Conceptos de telefonía móvil: gestión de la movilidad
La estación móvil intenta encontrar una celda adecuada pasando por la lista en orden descendente de intensidad de la señal recibida, el primer canal BCCH, que satisface un conjunto de requisitos que ha seleccionado.
Criterios de selección de celda
Los requisitos que debe cumplir una célula antes de que una estación móvil pueda recibir servicio de ella son:
Debe ser una celda de la PLMN seleccionada. La estación móvil comprueba si la celda es parte de la PLMN seleccionada.
No debe estar "prohibido". El operador PLMN puede decidir no permitir que las estaciones móviles accedan a determinadas células. Estas células pueden, por ejemplo, utilizarse únicamente para tráfico de traspaso. La información de celda prohibida se transmite en el BCCH para indicar a las estaciones móviles que no accedan a estas celdas.
La pérdida de ruta de radio entre la estación móvil y la BTS seleccionada debe estar por encima de un umbral establecido por el operador PLMN.
Si no se encuentra una celda adecuada, la MS entra en un estado de "servicio limitado" en el que solo puede realizar llamadas de emergencia.
Llamar a una estación móvil activa
Cuando una estación móvil activa (MS) se mueve en el área de cobertura de una red móvil terrestre pública (PLMN), informa de sus movimientos para que pueda ubicarse según sea necesario, utilizando las ubicaciones del procedimiento de actualización. Cuando un centro de conmutación de servicios móviles (MSC) en la red necesita establecer una llamada a una estación móvil que opera en su área de flujo, ocurren las siguientes cosas:
Se difunde un mensaje de búsqueda que contiene el código de identificación de la MS. No se solicita a todos los controladores de estación base (BSC) de la red que transmitan el mensaje de búsqueda. La transmisión se limita a un grupo de células de radio que juntas forman un área de ubicación. La última posición informada de la MS identifica el área de ubicación que se utilizará para la transmisión.
La MS monitorea el mensaje de búsqueda transmitido por la celda de radio en la que se encuentra y, al detectar su propio código de identificación, responde transmitiendo un mensaje de respuesta de búsqueda a la Estación Transceptora Base (BTS).
A continuación, se establece la comunicación entre el MSC y el MS a través de BTS que recibió el mensaje de respuesta de búsqueda.
Actualización de ubicación
Case 1 - La ubicación nunca se actualiza.
Si la ubicación nunca actualiza la implementación para la actualización de la ubicación, el costo se vuelve cero. Pero tenemos que buscar en cada celda para localizar el MS y este procedimiento no será rentable.
Case 2 - Se implementa la actualización de la ubicación.
Las actualizaciones de ubicación se llevan a cabo según los requisitos de la red, pueden basarse en el tiempo, el movimiento o la distancia. Este procedimiento implica un alto costo, pero tenemos que localizar una sola celda o pocas celdas solo para ubicar el MS y este procedimiento será rentable.
configuración de la red
La configuración de una Red Móvil Terrestre Pública (PLMN) está diseñada de modo que la estación móvil activa que se mueve en el área de la red todavía pueda informar su posición. Una red consta de diferentes áreas:
- Área PLMN
- Área de ubicacion
- Área de MSC
- Área PLMN
Un área PLMN es el área geográfica en la que un operador PLMN particular proporciona al público los servicios de comunicaciones móviles terrestres. Desde cualquier posición dentro de un área PLMN, el usuario móvil puede establecer llamadas a otro usuario de la misma red o a un usuario de otra red. La otra red puede ser una red fija, otra PLMN GSM u otro tipo de PLMN. Los usuarios de la misma PLMN o los usuarios de otras redes también pueden llamar a un usuario móvil que esté activo en el área de PLMN. Cuando hay varios operadores PLMN, las áreas geográficas cubiertas por sus redes pueden superponerse. La extensión de un área PLMN normalmente está limitada por fronteras nacionales.
Área de ubicacion
Para eliminar la necesidad de transmisiones de radiobúsqueda en toda la red, la PLMN necesita conocer las posiciones aproximadas de las MS que están activas dentro de su área de cobertura. Para permitir que las posiciones aproximadas de cualquier MS se representen mediante un solo parámetro, el área total cubierta por la red se divide en áreas de ubicación. Un área de ubicación (LA) es un grupo de una o más células de radio. Este grupo cumple los siguientes requisitos:
Los BTS en un área de ubicación pueden ser controlados por uno o más BSC.
Los BSC que sirven a la misma área de ubicación siempre están conectados al mismo MSC.
Las células de radio con BTS controladas por un BSC común pueden estar en diferentes áreas de ubicación.
Identidad del área de ubicación
Cada transmisor de radio en la PLMN transmite, a través de un canal de control BCCH, un código de Identidad de Área de Ubicación (LAI) para identificar el área de ubicación a la que sirve. Cuando una MS no está involucrada en una llamada, automáticamente escanea el BCCH transmitido por las estaciones base en la localidad y selecciona el canal que está entregando la señal más fuerte. El código LAI difundido por el canal seleccionado identifica el área de ubicación en la que se encuentra actualmente la MS. Este código LAI se almacena en el módulo de identidad del abonado (SIM) del equipo móvil.
A medida que la MS se mueve a través del área de la red, la señal recibida del canal de control seleccionado disminuye gradualmente en intensidad hasta que deja de ser la más fuerte. En este punto, la MS vuelve a sintonizar el canal que se ha vuelto dominante y examina el código LAI que está transmitiendo. Si el código LAI recibido difiere del almacenado en el SIM, entonces la MS ha entrado en otra área de ubicación e inicia un procedimiento de actualización de ubicación para informar el cambio al MSC. Al final del procedimiento, también se actualiza el código LAI en la SIM.
Formato de identidad del área de ubicación
Es un código de identidad de área de ubicación (LAI) para identificar el área de ubicación en una PLMN. El código LAI tiene tres componentes:
Código de país móvil (MCC)
El MCC es un código de 3 dígitos que identifica de manera única el país de domicilio del suscriptor móvil (por ejemplo, India 404). Lo asigna el UIT-T.
Código de red móvil (MNC)
El MNC es un código de 2 dígitos (código de 3 dígitos para GSM-1900) que identifica la PLMN GSM local del abonado móvil. Si existe más de una PLMN GSM en un país, se asigna una MNC única a cada una de ellas. Es asignado por el gobierno de cada país. (Por ejemplo, celda uno, Chennai 64).
Código de área de ubicación (LAC)
El componente LAC identifica un área de ubicación dentro de una PLMN; tiene una longitud fija de 2 octetos y se puede codificar mediante representación hexadecimal. Lo asigna un operador.
Áreas de MSC
Un área MSC es una región de la red en la que las operaciones GSM están controladas por un único MSC. Un área de MSC consta de un área de ubicación más. El límite de un área de MSC sigue los límites externos de las áreas de ubicación en su periferia. En consecuencia, un área de ubicación nunca se extiende más allá de los límites de un área de MSC.
Área de VLR
Un área de VLR es una región de la red que está supervisada por un único registro de ubicación de visitantes (VLR). En teoría, un área VLR puede constar de una más áreas MSC. En la práctica, sin embargo, las funciones del VLR siempre están integradas con las del MSC, por lo que los términos "área VLR" y "área MSC" se han convertido en sinónimos.
Bases de datos relacionadas con la ubicación
Location Management utiliza dos bases de datos para almacenar datos relacionados con la ubicación de MS.
- Registro de ubicación de visitantes (VLR)
- Registro de ubicación de casa (HLR)
Registro de ubicación de visitantes
Un VLR contiene un registro de datos para cada una de las MS que están operando actualmente en su área. Cada registro contiene un conjunto de códigos de identidad de abonado, información de suscripción relacionada y un código de identidad de área de ubicación (LAI). Esta información es utilizada por el MSC cuando maneja llamadas hacia o desde una MS en el área. Cuando una EM se traslada de un área a otra, la responsabilidad de su supervisión pasa de un VLR a otro. El VLR que ha adoptado el MS crea un nuevo registro de datos y se elimina el registro anterior. Siempre que exista un acuerdo de interfuncionamiento entre los operadores de red en cuestión, la transacción de datos puede cruzar fronteras nacionales y de red.
Inicio Ubicación Registro
El HLR contiene información relevante para los suscriptores móviles que son clientes de pago de la organización que opera la PLMN.
El HLR almacena dos tipos de información:
Subscription Information
La información de suscripción incluye la IMSI y el número de directorio asignado al abonado, el tipo de servicios proporcionados y cualquier restricción relacionada.
Location Information
La información de ubicación incluye la dirección del VLR en el área donde los abonados MS están ubicados actualmente y la dirección del MSC asociado.
La información de ubicación permite enrutar las llamadas entrantes a la MS. La ausencia de esta información indica que la MS está inactiva y no se puede localizar.
Cuando una MS se mueve de un área de VLR a otra, la información de ubicación en el HLR se actualiza con la nueva entrada para la MS, utilizando los datos de suscripción copiados del HLR. Siempre que exista un acuerdo de interfuncionamiento entre los operadores de red, las transacciones de datos en cuestión pueden moverse a través de la red y las fronteras nacionales.
Tipos de números de identificación
Durante la realización del procedimiento de actualización de la ubicación y el procesamiento de una llamada móvil se utilizan diferentes tipos de números:
- Número ISDN de la estación móvil (MSISDN)
- Número de itinerancia de abonado móvil (MSRN)
- Identidad de suscriptor móvil internacional (IMSI)
- Identidad temporal de abonado móvil (TMSI)
- Identidad de estación móvil local (LMSI)
Cada número se almacena en el HLR y / o VLR.
Número ISDN de la estación móvil
El MSISDN es el número de directorio asignado al abonado móvil. Se marca para realizar una llamada telefónica al abonado móvil. El número consta del indicativo de país (CC) del país en el que está registrada la estación móvil (por ejemplo, India 91), seguido del número móvil nacional que consta del código de destino de la red (NDC) y el número de abonado (SN). Se asigna un NDC a cada PLMN GSM.
La composición del MSISDN es tal que puede usarse como una dirección de título global en la parte de control de conexión de señalización (SCCP) para enrutar el mensaje al HLR del abonado móvil.
Número de itinerancia de la estación móvil
El MSRN es el número requerido por la pasarela MSC para enrutar una llamada entrante a una MS que no está actualmente bajo el control de la pasarela MSISDN. Con un móvil, la llamada terminada se enruta a la puerta de enlace de MSC. En base a esto, el MSC de la puerta de enlace MSISDN solicita un MSRN para enrutar la llamada a la Identidad de Suscriptor Móvil Internacional (IMSI) de MSC actualmente visitada.
Una EM se identifica por su IMSI. El IMSI está integrado en la SIM del equipo móvil. La MS la proporciona cada vez que accede a la red.
Mobile Country Code (MCC)
El componente MCC del IMSI es un código de 3 dígitos que identifica de manera única el país del domicilio del suscriptor. Lo asigna el UIT-T.
Mobile Network Code (MNC)
El componente MNC es un código de 2 dígitos que identifica la PLMN GSM local del abonado móvil. Es asignado por el gobierno de cada país. Para GSM-1900 se utiliza un MNC de 3 dígitos.
Mobile Subscriber Identification Number (MSIN)
El MSIN es un código que identifica al suscriptor dentro de una PLMN GSM. Lo asigna el operador.
Identidad temporal de abonado móvil (TMSI)
El TMSI es un alias de identidad que se utiliza en lugar del IMSI cuando es posible. El uso de un TMSI asegura que la verdadera identidad del suscriptor móvil permanece confidencial al eliminar la necesidad de transferir un código IMSI no cifrado a través de un enlace de radio.
Un VLR asigna un código TMSI único a cada abonado móvil que opera en su área. Este código, que solo es válido dentro del área supervisada por el VLR, se usa para identificar al abonado, en mensajes hacia y desde la MS. Cuando un cambio de área de ubicación también implica un cambio de área VLR, se asigna un nuevo código TMSI y se comunica a la MS. La MS almacena el TMSI en su SIM. El TMSI consta de cuatro octetos.
Escenario de actualización de ubicación
En el siguiente escenario de actualización de ubicación, se supone que una MS ingresa a una nueva área de ubicación que está bajo el control de un VLR diferente (referido como el "nuevo VLR") que aquél donde la MS está actualmente registrada (referida como el "VLR antiguo"). El siguiente diagrama muestra los pasos del escenario de actualización de ubicación móvil.
La MS ingresa a una nueva área de celda, escucha la identidad del área de ubicación (LAI) que se transmite en el canal de transmisión (BCCH) y compara esta LAI con la última LAI (almacenada en la SIM) que representa la última área donde se registró el móvil. .
La MS detecta que ha entrado en una nueva área de ubicación y transmite un mensaje de solicitud de canal a través del canal de acceso aleatorio (RACH).
Una vez que el BSS recibe el mensaje de solicitud de canal, asigna un canal de control dedicado autónomo (SDCCH) y reenvía esta información de asignación de canal a la MS a través del canal de concesión de acceso (AGCH). Es a través del SDCCH que la MS se comunicará con el BSS y el MSC.
La MS transmite un mensaje de solicitud de actualización de ubicación al BSS a través del SDCCH. En este mensaje se incluyen la identidad de abonado móvil temporal de MS (TMSI) y el antiguo abonado de área de ubicación (antiguo LAI). La MS puede identificarse con su IMSI o TMSI. En este ejemplo, asumiremos que el móvil proporcionó un TMSI. El BSS reenvía el mensaje de solicitud de actualización de ubicación al MSC.
El VLR analiza el LAI proporcionado en el mensaje y determina que el TMSI recibido está asociado con un VLR diferente (VLR antiguo). Para proceder con el registro, se debe determinar la IMSI de la MS. El nuevo VLR deriva la identidad del antiguo VLR utilizando el LAI recibido, proporcionado en el mensaje de solicitud de actualización de ubicación. También solicita al VLR antiguo que proporcione la IMSI para una TMSI en particular.
Situación de actualización de escenario: actualización de HLR / VLR es un punto en el que estamos listos para informar al HLR que la MS está bajo el control de un nuevo VLR y que la MS puede darse de baja del VLR anterior. Los pasos en la fase de actualización HLR / VLR son:
El nuevo VLR envía un mensaje al HLR informándole que el IMSI dado ha cambiado de ubicación y puede ser alcanzado enrutando todas las llamadas entrantes a la dirección del VLR incluida en el mensaje.
El HLR solicita al VLR antiguo que elimine el registro de suscriptor asociado con el IMSI dado. Se reconoce la solicitud.
El HLR actualiza el nuevo VLR con los datos del abonado (perfil de cliente de los abonados móviles).
Pasos en la fase de reasignación de TMSI
El MSC envía el mensaje de aceptación de actualización de ubicación a la MS. Este mensaje incluye el nuevo TMSI.
La MS recupera el nuevo valor TMSI del mensaje y actualiza su SIM con este nuevo valor. A continuación, el móvil envía un mensaje de actualización completa al MSC.
El MSC solicita al BSS que se libere la conexión de señalización entre el MSC y la MS.
El MSC libera su parte de la conexión de señalización cuando recibe el mensaje claro y completo del BSS.
El BSS envía un mensaje de liberación de canal de "recursos de radio" a la MS y luego libera el Canal de Control Dedicado Independiente (SDCCH) que se asignó previamente. El BSS informa entonces al MSC que la conexión de señalización se ha liberado.
Periodicidad de actualización de ubicación
La actualización de ubicación se lleva a cabo automáticamente cuando la MS cambia su LA. Se pueden generar muchas actualizaciones de ubicación si un usuario cruza el límite de LA con frecuencia. Si la MS permanece en la misma LA, la actualización de la ubicación puede tener lugar en función del tiempo / movimiento / distancia, según lo definido por el proveedor de la red.
Entregar
Este es el proceso de conmutar automáticamente una llamada en curso de un canal de tráfico a otro para neutralizar los efectos adversos de los movimientos del usuario. El proceso de transferencia se iniciará solo si el control de potencia ya no es útil.
El proceso de Entrega es MAHO (Entrega Asistida por Móvil). Comienza con las mediciones de enlace descendente por el MS (fuerza de la señal de BTS, calidad de la señal de BTS). La MS puede medir la intensidad de la señal de los 6 mejores enlaces descendentes BTS vecinos (lista de candidatos).
Tipos de entrega
Hay dos tipos de traspaso:
-
Traspaso interno o intra BSS
Entrega intracelular
Entrega entre células
-
Entrega externa o inter BSS
Entrega intra-MSC
Inter MSC entrega
La transferencia interna es gestionada por el BSC y la transferencia externa por MSC.
Los objetivos de Hand Over son los siguientes:
- Mantenga una buena calidad de expresión.
- Minimice la cantidad de llamadas perdidas.
- Maximice la cantidad de tiempo que la estación móvil está en la mejor celda.
- Minimice el número de traspasos.
When will a Hand Over take place?
- La distancia (retardo de propagación) entre la MS y la BTS se vuelve demasiado grande.
- Si el nivel de la señal recibida es muy bajo.
- Si la calidad de la señal recibida es muy baja.
- La situación de pérdida de trayecto de la estación móvil a otra celda es mejor.