Ôn thi môn thông tin di động Traffic cases

Ôn thi môn thông tin di động Traffic cases GSM network identities Các đặc tính Nhận dạng mạng là các số để mạng GSM sử dụng để định vị một thuê bao khi nó cần thiết lập cuộc gọi tới thuê bao đó mỗi đặc tính nhận dạng cần phải chính xác và duy nhất

Traffic cases

1 GSM network identities

Các đặc tính Nhận dạng mạng là các số để mạng GSM sử dụng để định vị một thuê baokhi nó cần thiết lập cuộc gọi tới thuê bao đó mỗi đặc tính nhận dạng cần phải chính xác vàduy nhất

2 Các đặc tính nhận dạng liên quan tới thuê bao

2.1 Mobile station ISDN number (MSISDN)

Đặc trưng cho từng thuê bao di động

Đây là số để quay khi cần gọi thuê bao di động nào đó

Là số duy nhất trong số các đặc tính nhận dạng mà người đăng kí sử dụng dịch vụ cầnphải biết

CME 40 MSISDN

NPA được phân chia cho mỗi GSM 1900 PLMN, chiều dài của MSISDN được xác địnhbằng cấu trúc và kế hoạch tổ chức ở mỗi nhà mạng, chiều dài 15 chữ số không bao gồm tiền tố

ví dụ 1 thuê bao ở Swedish gọi cho một thuê bao ở Canada thì quay số

2.2 International Mobile Subscriber Identity IMSI

Số IMSI là số nhận dạng các nhân cho mỗi người đăng kí để dễ dàng nhận dạng đúngngười đăng kí qua kênh vật lí Nó được dùng cho tất cẩ các tín hiệu trong PLMN, IMSI lưu trongsim, HLR, VLR

2.3 Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI)

Số nhận dạng thuê bao tức thời, được dùng để bảo vệ nhận dạng của thuê bao trên giaodiện air-interface, chỉ có ý nghĩa địa phương ( trong vùng MSC/VLR), thay đổi theo một chu kìnào đó hoặc khi có một sự kiện xảy ra như là thay đổi vị trí của thuê bao, khác nhau đối với từngnhà sản xuất và nhiều nhất là 8 chữ số

3 Các đặc tính nhận dạng liên quan tới thiết bị

3.1 International mobile equipment Identity (IMEI)

Dùng để nhận dạng thiết bị di động trong các công tác bảo mật, gồm 15 chữ số

3.2 International Mobile Equipment Identity and Sofware Version number (IMEISV):

Cung cấp nhận dạng cá nhân cho mỗi MS và mang thông tin về phiên bản phần mềmđược cài trên mỗi MS(ví dụ cần phải biết MS là half rate hay full rate khi thiết lập một cuộc gọi ,

…)

4 Các đặc tính nhận dạng liên quan tới vị trí

4.1 Mobile station roaming number (MSRN):

Là số nhận dạng tức thời khi thiết lập một cuộc gọi tới một thuê bao roaming

4.2 Location area identity (LAI):

Được dùng cho định tuyến, thông báo cho MS biết vị trí hiện tại của nó, cập nhật vị trícủa MS

4.3 Cell Global Identity (CGI):

Được dùng để định nghĩa từng cell bên trong LA, độ dài lớn nhất của CI là 16 bit đượcthêm vào sau LAI

4.4 Base Station Identity Code (BSIC):

Cho phép MS phân biệt các BS khác nhau dù cùng 1 tần số

4.5 Location number (LN):

Là mã số địa điểm, xác định cell, MSC/VLR, LA

4.6 Regional Subscription Zone Identity (RSZI)

Dùng để định nghĩa vùng/miền

5 Bảo mật nhận dạng thuê bao;

Mục đích là để IMSI của thuê bao không thể bị phát hiện bởi người thứ 3, bảo vệ thuêbao khi thuê bao đang khai thác các dịch vụ mạng

Quá trình bảo mật nhận dạng thuê bao

Mỗi khi thuê bao yêu cầu một quá trình nào đó (ví dụ cập nhật vị trí, gọi một cuộc gọihay một dịch vụ nào đó) MSC/VLR sẽ cấp một TMSI mới cho một IMSI MSC/VLR sẽ truyền TMSI

đó cho MS lưu giữ trong thẻ sim của nó, và MSC/VLR cùng với MS sẽ sử dụng số TMSI để traođổi tín hiệu với nhau, vì vậy số IMSI của thuê bao sẽ không bị phát hiện trong cả quá trình

TMSI có chiều dài bằng một nửa IMSI, vì vậy cho phép một trang paging chứa gấp đôi số

Khi MS bật lên thì sẽ thực hiện IMSI attach, bao gồm các bước:

• MS gửi bản tin IMSI attach tới mạng để báo nó chuyển trạng thái sang idle

• VLR kiểm tra xem MS có tồn tại chưa, nếu chưa thì nó sẽ hỏi HLR để lấy thông tin

• VLR thay đổi trạng thái của MS sang idle

• Bản tin ACK được gửi cho MS

6.2 Location updating, type IMSI attach:

Nếu MS thay đổi vị trí trong khi đang tắt nguồn thì khi bật máy quá trình IMSI attach sẽdẫn tới quá trình cập nhật vị trí

Trong khi IMSI attach, VLR có thể thấy rằng LAI hiện tại của MS khác với LAI được lưu trữnên nó sẽ sửa lại LAI của MS đó trong cơ sở dữ liệu

6.3 Roaming do Thay đổi cell bên trong một LA:

Nếu MS thay đổi cell bên trong LA thì mạng sẽ không cập nhật vị trí Kênh BCCH sẽquảng bá LAI của cell hiện tại và MS sẽ lắng nghe bản tin đó, MS sẽ so sánh với LAI của nó trướcđây và nếu LAI không đổi thì nó sẽ không cần báo lại

6.4 Cập nhật vị trí, cùng 1 MSC/VLR:

Nếu MS phát hiện LAI thay đổi, nó sẽ báo lại cho mạng MS sẽ gửi một bản tin cập nhật

vị trí, và MSC/VLR sẽ kiểm tra xem đó là một MS được đăng kí tại khu vực đó, hay là một MSđăng kí ở một MSC/VLR khác

• MS lắng nghe bản tin quảng bá của kênh BCCH, nếu phát hiện thay đổi LAI thì sẽ bắt đầuquá trình cập nhật vị trí

• MS thành lập một kết nối với mạng qua kênh SDCCH, trong đó có cả quá trình xác thựcthuê bao

• Nếu xác thực thành công, MS sẽ gửi yêu cầu cập nhật vị trí

• Hệ thống nhận bản tin yêu cầu cập nhật vị trí, yêu cầu RBS và MS giải phóng kênh vật lí

6.5 Cập nhật vị trí khác MSC/VLR:

Khi MS tới một LA mới, quá trình cập nhật vị trí sẽ diễn ra Tuy nhiên điều mà MS khôngbiết là LA mới này có thuộc một MSC khác hay không Vì thế khi MSC/VLR mới nhận được yêucầu cập nhật vị trí:

• Diễn ra quá trình xác thực, sau đó MSC/VLR sẽ kiểm tra cơ sở dữ liệu của nó xem bản ghi

về MS này đã tồn tại hay chưa

• Khi MS này chưa tồn tại trong cơ sở dữ liệu, nó sẽ yêu cầu HLR gửi cho nó một bản saothông tin của MS

• HLR chuyển thông tin cho VLR và đồng thời cập nhật vị trí của MS và báo cho MSC cũ đểxóa bản ghi về MS đó

• VLR mới lưu giữ thông tin của MS bao gồm cả vị trí mới và trạng thái idle, sau đó gửi bảntin ACK tới MS

6.6 Cập nhật vị trí loại theo chu kì:

Loại này MS sẽ gửi bản tin đăng kí tới mạng theo một chu kì định trước, nếu MS khônggửi tin đăng kí, mạng sẽ coi là MS đã thoát khỏi mạng (detach)

Nếu mạng sử dụng chu kì thì MS sẽ được báo chu kì này thông qua kênh BCCH, MS sẽgửi bản tin đăng kí cho tới khi nhận được bản tin ACK

6.7 IMSI detach:

Để báo rằng MS đã tắt nguồn, MS sẽ gửi bản tin IMSI detach VLR sẽ chuyển trạng tháicủa MS sang detach, không cần báo cho HLR và không cần ACK

6.8 Implicit detach- detach ẩn:

Nếu MS đã gửi bản tin IMSI detach nhưng do chất lượng kênh truyền mà MSC/VLRkhông nhận được thì nó vẫn nghĩ MS đang attach Còn nếu mạng sử dụng cập nhật vị trí theochu kì thì MSC/VLR sẽ nhanh chóng biết là MS đang tắt nguồn và chuyển trạng thái của MS sangdetach

7 MS trong active mode:

Active mode là MS đang có một cuộc gọi hoặc quá trình thiết lập một cuộc gọi với MS đangxảy ra

7.1 Cuộc gọi từ một MS:

Mô tả quá trình khi một MS muốn thiết lập một cuộc gọi trong PSTN

• MS dùng kênh RACH để yêu cầu kênh tín hiệu

• BSC/TRC cấp phát một kênh tín hiệu dùng AGCH

• MSC gửi bản tin yêu cầu thiết lập cuộc gọi qua SDCCH tới MSC/VLR, qua đó sẽ thiets lậptất cả các thông tin cần thiết để tạo một cuộc gọi, bao gồm: cập nhật trạng thái của MSthành active trong VLR, quá trình xác thực, bộ mã hóa sử dụng, nhận dạng thiết bị, sốcủa thuê bao đích, kiểm tra nếu thuê bao bị chặn

• MSC/VLR báo cho BSC/TRC phân phối một kênh TCH rỗi, RBS và MS cũng được báo đểchuyển sang kênh TCH đó

• MSC/VLR báo cho PSTN để thiết lập cuộc gọi tới thuê bao đích

• Nếu thuê bao đích trả lời thì cuộc gọi sẽ được thiết lập

7.2 Cuộc gọi tới một MS:

Cuộc gọi tới MS sẽ khác cuộc gọi từ MS là khi gọi tới MS thì chưa biết chính xác vị trí của

MS, vì thế cần xác định đúng MS bằng paging trước khi thiết lập cuộc gọi\

• PSTN kí khóa trong số di đông của MS (MSISDN) MSISDN được phân tích ở PSTN đểthành lập kết nối với GMSC của MS

• GMSC phân tích MSISDN để tìm ra MS được đăng kí ở HLR nào, và yêu cầu HLR chothông tin để định tuyến tới MSC/VLR đang phục vụ thuê bao đó

• HLR dịch MSISDN thành IMSI và xác định MSC/VLR đang phục vụ MS HLR cũng kiểm traxem MS này có đăng kí dịch vụ tự động chuyển hướng cuộc gọi tới MS khác không, nếu

có thì cuộc gọi sẽ được được định tuyến lại bằng GMSC

• HLR yêu cầu một MSRN từ MSC/VLR đang phục vụ

• MSC/VLR gửi một MSRN tới GMSC thông qua HLR

• GMSC phân tích MSRN và định tuyến cuộc gọi tới MSC/VLR

• Vì MSC/VLR biết MS đang ở LA nào, một bản tin paging sẽ được gửi tới các BSC điềukhiển LA đó

• Các BSC phân phát paging message tới các RBS trong LA Các RBS truyền paging messagequa giao diện air-interface dùng kênh PCH (dùng số IMSI hoặc TMSI của MS trongMSC/VLR)

• Khi MS phát hiện paging message, nó sẽ yêu cầu một kênh SDCCH thông qua kênh RACH

• BSC cung cấp SDCCH thông qua kênh AGCH

• SDCCH được dùng cho quá trình thiết lập một cuộc gọi, bao gồm các thông tin chuyểntrạng thái MS sang active trong VLR, quá trình xác thực, bắt đầu mã hóa, nhận dạng thiếtbị.

• MSC/VLR yêu cầu BSC/TRC cấp phát một kênh TCH rỗi RBS và MS cũng chuyển sangkênh TCH đó, thiết bị sẽ rung chuông, nếu người dùng trả lời thì cuộc gọi sẽ được thiếtlập

7.3 Handover:

quá trình thay đổi kênh vật lí khi MS đang active Để chọn đúng ô đích, cả MS và RBS đềuphải thực hiện một số phép đo Và vì vậy MS cũng góp phần quyết định Handover nên ta gọihandover loại này là Mobile assisted HandOver (MAHO)

Định vị

MS sẽ đo mức tín hiệu và chất lượng tín hiệu qua các song mang BCCH của ô hiện tại vàcác ô lân cận Tất nhiên đó sẽ là các kết quả đo ở downlink khi MS đang ở trạng thái active Cáckết quả đo sẽ được gửi tới RBS thông qua kênh SACCH ở một chu kì xác định RBS đang phục vụ

sẽ đo mức tín hiệu và chất lượng của tín hiệu trên kênh uplink

Các kết quả đo ở MS và RBS sẽ được gửi tới BSC , dựa vào những bản tin này, BSC sẽquyết định khi nào thì handover và handover tới ô nào, quá trình này gọi là định vị handover

Miễn là ô hàng xóm tốt hơn ô hiện tại thì handover sẽ được thực hiện

Một lí do khác để thực hiện Handover là khi timing advance(TA) vượt quá một giá trịngưỡng được quy định bởi nhà mạng Điều này thường xảy ra khi MS đang ở biên giới của ô

Khi MS thay đổi cell, RBS mới sẽ báo cho MS về kênh BCCH mới và MS lại tiếp tục đo nhưvậy Nếu MS chuyển tới một LA mới thì cập nhật vị trí sẽ xảy ra sau khi kết thúc cuộc gọi

Handover được sử dụng để cân bằng tải giữa các cell Khi một cuộc gọi được thiết lập ởmột cell quá bận, MS sẽ được chuyển tới một cell rỗi hơn để chất lượng cuộc gọi ở trên mức tốithiểu

Các loại handover:

• Intra cell

• Handover giữa các cell cùng một BSC điều khiển

• Handvoer giữa các cell cùng MSC/VLR và khác BSC

• Handover giữa các cell khác MSC/VLR

Intracell handover:

Khi BSC thấy rằng chất lượng kết nối quá thấp,nhưng cũng thấy rằng không có cell lâncận nào tốt hơn Vì thế BSC sẽ chuyển MS tới kênh vật lí trogn cùng một cell

Handover giữa các cell cùng một BSC điều khiển

Handover loại này thì MSC không cần tham gia nhưng sẽ biết sau khi handover thànhcông để nếu khác LA thì MSC sẽ thay đổi LA của MS

• BSC yêu cầu RBS mới kích hoạt một kênh TCH

• BSC gửi một bản tin tới MS thông qua RBS cũ, bao gồm các thông tin về tần số, khe thờigian của kênh vật lí mới và năng lượng đầu ra qua kênh FACCH

• MS chuyển sang kênh vật lí mới truyền dãy xung truy cập trong đúng khe thời gian đó(access burst) do MS không có thông tin nào về TA, xung truy cập sẽ rất ngắn khoảng 8bit

• Khi RBS mới phát hiện dãy xung truy cập, nó sẽ gửi thông tin về TA qua kênh FACCH

• MS gửi bản tin handover thành công tới BSC qua RBS mới

• BSC yêu cầu RBS cũ giải phóng kênh TCH cũ

Handover khác BSC và cùng MSC/VLR

• BSC cũ gửi yêu cầu thực hiện handover tới MSC bao gồm cả thông tin về ô đích

• MSC biết MSC nào điều khiển ô đích đó và gửi yêu cầu handover tới BSC mới

• BSC mới yêu cầu RBS cấp phát một kênh TCH rỗi

• BSC mới gửi bản tin về kênh mới tới MS qua MSC và BSC cũ

• MS chuyển qua kênh mới và gửi dãy xung truy cập trong đúng khe thời gian\

• 6 RBS mới gửi thông tin về TA

• MS gửi bản tin báo handover thành công tới MSC thông qua BSC mới

• MSC gửi yêu cầu tới BSC cũ để giải phóng kênh TCH cũ

• BSC cũ yêu cầu RBS cũ giải phóng kênh TCH

Handover khác MSC/VLR

Chỉ có thể thực hiện khi cùng một PLMN

• BSC cũ gửi yêu cầu handover cùng với thông tin về ô đích tới MSC-A

• MSC-A thấy rằng nó không điều khiển ô đích nên gửi yêu cầu trợ giúp tới MSC-B

• MSC-B định tuyến cuộc gọi và gửi yêu cầu Handover tới BSC mới

• BSC mới yêu cầu RBS mới cấp phát một kênh TCH

• BSC mới nhận thông tin về kênh và gửi tới MS thông qua các MSC, BSC cũ và RBS cũ

• Một kết nối được thiết lập tới MSC-B, có thể thông qua PSTN

• MSC-A gửi lệnh handover tới MS qua BSC cũ

• MS chuyển sang kênh vật lí mới và truyền chuỗi xung truy cập

• RBS mới phát hiện chuỗi xung truy cập và gửi lại thông tin về TA

• MS gửi bản tin báo handover thành công tới MSC cũ thông qua MSC mới và BSC mới

• Kênh TCh cũ được giải phóng

MSC cũ sẽ giữ quyền điều khiển chính của cuộc gọi cho tới khi cuộc gọi kết thúc, đó là do nógiữ thông tin về cuộc gọi như là cước phí

Sau khi kết thúc cuộc gọi, MS sẽ tiến hành cập nhật vị trí, HLR sẽ cập nhật về MSC mới vàbảo MSC cũ xóa bản ghi về MS

8 Các trường hợp thông tin quốc tế:

Một trong các đặc trưng cơ bản của GSM là khả năng roaming quốc tế Để người sử dụng cóthể gọi khi tới một mạng GSM khác, cần phải có sử thỏa thuận giữa nhà cung cấp nơi ngườidùng đăng kí và nhà cung cấp ở nơi người dùng chuyển tới, gọi là international roaming

8.1 IMSI attach:

• 1 MS bật lên và quét tất cả các tần số GSM bên trong dải tần của GSM (ví dụ GSM 900)

để tìm một kênh BCCH MS chuyển tới kênh BCCH có tín hiệu mạnh nhất và đọc thông tin ở đó, bao gồm cả thông tin về nhà mạng mới

• 2 Ms so sánh thông tin đó với thông tin về PLMN cấm ở trong sim, nếu PLMN đó là cấm thì MS tiếp tục quét

• 3 Nếu MS không tìm thấy PLMN nào cho phép thì nó sẽ cảnh báo, còn nếu tìm thấy thì

sẽ chuyển tới PLMN đó và thực hiện IMSI attach

8.2 Cuộc gọi tới MS

Giống với trường hợp ở mục trước, chỉ có khác biệt là GMSC và HLR sẽ là ở nơi người dùng đăng kí, còn MSC/VLR sẽ là ở nơi người dùng chuyển tới

9 Các chức năng dropback:

Sử dụng trong trường hợp:

• Người dùng A ở pháp dưới sự điều khiển của MSC-A, người dùng B từ Sweden nhưng cũng đang ở pháp dưới sự điều khiển của MSC-A

o A gọi cho B, cuộc gọi được định tuyến từ Pháp sang Sweden

o Mạng ở Sweden lại thấy rằng B đang ở pháp dưới sự điều khiển của MSC-A và định tuyến ngược lại về MSC-A

Nếu không có dropback, tín hiệu âm thanh sẽ truyền qua GMSC ở Sweden, còn nếu có dropback thì nó không cần truyền qua GMSC ở Sweden nữa

10 Short message service (SMS) traffic cases

Là dịch vụ để gửi tin nhắn văn bản lên tới 160 kí tự giữa các MS SMS sử dụng trung tâmSMS (SMScenter, SMS-C) để lưu giữ và chuyển mạch các SMS

Có 2 dịch vụ cơ bản:

• Mobile terminated SMS : từ SMS-C tới MS

• Mobile originated SMS: từ MS tới SMS-C

ở cả 2 trường hợp nêu trên thì MS đều ở trạng thái idle, còn nếu đang ở active mode thìtin nhắn sẽ được truyền qua kênh SACCH Không cần paging, thiết lập cuộc gọi cũng như xácthực trong dịch vụ SMS

10.1 Mobile originated SMS:

• 1 Ms thực hiện kết nối với mạng như trong các trường hợp thiết lập cuộc gọi bìnhthường nếu như MS không đang ở trạng thái active( nếu ở active thì có nghĩa đã có 1 kếtnối được thành lập rồi)

• 2 Nếu xác thực thành công, MS gửi tin nhắn qua kênh SDCCH tới SMS-C thông quaMSC/VLR SMS-C sẽ chuyển tin nhắn tới đích, đó có thể là một MS khác hoặc một PChoặc một thiết bị nào đó

10.2 Mobile terminated SMS:

• 1 Một người dùng nào đó gửi tin nhắn tới SMS-C

• 2 SMS-C gửi tin nhắn tới SMS-GMSC

• 3 SMS-GMSC yêu cầu HLR cung cấp thông tin về người dùng đích

• 4 HLR gửi trả lại cho SMS-GMSC thông tin tương ứng

• 5 SMS-GMSC định tuyến tin nhắn tới MSC/VLR

• 6 Một kết nối được thiết lập giữa MS và MSC/VLR như trong trường hợp cuộc gọi đếnbình thường

• 7 Nếu xác thực thành công, MSC/VLR gửi tin nhắn tới cho MS trên kênh SDCCH

• 8 Nếu thành công thì MSC/VLR sẽ báo lại cho SMS-C còn nếu không thì HLR sẽ thay choMSC/VLR báo cho SMS-C biết khi mà MS active