话务过程traffic case.docx
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话务过程trafficcase
简介:
这一章描述了一系列的话务过程(trafficcase)。
我们将介绍不同情况下手机的状态。
我们将描述话务,包括语音,数据,短消息,我们也将探讨当手机漫游时(无话务移动时)和当手机正在打电话时更换小区时的情况。
在探讨这些问题前,我们先解释一些重要的概念。
手机关机:
手机不回应寻呼消息,因此跟网络没有交互。
网络无法得知手机在哪里的信息。
这种状态称为MSDetached。
手机开机:
当手机开机,或者MSattach,手机只能处于两种状态:
空闲
当手机在移动(漫游)的时候,手机在监听最好的小区,手机通过比较当前小区跟邻近小区来决定哪个是最好的小区。
当手机认为邻近小区比较好时,手机将改变当前小区,在必要的时候将必要的位置信息通知系统。
这个过程称为位置更新。
在空闲状态下,手机能接收到短消息和小区广播信息。
忙(busy)
当有话务(语音,传真或数据),或者正在建立通话的时候,我们认为手机处于忙(busy)的状态。
在这种状态下,手机无法决定是否需要更换小区,而是通过从手机、BTS获得测量信息,有BSC决定是否更换小区。
这个决定的形成我们成为Locating,而更换小区的过程我们称为切换。
在忙(busy)状态,手机能够同时收到短消息,但是不能收到小区广播。
图75
手机在空闲状态
图75描述当手机开机,漫游,监听寻呼消息,测量以得到最好小区等情况。
在接下的章节将具体说明。
当当前小区与要更换的小区处于
1.相同位置区
2a.相同MSC/VLR,不同位置区(LA1LA2)
2b.不同MSC/VLR(LA1LA3)
3.IMSIdetach
4.IMSIattach
5.周期登记
6.隐性detach
漫游:
移动和由于信号质量原因更换小区,更换无线连接的能力,称为漫游.
当更换小区与原小区处于同一位置区时,手机不会将更新信息通知网络(图75,第一种情况).这是因为存储在VLR中的最精确的位置是位置区(LA),如果更换小区与原小区处于不同位置区,则必须通知网络.并通过正常位置更新过程实现.
手机是如何获知自己更换到了不同LA下的小区呢?
手机中存储了原小区的LAI,在漫游时,手机监听广播控制信道,在这个信道上,网络会广播当前小区的LAI,当手机决定更换小区时,会比较更换小区的LAI和原小区的LAI,当相同时,手机会更新手机的LAI,不会通知网络,而当不同时,手机在更新LAI的同时也会通知网络更换小区的信息(正常位置更新过程).
正常位置更新过程
手机只知道原小区跟更换小区处于不同位置区,而不知道原小区跟更换小区是处于同一MSC/VLR还是不同的MSC/VLR.
当手机发送位置更新消息到网络时,MSC/VLR可以认出手机是已经在MSC/VLR上登记,或是一个新的访问者.
(注:
即是说,手机只能判定是否更换了位置区,MSC/VLR通过手机是否已经注册来判断手机是否更换了MSC/VLR)
图76
下面是位置更新中的信令.
1.手机在BCCH上监听新小区并获得LAI,然后比较新LAI与原LAI.如果两者不同,将触发一个位置更新过程.
2.手机通过SDCCH与GSMPLMN建立连接,然后进行鉴权.(如果未在MSC/VLR中注册,则需要HLR的帮助)
3.如果鉴权成功,手机将发送位置更新请求到系统.如果新LA属于新的MSC/VLR,HLR中的相关数据将会被更新.
4.系统确认位置更新,之后BTS,MS将释放相关的信令信道.
IMSIDatach
IMSIDatach过程,手机通知网络手机将关机.当手机IMSIDatach后,网络将不会寻呼该用户.
在Active状态,手机IMSI标志记为attached,当关机时,手机发送最后一条消息到网络,这条消息包含IMSIDatach的请求.当收到IMSIDatach消息后,MSC/VLR把相应的IMSI标志记为detached.
如图77所示,网络并不通知HLR,只有VLR更新IMSIDatach的信息.
图77
位置更新类型IMSIAttach
若手机在位置区LA1关机并发送IMSIdetach消息,手机在位置区LA2重新开机,只有当LA1跟LA2相同时,才会触发IMSIAttach过程,否则将触发正常位置更新过程图76所示.
位置更新类型周期登记
如果手机发送一个”IMSIdetach”消息到系统,而正好当时无线连接质量太差,系统可能不能够对消息进行解码,因此系统不会确认,也不会执行进一步的操作.这意味着系统仍然认为手机是attach的.
因此,手机被强迫要求每30分钟登记一次,这称为周期登记.
系统对周期登记会有一个确认信息,手机将尝试登记直到收到确认信息.
手机将在BCCH上获得周期登记的周期时间.
隐性detach
如果手机在无线覆盖范围之外关机,系统则无法收到手机detach的消息,(图75第6种情况),那么系统将如何处理这种情况呢?
如果系统在一段时间内没有接收到手机的位置更新信息,将在VLR中将手机标记为detached,这称为隐性detach.
手机busy模式
图78
1.手机做主叫(语音,传真,数据,短消息)
2.话务做被叫(语音,传真,数据,短消息,小区广播)
3.切换—相同BSC
4.切换---不同BSC,相同MSC
5.切换---不同MSC
下面将详细描述各种情况.
手机做主叫
下面描述当手机请求建立语音呼叫的情况.数据呼叫和发送短消息的将分开描述,因为它们涉及其他网元.
图79呼叫建立手机到PSTN
1.为了建立呼叫,手机.MS通过RACH(随机接入信道)请求分配信令信道,SDCCH(独立专用控制信道)
2.BSC分配一个信令信道SDCCH,并通过AGCH(接入准许信道)通知手机.
3.手机通过SDCCH发送建立呼叫请求给MSC/VLR,所有的信令交互都在SDCCH上进行.包括,在MSC/VLR中置手机为”busy”状态,鉴权,加密设备确认,发送B号码,确定用户是否有呼出的功能等.
4.MSC/VLR指示BSC分配一个空闲的TCH,并转发给BTS和手机,告诉它们去激活TCH.
5.MSC/VLR将B号码转发给PSTN的一个交换机,由它去建立跟B用户的连接.
B应答后,呼叫就建立起来了.
手机做被叫
图80
手机做被叫和PSTN用户做被叫最大的不同是,我们不知道手机的位置.因此,我们必须在建立连接之前对手机进行寻呼.
下面例子是一个PSTN用户呼叫手机的例子.
1.PSTN用户呼叫的关键参数是MSISDN,MSISDN在PSTN交换机中分析,将会分析出这是个GSM网络用户,然后将建立到GMSC的连接.
2.GMSC分析MSISDN,找出手机归属HLR,再访问HLR,获得到手机登记MSC/VLR的路由信息.
3.HLR把MSISDN转成IMSI,找出手机当前登记的MSC/VLR.HLR中同时存储了服务信息.例如呼转到C号码,如果服务是允许的,则通过PSTN路由到C号码.
4.HLR向手机登记MSC/VLR请求一个漫游号,MSRN包含手机登记MSC/VLR的地址
5.通过HLR,MSC/VLR将MSRN返回到GMSC
6.GMSC/VLR通过PSTN或者直接路由到手机登记的MSC/VLR.
7.MSC/VLR知道手机所在的位置区LA,然后向控制该LA的BSC发出寻呼消息.(在CME20小区归属于哪个LA的信息存贮在BSC中,但根据GSM协议,它也可以存储在MSC)
8.BSC将寻呼信息分发到LA内的BTS.在无线接口上,BTS在PCH(寻呼信道)上发送寻呼消息.寻呼利用了IMSI或者TMSI.
9.当手机检测到寻呼信息,它发送请求分配SDCCH的消息.
10.BSC分配SDCCH,通过AGCH通知手机.
11.SDCCH用于呼叫建立过程,如上面所述手机做主叫一样,之后分配TCH,然后释放SDCCH.
手机振铃,当用户应答时连接完成.
切换
在GSM术语中,通话过程中的变换小区称为切换.为了能够选择最好的目标小区,MS和BTS会进行小区测量.手机对切换的作用称为辅助切换.
MS跟BTS的测量结果在BSC中处理,这个计算过程成为Locating.
在介绍不同切换之前,先简要介绍什么是Locating.
Locating
手机不断的测量当前小区的信令强度和质量(BER),邻近小区的BCCH载波的信令强度.这些过程在手机处于BUSY状态下在下行方向进行.测量结果每480毫秒通过SACCH发送给BTS.(如图81)
图81
MS当前的BTS测量上行的信令强度和质量.MS和BSC的测量结果一起以测量报告的形式发给BSC.
以上述的测量结果为基础,BSC决定是否需要进行切换以及选择哪个小区.这个过程就是Locating.
当一个小区被认为比当前小区好的时候,则需要进行切换.
除了信令强度和质量之外,另一个需要切换的原因是TA超过运营商设定的门限值.这种情况发生在手机在小区边缘移动的时候.
当手机更换小区后,新BTS在新邻近BCCH上通知手机,因此测量可以继续.如果手机更换了位置区,则当通话结束后将进行一个正常的位置更新.
相同BSC下的切换.(图78第3种情况)
当切换的两个小区受同一个BSC控制的时候,MSC/VLR不用参与切换过程.在切换完成之后将通知MSC/VLR.如果切换小区处于不同位置区,位置更新将在呼叫结束后进行.
图82
基于从BTS和MS收到的测量,BSC决定是否需要切换以及切换到哪个小区.
1.BSC命令新BTS激活一个TCH
2.BSC通过老BTS发送消息到手机,这个消息包含要切换到的频率和时隙.这些消息在快速随路控制信道FACCH上发送
3.MS转到新频点,在正确的时隙发送切换接入序列(HOaccessburst).由于MS还没有TA的信息,.切换接入序列很短(只有8个比特).切换接入序列在FACCH上传送.
4.当新BTS检测到切换接入序列,它在FACCH上,发送TA和输出功率等信息.
5.通过新BTS,MS发送切换完成的消息到BSC.
6.BSC要求老BTS释放老TCH
切换小区位于不同BSC,相同MSC/VLR
当切换小区位于另一个BSC,MSC/VLR必须参与两个BSC之间的连接.(图78第4种情况)\
图83
1.老BSC发送切换请求到MSC,包括目标小区的标识.
2.MSC知道哪个BSC控制相应的BTS,MSC发送切换请求到这个BSC.
3.新BSC命令目标BTS激活一个TCH
4.新BSC通过MSC,旧BSC,旧BTS,发送消息到MS.该消息包含要切换到的频率和时隙.这些消息在快速随路控制信道FACCH上发送.
5.MS转到新频点,在正确的时隙发送切换接入序列(HOaccessburst).由于MS还没有TA的信息,.切换接入序列很短(只有8个比特).切换接入序列在FACCH上传送.
6.当新BTS检测到切换接入序列,它在FACCH上,发送TA和输出功率等信息.
7.通过新BTS和MSC,MS发送切换完成的消息到BSC.
8.通过MSC,新BSC命令老BSC和老BTS释放旧的TCH
9.老BSC命令老BTS释放先前用的TCH.
切换小区位于不同MSC/VLR
位于不同MSC/VLR的小区切换只能在同一个国家和同一个PLMN.小区由不同MSC/VLR控制也意味着他们被不同的BSC控制.这种切换是图78的第5种情况.
图84
1.老BSC发送切换请求到MSC-A,包括目标小区的标识.
2.MSC-A意识到这个小区属于MSC-B,它向MSC-B求助.
3.为了重路由话务,MSC-B分配一个切换号码,然后发送切换请求到新BSC.
4.新BSC命令目标BTS激活一个TCH
5.MSC-B收到新BTS的信息后,把它连同切换号码传送给MSC-A.
6.一条到MSC-B的连接建立起来,可能是通过PSTN
7.MSC-A发送切换命令到MS,包含要切换到的频率和时隙.这个消息在FACCH上发送.
8.MS转到新频点,在正确的时隙发送切换接入序列(HOaccessburst),切换接入序列在FACCH上传送.
9.当新BTS检测到切换接入序列,它在FACCH上,发送TA和输出功率等信息
10.手机通过新BTS和MSC/VLR,发送切换完成的消息给老BTS。
一条新的
老TCH被去激活.(没有在图中表示出来)
老MSC即MSC-A将保留对通话的主要控制,直到通话给清除。
在通话结束后将进行位置更新,因为新小区位于不同的位置区。
同时HLR登记位置将改为VLR-B,并且将告诉VLR-A去清除MS的信息。
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