Khảo sát mạng thông tin di động, chương 4

CHƯƠNG 4:
CẬP NHẬT VỊ TRÍ
Quá trình cập nhật vò trí được cho ở hình (1.31,1.32). Ở hình 1.31 ta thấy cập
nhật vò trí xảy ra khi trạm MS di chuyển từ một vùng đònh vò được xác đònh bởi một số
nhận dạng vùng (LAI) này sang vùng đònh vò có số nhận dạng khác. Tồn tại hai dạng
cập nhật vò trí:
Hình 1.31: Các trừơng hợp cập nhật vò trí khác nhau.
 MS chuyển từ Ô3 thuộc LA2 sang Ô4 thuộc LA1. Cả hai ô này đều trực thuộc
cùng một tổng đài MSC. Trong trừơng hợp này cập nhật vò trí không cần thông báo đến
HLR vì HLR chỉ quản lý vò trí của MS đến tổng đài MSC phụ trách MS.
 MS chuyển từ Ô3 sang Ô5 có LA3. Hai ô này trực thuộc hai tổng đài MSC
khác nhau. Vì thế cập nhật vò trí đựơc thông báo HLR để nó ghi lại vò trí mới của tổng
đài quản lý MSC.
Thông tin để thực hiện cập nhật vò trí dựa trên LAI được thông báo thừơng
xuyên từ BCCH của mỗi ô. Ở hình 1.32 ta thấy các trao đổi báo hiệu cần thiết khi thực
hòên cập nhật vò trí. Trứơc hết MS nhận được thông tin về LAI mới ở kênh BCCH (1).
Ô 1
Ô 4
Ô 5
Ô 1
Ô 3
BSC
MSC
VL
MSC
VL
BS
BS
LA3
LA2LA1
Sau đó nó thiết lập một kết nối RR (2a) để nhận được một kênh điều khiển dành riêng

(SDCCH) (2b). Ở kênh này nó sẽ yêu cầu dòch vụ cập nhật vò trí (3). Sau các thủ tục
nhận thực (4) cập nhật vò trí được thực hiện ở VLR và cả ở HLR. Nếu MSC là MSC
mới (s) : kết thúc cập nhật vò trí các kênh báo hiệu được giải phóng.
Hình 1.32: Cập nhật vò trí kiểu bình thừơng
1.1.1. Đăng ký lần đầu
Khi MS mới bật nguồn nó phải thực hiện đăng ký lần đầu để nhập mạng. Quá
trình này được thực hiện như hình sau (hình 1.33)
 Trước hết trạm MS quét để tìm đựơc tần số đúng (FCCH)
 Sau đó tìm đến kênh đồng bộ SCH để nhận được số khung TDMA cho đồng
bộ.
 Cuối cùng nó thực hiện cập nhật vò trí để thông báo cho VLR phụ trách và
HLR về vò trí của mình. Các cơ sở dữ liệu này sẽ ghi LAI hiện thời của MS. Giống
như ở cập nhật vò trí bình thường thông tin về LAI được MS nhận từ kênh BCCH.
 Bắt đầu từ giờ MSC/HLR công nhận là MS tích cực và đánh dấu cờ “thâm
nhập vò trí tích cực” vào trừơng dữ liệu của mình. Cờ này gắn với IMSI.

Ký hiệu:
(1): Cập nhật vò trí (LAI mới)
(2): Yêu cầu cập nhật vò trí (IMSI ở MSC mới)
(3): Chấp nhận cập nhật vò trí
(4): Công nhận cập nhật vò trí
Hình 1.33: Đăng ký lần đầu
1.1.2. Rời bỏ IMSI
Khi tắt nguồn một trạm MS hay lấy ra SIM card sẽ xảy ra quá trình rời bỏ IMSI
(hình 1.34). Các trao đổi báo hiệu trong trường hợp này được thực hiện như sau:
- MS yêu cầu một kênh báo hiệu để phát đi bản tin thông báo cho mạng rằng
MS chuẩn bò vào trạng thái không tích cực (1), (2). Điều này có nghóa rằng mạng
không thể đạt được đến MS nữa.
- MSC sẽ gởi bản tin IMSI đến VLR (3), bản tin này không được công nhận vì
MS sẽ không nhận được công nhận. VLR sẽ thiết lập cờ rời bỏ IMSI và từ chối các

cuộc gọi đến trạm MS.
- Thông tin rời IMSI có thể được lưu giữ tại VLR. Tuỳ chọn cờ rời mạng có thể
cũng được thiết lập ở HLR (4a) và công nhận được gởi trở lại VLR.
VL
MSC
HL
BSC
(2)
(3)
(1)
(4)
Hình 1.34: Rời bỏ IMSI
1.1.3. Nhập lại IMSI
Nhập lại IMSI xảy ra khi trạm MS được bật lại nguồn và trở lại tích cực mà vẫn
ở vùng đònh vò khi nó vào trạng thái không tích cực. Thông tin phát quảng bá của ô sẽ
nói cho MS cần nhập lại IMSI hay không.
Quá trình nhập IMSI trong trường hợp này xảy ra như sau:
- MS yêu cầu một kênh báo hiệu (1)
- MSC nhận cờ nhập lại mạng từ MS (2)
- MSC gởi bản tin nhập lại IMSI đến VLR (3)
- VLR xóa cờ rời bỏ IMSI và gởi bản tin công nhận nhập lại IMSI đến MSC (4)
và trở lại quá trình xử lý cuộc gọi như thường lệ cho MS.
- MS nhận chấp nhận bản tin nói trên (5)
Nếu sau khi tắt (rời bỏ IMSI) trạm MS thay đổi vùng đònh vò, thì khi bật lại
nguồn nó phải tiến hành quá trình cập nhật vò trí bình thường để vào lại trạng thái tích
cực.
VL
MSC
HL
(2)

(1)
BSC
(3)
(4a)
(4b)
MSC
(2)
(1)
BSC
(3)
(4)
(5)
Hình 1.35: Nhập lại IMSI
Báo hiệu cho trừơng hợp cập nhật vò trí khi nhập lại IMSI cũng giống như cập
nhật vò trí bình thừơng chỉ khác ở 3 bit ở yêu cầu cập nhật vò trí để chỉ ra kiểu cập
nhật và không cần nhận thực.
1.1.4. Đăng ký đònh kỳ
Để tránh việc tìm gọi không cần thiết khi MSC không nhận được bản tin rời bỏ
IMSI ở MS không tích cực, tồn tại cập nhật một dạng vò trí khác được gọi là đăng ký
đònh kỳ. Quá trình này được cho ở hình 1.36 như sau:
Hình 1.36: Đăng ký đònh kỳ
- Thông tin hệ thống được phát quảng bá (1) sẽ thông báo cho MS về đăng ký
đònh kỳ có được sử dụng hay không ở ô. Nếu có mạng sẽ thông báo cho MS chu kỳ
cần thông báo cho mạng rằng nó đang nhập mạng. Thông số này được thiết lập bởi
nhà khai thác (0 đến 255 của 6 phút). Nếu thông số này được đặt bằng 1 (6 phút) thì
MS phải đăng ký với chu kỳ 6 phút.
- Thủ tục này được điều khiển bởi cả bộ đònh thời ở MS (2a) và ở MSC (2b),
MSC có chức năng theo dõi thời gian này.
(1)
BSC

(2a)
(3b)
(2b)
(3a)
VL
R
MSC
- Khi hết thời gian nói trên MS phải thực hiện cập nhật vò trí (3a). Các bộ đònh
thời ở MS và MSC được khởi động lại.
- Nếu MS không đăng ký trong khoảng thời gian nói trên bộ phận theo dõi của
MSC sẽ đánh dấu MS này vào trạng thái rời mạng (3b)
1.1.5. Tìm gọi
Khi có một cuộc gọi tới trạm MS, MSC/VLR sẽ gởi bản tin tìm gọi đến MS
(hình 1.37). bản tin này sẽ đựơc thông báo trên tất cả các ô thuộc vùng đònh vò (LA)
đang có MS. MS đang di động trong LA này sẽ nghe thấy bản tin này ở CCCH và trả
lời ngay lập tức.
1.1.6. Cuộc gọi khởi xướng ở trạm MS (MOC : Mobile Originating Call)
- Khi trạm MS ở trạng thái tích cực và đã đăng ký ở MSC/VLR phụ trách ô, MS
có thể thực hiện cuộc gọi. Quá trình thực hiện cuộc gọi được cho ở hình 1.38 như sau:
- Bằng kênh thâm nhập ngẫu nhiên MS gởi yêu cầu kênh báo hiệu đến BTS (1)
Hình 1.37: Tìm gọi một MS ở LA2
- MS thông báo rằng nó muốn thiết lập cuộc gọi (2). Số nhận dạng trạm di động
được phân tích và MS đựơc đánh dấu bận ở VLR.
- Quá trình nhận thực được thực hiện (3)
- Quá trình mã hóa được thực hiện (4)
- MSC nhận đựơc bản tin thiết lập từ MS có chứa thông tin về loại dòch vụ mà
MS yêu cầu, số thoại bò gọi B (5). MSC kiểm tra là MS không có các dòch vụ cấm gọi
ra (dòch vụ này có thể kích hoạt hoặc bởi thuê bao hoặc bởi nhà khai thác). Nếu
không bò cấm gọi ra quá trình thiết lập cuộc gọi được tiến hành. Giữa MSC và BSC
đường truyền được thiết lập và kênh lưu lượng được chiếm. MSC gởi yêu cầu đến

BSC để ấn đònh một kênh lưu lượng cho đường vô tuyến.
- BSC kiểm tra nếu có kênh lưu lượng rỗi nó ấn đònh kênh này cho cuộc gọi và
yêu cầu BTS kích hoạt kênh này. BTS gởi trả lời công nhận khi việc kích hoạt kênh
lưu lượng đã hoàn thành (6). BSC thông báo cho MSC về sự hoàn thành này. Hệ
thống con điều khiển lưu lượng sẽ phân tích các chữ số của số thoại B và thiết lập kết
nối đến thuê bao bò gọi. Cuộc gọi được nối thông qua chuyển mạch nhóm.
(1a
BSC
(2a
(2)
VL
R
MSC
(1b
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
Ký hiệu:
1a, 1b: Thiết lập kết nối
RR
2: Chỉ thò dòch vụ
3: Nhận thực
4: Thiết lập chế độ mật
mã hóa
5: Khởi đầu cuộc gọi
Hình 1.38: Thiết lập cuộc gọi khởi xướng từ MS không có OACSU
(MOC Without OACSU)

- Báo chuông sẽ được gởi đến trạm MS (7) cho thấy rằng phía bò gọi đang đổ
chuông. Tông chuông được tạo ra ở tổng đài phía thuê bao B và được gởi qua chuyển
mạch nhóm đến MS. Như vậy tông chuông được gởi qua đường vô tuyến chứ không
tạo ra ở MS.
- Khi thuê bao B trả lời mạng gởi bản tin kết nối đến MS thông báo rằng cuộc
thoại được chấp nhận (8). MS trả lời bằng công nhận kết nối, như vậy thiết lập cuộc
gọi đã hoàn tất.
- Quá trình thiết lập cuộc gọi khởi xướng từ trạm di động được trình bày ở trên
là cho cuộc gọi MOC không có OACSU (Without off Air Call set up:thiết lập sớm).
Thiết lập sớm có nghóa là mạng cấp phát kênh lưu lượng cho MS trước khi nó khởi
đầu thiết lập cuộc gọi ở mạng cố đònh. Cũng có thể có tuỳ chọn với OACSU ở giai
đoạn sau của GSM. (xem hình 1.39). Lúc này mạng sẽ quyết đònh khi nào thì cấp phát
kênh lưu lượng. Cấp phát được thực hiện ở thời điểm bất kỳ sau khi đã khởi đầu thiết
lập cuộc gọi ở mạng cố đònh. Cực điểm nhất là mạng có thể cấp kênh lưu lượng sau
khi thuê bao B đã trả lời cuộc gọi.
- Bản tin báo chuông sẽ đựơc gởi đến MS khi đổ chuông ở phía bò gọi. Sự khác
nhau ở đây so với trường hợp thiết lập sớm (Without OACSU) là tông báo hiệu
chuông được tạo ra ngay ở MS vì kênh lưu lượng vẫn chưa được cấp phát. Khi thuê
bao B trả lời, mạng khởi xướng thủ tục ấn đònh để cấp phát kênh lưu lượng.
Hình 1.39: Thiết lập MOC với OACSU (With OACSU)
1.1.7. Cuộc gọi kết cuối ở MS (MTC: Mobile Terminatil Call)
- MTC phức tạp hơn MOC vì phía gọi không biết hiện thời MS đang ở đâu. Quá
trình báo hiệu cho cuộc gọi này được cho ở hình 1.40.
- Phía chủ gọi quay số thuê bao di động bò gọi: số mạng dòch vụ, số liên kết của
thuê bao di động (MS ISDN) (1). Nếu cuộc gọi khởi đầu từ mạng cố đònh PSTN thì
tổng đài sau khi phân tích số thoại sẽ biết rằng đây là cuộc gọi cho một thuê bao
GSM.
Hình 1.40: Cuộc gọi từ mạng cố đònh kết cuối ở MS (MTC).
- Cuộc gọi được đònh tuyến đến tổng đài GMSC gần nhất (2), đây là một tổng
đài có khả năng hỏi và đònh lại tuyến. Bằng phân tích MSISDN tổng đài GMSC tìm ra

HLR nơi MS đăng ký.
- GMSC hỏi HLR (3) thông tin để có thể đònh tuyến đến MSC/VLR đang quản
lý MS. Bằng MSISDN tìm ra IMSI và bản ghi của thuê bao. IMSI là số của thuê bao
BTS BTS
BS
GMS
VL
HL
MSC
Tổng đài
nội hạt
(2) (3)
(5)
(4)
(6)
(7)
(8 (8
(9
(9
PST
N
(1)