Cellular Concepts - Mobility Management المفاهيم الخلوية - إدارة التنقل

 Cellular Concepts - Mobility Management المفاهيم الخلوية - إدارة التنقل

Ad by Valueimpression

 الصفحة السابقة

الصفحة التالية  

تحاول المحطة المتنقلة العثور على خلية مناسبة بالتمرير عبر القائمة بترتيب تنازلي لقوة الإشارة المستقبلة ، وهي أول قناة BCCH ، والتي تفي بمجموعة من المتطلبات التي حددتها.

معايير اختيار الخلية

المتطلبات التي يجب أن تفي بها الخلية قبل أن تتمكن محطة متنقلة من تلقي الخدمة منها هي -

• يجب أن تكون إحدى خلايا PLMN المحددة. تتحقق المحطة المتنقلة مما إذا كانت الخلية جزءًا من شبكة PLMN المحددة.

• لا ينبغي "منعه". قد يقرر مشغل شبكة PLMN عدم السماح للمحطات المتنقلة بالوصول إلى خلايا معينة. يمكن استخدام هذه الخلايا ، على سبيل المثال فقط لنقل حركة المرور. يتم بث معلومات الخلايا المحظورة على القناة BCCH لإرشاد المحطات المتنقلة إلى عدم الوصول إلى هذه الخلايا.

• يجب أن تكون خسارة المسير الراديوي بين المحطة المتنقلة ومحطة BTS المختارة أعلى من العتبة التي حددها مشغل الشبكة PLMN.

• إذا لم يتم العثور على خلية مناسبة ، فإن MS تدخل حالة "خدمة محدودة" حيث يمكنها فقط إجراء مكالمات الطوارئ.

اتصل بمحطة Active Mobile Station

عندما تتحرك محطة متنقلة نشطة (MS) في منطقة تغطية شبكة متنقلة أرضية عامة (PLMN) ، فإنها تُبلغ عن تحركاتها بحيث يمكن تحديد موقعها حسب الحاجة ، باستخدام مواقع إجراء التحديث. عندما يحتاج مركز تبديل الخدمات المتنقلة (MSC) في الشبكة إلى إجراء مكالمة إلى محطة متنقلة تعمل في منطقة التدفق الخاصة به ، تحدث الأمور التالية -

• رسالة صفحة تبثها تحتوي على كود تعريف MS. لا يُطلب من كل وحدة تحكم في المحطة الأساسية (BSC) في الشبكة إرسال رسالة الصفحة. يقتصر البث على مجموعة من الخلايا الراديوية التي تشكل معًا منطقة موقع. يحدد آخر موقع تم الإبلاغ عنه لمحطة MS منطقة الموقع التي سيتم استخدامها للبث.

• تراقب MS رسالة الصفحة التي ترسلها الخلية الراديوية التي توجد بها ، وعند اكتشاف رمز التعريف الخاص بها ، تستجيب بإرسال رسالة استجابة الصفحة إلى محطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS).

• ثم يتم إنشاء الاتصال بين MSC و MS عبر BTS التي تلقت رسالة استجابة الصفحة.

تحديث الموقع

الحالة 1 - الموقع لا يتم تحديثه أبدًا.

إذا لم يُحدِّث الموقع تنفيذ تحديث الموقع مطلقًا ، تصبح التكلفة صفرًا. لكن علينا أن نصف كل خلية لتحديد موقع MS ولن يكون هذا الإجراء فعالاً من حيث التكلفة.

الحالة 2 - تم تنفيذ تحديث الموقع.

يتم إجراء تحديثات الموقع وفقًا لمتطلبات الشبكة ، وقد تعتمد على الوقت أو الحركة أو المسافة. هذا الإجراء ينطوي على تكلفة عالية ، ولكن علينا أن نصفح خلية واحدة أو خلايا قليلة فقط لتحديد موقع MS وسيكون هذا الإجراء فعالاً من حيث التكلفة.

تكوين شبكة

تم تصميم تكوين شبكة المحمول الأرضية العامة (PLMN) بحيث تظل المحطة المتنقلة النشطة التي تتحرك في منطقة الشبكة قادرة على الإبلاغ عن موقعها. شبكة تتكون من مناطق مختلفة -

• منطقة PLMN
• منطقة الموقع
• منطقة MSC
• منطقة PLMN

منطقة PLMN هي المنطقة الجغرافية التي يتم فيها توفير خدمات الاتصالات المتنقلة البرية للجمهور من قبل مشغل PLMN معين. من أي موقع داخل منطقة PLMN ، يمكن للمستخدم المحمول إجراء مكالمات إلى مستخدم آخر من نفس الشبكة ، أو إلى مستخدم شبكة أخرى. قد تكون الشبكة الأخرى شبكة ثابتة ، أو GSM PLMN أخرى ، أو نوعًا آخر من PLMN. يمكن لمستخدمي نفس شبكة PLMN أو مستخدمي الشبكات الأخرى أيضًا الاتصال بمستخدم متنقل نشط في منطقة PLMN. عندما يكون هناك العديد من مشغلي شبكات PLMN ، فقد تتداخل المناطق الجغرافية التي تغطيها شبكاتهم. عادةً ما يتم تقييد مساحة منطقة PLMN بالحدود الوطنية.

منطقة الموقع

للقضاء على الحاجة إلى عمليات بث الاستدعاء على مستوى الشبكة ، تحتاج الشبكة PLMN إلى معرفة المواضع التقريبية للخدمة المتنقلة النشطة داخل منطقة تغطيتها. لتمكين المواقع التقريبية لأي محطة متنقلة يتم تمثيلها بمعلمة واحدة ، يتم تقسيم المساحة الإجمالية التي تغطيها الشبكة إلى مناطق مواقع. منطقة الموقع (LA) هي مجموعة من خلية راديو واحدة أو أكثر. هذه المجموعة تفي بالمتطلبات التالية -

• يمكن التحكم في BTSs في منطقة موقع واحدة بواسطة BSC واحد أو أكثر.

• دائمًا ما تكون BSCs التي تخدم نفس منطقة الموقع متصلة بنفس MSC.

• يمكن أن تقع خلايا الراديو مع BTSs التي يتم التحكم فيها بواسطة BSC مشترك في مناطق مواقع مختلفة.

هوية منطقة الموقع

كل جهاز إرسال لاسلكي في بث PLMN ، عبر قناة تحكم BCCH ، رمز هوية منطقة الموقع (LAI) ، لتحديد منطقة الموقع التي يخدمها. عندما لا تشترك MS في مكالمة ، فإنها تقوم تلقائيًا بمسح القناة BCCH التي ترسلها المحطات الأساسية في المنطقة المحلية وتختار القناة التي تقدم أقوى إشارة. تحدد شفرة LAI التي تبثها القناة المختارة منطقة الموقع التي تقع فيها MS حالياً. يتم تخزين رمز LAI هذا في وحدة تعريف المشترك (SIM) للجهاز المحمول.

أثناء تحرك MS عبر منطقة الشبكة ، تتضاءل قوة الإشارة المستلمة من قناة التحكم المختارة تدريجيًا حتى لا تصبح أقوى. في هذه المرحلة ، تقوم MS بإعادة توليف القناة التي أصبحت مهيمنة وتفحص كود LAI الذي تبثه. إذا كان رمز LAI المستلم يختلف عن ذلك المخزن على بطاقة SIM ، فهذا يعني أن MS قد دخلت منطقة موقع أخرى وتبدأ إجراء تحديث الموقع لإبلاغ MSC بالتغيير. في نهاية الإجراء ، يتم أيضًا تحديث رمز LAI في بطاقة SIM.

تنسيق هوية منطقة الموقع

إنه رمز هوية منطقة الموقع (LAI) لتحديد منطقة الموقع في شبكة PLMN. يتكون كود LAI من ثلاثة مكونات -

رمز بلد الجوال (MCC)

رمز MCC هو رمز مكون من 3 أرقام يحدد بشكل فريد بلد موطن مشترك الهاتف المحمول (على سبيل المثال ، الهند 404). يتم تعيينه من قبل قطاع تقييس الاتصالات.

رمز شبكة الهاتف المحمول (MNC)

MNC هو رمز مكون من رقمين (رمز مكون من 3 أرقام لـ GSM-1900) يحدد شبكة GSM PLMN الرئيسية لمشترك الهاتف المحمول. في حالة وجود أكثر من شبكة PLMN GSM واحدة في بلد ما ، يتم تعيين MNC فريد لكل منها. يتم تعيينه من قبل حكومة كل بلد. (على سبيل المثال Cell one، Chennai 64).

رمز منطقة الموقع (LAC)

يحدد مكون LAC منطقة موقع داخل شبكة PLMN ؛ يبلغ طوله 2 ثماني بتات ويمكن ترميزه باستخدام التمثيل السداسي العشري. يتم تعيينه من قبل عامل.

مناطق MSC

منطقة MSC هي منطقة من الشبكة يتم فيها التحكم في عمليات GSM بواسطة MSC واحد. تتكون منطقة MSC من منطقة موقع أخرى. تتبع حدود منطقة MSC الحدود الخارجية لمناطق الموقع على محيطها. وبالتالي ، فإن منطقة الموقع لا تمتد أبدًا إلى ما وراء حدود منطقة MSC.

منطقة VLR

منطقة VLR هي منطقة من الشبكة يشرف عليها سجل موقع زائر واحد (VLR). من الناحية النظرية ، قد تتكون منطقة VLR من منطقة MSC أخرى. من الناحية العملية ، مع ذلك ، يتم دائمًا دمج وظائف VLR مع وظائف MSC بحيث أصبح المصطلحان "منطقة VLR" و "منطقة MSC" مترادفين.

قواعد البيانات ذات الصلة بالموقع

تستخدم إدارة الموقع قاعدتي بيانات لتخزين البيانات المتعلقة بموقع MS.

• سجل موقع الزائر (VLR)
• تسجيل موقع المنزل (HLR)

سجل موقع الزائر

يحتوي VLR على سجل بيانات لكل محطة MS تعمل حاليًا في منطقتها. يحتوي كل سجل على مجموعة من أكواد هوية المشترك ومعلومات الاشتراك ذات الصلة ورمز هوية منطقة الموقع (LAI). يتم استخدام هذه المعلومات بواسطة MSC عند التعامل مع المكالمات من أو إلى MS في المنطقة. عندما تنتقل MS من منطقة إلى أخرى ، تنتقل مسؤولية الإشراف عليها من VLR إلى أخرى. يتم إنشاء سجل بيانات جديد بواسطة VLR الذي اعتمد MS ، ويتم حذف السجل القديم. شريطة وجود اتفاقية عمل بيني بين مشغلي الشبكات المعنيين ، يمكن أن تعبر معاملة البيانات كلاً من الشبكة والحدود الوطنية.

تسجيل موقع المنزل

يحتوي HLR على معلومات ذات صلة بمشتركي الهاتف المحمول الذين يدفعون رسومًا من عملاء المنظمة التي تشغل PLMN.

يقوم HLR بتخزين نوعين من المعلومات -

معلومات الاشتراك

تتضمن معلومات الاشتراك رقم IMSI ورقم الدليل المخصص للمشترك ونوع الخدمات المقدمة وأي قيود ذات صلة.

معلومات الموقع

تتضمن معلومات الموقع عنوان VLR في المنطقة التي يوجد بها MS المشتركين حاليًا وعنوان MSC المرتبط.

تتيح معلومات الموقع إمكانية توجيه المكالمات الواردة إلى MS. يشير غياب هذه المعلومات إلى أن MS غير نشطة ولا يمكن الوصول إليها.

عندما تنتقل MS من منطقة VLR إلى أخرى ، يتم تحديث معلومات الموقع في HLR مع الإدخال الجديد لـ MS ، باستخدام بيانات الاشتراك المنسوخة من HLR. شريطة وجود اتفاقية عمل بين مشغلي الشبكة ، يمكن أن تنتقل معاملات البيانات المعنية عبر كل من الشبكة والحدود الوطنية.

أنواع أرقام التعريف

أثناء أداء إجراء تحديث الموقع ومعالجة مكالمة الهاتف المحمول ، يتم استخدام أنواع مختلفة من الأرقام -

• رقم ISDN للمحطة المتنقلة (MSISDN)
• رقم التجوال لمشتركي الهاتف المحمول (MSRN)
• الهوية الدولية لمشتركي الهاتف المتحرك (IMSI)
• معرف مشترك الهاتف المحمول المؤقت (TMSI)
• هوية محطة المحمول المحلية (LMSI)

يتم تخزين كل رقم في HLR و / أو VLR.

رقم ISDN للمحطة المتنقلة

MSISDN هو رقم الدليل المخصص لمشترك المحمول. يتم الاتصال به لإجراء مكالمة هاتفية لمشترك المحمول. يتكون الرقم من رمز البلد (CC) الخاص بالدولة التي تم فيها تسجيل المحطة المتنقلة (مثل الهند 91) ، متبوعًا برقم الهاتف المحمول الوطني الذي يتكون من رمز وجهة الشبكة (NDC) ورقم المشترك (SN). يتم تخصيص NDC لكل شبكة PLMN GSM.

يتسم تكوين MSISDN بأنه يمكن استخدامه كعنوان عنوان عالمي في جزء التحكم في اتصال التشوير (SCCP) لتوجيه الرسائل إلى HLR للمشترك المتنقل.

رقم تجوال محطة المحمول

MSRN هو الرقم المطلوب بواسطة بوابة MSC لتوجيه مكالمة واردة إلى MS لا تخضع حاليًا لسيطرة البوابة MSISDN. باستخدام الهاتف المحمول ، يتم توجيه المكالمة المنتهية إلى بوابة MSC. وبناءً على ذلك ، تطلب بوابة MSISDN MSC من MSRN لتوجيه المكالمة إلى معرف MSC الدولي للمشترك المحمول (IMSI) الذي تمت زيارته حاليًا.

يتم تحديد MS بواسطة IMSI الخاص به. تم تضمين IMSI في بطاقة SIM الخاصة بالجهاز المحمول. يتم توفيره من قبل MS في أي وقت يصل فيه إلى الشبكة.

رمز بلد الجوال (MCC)

مكون MCC الخاص بـ IMSI هو رمز مكون من 3 أرقام يحدد بشكل فريد بلد موطن المشترك. يتم تعيينه من قبل قطاع تقييس الاتصالات.

رمز شبكة الهاتف المحمول (MNC)

مكون MNC هو رمز مكون من رقمين يحدد شبكة GSM PLMN المنزلية للمشترك في الهاتف المحمول. يتم تعيينه من قبل حكومة كل بلد. بالنسبة لنظام GSM-1900 ، يتم استخدام MNC المكون من 3 أرقام.

رقم تعريف مشترك الهاتف المحمول (MSIN)

MSIN هو رمز يعرّف المشترك في GSM PLMN. يتم تعيينه من قبل المشغل.

معرف مشترك الهاتف المحمول المؤقت (TMSI)

TMSI هو اسم مستعار للهوية يتم استخدامه بدلاً من IMSI عندما يكون ذلك ممكنًا. يضمن استخدام TMSI أن تظل الهوية الحقيقية للمشترك في الهاتف المحمول سرية من خلال التخلص من الحاجة إلى نقل رمز IMSI غير مشفر عبر ارتباط لاسلكي.

يخصص VLR رمز TMSI فريدًا لكل مشترك في الهاتف المحمول يعمل في منطقته. يستخدم هذا الرمز الذي يكون صالحًا فقط داخل المنطقة التي يشرف عليها VLR لتحديد المشترك ، في الرسائل من وإلى MS. عندما يتضمن تغيير منطقة الموقع أيضًا تغيير منطقة VLR ، يتم تخصيص رمز TMSI جديد وإرساله إلى MS. يقوم MS بتخزين TMSI على بطاقة SIM الخاصة به. يتكون TMSI من أربع ثماني بتات.

سيناريو تحديث الموقع

في سيناريو تحديث الموقع التالي ، يُفترض أن MS تدخل منطقة موقع جديدة تخضع للتحكم في VLR مختلف (يشار إليها باسم "VLR الجديد") عن تلك التي تم تسجيل MS حاليًا (يشار إليها باسم "VLR القديم"). يوضح الرسم التخطيطي التالي خطوات سيناريو تحديث موقع الهاتف المحمول.

تدخل MS منطقة خلية جديدة ، وتستمع إلى هوية منطقة الموقع (LAI) التي يتم إرسالها على قناة البث (BCCH) ، وتقارن هذا LAI بآخر LAI (المخزن في بطاقة SIM) الذي يمثل آخر منطقة تم تسجيل الهاتف المحمول فيها .

• تكتشف MS أنها دخلت منطقة موقع جديدة وترسل رسالة طلب القناة عبر قناة الوصول العشوائي (RACH).

• بمجرد أن يتلقى BSS رسالة طلب القناة ، فإنه يخصص قناة تحكم مخصصة قائمة بذاتها (SDCCH) ويعيد توجيه معلومات تخصيص القناة هذه إلى MS عبر قناة منح الوصول (AGCH). وستتواصل MS مع BSS و MSC عبر القناة SDCCH.

• ترسل MS رسالة طلب تحديث الموقع إلى BSS عبر SDCCH. تشتمل هذه الرسالة على معرف مشترك الهاتف المحمول المؤقت MS (TMSI) ومشترك منطقة الموقع القديم (LAI القديم). يمكن لـ MS تعريف نفسها إما من خلال IMSI أو TMSI. في هذا المثال ، سنفترض أن الهاتف المحمول قدم TMSI. يقوم BSS بإعادة توجيه رسالة طلب تحديث الموقع إلى MSC.

• يحلل VLR LAI المقدم في الرسالة ويحدد أن TMSI المستلم مرتبط بـ VLR مختلف (VLR قديم). من أجل المضي قدمًا في التسجيل ، يجب تحديد IMSI الخاص بـ MS. يشتق VLR الجديد هوية VLR القديم باستخدام LAI المستلم ، المقدم في رسالة طلب تحديث الموقع. كما تطلب من VLR القديم تزويد IMSI لمؤشر TMSI معين.

• سيناريو تحديث الموقع - تحديث HLR / VLR هو نقطة نكون فيها على استعداد لإبلاغ HLR بأن MS تحت سيطرة VLR الجديد وأنه يمكن إلغاء تسجيل MS من VLR القديم. الخطوات في مرحلة تحديث HLR / VLR هي -

  • ترسل VLR الجديدة رسالة إلى HLR تخبرها أن IMSI المحدد قد تغير مواقع ويمكن الوصول إليه عن طريق توجيه جميع المكالمات الواردة إلى عنوان VLR المضمن في الرسالة.

  • تطلب HLR من VLR القديم إزالة سجل المشترك المرتبط بـ IMSI المحدد. تم الاعتراف بالطلب.

  • يقوم HLR بتحديث VLR الجديد ببيانات المشترك (ملف تعريف عملاء مشتركي الهواتف المحمولة).

خطوات مرحلة إعادة تخصيص TMSI

• يقوم MSC بإعادة توجيه رسالة قبول تحديث الموقع إلى MS. تتضمن هذه الرسالة TMSI الجديد.

• يقوم MS باسترداد قيمة TMSI الجديدة من الرسالة وتحديث بطاقة SIM الخاصة بها بهذه القيمة الجديدة. ثم يرسل الهاتف المحمول رسالة تحديث كاملة إلى MSC.

• تطلب MSC من الخدمة BSS تحرير توصيل التشوير بين MSC و MS.

• تصدر MSC الجزء الخاص بها من اتصال التشوير عندما تتلقى الرسالة الكاملة الواضحة من الخدمة BSS.

• ترسل خدمة BSS رسالة إصدار قناة "مورد راديو" إلى MS ثم تقوم بتحرير قناة التحكم المخصصة المستقلة (SDCCH) التي تم تخصيصها مسبقًا. يقوم BSS بعد ذلك بإبلاغ MSC أنه تم مسح اتصال الإشارة.

دورية تحديث الموقع

يتم تحديث الموقع تلقائيًا عندما تقوم MS بتغيير لوس أنجلوس الخاص بها. قد يتم إنشاء الكثير من تحديثات الموقع إذا تجاوز المستخدم حدود لوس أنجلوس بشكل متكرر. إذا ظل MS في نفس لوس أنجلوس ، فقد يتم تحديث الموقع بناءً على الوقت / الحركة / المسافة ، على النحو المحدد من قبل مزود الشبكة.

سلم

هذه هي عملية التحويل التلقائي للمكالمة الجارية من قناة مرور إلى أخرى لتحييد الآثار الضارة لتحركات المستخدم. لن تبدأ عملية التسليم إلا إذا لم يعد التحكم في الطاقة مفيدًا.

عملية التسليم هي MAHO (التسليم بمساعدة الهاتف المحمول). يبدأ بقياسات الوصلة الهابطة بواسطة MS (قوة الإشارة من BTS ، جودة الإشارة من BTS). تستطيع MS قياس قوة إشارة أفضل 6 وصلات هابطة BTS مجاورة (قائمة المرشحين).

أنواع التسليم

هناك نوعان من التسليم -

• التسليم الداخلي أو الداخلي لـ BSS

  تسليم داخل الخلية

  تسليم بين الخلايا

• تسليم خارجي أو بيني BSS

  تسليم داخل MSC

  تسليم إنتر MSC

  تتم إدارة التسليم الداخلي من قبل BSC والتسليم الخارجي بواسطة MSC.

أهداف التسليم هي كما يلي -

• حافظ على جودة الكلام.
• تقليل عدد المكالمات التي تم إسقاطها.
• تعظيم مقدار الوقت الذي تكون فيه المحطة المتنقلة في أفضل خلية.
• قلل من عدد مرات توزيع الورق.

متى سيتم التسليم؟

• تصبح المسافة (تأخير الانتشار) بين MS و BTS كبيرة جدًا.
• إذا كان مستوى الإشارة المستقبلة منخفضًا جدًا.
• إذا كانت جودة الإشارة المستلمة منخفضة جدًا.
• أفضل حالة خسارة المسار للمحطة المتنقلة إلى خلية أخرى.