Conceitos celulares - gerenciamento de mobilidade

A estação móvel tenta encontrar uma célula adequada, passando pela lista em ordem decrescente de intensidade do sinal recebido, o primeiro canal BCCH, que satisfaz um conjunto de requisitos que ela selecionou.

Critérios de Seleção de Células

Os requisitos que uma célula deve satisfazer antes que uma estação móvel possa receber serviço dela são -

  • Deve ser uma célula do PLMN selecionado. A estação móvel verifica se a célula faz parte do PLMN selecionado.

  • Não deve ser "barrado". A operadora de PLMN pode decidir não permitir que estações móveis acessem certas células. Estas células podem, por exemplo, ser utilizadas apenas para tráfego de transferência. A informação da célula bloqueada é transmitida no BCCH para instruir as estações móveis a não acessar essas células.

  • A perda do caminho do rádio entre a estação móvel e o BTS selecionado deve estar acima de um limite definido pelo operador PLMN.

  • Se nenhuma célula adequada for encontrada, o MS entra em um estado de "serviço limitado", no qual só pode fazer chamadas de emergência.

Chamada para uma estação móvel ativa

À medida que uma estação móvel ativa (MS) se move na área de cobertura de uma rede móvel terrestre pública (PLMN), ela relata seus movimentos para que possa ser localizada conforme necessário, usando os locais de procedimento de atualização. Quando um centro de comutação de serviços móveis (MSC) na rede precisa estabelecer uma chamada para uma estação móvel operando em sua área de fluxo, ocorrem as seguintes coisas -

  • Uma mensagem de página é transmitida e contém o código de identificação da MS. Nem todo controlador de estação base (BSC) na rede é solicitado a transmitir a mensagem de busca. A transmissão é limitada a um agrupamento de células de rádio que juntas formam uma área de localização. A última posição informada da MS identifica a área de localização a ser usada para a transmissão.

  • O MS monitora a mensagem de paging transmitida pela célula de rádio na qual está localizada e, ao detectar seu próprio código de identificação, responde transmitindo uma mensagem de resposta de page para a Estação Transceptora Base (BTS).

  • A comunicação é então estabelecida entre o MSC e o MS por meio do BTS que recebeu a mensagem de resposta da página.

Atualização de localização

Case 1 - A localização nunca é atualizada.

Se a localização nunca atualiza a implementação para atualização de localização, o custo torna-se zero. Mas temos que paginar todas as células para localizar o MS e este procedimento não será econômico.

Case 2 - A atualização do local é implementada.

As atualizações de localização estão ocorrendo de acordo com os requisitos da rede, podem ser baseadas no tempo, movimento ou distância. Este procedimento envolve alto custo, mas temos que paginar uma única célula ou poucas células apenas para localizar o MS e este procedimento será econômico.

configuração de rede

A configuração de uma Rede Móvel Terrestre Pública (PLMN) foi concebida de forma a que a estação móvel ativa em movimento na área da rede possa reportar a sua posição. Uma rede consiste em diferentes áreas -

  • Área PLMN
  • Área de localização
  • Área MSC
  • Área PLMN

Uma área PLMN é a área geográfica na qual os serviços de comunicações móveis terrestres são fornecidos ao público por um determinado operador de PLMN. De qualquer posição dentro de uma área PLMN, o usuário móvel pode configurar chamadas para outro usuário da mesma rede ou para um usuário de outra rede. A outra rede pode ser uma rede fixa, outro GSM PLMN ou outro tipo de PLMN. Os usuários do mesmo PLMN ou usuários de outras redes também podem chamar um usuário móvel que esteja ativo na área PLMN. Quando há várias operadoras PLMN, as áreas geográficas cobertas por suas redes podem se sobrepor. A extensão de uma área PLMN é normalmente limitada por fronteiras nacionais.

Área de Localização

Para eliminar a necessidade de difusões de paging em toda a rede, o PLMN precisa saber as posições aproximadas dos MSs que estão ativos em sua área de cobertura. Para permitir que as posições aproximadas de qualquer MS sejam representadas por um único parâmetro, a área total coberta pela rede é dividida em áreas de localização. Uma área de localização (LA) é um grupo de uma ou mais células de rádio. Este grupo atende aos seguintes requisitos -

  • BTSs em uma área de localização podem ser controlados por um ou mais BSCs.

  • BSCs que atendem à mesma área de localização estão sempre conectados ao mesmo MSC.

  • As células de rádio com BTSs controladas por um BSC comum podem estar em diferentes áreas de localização.

Identidade da área de localização

Todo transmissor de rádio na transmissão PLMN, por meio de um canal de controle BCCH, uma Identidade de Área de Localização (LAI), código para identificar a área de localização que atende. Quando um MS não está envolvido em uma chamada, ele varre automaticamente o BCCH transmitido pelas estações base na localidade e seleciona o canal que está entregando o sinal mais forte. O código LAI transmitido pelo canal selecionado identifica a área de localização na qual o MS está atualmente situado. Este código LAI é armazenado no Módulo de Identidade do Assinante (SIM) do equipamento móvel.

À medida que o MS se move pela área da rede, o sinal recebido do canal de controle selecionado diminui gradualmente em intensidade até não ser mais o mais forte. Nesse ponto, o MS sintoniza novamente o canal que se tornou dominante e examina o código LAI que está transmitindo. Se o código LAI recebido for diferente daquele armazenado no SIM, então o MS entrou em outra área de localização e inicia um procedimento de atualização de localização para relatar a alteração ao MSC. No final do procedimento, o código LAI no SIM também é atualizado.

Formato de identificação da área de localização

É um código de identificação de área de localização (LAI) para identificar a área de localização em um PLMN. O código LAI tem três componentes -

Código de país para celular (MCC)

O MCC é um código de 3 dígitos que identifica exclusivamente o país de domicílio do assinante móvel (por exemplo, Índia 404). É atribuído pelo ITU-T.

Código de rede móvel (MNC)

O MNC é um código de 2 dígitos (código de 3 dígitos para GSM-1900) que identifica o GSM PLMN residencial do assinante móvel. Se houver mais de um GSM PLMN em um país, um MNC exclusivo será atribuído a cada um deles. É atribuído pelo governo de cada país. (Por exemplo, Cell one, Chennai 64).

Código de área de localização (LAC)

O componente LAC identifica uma área de localização dentro de uma PLMN; tem um comprimento fixo de 2 octetos e pode ser codificado usando representação hexadecimal. É atribuído por um operador.

Áreas MSC

Uma área MSC é uma região da rede na qual as operações GSM são controladas por um único MSC. Uma área MSC consiste em mais uma área de localização. O limite de uma área MSC segue os limites externos das áreas de localização em sua periferia. Consequentemente, uma área de localização nunca ultrapassa os limites de uma área MSC.

Área VLR

Uma área VLR é uma região da rede supervisionada por um único Visitor Location Register (VLR). Em teoria, uma área de VLR pode consistir em mais uma área de MSC. Na prática, no entanto, as funções do VLR estão sempre integradas às do MSC, de modo que os termos "área do VLR" e "área do MSC" passaram a ser sinônimos.

Bancos de dados relacionados à localização

Dois bancos de dados são usados ​​pelo Gerenciamento de localização para armazenar dados relacionados à localização do MS.

  • Registro de localização do visitante (VLR)
  • Registro de localização de casa (HLR)

Registro de localização do visitante

Um VLR contém um registro de dados para cada um dos MS que estão operando atualmente em sua área. Cada registro contém um conjunto de códigos de identidade do assinante, informações de assinatura relacionadas e um código de identificação de área de localização (LAI). Esta informação é usada pelo MSC ao lidar com chamadas para ou de um MS na área. Quando um MS se move de uma área para outra, a responsabilidade por sua supervisão passa de um VLR para outro. Um novo registro de dados é criado pelo VLR que adotou o MS e o registro antigo é excluído. Desde que exista um acordo de trabalho entre os operadores de rede em questão, a transação de dados pode cruzar as fronteiras da rede e nacionais.

Registro de localização de casa

O HLR contém informações relevantes para assinantes móveis que são clientes pagantes da organização que opera o PLMN.

O HLR armazena dois tipos de informações -

Subscription Information

As informações de assinatura incluem o IMSI e o número do diretório alocado ao assinante, o tipo de serviços fornecidos e quaisquer restrições relacionadas.

Location Information

As informações de localização incluem o endereço do VLR na área onde o assinante MS está localizado atualmente e o endereço do MSC associado.

As informações de localização permitem que as chamadas recebidas sejam encaminhadas para o MS. A ausência desta informação indica que o MS está inativo e não pode ser alcançado.

Quando um MS se move de uma área VLR para outra, as informações de localização no HLR são atualizadas com a nova entrada para o MS, usando dados de assinatura copiados do HLR. Desde que exista um acordo de interoperabilidade entre os operadores de rede, as transações de dados em questão podem se mover através da rede e das fronteiras nacionais.

Tipos de números de identificação

Durante a execução do procedimento de atualização de localização e o processamento de uma chamada móvel, são usados ​​diferentes tipos de números -

  • Número da estação móvel ISDN (MSISDN)
  • Número de roaming do assinante móvel (MSRN)
  • Identidade do assinante móvel internacional (IMSI)
  • Identidade temporária do assinante móvel (TMSI)
  • Identidade de estação móvel local (LMSI)

Cada número é armazenado no HLR e / ou VLR.

Número da estação móvel ISDN

O MSISDN é o número de diretório atribuído ao assinante móvel. Ele é discado para fazer uma chamada telefônica para o assinante móvel. O número consiste no Código do país (CC) do país no qual a estação móvel está registrada (por exemplo, Índia 91), seguido pelo número móvel nacional que consiste no Código de Destino da Rede (NDC) e Número do Assinante (SN). Um NDC é atribuído a cada GSM PLMN.

A composição do MSISDN é tal que pode ser usado como um endereço de título global na Parte de Controle de Conexão de Sinalização (SCCP) para o roteamento de mensagem para o HLR do assinante móvel.

Número de roaming da estação móvel

O MSRN é o número exigido pelo gateway MSC para rotear uma chamada de entrada para um MS que não está atualmente sob o controle do gateway MSISDN. Usando um celular, a chamada encerrada é encaminhada para o gateway MSC. Com base nisso, o MSC do gateway MSISDN solicita que um MSRN encaminhe a chamada para a identidade do assinante móvel internacional (IMSI) do MSC atualmente visitado.

Um MS é identificado por seu IMSI. O IMSI está embutido no SIM do equipamento móvel. Ele é fornecido pela MS sempre que acessa a rede.

Mobile Country Code (MCC)

O componente MCC do IMSI é um código de 3 dígitos que identifica exclusivamente o país de domicílio do assinante. É atribuído pelo ITU-T.

Mobile Network Code (MNC)

O componente MNC é um código de 2 dígitos que identifica o GSM PLMN residencial do assinante móvel. É atribuído pelo governo de cada país. Para GSM-1900, é usado um MNC de 3 dígitos.

Mobile Subscriber Identification Number (MSIN)

O MSIN é um código que identifica o assinante em um GSM PLMN. É atribuído pelo operador.

Identidade temporária do assinante móvel (TMSI)

O TMSI é um alias de identidade que é usado em vez do IMSI quando possível. O uso de um TMSI garante que a verdadeira identidade do assinante móvel permaneça confidencial, eliminando a necessidade de transferir um código IMSI não cifrado por um link de rádio.

Um VLR aloca um código TMSI exclusivo para cada assinante móvel que está operando em sua área. Este código, que só é válido dentro da área supervisionada pelo VLR, é utilizado para identificar o assinante, nas mensagens de e para a MS. Quando uma mudança de área de localização também envolve uma mudança de área de VLR, um novo código TMSI é alocado e comunicado à MS. O MS armazena o TMSI em seu SIM. O TMSI consiste em quatro octetos.

Cenário de atualização de localização

No seguinte cenário de atualização de localização, presume-se que um MS entra em uma nova área de localização que está sob controle de um VLR diferente (referido como o "novo VLR") daquele onde o MS está atualmente registrado (referido como o "VLR antigo"). O diagrama a seguir mostra as etapas do cenário de atualização do local móvel.

O MS entra em uma nova área de célula, ouve a Identidade de Área de Localização (LAI) sendo transmitida no canal de transmissão (BCCH) e compara esta LAI com a última LAI (armazenada no SIM) representando a última área onde o celular foi registrado .

  • A MS detecta que entrou em uma nova área de localização e transmite uma mensagem de solicitação de canal pelo canal de acesso aleatório (RACH).

  • Uma vez que o BSS recebe a mensagem de solicitação de canal, ele aloca um canal de controle dedicado autônomo (SDCCH) e encaminha esta informação de atribuição de canal para a MS através do canal de concessão de acesso (AGCH). É através do SDCCH que o MS se comunicará com o BSS e o MSC.

  • A MS transmite uma mensagem de solicitação de atualização de localização para o BSS através do SDCCH. Incluídos nesta mensagem estão a identidade do assinante temporário móvel MS (TMSI) e o antigo assinante da área de localização (antigo LAI). O MS pode se identificar com seu IMSI ou TMSI. Neste exemplo, vamos supor que o móvel forneceu um TMSI. O BSS encaminha a mensagem de solicitação de atualização de localização ao MSC.

  • O VLR analisa o LAI fornecido na mensagem e determina que o TMSI recebido está associado a um VLR diferente (VLR antigo). Para prosseguir com o registro, o IMSI do MS deve ser determinado. O novo VLR deriva a identidade do VLR antigo usando o LAI recebido, fornecido na mensagem de solicitação de atualização de local. Ele também solicita que o VLR antigo forneça o IMSI para um TMSI específico.

  • A atualização do cenário de atualização do local HLR / VLR é um ponto em que estamos prontos para informar ao HLR que o MS está sob controle de um novo VLR e que o MS pode ser desregistrado do VLR antigo. As etapas na fase de atualização HLR / VLR são -

    • O novo VLR envia uma mensagem ao HLR informando-o de que o IMSI fornecido mudou de localização e pode ser alcançado por meio do roteamento de todas as chamadas recebidas para o endereço VLR incluído na mensagem.

    • O HLR solicita que o VLR antigo remova o registro do assinante associado ao IMSI fornecido. O pedido é confirmado.

    • O HLR atualiza o novo VLR com os dados do assinante (perfil do cliente dos assinantes de celulares).

Etapas na Fase de Realocação TMSI

  • O MSC encaminha a mensagem de aceitação da atualização do local para o MS. Esta mensagem inclui o novo TMSI.

  • O MS recupera o novo valor TMSI da mensagem e atualiza seu SIM com este novo valor. A unidade móvel então envia uma mensagem de atualização completa de volta ao MSC.

  • O MSC solicita ao BSS que a ligação de sinalização entre o MSC e o MS seja liberada.

  • O MSC libera sua parte da conexão de sinalização quando recebe a mensagem completa e clara do BSS.

  • O BSS envia uma mensagem de liberação de canal de "recurso de rádio" para a MS e então libera o Canal de Controle Dedicado Independente (SDCCH) que foi alocado anteriormente. O BSS então informa ao MSC que a conexão de sinalização foi cancelada.

Periodicidade de atualização de localização

A atualização de localização ocorre automaticamente quando o MS muda seu LA. Muitas atualizações de localização podem ser geradas se um usuário cruzar os limites de LA com frequência. Se o MS permanecer no mesmo LA, a atualização do local pode ocorrer com base no tempo / movimento / distância, conforme definido pelo provedor de rede.

Entregar

É o processo de comutação automática de uma chamada em andamento de um canal de tráfego para outro para neutralizar os efeitos adversos dos movimentos do usuário. O processo de transferência será iniciado apenas se o controle de energia não for mais útil.

O processo de transferência é MAHO (Mobile Assisted Hand Over). Começa com as medições de Down Link pelo MS (Força do sinal do BTS, Qualidade do sinal do BTS). O MS pode medir a intensidade do sinal dos 6 melhores links descendentes BTS vizinhos (lista de candidatos).

Tipos de transferência

Existem dois tipos de transferência -

  • Transferência interna ou intra BSS

    Transferência intra-celular

    Transferência entre células

  • Transferência externa ou interna do BSS

    Transferência intra-MSC

    Transferência de Inter MSC

    A transferência interna é gerida pelo BSC e a transferência externa pela MSC.

Os objetivos da transferência são os seguintes -

  • Mantenha uma boa qualidade de discurso.
  • Minimize o número de chamadas perdidas.
  • Maximize o tempo que a estação móvel fica na melhor célula.
  • Minimize o número de transferências.

When will a Hand Over take place?

  • A distância (atraso de propagação) entre o MS e o BTS torna-se muito grande.
  • Se o nível do sinal recebido for muito baixo.
  • Se a qualidade do sinal recebido for muito baixa.
  • A situação de perda de caminho da estação móvel para outra célula é melhor.