Обзор системы GSM dnl2601

Обзор системы GSM

10.2 Варианты сценариев обслуживания вызовов: MS в режиме

Busy.

MS находится в режиме Busy тогда, когда она занята обслуживанием вызова, это состояние не зависит от вида трафика (речевого, факсимильного или передачи данных) и типа соединения (входящего или исходящего).

Рис. 10.5 Процедуры в режиме Busy.

1.Исходящий вызов от MS (тип трафика: речевой, факсимильный, передача данных или сообщения SMS).

2.Входящий вызов к MS (тип трафика: речевой, факсимильный, передача данных, сообщений SMS).

3.Хэндовер внутри BSC

4.Хэндовер между разными BSC внутри одного MSC

5.Хэндовер между разными MSC

10.2.1 Исходящий вызов (MS – PSTN)

В этом разделе описывается процесс обслуживания исходящего голосового соединения, направленного от MS в сеть общего пользования. Соединение с передачей данных будет описано отдельно.

173

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

Рис. 10.6 Установление исходящей связи между MS и абонентом сети общего пользования.

1.MS использует канал RACH для запроса выделения сигнального канала.

2.BSC назначает сигнальный канал и передает информацию о его номере через AGCH. Кроме того, через AGCH передается начальное значение ТА.

3.MS через SDCCH направляет в MSC/VLR запрос на установление соединения. Все процессы сигнализации, предшествующие установлению соединения на канале трафика, проходят через канал SDCCH. К процессам сигнализации относятся:

a.Процедура аутентификации.

b.Идентификация оборудования.

c.Включение режима шифрации.

d.Передача в сеть цифр Б-номера абонента (набираемый номер).

4.MSC/VLR проверяет статус услуги «Запрет на исходящую связь» для данного абонента (включена/выключена). MSC/VLR дает команду BSC/TRC назначить свободный TCH. BTS и MS получают команду настроиться на заданный TCH.

5.MSC/VLR направляет Б-номер абонента на PSTN для установления соединения.

6.При ответе абонента связь считается установленной.

174

Обзор системы GSM

10.2.2 Входящий вызов (PSTN - MS)

Главным отличием процедуры обслуживания входящего вызова от исходящего вызова является то, что при поступлении входящего вызова на MS неизвестно точное местоположение абонента. Следовательно, прежде чем установить связь с MS, необходимо передать вызывное сообщение (пейджинг) в достаточно широкой области для определения местоположения MS.

Ниже приведено описание процедуры установления соединения для входящего вызова от абонента PSTN к мобильному абоненту. Вызов с MS на MS происходит по той же схеме.

Рис. 10.7 Входящий вызов (PSTNMS)

1. Абонент PSTN набирает номер MS (MSISDN). По номеру MSISDN городская АТС устанавливает связь с GMSC сети, которой принадлежит

MS.

175

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

2.GMSC анализирует MSISDN, чтобы выяснить, в каком HLR зарегистрирован MS. Затем GMSC запрашивает у HLR информацию о том, как маршрутизировать вызов на обслуживающий его MSC/VLR.

3.HLR выполняет следующие действия:

•устанавливает соответствие между MSISDN и IMSI,

•проверяет абонентские данные на наличие услуг, таких как «Безусловная переадресация вызова» (CFU), «Запрет Входящей Связи». Если услуга CFU в активном состоянии, то HLR передает на GMSC номер для переадресации.

•Если запретов не установлено, то HLR определяет, какой MSC/VLR обслуживает MS в настоящее время.

4.HLR запрашивает MSRN у обслуживающего MSC/VLR.

5.MSC/VLR назначает MSRN для заданного IMSI и возвращает его через

HLR на GMSC.

6.GMSC анализирует MSRN и маршрутизирует вызов на MSC/VLR. Как только соединение установлено, MSC/VLR освобождает MSRN.

7.MSC/VLR располагает информацией о том, в какой LA находится MS. Пейджинговое сообщение направляется на BSC, который контролирует эту LA.

8.BSC направляет пейджинговые сообщения через BTS во все соты, которые входят в данную LA. BTS передают это сообщение по радиоинтерфейсу, используя канал РСН. Для пейджинга сеть использует IMSI или TMSI, действительный только в зоне обслуживания текущего

MSC/VLR.

9.Когда MS определяет, что пейджинговое сообщение предназначено именно ей, она отправляет запрос на выделение сигнального канала.

10.BSC назначает SDCCH, используя AGCH (передает по AGCH номер канала SDCCH, назначенный данной MS).

11.SDCCH используется для процедуры установления соединения (аутентификация, включение шифрации, передача цифр номера вызывающего абонента и т.д.). По этому же каналу передается информация о номере TCH, назначенного данному MS разговора.

12.Мобильный телефон начинает звонить. Когда абонент ответит, соединение считается установленным.

176

Обзор системы GSM

10.2.3 Хэндовер (Handover)

В терминологии GSM процесс смены соты во время соединения называется хэндовером. Выбор лучшей соты производится на BSC на основе измерений, производимых MS и BTS. Так как MS в выборе кандидата на хэндовер играет важную роль, такой тип хэндовера часто называется хэндовером с участием мобильных систем (МАНО – Mobile Assisted HandOver).

10.2.3.1 Процедура Locating

MS измеряет уровень и качество сигнала обслуживающей соты и уровни сигналов ВССН частот соседних сот. Передача указаний на измерения производится в направлении downlink, когда MS находится в активном режиме. Результаты измерений отправляются через BTS на BSC по каналу SACCH с определенной периодичностью (раз в 480 мс). Обслуживающая BTS, находясь в контакте с MS, также осуществляет измерения.

Рис. 10.8 Передача результатов измерений на BSC

Измерения от BTS и MS передаются в форме отчетов об измерениях (Measurement Reports). Основываясь на этих отчетах, BSC принимает решение о необходимости выполнения хэндовера. Процесс составления списка сот – кандидатов на хэндовер называется locating. Соты в этом списке располагаются (ранкируются) в порядке убывания «привлекательности» для хэндовера (например, в порядке убывания уровня сигнала). Если отранкированная первой сота не является обслуживающей, то будет выполнена попытка сделать хэндовер.

Вообще принципов принятия решения на хэндовер существует несколько, выше был изложен нормальный или географический хэндовер.

177

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

Другой причиной принятия решения на хэндовер может являться резкое ухудшение качества или резкое увеличение значения ТА (удаление от BTS), такой хэндовер называется «вынужденный» (Urgent).

Как только MS переключится в другую соту, она MS считает информацию о новых соседних ВССН частотах (новый ВА лист). Последнее делается для того, чтобы могли быть произведены новые измерения. Если MS также переключается на новую LA, то процедура LU будет произведена после окончания разговора.

Хэндовер может использоваться для распределения нагрузки между сотами. Во время разговора в перегруженной соте MS может быть переключена в соту с меньшим трафиком, где качество соединения приемлемое.

Ниже приводятся различные типы хэндоверов:

•Хэндовер внутри соты;

•Хэндовер между сотами, контролируемыми одной и той же BSC;

•Хэндовер между сотами, контролируемыми разными BSC, но одной и то же MSC/VLR;

•Хэндовер между сотами контролируемыми разными MSC.

Каждый из этих случаев описывается более подробно ниже.

10.2.3.2 Хэндовер внутри соты

Этот тип хэндовера применяется в том случае, если BSC определяет, что качество соединения слишком низкое (большой поток битовых ошибок), но нет никаких данных об измерениях, указывающих на то, что есть сота с лучшими значениями параметров. В этом случае BSC определяет другую частоту в этой же самой соте, где качество может быть лучше, и MS перестраивается на эту частоту.

10.2.3.3 Хэндовер между сотами, контролируемыми одним и тем же

BSC

MSC/VLR не участвует в выполнении данного типа хэндовера. MSC/VLR будет лишь информирован об успешном осуществлении хэндовера. Если при хэндовере произошла смена LA, то обновление данных о местоположении будет выполнено сразу после разрыва соединения.

178

Обзор системы GSM

Рис 10.9 Хэндовер между сотами, контролируемыми одним BSC

1.BCS приняла решение на хэндовер и посылает команду на новую BTS для занятия TCH.

2.BSC через «старую» BTS отправляет на MS сообщение о том, на какую частоту и какой временной интервал (TS) необходимо перейти, а также какую выходную мощность нужно использовать. Эта информация отправляется на MS по каналу FACCH.

3.MS настраивается на новую частоту и передает Access Burst в заданном таймслоте. Это необходимо для вычисления временной задержки, так как MS еще не имеет информации о величине ТА.

4.Когда новая BTS получает Access Burst, она отправляет информацию о ТА по FACCH.

5.MS отправляет сообщение об успешном завершении хэндовера на BSC через «новую» BTS.

6.BSC сообщает «старой» BTS о необходимости освободить ранее использовавшийся ТСН.

179

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

10.2.3.4 Хэндовер между сотами, контролируемыми разными BSC, но одним и тем же MSC/VLR

Если в хэндовере задействован другой BSC, то для установления соединения между этими BSC должен использоваться MSC/VLR.

Рис 10.10 Хэндовер между разными BSC, но внутри одного MSC/VLR

1.Обслуживающий BSC отправляет в MSC сообщение, содержащее идентификатор нужной соты и IMSI абонента, с запросом на выполнение хэндовера.

2.MSC располагает информацией о том, какой из BSC контролирует требуемую соту и отправляет запрос на хэндовер на эту BSC.

3.Новый BSC дает команду нужной BTS для выделения канала ТСН.

4.Новый BSC отправляет сообщение на MS через MSC и «старую» BTS, содержащее номер частоты и таймслот.

5.MS настраивается на новую частоту и передает Access Burst, в указанный таймслот.

6.Новая BTS отправляет информацию о величине ТА.

7.MS отправляет сообщение об успешном завершении хэндовера на MSC через «новый» BSC.

180

Обзор системы GSM

8.MSC отправляет «старому» BSC команду на освобождение ранее использовавшегося канала ТСН.

10.2.3.5 Хэндовер между сотами, контролируемыми разными MSC

Хэндовер между сотами, контролируемыми разными MSC, может применяться внутри одной РLMN. Соты, контролируемые разными MSC/VLR, соответственно, контролируются разными BSC.

Рис 10.11 Хэндовер между разными MSC/VLR

1.Обслуживающий (предыдущий) BSC отправляет запрос на хэндовер на обслуживающий MSC (MSC-A) с идентификацией нужной соты и номером абонента.

2.MSC-A определяет, что эта сота принадлежит другой MSC (MSC-

B)и запрашивает ее.

3.MSC-B закрепляет за переданным IMSI номер для хэндовера (MS Handover Number5), который необходим для маршрутизации трафикового соединения. Далее запрос на хэндовер отправляется на «новую» BSC.

4.«Новый» BSC отправляет команду соответствующей BTS для занятия ТСН.

5.MSC-B получает информацию о номере частоты и таймслота и передает ее на MSC-A вместе с номером хэндовера.

5 Mobile Station Handover Number идентичен по составу и предназначению номеру MSRN. Очень часто в качестве MSHN используют часть номеров MSRN.

181

Глава 10 –Варианты сценариев обслуживания вызовов

6.MSC-B устанавливает трафиковое соединение до MSC-A.

7.«Старый» BSC, получив информацию от MSC-A, отправляет команду на хэндовер на MS через «старую» BTS.

8.MS настраивается на новую частоту и таймслот и передает Access Burst.

9.Когда новая BTS получает АВ, она отправляет информацию о величине ТА.

10.MS отправляет сообщение об успешном завершении хэндовера на

MSC-A через MSC-B и «новый» BSC.

11.После этого MSC-A переключает соединение со «старой» BSC на направление MSC-B.

12.«Старый» ТСН освобождается BSC, который ранее управлял соединением (на рис. 10.11 этого не показано).

Предыдущий MSC (MSC-A) контролирует соединение до тех пор, пока оно не будет прекращено. Связано это с тем, что в нем содержится информация об абоненте и подробностях соединения, которые необходимы для тарификации.

MS после прекращения соединения должна обновить данные о местоположении, так как LA не может принадлежать более чем одному MSC. HLR передает данные в VLR-B для обновления в нем информации, а VLR-B, в свою очередь, передает в VLR-A команду на удаление всей информации о мобильном абоненте.

10.3 Дополнительные процедуры.

Одной из основных характеристик GSM является возможность роуминга как в рамках страны, так и международного. Для того, чтобы абоненты могли воспользоваться услугой роуминга в сетях, принадлежащих разным операторам, необходимо заключить между операторами роуминговое соглашение, а также необходимо иметь канал связи с сигнализацией ОКС №7 (как правило не прямой, а через сети транзитных операторов). Это же касается международного роуминга.

Процессы обслуживания вызовов при роуминге не отличаются от вариантов обслуживания вызовов абонентов, находящихся в пределах собственной сети. Но, тем не менее, рассмотрим два случая, характерных для случая роуминга.

182