Mạng không dây và đ động MobileWirelessNetwork c4 GSM mobility management 2

QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Quản lý cuộc gọi và chọn đường

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

1


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Điều khiển cuộc gọi (Call control)

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

2


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Điều khiển cuộc gọi (Call control)
Mobile Originated Call

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

3


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Điều khiển cuộc gọi (Call control)
Mobile Originated Call

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

4


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Điều khiển cuộc gọi (Call control)
Mobile Terminated Call

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

5


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Các cơ sở dữ liệu di động


GSM dùng cơ sở dữ liệu (CSDL) phân cấp:




HLR (Home Location Register) là CSDL được dùng để
quản lý thông tin của MS
VLR (Visitor Location Register) là CSDL của vùng dịch
vu MS viếng thăm

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

6


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Các cơ sở dữ liệu di động


Mẩu tin HLR lưu trữ 3 dạng thông tin:


Thông tin của MS





Thông tin vị trí:





IMSI (được MS dùng để truy cập vào mạng)
MSISDN (ISDN number: số phone của MS)
ISDN number của VLR (nơi MS đang hiện diện)
ISDN number của MSC (nơi MS đang hiện diện)

Thông tin dịch vụ:




Thuê bao dịch vụ
Các giới hạn dịch vụ
Các dịch vụ bổ sung

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

7


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Các cơ sở dữ liệu di động


Thông tin VLR bao gồm 3 phần:


Thông tin của MS






Thông tin vị trí:





IMSI (được MS dùng để truy cập vào mạng)
MSISDN (ISDN number: số phone của MS)
TMSI (được MS dùng để truy cập vào mạng tạm thời)

MSC number của VLR (nơi MS đang hiện diện)
Local Area ID (LAI)

Thông tin dịch vụ:


Một tập con của thông tin dịch vụ được lưu trong HLR

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

8


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi và Tràn dữ liệu


Hai vấn đề của CSDL di động:


Chịu lỗi (fault tolerance)




Nếu CSDL lỗi, việc mất hoặc sai lệch thông tin vị trí sẽ làm
suy giảm nghiêm trọng chất lượng dịch vụ

Tràn dữ liệu (database overflow):






VLR có thể bị tràn nếu quá nhiều người dùng di chuyển vào
vùng do nó kiểm soát trong một giai đoạn ngắn
Khi VLR đầy, một người dùng mới đến sẽ bị lỗi khi đắng ký
vào VLR và không thể nhận được phục vụ
Hiện tượng này được gọi là tràn VLR (VLR overflow)

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

9


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi VLR



Sau khi VLR lỗi, các thông tin của VLR:








Thông tin MS: được phục hồi bởi tiếp xúc đầu tiên với HLR
hoặc MS
Thông tin vị trí: được phục hồi bởi tiếp xúc vô tuyến đầu
tiên với MS
Thông tin dịch vụ: được phục hồi bởi tiếp xúc đầu tiên với
HLR hoặc MS tương ứng

Sau khi VLR lỗi, việc phục hồi mẩu tin VLR được khởi
động bởi một trong 3 sự kiện sau:




MS đăng ký
MS phát cuộc gọi
MS nhận cuộc gọi
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

10


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi VLR



Sau khi VLR lỗi:








Không có mẩu tin của MS trong VLR
VLR xem việc đăng ký như một di chuyển inter-VLR
VLR yêu cầu MS thực hiện thủ tục đăng ký bình thường
định nghĩa trong di chuyển inter-VLR
TMSI được gởi từ MS đến VLR không thể được nhận
dạng
VLR yêu cầu MS gởi IMSI qua không khí

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

11

QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi VLR


Sau khi VLR lỗi:








VLR
nhận
yêu
cầu
phát
cuôc
gọi
MAP_SEND_INFO_OUTGOING_CALL từ MSC (và MS)
Không có mẩu tin của MS trong VLR
VLR xem nó như một lỗi hệ thống: “unidentified
subscriber” và từ chối yêu cầu
VLR yêu cầu MS khởi động thủ tục đăng ký inter-VLR
Sau thủ tục đăng ký, mẩu tin VLR được phục hồi

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

12


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi VLR

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

13


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi VLR

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

14


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR








Trong HLR, bắt buộc phải lưu trữ các cập nhật vào nơi
lưu trữ phòng hờ (backup storage)
Thông tin dịch vụ được chuyển ngay từ HLR vào nơi
phòng hờ
Thông tin vị trí được chuyển định kỳ từ HLR vào nơi
phòng hờ
Sau lỗi HLR, dữ liệu tại nơi phòng hờ sẽ được tải lại vào
HLR

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

15


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

16


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
Các vấn đề trong thủ tục phục hồi HLR


Thủ tục phục hồi lỗi HLR không tinh vi







HLR không biết VLR tại điểm kiểm tra (check-point)
MS di chuyển vào VLR trong một giai đoạn cho trước
(uncovered period)
HLR sẽ không yêu cầu VLR gởi thông tin vị trí

VLR Identification Algorithm được dùng để giải quyết
vấn đề

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

17


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
VLR Identification Algorithm (VIA)





VIA nhận dạng chính xác các VLR nối kết với HLR sau
khi HLR bị lỗi
Cần phải có cấu trúc dữ liệu bổ sung
Các thủ tục cần bổ sung:




Thủ tục check-point
Thủ tục đăng ký
Thủ tục phục hồi

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

18


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
Cấu trúc dữ liệu trong VIA






Để đơn giản trong mô tả, chúng ta giả sử rằng mỗi VLR
kiểm soát chính xác một MSC

Cấu trúc dữ liệu bổ sung VLR_List* là một tập hợp các
VLR đã tiếp xúc với HLR trong một giai đoạn cho trước
Sau một lỗi HLR, HLR chỉ cần gởi thông điệp
MAP_RESET đến các VLR trong VLR_List*

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

19


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
Cấu trúc dữ liệu trong VIA


Trong HLR, mỗi mẩu tin bao gồm thêm 2 field:



Ts = lần cuối cập nhật vị trí
PVLR: địa chỉ của VLR, nơi MS hiện diện tại thời điểm kiểm tra
lần cuối (check-point time). Vì vậy, cho bất kỳ MS p, ta có




HLR*[p].VLR = HLR[p].PVLR

Hai cấu trúc dữ liệu thêm vào trong HLR:






TS = check_point/backup lần cuối
VLR_Counter = {(VLR1, Count 1), (VLR1, Count 2), …, (VLRn,
Count n)} trong đó Count n đại diện cho số MS đã đi vào VLRn
trong giai đoạn cho trước
Chú ý là các VLR được ghi trong VLR_Counter là các VLR trong
VLR_List*
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

20


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
Cấu trúc dữ liệu trong VIA

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

21


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
VIA Check-Pointing Procedure










Trong VIA, thủ tục này dùng lưu định kỳ thông tin của
HLR vào nơi phòng hờ.
Step 1. cho mỗi entry p trong HLR* thực hiện:
HLR[p]*.VLR  HLR[p].VLR
Step 2. TS  thời gian hiện tại
Step 3. cho mỗi location entry p trong HLR thực hiện:
HLR[p].ts  TS; HLR[p].PVLR  HLR[p].VLR
Step 4. VLR-Counter  NULL; VLR-List*  NULL

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

22


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
VIA Registration Procedure




Step 1. cập nhật HLR:
Vold  HLR[p[.VLR;
Send message
MAP_CANCEL_LOCATION, để huỷ bỏ VLR entry của p
tại Vold;
HLR[p].VLR  Vnew;
told HLR[p[.ts;
HLR[p].ts  t;

College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

23


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
VIA Registration Procedure


Step 2. cập nhật trường Vnew Count trong VLR_Counter:
If (HLR[p].VLR <> HLR[p].PVLR){
If (VLR_Counter[Vnew] exists){
VLR_Counter[Vnew].Count } else{
create VLR_Counter[Vnew] and
VLR_List*[Vnew];
VLR_Counter[Vnew].Count <-1;
}

}
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

24


QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG GSM
Chịu lỗi – Phục hồi lỗi HLR
VIA Registration Procedure


Step 3. cập nhật mục từ Vold Counter:
If (told> TS andVold<> HLR[p].PVLR){
VLR_Counter[Vold].Count If (VLR_Counter[Vold].Count = 0){
Delete VLR_Counter[Vold] and
VLR_List*[Vold];
}
}
College Of Information & Communication Technology
Department of Computer System & Data Communication

25