Управление мобильностью

Эта статья о беспроводной связи. Информацию об управлении мобильностью в общественном транспорте см. в разделе «Управление спросом на перевозки и развитие, ориентированное на транзит» .

Управление мобильностью является одной из основных функций GSM или сеть UMTS , позволяющая мобильным телефонам работать . Целью управления мобильностью является отслеживание местонахождения абонентов , позволяя звонки, SMS и другие услуги мобильной связи им доставлять .

Процедура обновления местоположения

Сеть GSM или UMTS , как и все сотовые сети , по сути представляет собой радиосеть из отдельных ячеек, известных как базовые станции. Каждая базовая станция покрывает небольшую географическую область, которая является частью однозначно идентифицированной зоны местоположения . Интегрируя покрытие каждой из этих базовых станций, сотовая сеть обеспечивает радиопокрытие на гораздо более широкой территории. Для GSM базовая станция называется базовой приемопередающей станцией — узлом B. (BTS), а для UMTS Группа базовых станций называется зоной местоположения или зоной маршрутизации .

Процедура обновления местоположения позволяет мобильному устройству информировать сотовую сеть всякий раз, когда оно перемещается из одной области местоположения в другую. Мобильные телефоны отвечают за определение кодов городов (LAC). Когда мобильный телефон обнаруживает, что код города местоположения отличается от его последнего обновления, он выполняет еще одно обновление, отправляя в сеть запрос на обновление местоположения вместе со своим предыдущим местоположением и своим временным идентификатором мобильного абонента (TMSI).

Мобильный телефон также сохраняет текущий LAC на SIM-карте, объединяя его со списком недавно использованных LAC. Это сделано для того, чтобы избежать ненужных процедур подключения IMSI в случае, если мобильный телефон был вынужден выключиться (например, путем извлечения аккумулятора), не имея возможности уведомить сеть об отключении IMSI, а затем включиться сразу после включения. выключенный. Учитывая тот факт, что мобильный телефон по-прежнему связан с центром коммутации мобильной связи/ регистром местоположения посетителей (MSC/VLR) текущей области местоположения, нет необходимости выполнять какие-либо процедуры присоединения IMSI.

Существует несколько причин, по которым мобильный телефон может предоставлять в сеть обновленную информацию о местоположении. Всякий раз, когда мобильный телефон включается или выключается, сеть может потребовать от него выполнить процедуру обновления местоположения присоединения IMSI или отсоединения IMSI. Кроме того, каждый мобильный телефон должен регулярно сообщать о своем местонахождении через заданный интервал времени, используя процедуру периодического обновления местоположения . Всякий раз, когда мобильный телефон перемещается из одной области местоположения в другую, не разговаривая по телефону, случайное обновление местоположения требуется . Это также требуется от стационарного мобильного телефона, который повторно выбирает покрытие из соты в другой зоне местоположения из-за затухания сигнала. Таким образом, абонент имеет надежный доступ к сети, до него можно дозвониться, наслаждаясь при этом свободой передвижения во всей зоне покрытия.

Когда абонент получает пейджинговое сообщение при попытке доставить вызов или SMS и абонент не отвечает на этот пейджинг, тогда абонент помечается как отсутствующий как в MSC/VLR, так и в регистре домашнего местоположения (HLR) (флаг мобильной связи не доступен MNRF установлено). В следующий раз, когда мобильное устройство выполнит обновление местоположения, HLR обновится, и флаг недостижимости мобильного телефона будет очищен.

ТМСИ

Временный идентификатор мобильного абонента (TMSI) — это идентификатор, который чаще всего передается между мобильным устройством и сетью. В зависимости от необходимой точности TMSI может быть установлен с помощью VLR, SGSN или MME. В наименее точном случае TMSI случайным образом назначается VLR каждому мобильному телефону в районе в момент его включения, чтобы обеспечить конфиденциальность личности. Номер является локальным для определенной области местоположения, поэтому его необходимо обновлять каждый раз, когда мобильный телефон перемещается в новую географическую область.

VLR, SGSN и MME должны иметь возможность коррелировать выделенный TMSI с IMSI MS, которой он назначен. MS может быть выделено три TMSI; один для услуг, предоставляемых через MSC (TMSI), один для услуг, предоставляемых через SGSN (пакетный TMSI или P-TMSI), и один для услуг, предоставляемых MME (MME-TMSI или M-TMSI; часть ГУТИ).

Сеть также может изменить TMSI мобильного телефона в любое время. И обычно это делается для того, чтобы абонент не был идентифицирован и не отслеживался перехватчиками на радиоинтерфейсе. Это затрудняет отслеживание того, какой мобильный телефон является каким, за исключением случаев, когда мобильный телефон только что включен или когда данные в мобильном телефоне по той или иной причине становятся недействительными. глобальный «международный идентификатор мобильного абонента» ( IMSI В этот момент в сеть должен быть отправлен ). IMSI отправляется как можно реже, чтобы его не идентифицировали и не отслеживали.

Ключевое использование TMSI — пейджинговая связь с мобильным телефоном. «Пейджинг» — это индивидуальная связь между мобильной станцией и базовой станцией. Наиболее важным использованием широковещательной информации является настройка каналов для «пейджинга». Каждая сотовая система имеет механизм широковещательной передачи для распространения такой информации на множество мобильных телефонов.

Размер TMSI составляет 4 октета с полными шестнадцатеричными цифрами, но не может быть полностью FF, поскольку SIM использует 4 октета со всеми битами, равными 1, чтобы указать, что действительный TMSI недоступен.

Роуминг

Роуминг является одной из фундаментальных процедур управления мобильностью во всех сотовых сетях . Роуминг определен как возможность для клиента сотовой связи автоматически совершать и принимать голосовые вызовы, отправлять и получать данные или получать доступ к другим услугам, включая домашние услуги передачи данных, при выезде за пределы географической зоны покрытия домашней сети посредством использования посещаемой сети. Это можно сделать с помощью терминала связи или просто с использованием идентификатора абонента в посещаемой сети. Роуминг технически поддерживается процедурами управления мобильностью, аутентификацией , авторизацией и выставлением счетов .

Типы территорий

Район расположения

«Зона местоположения» представляет собой набор базовых станций, сгруппированных вместе для оптимизации передачи сигналов. Обычно десятки или даже сотни базовых станций совместно используют один контроллер базовой станции (BSC) в GSM или контроллер радиосети (RNC) в UMTS. BSC/RNC — это интеллект базовых станций; он управляет распределением радиоканалов, принимает измерения с мобильных телефонов и управляет передачей обслуживания между базовыми станциями.

Каждой области местоположения присвоен уникальный идентификатор, состоящий из цифр, который называется «кодом области местоположения» (LAC). LAC транслируется каждой базовой станцией через регулярные промежутки времени. В пределах зоны расположения каждой базовой станции присваивается отдельный номер «идентификатора соты» (CI), см. также « Глобальный идентификатор соты» .

Если районы расположения большие и умеренно населенные, вероятно, одновременно будет работать большое количество мобильных телефонов, что приведет к очень высокому пейджинговому трафику. Это связано с тем, что каждый пейджинговый запрос должен транслироваться на каждую базовую станцию ​​в зоне расположения. В конечном итоге это приводит к потере пропускной способности и мощности мобильных устройств, заставляя их слишком часто прослушивать широковещательные сообщения. Аналогичным образом, если, с другой стороны, имеется слишком много небольших областей местоположения, мобильное устройство должно очень часто подключаться к сети для изменения местоположения, что также разряжает батарею устройства. Поэтому важно найти баланс между размером зоны локации и количеством пользователей мобильных устройств в зоне локации. .

Зона маршрутизации

Область маршрутизации является эквивалентом области местоположения в домене с коммутацией пакетов. «Зона маршрутизации» обычно является подразделением «области местоположения». Области маршрутизации используются мобильными телефонами, подключенными к GPRS . GPRS оптимизирован для услуг передачи данных с «пакетной» нагрузкой, таких как беспроводной Интернет/интранет и мультимедийные услуги. Он также известен как GSM-IP (« Интернет-протокол »), поскольку он соединяет пользователей напрямую с провайдерами интернет-услуг.

Прерывистый характер пакетного трафика означает, что на каждый мобильный телефон ожидается больше пейджинговых сообщений, поэтому стоит знать местоположение мобильного телефона более точно, чем это было бы при традиционном трафике с коммутацией каналов. Переход из одной области маршрутизации в другую (называемый «обновлением области маршрутизации») выполняется почти так же, как и переход из одной области в другую. «Обслуживающий узел поддержки GPRS» ( SGSN Основные различия заключаются в том, что задействованным элементом является ).

Зона отслеживания

Зона отслеживания является LTE- аналогом зоны местоположения и зоны маршрутизации. Область отслеживания представляет собой набор ячеек. Области слежения могут быть сгруппированы в списки зон слежения (списки ТА), которые можно настроить на Пользовательском оборудовании (UE). Обновления зоны слежения выполняются периодически или когда UE перемещается в зону слежения, которая не включена в его список ТА.

Операторы могут назначать разные списки ТА разным UE. Это позволяет избежать пиков сигнализации в некоторых условиях: например, UE пассажиров поезда могут не выполнять обновления зоны отслеживания одновременно.

На стороне сети задействованным элементом является объект управления мобильностью (MME). MME настраивает списки TA с помощью сообщений NAS , таких как Attach Accept, TAU Accept или Команда перераспределения GUTI.

См. также

• Передавать
• ИЭЭЭ 802.21
• Мобильный IP
• Качество обслуживания мобильной связи
• Модель мобильности
• Управление радиоресурсами (RRM)
• Роуминг
• Вертикальная передача

Внешние ссылки

• Техническая спецификация 3GPP TS 23.003 «Нумерация, адресация и идентификация» содержит раздел, определяющий идентификацию областей местоположения и базовых станций с использованием LAI, LAC, RAI, RAC, CI, CGI, BSIC, RSZI, LN, SAI. Также раздел Идентификация мобильных абонентов с использованием IMSI, TMSI, P-TMSI, LMSI, TLLI .
• Техническая спецификация 3GPP TS 23.012 Процедуры управления местоположением определяет управление местоположением и описывает процедуры для домена с коммутацией каналов.
• Техническая спецификация 3GPP TS 23.060 Описание услуги GPRS описывает процедуры управления местоположением для домена с коммутацией пакетов.
• Схема последовательности обновления местоположения (PDF)
• Управление мобильностью в IP-сетях