Обзор системы GSM dnl2601

Обзор системы GSM

обслуживающей соты, она сравнивает переданный LAI с LAI, сохраненной в SIM-карте MS. Если данные различаются, то осуществляется процедура Normal Location Update и в SIM карту записывается новое значение LAI.

Периодическая регистрация (Periodic Registration)

Если MS вышла за пределы радиочастотного покрытия или в случае разрядки батарей она не сможет ответить на Paging. Для того, чтобы избежать бесполезного использования ресурсов для вызова мобильной станции, используется периодическая регистрация.

Когда MS прослушивает системную информацию по каналу BCCH, ей сообщается, как часто она должна производить периодическую регистрацию в данной соте.

Периодическая регистрация контролируется параметром T3212 в BSC.

Implicit detach

В случае если MS не прошла периодическую регистрацию она может быть помечена в MSC как detached (implicit detach).

Таймеры периодической регистрации устанавливаются на BSC и MSC, а подсчитываются в MS и MSC. Значения таймеров должны быть установлены таким образом, чтобы исключить случайного перевода MS в состояние Implicit Detached. То есть таймер на MSC должен быть хотя бы не меньше, чем на

BSC.

Purging in VLR

В случае если мобильная станция находится в состоянии Detached долгое время (несколько суток), то абонентские данные будут удалены из VLR. Данная процедура называется MS Purging. После ее выполнения VLR оповестит HLR о том, что данные удалены и вместо номера MSC/VLR в графе

Location в HLR будет записано “MS Purged from VLR”.

163

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

Рис. 7.3 Процессы в режиме IDLE

10.1.1.2 Выбор PLMN

Как только MS включается или входит в зону обслуживания GSM она выбирает сеть PLMN. Сначала MS пытается найти домашнюю сеть. Если MS находит эту сеть, она регистрируется в ней и на дисплее трубки высвечивается наименование зарегистрированной PLMN (“registered PLMN”). После регистрации MS может устанавливать соединения. В случае, если MS не может найти домашнюю PLMN или зарегистрироваться в ней, она пытается выбрать другую сеть. Это осуществляется либо в автоматическом режиме, либо вручную.

164

Обзор системы GSM

В автоматическом режиме используется список существующих сетей PLMN, записанных в SIM-карте трубки, в то время как ручной режим предполагает использовать сеть по выбору и показывает сети доступные в данный момент. Обычно MS работает с собственной PLMN. Другая сеть PLMN может быть выбрана в том случае, если MS теряет «родную» сеть.

Например, собственная сеть не обнаружена, а есть какие-либо другие разрешенные PLMN. После выбора подходящей сети происходит обновление местоположения (location update).

Автоматический режим

В автоматическом режиме MS всегда стремится зарегистрироваться в домашней сети. Если таковая не обнаружена, то MS попытается зарегистрироваться в PLMN из разрешенного списка, перебирая их в порядке уменьшения параметра С1 (будет рассмотрен ниже).

Алгоритмы поведения MS зависят от производителя, но в общем у разных аппаратов они схожи. Например, если MS потеряла домашнюю сеть и зарегистрировалась в «чужой», то даже если появится снова домашняя сеть, MS сможет перейти в нее либо в ручном режиме, либо только при пропадании той самой «чужой» сети.

Ручной режим

В ручном режиме большинство аппаратов просто предлагают список доступных в этой области PLMN, а пользователь выберет ту, в которой захочет зарегистрироваться. В случае если пропала сеть, в которой была зарегистрирована MS, аппарат снова покажет список доступных сетей.

10.1.1.3 Выбор соты (Cell Selection)

Данная процедура заключается в сборе информации о параметрах сот и выборе наиболее подходящей.

При первом выборе соты существует две различных стратегии:

•Stored list selection. Список, в котором указываются номера BCCH частот в соседних сотах – BA лист (BCCH Allocation list). Данный список используется при обычной работе MS, а также может быть использован при включении питания на MS для ускорения регистрации.

165

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

•Normal cell selection. Обычная процедура выбора сот. Данная процедура выполняется в случае, если список BA недоступен.

Выбор соты. (Normal cell selection)

При реализации стратегии normal cell selection MS пытается выбрать наиболее подходящую соту.

Рис. 7.4 Выбор соты

166

Обзор системы GSM

Сота считается подходящей если:

•Сота принадлежит заданной PLMN.

•Доступ в соту не запрещен (Cell barred). Когда активирована эта услуга, MS не может активировать соединение в данной соте, но если MS уже находится режиме Busy (в разговорном состоянии), на эту соту может быть осуществлён хэндовер;

•Выполняется критерий выбора соты.

•Сота не принадлежит LA, находящейся в списке «запрещённых зон местоположения для национального роуминга»

Критерий выбора соты

Данный критерий основывается на оценке затухания сигнала на радиоинтерфейсе.

Пока MS находится в состоянии IDLE она постоянно вычисляет параметр С1. Критерием выбора соты является неравенство С1>0.

Данный параметр определяется как:

где

A = RXLEV − ACCMIN B = CCHPWR − P

Таблица 7.1 – Описание параметров для критерия выбора сот

Все выше приведённые параметры выражаются в dBm.

167

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

10.1.1.4 IMSI Attach

Когда MS выбрала подходящую соту, она пытается выполнить процедуру IMSI attach, которая содержит в себе следующие шаги:

1.MS передаёт в сеть сообщение «IMSI attach» указывая на то, что она изменила своё состояние из Detached в IDLE.

2.VLR определяет, существует ли запись об этоq MS. Если нет, то VLR посылает запрос на абонентские данные в HLR, к которому приписана данная MS.

3.После этого VLR осуществляет обновление состояния MS и переводит это состояние в IDLE.

4.На MS передается уведомление об успешно завершенной процедуре.

Рис 10.2 IMSI attach

10.1.1.5 Обновление местоположения (LU), тип - IMSI attach

Если MS изменила LА с выключенным питанием, то процедура IMSI attach может привести к обновлению местоположения MS. Во время выполнения процедуры IMSI attach VLR может определить, что номер LAI, который передает мобильная станция, отличается от LAI, сохраненного в графе Location абонентских данных VLR. Если это так, то VLR обновляет информацию о LAI мобильной станции.

168

Обзор системы GSM

10.1.2Сетевой роуминг

10.1.2.1Смена соты (Cell Reselection)

Измерения при смене соты (Cell reselection measurements)

После того, как сота была успешно выбрана, MS начинает измерять уровни сигналов в соседних сотах.

MS постоянно измеряет уровни сигналов на BCCH частотах обслуживающей и соседних сот. Номера частот передаются по сигнальному каналу в виде BA листа. Требуется, по крайней мере, 5 попыток измерения принятого сигнала для каждой близлежащей соты. Далее производится усреднение принятого уровня сигнала.

Чтобы отслеживать возможные изменения параметров обслуживающей соты, сообщения системной информации, переданные по BCCH, читаются один раз за 30 секунд. Кроме этого, MS пытается засинхронизироваться со структурами TDMA циклов соседних сот, чтобы каждые 5 минут считывать всю информацию, передаваемую по каналам BCCH. Эта информация содержит параметры, влияющие на процесс смены соты. Чтение информации осуществляется из максимум шести соседних сот, от которых прием идет с наиболее высоким уровнем сигнала. Список частот, а, следовательно, и сот, на которых проводятся измерения, берется из BA листа.

MS пытается декодировать параметр BSIC для шести соседних сот, имеющих наиболее высокий уровень несущих (по крайней мере каждые 30 сек) чтобы удостовериться, что она ещё контролирует те же самые соты. Параметр BSIC состоит из двух частей:

BSIC=NCC+BCC

NCC - Network Color Code (код сети);

BCC - Base Station Color Code (код базовой станции).

Если обнаруживается другой BSIC, то MS обрабатывает сигнал как новую частоту, и данные BCCH будут определены для этой несущей. Если мобильная станция считывает запрещенный NCC, то данная частота игнорируется.

Критерий смены соты (Cell reselection criteria)

Чтобы контролировать распределение нагрузки оператор может отдавать предпочтение определённым сотам по его усмотрению. Еще «система

169

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

приоритетов» позволяет контролировать скорость процесса смены сот, в частности, для быстродвижущихся объектов. Для этих целей используются параметры CRO, TO, и PT, которые передаются по каналу BCCH в каждой соте.

Смена соты производится при сравнении значений С2. Выбор соты производится по максимальному значению С2.

Параметр С2 подсчитывается следующим образом:

Параметры CRO, TO и PT определяются оператором на BSC для каждой

соты.

CRO – Cell Reselection Offset – смещение уровня для смены соты, [dB]; TO – Temporary Offset. Временное смещение, [dB];

PT – Penalty Time. Таймер действия временного смещения уровня. T – время [сек];

Параметр С2 используется в том случае, если мобильная станция соответствует стандарту GSM фазы 2.

MS в режиме Idle постоянно вычисляет значения C1, C2 для обслуживающей соты и соседних сот. Если любой из ниже перечисленных критериев выполняется, то MS принимает решение перейти на другую соту.

Причины, по которым MS осуществляет смену соты:

•Обслуживающая сота становится запрещённой для доступа.

•MS обнаруживает, что сигнал в направлении downlink неудовлетворительного качества (большой поток битовых ошибок).

•Параметр С1 для обслуживающей соты меньше нуля (С1<0) в течение 5 секунд, это означает, что потери на радиоинтерфейсе слишком большие и для MS требуется сменить соту.

•Значение параметра С2 для близлежащих сот превышает это же значение для обслуживающей соты в течение 5 секунд;

170

Обзор системы GSM

•MS неуспешно пыталась получить доступ в сеть ограниченное количество раз (определяется оператором).

10.1.2.2 Смена соты внутри LA

MS постоянно передвигается по всей сети. Если MS меняет соту внутри одной LA, процедура обновления местоположения в сети не выполняется. Информацию о том, что новая сота принадлежит той же LA, мобильная станция получает из канала BCCH соседних сот. По каналу BCCH передается LAI соты. MS сравнивает принятое значение LAI с тем, которое записано в SIM. Если LAI совпадают, то это означает, что обновление местоположения выполняться не будет.

10.1.2.3 Обновление местоположения внутри одного MSC/VLR

Если MS при смене соту обнаруживает смену LAI на основе анализа информации, передаваемой по каналу BCCH, она информирует об этом сеть. Когда MS передает сообщение об обновлении местоположения, MSC/VLR определяет, зарегистрирован ли данный абонент в этом VLR, или он переместился в зону обслуживания данного MSC/VLR из зоны обслуживания другого MSC/VLR.

Рис 10.3 Обновление местоположения внутри одного MSC/VLR

1.MS прослушивает BCCH в новой соте, чтобы определить LAI. Новый LAI сравнивается со старым. Если LAI разные, то необходимо провести обновление местоположения.

2.По установленному каналу SDCCH MS выполняет аутентификацию.

3.Если аутентификация прошла успешно, MS делает запрос в систему об обновлении местоположения.

4.Система подтверждает LU и дает команду базовой и мобильной станциям на освобождение канала.

171

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

10.1.2.4Обновление местоположения при входе в зону обслуживания нового MSC/VLR

Обновление местоположения (LU) осуществляется тогда, когда MS перемещается в новую LA. Однако мобильной станции неизвестно, принадлежит ли LA новому MSC/VLR. Когда новый VLR принимает запрос об LU, то выполняется следующее:

Рис 10.4 Обновление местоположения, при входе в зону действия обслуживания MSC/VLR

1.Выполняется аутентификация. Если аутентификация прошла успешно, VLR проверяет свою БД, чтобы определить, есть ли там информация о данном абоненте.

2.Если VLR не находит информации о MS, он передаёт запрос в HLR абонента для осуществления копирования данных об этом абоненте в свой VLR.

3.HLR передает запрос на удаление данных в «старый» VLR, посылает абонентские данные в VLR и обновляет у себя информацию о местопложении MS (записывает номер MSC/VLR).

4.VLR записывает абонентские данные MS, сохраняет номер LAI и фиксирует состояние IDLE для MS. После этого передает оповещение в MS об успешном завершении процедуры.

10.1.2.5Периодическая регистрация

Необходимость периодической регистрации была описана выше. Процедура совершенно идентична процедуре Нормального Обновления Местоположения, отлично лишь принятие решения (по таймеру).

172