这是适应移动衰落信道特性的必不可少的措施。
特别是由网络发起的切换,其目的是为了平衡效劳区内各小区的业
务量,降低高用户小区的呼损率的有力措施。
切换可以优化无线资源〔频率、时隙、码〕的使用;还可以及时减小移动台的功率消耗和对全局的干扰电平的限制。
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用 户A P STN / ISDN GMSC
HLR
VL R
MSISDN
MSISDN
IMSI
MSRN
MSRN 链路
LAI
应答
MSC
IMSI 呼叫
BTS
用 户B MS
IMSI 呼叫
固定用户至移动用户的入局呼叫流程图
8
移动用户至固定用户的出局呼叫
这种情况属于移动用户被呼的情况。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。 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(Immediate Assignment), 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。
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
信 道 请求
BSC 信 道 请求
MSC / VLR
用户B P STN / ISDN
SD CCH 应答
立 即 分配 业 务 请求 信 息 要 求 分 配 TCH
TCH
分 配 完成
回铃
(用 户 B摘 机 )连 接 命 令 应答、通话
IA M 回铃
移动用户至固定用户的出局呼叫流程图
12
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。
6
固定用户至移动用户的入局呼叫
3 bit
3 bit
P LMN
ISDN / P STN
HLR
用户A ISUP / TUP
MAP GMSC
VLR
BSSMA P
MSC
BSC
ISUP / TUP
LAP D DTAP
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
7
LAP Dm 用户B
固定用户至移动用户的入局呼叫
15
释放
P STN / ISDN RE L RL C
MSC
BSC
数据流
断连 (D TA P )
(D TA P )
释 放 完成 (D TA P )
清 除 命令 (BS SMAP )
清 除 完成 (BS SMAP )
SCCP-RL SD SCCP-RL C
MS
释放
信 道 释放 断连
UA (断 连 )
(层 2) (层 2)
13
释放
在GSMⅡ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。
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释放
P STN / ISDN
释放 释放 完成
MSC
BSC 数据流
(D TA P)
释放 (D TA P)
(D TA P)
清 除 命令 (BSSMAP )
清 除 完成 (BSSMAP )
SCCP-RL SD SCCP-RL C
MS 断连
释 放 完成
信 道 释放 断连
UA
(层 2) (层 2)
由MS发起的释放
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移动用户至固定用户的出局呼叫
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。 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。
第九讲 GSM的接续和移动性管理(一)
主要内容
呼叫处理
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呼叫处理
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 139H1H2H3ABCD), 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)。
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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。
由网络端发起的释放
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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。
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移动用户至固定用户的出局呼叫
P LMN ISDN / P STN
用户B ISUP / TUP
VL R
MSCΒιβλιοθήκη BSSMA PBSC
LAP D DTAP
移 动 用户 至 固 定用 户 的 出局 呼 叫
LAP Dm 用户A
移动用户至固定用户的出局呼叫框图
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移动用户至固定用户的出局呼叫
用户A
MS
BTS