Цифровая система подвижной радиосвязи стандарта GPRS (стр. 15 )

Мобильная станция, перемещаясь по сети из соты С1 в соту С2, принимает сигналы от различных БС. Обнаружив, что сота С2 принадлежит другой ОМ, МС посылает в ОУ запрос на обновле­ние местоположения. Обслуживающий узел организует процедуру аутентификации пользователя и в случае ее успеха выделяет но­вый идентификатор (P-TMSI). Затем ОУ проверяет смену абонен­том ОМ и, убедившись в этом, высылает разрешение на обновле­ние местоположения МС, подтверждая успешное переопределе­ние ОМ соответствующим сообщением.

Рассмотрим теперь более подробно механизм (рис. 17.6) и про­цедуру (рис. 17.7) внешнего переопределения области маршрути­зации, в случае когда две ОМ управляются различными ОУ:

1 — МС, перемещаясь по сети из соты С1 в соту С2, обнару­живает, что очередная сота принадлежит ОМ2, управляемой но­вым ОУ2. После этого МС через БС2 и КБС2 посылает в новый ОУ запрос на обновление местоположения (Routing Area Update Request), в котором содержатся прежние идентификатор области маршрутизации (RAI), пакетный идентификатор (P-TMSI), тип переопределения (внешний) и индикатор наличия или отсутствия канального соединения. При этом БС, перенаправляя запрос че­рез КБС в ОУ, добавляет идентификатор соты (CID), с которым

был получен данный запрос. Если имеет место канальное соеди­нение, в дальнейшем ОУ не будет обращаться в ЦКЛС/ГР;

2 — новый ОУ посылает в прежний ОУ запрос на определение контекста (SGSN Context Request), содержащий адрес нового ОУ, прежний идентификатор (RAI), вспомогательный идентификатор временного логического канала (TLLI) и прежний пакетный иден тификатор (P-TMSI) в целях получения ММ - и PDP-контекстов для МС;

3        — прежний ОУ проверяет достоверность идентификатора P-TMSI и в случае несовпадения с хранящимися в нем данными отвечает сообщением об ошибке, что, в свою очередь, активизи­рует соответствующие функции безопасности (Security Function). Если аутентификация абонента не прошла, то процедура пере­определения ОМ приостанавливается с соответствующим опо­вещением прежнего ОУ, который продолжает свою работу так же, как если бы запрос на переопределение не был получен
вообще. В случае успешной аутентификации МС новый ОУ по­вторно посылает запрос на определение контекста, значение поля достоверности которого указывает на успешную идентификацию абонента;

— прежний ОУ отвечает сообщением (SGSN Context Respon­se), содержащим данные о ММ - и PDP-контекстах, а также по­сылает данные для каждого LLC-соединения. Каждый PDP-koh-текст включает в себя номер GTP-последовательности для блоков N-PDU, передаваемых как в прямом (от ОУ к МС), так и в обрат­ном (от МС к ОУ) направлениях. Прежний ОУ запоминает адрес нового ОУ и включает таймер; — новый ОУ посылает прежнему ОУ подтверждение о готов­ности принимать данные, относящиеся к активным PDP-контекстам (SGSN Context Acknowledge); — прежний ОУ организует процедуру туннелирования в но­вый ОУ накопленных блоков N-PDU (Forward Packets). После ус­тановления показания таймера передача блоков приостанавлива­ется; — новый ОУ посылает в GPRS-шлюз запрос на переопреде­ление PDP-контекста (Update PDP Context Request), включа­ющий в себя адрес нового ОУ, туннельный идентификатор (TID), а также показатель, устанавливающий качество обслуживания (QoS). При этом GPRS-шлюз обновляет поля PDP-контекста и отвечает соответствующим сообщением (Update PDP Context Response); — новый ОУ информирует ДР о переопределении местопо­ложения абонента (Update Location), посылая адрес и номер ОУ, а также идентификатор IMSI абонента;

— ДР передает в прежний ОУ сообщение о снятии информа­ции о местоположении (Cancel Location), содержащее идентифи­катор IMSI и тип отмены. При этом возможны два типа отмены: при незапущенном и запущенном таймере. Если таймер не запу­щен, то прежний ОУ сразу удаляет ММ - и PDP-контексты. В про­тивном случае контексты удаляются по истечении некоторого вре­мени, что позволяет осуществить возможную передачу накоплен­ных блоков N-PDU. Прежний ОУ информирует ДР о завершении смены местоположения (Cancel Location Acknowledge), высылая в ДР идентификатор IMSI абонента;

— ДР посылает в новый ОУ информацию о пользователе (Insert Subscriber Data), содержащую IMSI и данные о подписках. Новый ОУ проверяет присутствие МС в новой ОМ и, в случае если ее там нет, прерывает запрос на подключение. Если провер­ка прошла успешно, то ОУ устанавливает ММ-контекст для МС и отвечает соответствующим сообщением (Insert Subscriber Data Acknowledge); — ДР подтверждает переопределение местоположения (Update Location Acknowledge); — в случае существования связи между прежним ОУ и ЦКПС/ГР и отсутствия канального соединения новый ОУ посы­лает в ДР и ЦКПС/ГР запрос на переопределение местоположе­ния (Location Updating Request), содержащий тип переопределе­ния, номер ОУ, новый идентификатор зоны местоположения (LAI) и идентификатор IMSI. При этом ДР принимает процедуру переопределения (Location Updating Accept);
— новый ОУ принимает процедуру переопределения (Routing Area Update Accept) и устанавливает для абонента ММ-контекст и логический канал путем выделения P-TMSI, а также набора LLC Ack, содержащего информацию для каждого LLC-соединения и, следовательно, для подтверждения всех N-PDU блоков, успешно переданных до начала процедуры переопределения; — МС сообщает об успешном завершении процедуры пере­определения (Routing Area Update Complete).

Если по истечении времени, определяемого соответствующим таймером, из ДР не поступает сообщение «Cancel Location», то прежний ОУ прекращает передачу блоков N-PDU в новый ОУ и продолжает функционировать так, как будто запроса на переоп­ределение контекста (SGSN Context Request) не было. В том слу­чае когда процедура переопределения не была успешно заверше­на в течение максимально возможного времени или не было по­лучено от ОУ сообщение о приостановлении переопределения (Routing Area Update Reject), MC переходит в режим ожидания.

Наконец, заметим, что нахождение МС в течение долгого вре­мени в одном и том же месте приводит к информированию сети о постоянной доступности абонента — тем самым осуществляется процедура периодического переопределения области маршрутизации.

17.5. Взаимодействие ОУ и ЦКПС/ГР

Как уже говорилось, сеть с коммутацией каналов и сеть с ком­мутацией пакетов существуют в рамках единой системы GSM, и поскольку обе сети обеспечивают независимое управление мо бильностью, такая ситуация приводит к появлению дополнитель­ного трафика внутри сети. Мобильные терминалы классов А и В способны потребить услуги как канальной, так и пакетной сети, что требует эффективного использования сетевых ресурсов путем организации внутрисетевого взаимодействия между ОУ и ЦКПС/ГР. Взаимодействие между ОУ и ЦКПС/ГР осуществляется на ос­нове Gs-интерфейса, что обеспечивает выполнение следующих основных функций:

совмещенное GPRS/IMSI подключение и отключение. На­пример, при подключении МС посылает запрос в ОУ, который, в свою очередь, информирует ЦКПС/ГР о необходимости запоми­нания адреса ОУ; совмещенное переопределение ЗМ/ОМ. Выполняется при одновременном пересечении ЗМ и ОМ (рис. 17.8), а также при отсутствии соединения с коммутацией каналов. Процедуры со­вмещенного переопределения в значительной степени совпадают с аналогичными процедурами при внешнем переопределении с той лишь разницей, что на заключительном этапе происходит об­мен сообщениями между прежним и новым ЦКПС в целях стира­ния в прежнем ЦКПС информации об абоненте;

организация услуг сети с коммутацией каналов через сеть с коммутацией пакетов. Получая вызов или короткое сообщение и определяя по хранящемуся в ГР адресу ОУ, что МС подключена к услугам GPRS, ЦКПС/ГР посылает в ОУ персональный вызов. В свою очередь, ОУ высылает через сигнальный канал GPRS вы­зывную информацию в сеть с коммутацией каналов, на что МС отвечает информацией по обычным каналам GSM;

идентификация. Когда МС помечена в ГР процедурами IMSI-и GPRS-подключения, ГР может организовать получение инфор­мации о МС через ОУ. Если запрашиваемая информация известна в ОУ, то она высылается в ГР без обращения к МС. Если же зап­рашиваются какие-либо идентификационные данные, например IMEI, то обращение к МС неизбежно; информирование при управлении мобильностью. Когда МС помечена в ГР процедурами IMSI - и GPRS-подключения, ГР может организовать через ОУ процедуру получения информации при осуществлении управления мобильностью. Такая процедура обычно используется для информирования МС о таких данных, как имя сети и локальное время в зоне нахождения МС.

17.6. Управление сеансом

Пусть мобильный терминал подключен к сети GPRS и нахо­дится в режиме готовности. Если абонент желает воспользоваться, например, Интернет-ресурсами, то ему необходимо получить до­ступ к внешней пакетной сети, т. е. IP-адрес, позволяющий осу­ществить такое соединение. Данную процедуру, называемую ак­тивизацией PDP-контекста, можно условно разделить на пять эта­пов (рис. 17.9):

1 — МС посылает в ОУ запрос на активизацию контекста (Activate PDP Context Request), содержащий вид IP-адреса (по умолчанию — динамический) и имя места доступа, т. е. символь­ное имя для установления сетевого интерфейса, который обеспе­чит соединение с внешней сетью. При этом, как уже говорилось, один шлюз GPRS может иметь несколько мест доступа (точек вхо­да) для соединения с различными сетями;

2— ОУ подвергает МС процедурам аутентификации, проверки оборудования, а также проверки данных об абонентской подпи­ске на основе содержащейся в ДР информации;

— в целях получения IP-адреса GPRS-шлюза ОУ обращается к серверу доменных имен; — ОУ посылает в GPRS-шлюз сообщение на установление контекста. Данное сообщение содержит запрос IP-адреса для або­нента (если это значение пусто, то запрашивается динамический адрес), точку доступа и туннельный идентификатор TID. Точка доступа определяет ту сеть, доступ к которой абонент желает по­лучить. Туннельный идентификатор будет использован для орга­низации GTP-туннеля, по которому будут передаваться пакеты данных между ОУ и GPRS-шлюзом. Ответное сообщение содер­жит подтверждение идентификатора TID, выделенный IP-адрес и тарифный идентификатор, причем IP-адрес включается лишь в том случае, когда GPRS-шлюз сам организует распределение IP-адресов; — ОУ отсылает в МС сообщение о приеме активизации PDP-контекста (Activate PDP Context Request Accept), содержащее вы­деленный IP-адрес. После выполнения указанной процедуры МС будет обладать IP-адресом, а GPRS-шлюз — информацией о том, каким ОУ обслуживается пользователь.

Если соединение с интернет-сервером произошло успешно, то запрашиваемые данные начинают передаваться по IP-протоко­лу в GPRS-шлюз, который, в свою очередь, транслирует их в ОУ. Далее данные пересылаются в КБС и БС, а затем по радиоинтер­фейсу — в МС.