2.8. Описание основных процедур map
Выше отмечалось, что основными процедурами MAP являются изменение абонентских данных в регистрах HLR и VLR, передача информации о начислении платы, регистрация местонахождения абонента для сохранения возможности передачи исходящих и приема входящих вызовов (обеспечение возможности роуминга), перерегистрация и стирание предыдущей информации о местонахождении абонента и пр. Рассмотрим подробнее процедуру обновления данных о местонахождении (Location Update) мобильного терминала, пребывающего в исходном состоянии (без соединения). Дело в том, что для минимизации объема транзакций с HLR этот регистр содержит только информацию о местоположении MSC/VLR, к которым в данный момент подключен абонент, а уже этот VLR содержит более детальную информацию об абоненте, такую как зона, в которой реально перемещается абонент. Таким образом, VLR требует, чтобы его информация о местонахождении абонента обновлялась каждый раз, когда тот перемещается в другую зону, а HLR требует обновления своей информации о местонахождении абонента только тогда, когда тот меняет VLR.
Обновление данных о местонахождении может происходить, когда
MS (мобильная станция) только что включилась;
MS переместилась в пределах зоны одного и того же VLR, но в новую зону местонахождения LA;
MS переместилась в новую зону VLR;
Сработал таймер обновления местонахождения.
Когда мобильный терминал абонента включается первый раз, он сканирует радиоинтерфейс на предмет выбора соты с наиболее мощным принимаемым сигналом, затем декодируется информация, которая циркулярно передается станцией BTS, и мобильный терминал регистрируется в соте с самым сильным принимаемым сигналом (при условии, что эта сота не запрещена). Затем мобильный терминал регистрируется в сети, инициируя обновление данных о местонахождении, как показано на рис. 2.7.
Рис. 2.7. Процедура обновления данных о местонахождении в сети GSM
Представленная на рис. 2.7 последовательность начинается запросом канала, который передается из мобильного терминала в подсистему базовых станций BSS. Запрос содержит данные о причине установления связи – обновление местонахождения. Далее BSS назначает канал SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel) для этого мобильного терминала и дает ему команду перейти на этот канал, передав сообщение Немедленное назначение. По получении этого сообщения мобильный терминал переходит на назначенный SDCCH и передает запрос обновления данных о местонахождении. Запрос содержит данные, включающие в себя идентификатор зоны местонахождения, полученный мобильным терминалом, и идентификатор мобильного терминала. Идентификатором мобильного оборудования обычно служит либо международный номер International Mobile Subscriber Identity (IMSI), либо временный номер Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI).
Этот номер передается через BSS в MSC с помощью типового сообщения Complete Layer 3 Info (завершение информации уровня 3), входящего в состав SCCP Connection Request протокола SCCP.
Если мобильный терминал пытается зарегистрироваться с помощью TMSI, а этот TMSI не известен в MSC/VLR, то MSC/VLR может запросить у мобильного терминала передачу IMSI. Кроме того, MSC/VLR может запросить у мобильного терминала идентификатор самого телефонного аппарата IMEI для проверки.
После приема запроса изменить данные о местонахождении MSC/VLR может попытаться произвести аутентификацию терминала. Если MSC/VLR уже не имеет аутентификационной информации, он запрашивает эту информацию у HLR, используя операцию Send Authentication Info протокола MAP. С помощью этого же протокола домашний регистр HLR/AuC передает Return Result (RR) подсистемы MAP с несколькими (до пяти) векторами аутентификации, известными как триплеты. Каждый триплет содержит случайное число (RAND) и параметр Signed Response (SRES). Узел MSC передает в мобильный терминал запрос аутентификации Authentication Request, который содержит только RAND. В мобильном терминале выполняется такой же расчет, какой был сделан в HLR/AuC, затем он передает Authentication Response, содержащий параметр SRES. В свою очередь, MSC/VLR проверяет соответствие SRES, принятого от мобильного терминала, параметру SRES, принятому от HLR/AuC. Если соответствие подтверждено, MS считается аутентифицированной.
На этой стадии MSC/VLR использует операцию Update Location протокола MAP, чтобы информировать HLR о местонахождении абонента. Сообщение в HLR содержит IMSI абонента и сигнал Global Title Address (GTA) от MSC/VLR. Регистр HLR передает в VLR, где ранее был зарегистрирован абонент (если таковой имеется), сообщение Cancel Location (отмена местонахождения) протокола MAP. Тогда VLR удаляет все записанные данные, относящиеся к абоненту, и посылает в HLR сигнал Return Result.
Регистр HLR использует команду Insert Subscriber Data протокола MAP для VLR, чтобы информировать VLR о совокупности относящихся к рассматриваемому абоненту данных, включающих в себя информацию о дополнительных услугах. В свою очередь, VLR подтверждает получение информации. Затем HLR передает Return Result, после получения которого MSC/VLR передает в мобильный терминал сообщение DTAP Location Updating Accept. Затем он ликвидирует соединение SCCP с BSS. Это заставляет BSS освободиться от SDCCH путем передачи в мобильный терминал сообщения Channel Release.
Важной функцией MAP и ТСАР также является процедура хэндовера, обеспечивающая переключение вызова на более качественный радиоканал, управляемый как тем же, так и другим MSC, как это показано на рис. 2.8.
Рис. 2.8. Процедура хэндовера между BTS и между MSC
Когда вызываемому абоненту поступает входящий вызов, основной регистр HLR определяет, каким образом можно соединиться с абонентом в зависимости от его текущего местоположения. По мере перемещения абонента из одной зоны в другую содержимое основного регистра HLR постоянно обновляется с помощью сообщений ОКС7. Такой механизм позволяет мобильному абоненту абсолютно свободное передвижение в пределах всей сети без риска потерять входящие вызовы.
Помимо ТСАР и МТР протокол MAP также использует подсистему управления соединениями сигнализации SCCP, причем только не ориентированные на соединение классы услуг (классы 0 и 1). Основная задача SCCP при передаче сообщений роуминга заключается в пересчете глобального заголовка (Global Title – GT) в маршрутную информацию, т.е. в коды пунктов сигнализации на сети ОКС №7 в соответствии с несколькими планами нумерации. Для СПС стандарта GSM используются планы нумерации, определенные в следующих рекомендациях ITU-Т:
Е.163/164 – план нумерации телефонной сети и ISDN;
Е.214 – план нумерации ISDN и наземной подвижной сети;
Е.212 – план нумерации наземной подвижной сети (IMSI).
Параметры сообщений SCCP, которые используются подсистемой MAP для обеспечения роуминга, включают данные с учетом специфики подвижной связи. Например, параметр «Адрес вызываемой/вызывающей стороны» включает глобальный заголовок GT, равный 0100, номер подсистемы SSN определяет устройства СПС, которые обмениваются сообщениями (MSC, HLR,VLR, EIR). Само сообщение SCCP содержит данные, которые передаются между пользователями прикладных подсистем и обрабатываются только в устройствах СПС.