Последовательность передачи сигналов при базовом вызове

Ok, после того, как мы рассмотрели обеспечение безопасности в системе GSM, давайте рассмотрим последовательность обмена сообщениями в начальной стадии обычного базового (обычного) звонка.

Процессы обработки исходящего с MS и входящего на MS звонка представляют собой два независимых друг от друга процесса.

Так, для начала, в качестве примера, мы возьмем для рассмотрения последовательность обмена сообщениями при звонке с мобильной станции на землю, и основное внимание при этом мы уделим стороне, инициирующей звонок.

Затем, мы познакомимся с последовательностью обмена сообщениями в случае, когда звонок идет с земли на мобильную станцию, и при этом, конечно, особое внимание мы уделим стороне на которую производится звонок.

И наконец, мы рассмотрим последовательность обмена сообщениями при завершении звонка.

Итак, сначала рассмотрим последовательность обмена сообщениями при звонке с мобильного телефона на «землю».

Нажатием клавиши “send” пользователь мобильного телефона инициирует посылку сообщения “Channel Request” от мобильной станции (MS) к подсистеме базовых станций (BSS). За этим запросом следует назначение подсистемой BSS выделенного контрольного (управляющего) канала. Таким образом устанавливается сигнальный линк между MS и BSS. Здесь вы видите, что назначение SDCCH выполняется подсистемой BSS, а не через MSC.

После назначения SDCCH, от мобильной станции на MSC поступает сообщение “Request for service” (запрос на обслуживание). Этот запрос MSC передает на VLR. Давайте сначала рассмотрим А-интерфейс, сообщение “Request for Service” содержится в CR (Connection Request –запрос на соединение) SCCP сообщения, которое принадлежит к connection-oriented service. Мы знаем, что в А-интерфейсе connection-oriented service используется достаточно широко. После обмена сообщениями CR и CC в А-интерфейсе устанавливается виртуальное соединение.

Ok, теперь давайте рассмотрим В-интерфейс между MSC и VLR. Мы знаем, что в системе GSM функции управления звонком осуществляет MSC и информация о мобильной станции хранится в VLR и HLR, поэтому, когда MSC получает от мобильной станции “Request for service”, он посылает “Process Access Request” сообщение на VLR.

Если MS была ранее зарегистрирована на этом VLR, VLR выполняет процесс аутентикации, в противном случае, VLR должен получить параметры аутентикации от HLR.

Затем производится аутентикация мобильной станции путем выдачи запроса на аутентикацию и использования алгоритмов шифрования. Если эта операция завершается успешно, обработка звонка может быть продолжена. Если шифрование должно быть использовано, это инициируется в данный момент, поскольку сообщение о начале звонка содержит соответствующую информацию.

Конечно, аутентикация мобильной станции и шифрование могут и не выполняться. Оператор системы может установить (настроить) это при конфигурировании MSC/VLR.

И затем сообщение “Set-up” (Установить) передается от MS на MSC, сопровождаемое информацией о звонке, такой как, тип звонка и набираемый номер. Приняв это сообщение, MSC передает его на VLR. Это сообщение (от MSC к VLR) называется “SFOC” (Send Information for outgoing call).

MSC может инициировать проверку IMEI мобильной станции (MS), не является ли этот телефон украденным? И так далее.

Здесь необходимо отметить, что эта проверка может иметь место и позже в последовательности обмена сообщениями.

В ответ на сообщение “Set-up”, которое было послано на этапе №4, VLR посылает сообщение “Complete call” (продолжить обработку звонка) на MSC, который уведомляет об этом мобильную станцию сообщением “Call Proceeding”.

Ok, после выдачи на MS сообщения “Call Proceeding”, MSC назначает подсистеме BSS канал трафика с помощью сообщения “Assignment Command”, и BSS, в свою очередь, назначает канал трафика в радиоканале к мобильной станции. Мобильная станция отвечает подсистеме BSS сообщением “Assignment Complete” – назначение завершено. BSS, в свою очередь, отсылает это сообщение на MSC.

И наконец, после стольких приготовлений, на PSTN посылается сообщение “Initial Address Message”. На MS появляется тоновый сигнал «Контроль посылки вызова» (Ring tone) в ответ на сообщение “Alerting”. MSC посылает сообщение “Alerting” на MS после того, как PSTN отвечает сообщением “Address Complete Message (ACM)”.

Когда вызываемый абонент снимает трубку, от PSTN поступает сообщение “Answer (ANS) - ответ”, и MSC отправляет на MS сообщение “Connect”, прекращая тем самым, подачу сигнала «Контроль посылки вызова» (Ring tone) пользователю мобильного телефона. MSC затем подключает канал трафика GSM на PSTN, завершая тем самым проключение голосового канала «из конца в конец»

В ответ на сообщение “Connect”, MS посылает сообщение “Connect Acknowledge” – подтверждение соединения. С этого момента начинается разговор абонентов друг с другом. Продолжительность разговора зависит от желания абонентов.

Итак, мы рассмотрели последовательность обмена сообщениями при организации звонка от мобильного абонента на PSTN, до момента начала разговора. Последовательность обмена сообщениями при завершении звонка (по окончании разговора) мы рассмотрим позднее.

Ok, после того, как мы рассмотрели последовательность обмена сообщениями при установлении звонка, давайте ответим на вопрос. Что произойдет в случае, когда MS активирует SS (Supplementary Service) of BAOC (Barring of All Outgoing Calls – запрет всех исходящих звонков)?

Ok, давайте рассмотрим ответ на этот вопрос.

Мы знаем, что информация о мобильной станции хранится в VLR и HLR. Когда MSC получает “Request for service” – запрос на обслуживание - от MS, сообщение “Set-up” посылается от MS на MSC. В этом сообщении содержится информация о звонке. MSC посылает сообщение “SFOC” на VLR, VLR проверяет информацию о пользователе в этом сообщении, и находит информацию о том, что звонящий активировал дополнительный сервис “BAOC” – Запрет Всех Исходящих Звонков, и поэтому в ответ на сообщение “SFOC”, на MSC от VLR отсылается сообщение “call barred” - звонки запрещены.

Получив это сообщение, MSC не выделяет (не назначает) голосовой канал для звонка мобильной станции. На экране мобильной станции отображается сообщение: ”Call barred” – звонки запрещены.

Итак, мы изучили последовательность обмена сообщениями при организации звонка с мобильной станции на «землю», при этом особое внимание уделили последовательности обмена сообщениями звонящего абонента, т.е. мобильного, в данном случае, абонента.

Далее мы познакомимся с последовательностью обмена сообщениями для случая, когда звонок приходит на мобильную станцию и в качестве примера рассмотрим ситуацию, когда «земля»

звонит на мобильную станцию.

Сначала на шлюзовый MSC (GMSC) со стороны PSTN (с «земли») приходит CCS7 сообщение “Initial Address Message (IAM). Мобильная станция, на которую пришел звонок, идентифицируется в этом сообщении своим MSISDN.

Затем, сообщением “Send Routing Info”, GMSC запрашивает информацию маршрутизации от HLR, все еще ссылаясь на MSISDN номер мобильной станции.

Получив это сообщение, HLR отправляет на VLR, где в данный момент находится мобильная станция, сообщение “Provide Roaming Number” (предоставить Roaming Number). В этом сообщении HLR уже ссылается на IMSI мобильной станции. Запрашиваемая информация позволит GMSC определить MSC, на который должен быть направлен запрос “IAM”.

VLR отвечает на HLR сообщением “Provide Roaming No Ack.”, где указывается MSRN мобильной станции, который или взят из пула MSRN или используется MSRN уже присвоенный вызываемой мобильной станции. HLR посылает на GMSC сообщение “Routing Information Ack.”

Получив эту информацию, GMSC посылает “IAM” сообщение на MSC, обслуживающий территорию, на которой в данный момент находится мобильная станция, имеющая MSRN, указанный в сообщении “Routing Information Ack.”

После этого, обслуживающий MSC, сообщением: “SFIC (Send Info for Incoming Call Setup”, запрашивает от VLR информацию, необходимую для начала обработки звонка.

Ответом VLR на MSC является сообщение “page”, содержащее требуемую информацию: LAI и TMSI или IMSI. После этого MSC посылает сообщение “Paging Request” на мобильную станцию через соответствующую подсистему BSS.

Мобильная станция откликается и сообщением “Channel Request” запрашивает у BSS выделенный контрольный (управляющий) канал. Затем BSS посылает сообщение «assign DCCH» и мобильная станция отвечает сообщением “Assign complete”. Сигнальный линк в радиоинтерфейсе установлен. Как только выделенный контрольный канал установлен, он (канал) сразу же доставляет от мобильной станции к BSS сообщение “Paging Response”. BSS через MSC передает это сообщение на VLR.

Мобильная станция проходит аутентикацию (при необходимости) и устанавливается режим шифрования (при необходимости).

После этого, VLR посылает на MSC сообщение “Complete Call” – продолжить обработку звонка. Это сообщение передается на мобильную станцию через BSS как сообщение “Setup”, т.е. на участке от BSS до мобильной станции это сообщение называется “Setup” – установить).

Мобильная станция посылает на MSC сообщение “Call Confirmation”. Это означает, что мобильная станция в состоянии принять входящий звонок. После этого MSC посылает на GMSC сообщение “Address Complete Message” (ACM). GMSC направляет это сообщение на PSTN. С этого момента абонент PSTN слышит сигнал «Контроль посылки вызова» (длинные гудки).

После этого MSC назначает канал трафика к BSS с помощью сообщения “Assignment Command”. BSS, в свою очередь, назначает канал трафика в радиоинтерфейсе от BSS до мобильной станции.

MS отвечает подсистеме BSS сообщением “Assignment Complete”. BSS, в свою очередь, отсылает это сообщение на MSC.

С этого момента мобильная станция начинает звонить, и посылает на MSC сообщение “Alert”, в качестве подтверждения. Владелец мобильного телефона слышит звонок своего мобильного телефона.

Когда абонент GSM отвечает на звонок, мобильный телефон посылает на MSC сообщение “Connect”. MSC подтверждает принятие этого сообщения своим сообщением “Connect Ack” и посылает сообщение “Answer (ANS)” на GMSC и PSTN.

На этом этапе подача сигнала «Контроль посылки вызова» абоненту PSTN прекращается, GMSC и MSC соединяют канал трафика GSM и голосовой канал PSTN вместе.

Начинается разговор мобильного абонента и абонента PSTN. Продолжительность разговора зависит от желания абонентов.

Вот такова последовательность обмена сообщениями при звонке абонента PSTN на мобильную станцию GSM.

Ok, давайте ответим на несколько вопросов по этой последовательности обмена сообщениями.

Пожалуйста, приведите последовательность обмена сообщениями:

Вызываемая MS выключена.

Вызываемая MS активировала CFU на PSTN номер.

Вызываемая MS имеет запрет на все входящие звонки.

Вызываемая MS не известна в HLR (не прописана в HLR).

Давайте ответим на эти вопросы.

Первый: последовательность обмена сообщениями, когда вызываемая мобильная станция выключена.

HLR не знает, выключена мобильная станция или нет.

Состояние IMSI мобильной станции хранится в VLR той зоны, где находится мобильный телефон. Если мобильная станция выключена, состояние (status) ее IMSI в VLR - это «detach», т.е. отсоединен; если же мобильная станция включена, состояние (status) ее IMSI в VLR - это «attach», т.е. присоединен.

Поэтому, когда VLR получает от HLR сообщение “Provide Roaming Number”, VLR отсылает на HLR сообщение “Provide Roaming Number Ack.” с указанием причины отказа: «абонент отсутствует». После этого звонящий абонент слышит записанное сообщение «Аппарат вызываемого Вами абонента выключен»

Второй вопрос: последовательность обмена сообщениями, когда вызываемая мобильная станция активировала функцию CFU (Call Forwarding Unconditional – безусловная переадресация звонка) на PSTN номер.

Мы знаем, что в HLR хранится информация о сервисе абонентов, и поэтому, когда мобильная станция активировала CFU, HLR «знает» об этом. Поэтому, когда HLR получает “Routing Information Request” от GMSC, он знает, что мобильная станция активировала CFU на другой номер, и поэтому отвечает сообщением “Routing Information Ack.”, где указан прямой CFN (Call Forwarding Number) и что к VLR обращаться за информацией о мобильной станции не надо.

Получив это сообщение, GMSC посылает сообщение “IAM” в направлении соответствующего PSTN офиса (т.е. на вызывающую станцию PSTN).

Рассмотрим третий вопрос: последовательность обмена сообщениями в случае, когда вызываемая мобильная станция имеет запрет на все входящие звонки.

Он очень похож на предыдущий случай, HLR «знает» информацию о сервисах мобильной станции, поэтому, когда HLR получает запрос на информацию о маршрутизации звонка, он в ответ посылает сообщение «routing info acknowledgement» с указанием “Call Barred” (звонки запрещены) без уведомления VLR (т.е. без обращения к VLR).

И последний вопрос: последовательность обмена сообщениями в случае, когда вызываемая мобильная станция не прописана в HLR.

Этот вопрос для вас очень простой. В качестве ответа на запрос об информации маршрутизации звонка, HLR посылает сообщение подтверждения, в котором указана причина отказа в обслуживании: «абонент неизвестен».

Вызывающий абонент при этом может слышать записанное сообщение о том, что абонент неизвестен.

Ранее мы не рассматривали последовательность обмена сообщениями при завершении звонка, поэтому сейчас мы это и рассмотрим.

В качестве примера рассмотрим случай, когда последовательность обмена сообщениями завершения звонка инициирует мобильная станция.

Мобильная станция инициирует окончание звонка посылая сообщение “Disconnect” на MSC. MSC, в свою очередь, посылает сообщение “Release” на PSTN, которая начинает отключение элементов сети, ассоциированных с данным звонком. MSC также посылает “Release” сообщение на мобильную станцию, с целью уведомления о том, что она тоже может завершать звонок.

Когда мобильная станция получает сообщение “Release”, она выполняет разъединение и отвечает на MSC сообщением “Release Complete”. PSTN также отвечает на MSC сообщением “Release Complete”.

После получения этих сообщений MSC инициирует освобождение ресурсов радиоканала и наземных ресурсов А-интерфейса, относящихся к данному звонку.

MSC посылает на BSS сообщение “Clear Command”. BSS, в свою очередь, посылает сообщение: “Channel Release” на мобильную станцию, начиная тем самым освобождение ресурсов радиоканала, выделенных для данного звонка.

BSS затем отвечает на MSC сообщением “Clear Complete”, уведомляя MSC о том, что ресурсы радиоканала и наземные ресурсы, выделенные данному звонку, отсоединены.

BSS завершает отсоединение ресурсов радиоканала, посылая на мобильную станцию сообщение “DISC”. Мобильная станция отвечает сообщением «unnumbered acknowledgement».

После этого MSC инициирует разъединение сигнальных соединений, выделенных данному звонку. MSC посылает сообщение “Released” на BSS, BSS отвечает на MSC сообщением “Release Complete”. (на слайде ошибка: направление зеленых стрелок должно быть изменено на противоположное)

Звонок завершен и все ресурсы доступны для другого пользователя.

Итак, это все о второй части звонка. Мы рассмотрели только основные последовательности обмена сообщениями. Для получения более детальной информации, необходимо обратиться к соответствующим справочным руководствам.

Сейчас рассмотрим третью часть, последовательность обмена сообщениями при location update (обновление информации о местоположении мобильной станции (далее по тексту - location update). В этом разделе, сначала мы кратко ознакомимся с location update и затем познакомимся с несколькими типовыми последовательностями обмена сообщениями при location update.

Сначала, краткое знакомство с location update. В системе GSM существует три типа location update. Первый тип – это периодический location update, он запрашивается системой, т.е. с одной стороны, BSC определяет интервал периодического location update, уведомляет об этом мобильную станцию системным сообщением, и затем мобильная станция периодически посылает в сеть запрос на location update через время, определенное BSC. С другой стороны, MSC/VLR определяет другой интервал, и если MSC/VLR не получает запроса через определенное время, определенное этим интервалом, статус мобильной станции будет установлен в «detach», т.е. «отсоединен». Следует иметь ввиду, что интервалы, определенные BSC и MSC, взаимосвязаны: интервал, определенный MSC/VLR, не должен быть меньше, чем интервал, определенный BSC.

Когда мобильная станция находится за пределами зоны обслуживания, сеть не может получить запрос мобильной станции на location update, статус IMSI изменяется на «detach» и когда кто-нибудь вызывает мобильную станцию, MSC/VLR не посылает “page” сообщение на эту мобильную станцию, PCH должен быть сохранен. Следует иметь ввиду, что периодические запросы от мобильных станций на location update занимают ресурсы SDCCH, поэтому оператор должен прийти к какому-то компромиссному решению.

Ok, это все о первом типе location update.

IMSI attach/detach (включен/выключен) – это второй тип location update.

Последний тип – это нормальный location update. Он происходит, когда мобильная станция попадает в зону обслуживания, отличную от предыдущей. Этот location update инициируется мобильной станцией.

Далее мы рассмотрим последовательность обмена сообщениями, при нормальном location update.

Дата добавления: 2015-05-09