Как происходит вызов мобильной станции?

Привет! В этой статье мы рассмотрим последовательность обмена сообщениями в процессе вызова мобильной станции со стороны сети (наглядные материалы в конце статьи). В качестве примера возьмем случай, когда вызов поступает из ТфОП (телефонной сети общего пользования).

Маршрутизация вызова

Сперва от ТфОП на GMSC поступает Начальное адресное сообщение – Initial address message (IAM). Данное сообщение, в частности, содержит номер вызываемого абонента, однозначно его идентифицирующий (MSISDN). Проще говоря, человек с домашнего телефона набирает ваш номер вида +7 ххх ххххххх (для России).

GMSC направляет (посредством сообщения «Send Routing Info» — SRI) MSISDN абонента на HLR и запрашивает информацию, необходимую ему для дальнейшей маршрутизации вызова. HLR по номеру абонента MSISDN определяет его IMSI, который направляет далее на VLR, в котором зарегистрирована MS, с помощью сообщения «Provide Roaming Number». Этим сообщением HLR запрашивает MSRN (mobile subscriber roaming number). Этот номер по структуре схож с MSISDN и необходим для того, чтобы GMSC мог определить какой MSC в данный момент обслуживает MS.

VLR определяет MSRN и отправляет его в сообщении «Provide Roaming Number Ack» на HLR. Далее HLR отсылает сообщение «Routing Informaton Ack» на GMSC.

Теперь GMSC «знает» на какой центр коммутации в сети отправлять сообщение IAM, только теперь в этом сообщении уже будет содержаться MSRN вызываемой мобильной станции. С его помощью шлюзовый MSC маршрутизирует звонок на необходимый MSC/VLR. После того, как MSC/VLR принял сообщение от GMSC, MSRN освобождается и может назначаться заново.

Процесс пэйджинга

Получив сообщения с номером MSRN, центр коммутации запрашивает у VLR значения LAI и TMSI (либо IMSI), необходимые для дальнейшей обработки звонка. Этот запрос отправляется в сообщении SFIC («Send Info for Incoming Call Setup»). VLR посылает эту информацию обратно на MSC в сообщении «page». Затем центр коммутации посылает широковещательное сообщение «Paging Request» на всю территорию Location Area (ведь точное местоположение MS неизвестно, известен лишь LAI мобильной станции).

Начальная настройка

Мобильная станция, в свою очередь, прослушивает канал PCH и, обнаружив свой TMSI, отвечает сообщением Channel Request (запрашивает по каналу RACH выделение ей сигнального канала связи). В ответ BSS отправляет сообщение «DCCH assign», назначая мобильной станции канал SDCCH.

Стоит подчеркнуть, что назначение SDCCH происходит в пределах подсистемы базовых станций BSS, и до этого момента сеть «не знает», что это именно та станция, которой предназначалось сообщение пэйджинга. Пока что мобильная станция просто запросила доступ в сеть. Все.

Переключившись на назначенный SDCCH канал, мобильная станция сразу отправляет ответ «Paging Response» в подсистему BSS, оповещая таким образом сеть, что она и есть вызываемая MS. BSS, в свою очередь направляет сообщение в VLR.

Аутентификация

Затем, в случае необходимости, MS проходит процедуры аутентификации и шифрования. Их я описывал ранее, поэтому здесь останавливаться не буду.

Установление канала

Как только аутентификация пройдена и установлен режим шифрования, MSC посылает на BSS сообщение «Complete Call», оповещающее о необходимости дальнейшей обработки звонка. BSS отправляет SETUP-сообщения на MS по каналу SDCCH.

Затем, MS посылает на BSS ответ «Call Confirmed», что означает готовность MS принимать входящий звонок.

Установление вызова

Теперь подсистема BSS посылает по каналу SDCCH на MS сообщение «Assignment Complete», назначая таким образом для MS канал трафика TCH. Известно, что в мультикадре трафика один таймслот зарезервирован для логического канала, в данном случае это FACCH (высокоскоростной совмещенный канал управления). Посредством этого канала MS отправляет сигнал «ALERT» на BSS, а оттуда на MSC.
Коммутатор далее отправляет сообщение «Address Complete» через ТфОП на вызывающего абонента. В этот момент человек, набравший ваш номер, слышит в трубке гудки. А вы услышите звонок вашего телефона.

Вызов установлен

Когда вы нажали на кнопку ответа на звонок, MS посылает на MSC сообщение «Connect». MSC подтверждает получение сообщения и отправляет ответ «Connect Ack», а на GMSC и PSTN посылает сообщение «Answer». 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.

Таким образом, в этой статье мы рассмотрели с вами последовательность обмена сообщениями при вызове мобильной станции. Ниже я хочу привести наглядную flash-анимацию (нашел на одном иностранном сайте), по которой вы сможете проследить все этапы, описанные в статье. Оттуда же и схема.

Статья получилась длинная. Много выделений жирным, просто не знал, как лучше выделить основные сообщения. Не напрягает? Будут вопросы – всегда готов ответить. Ну или хотя бы постараться. Уж не знаю, если с видео будет наглядней, то сделаю.

Последовательность обмена сообщениями при вызове мобильной станции

Советую также прочитать статьи:

– Идентификаторы в сети GSM

– Архитектура сети GSM (+видео)

– Географическая структура сети GSM

4 комментария от “Как происходит вызов мобильной станции?

  1. Огромное спасибо, очень интересно и наглядно. У меня небольшой вопрос по каналу RACH (uplink). По идее этот канал всегда свободен, но… Мобильных станций в соте немало и может так получиться, что вызовы по каналу RACH от двух MS наложатся друг на друга. Ну как коллизии при передаче пакетов в сети Ethernet. Очевидно, должен быть механизм разрешения подобных коллизий. Тем более, что сигнальная информация должна доставляться в целости и сохранности с точностью до бита. Это при передаче речи что-то можно восстановить с помощью избыточного корректирующего кода и адаптивного эквалайзера, а что-то и потерять. В крайнем случае абонент переспросит. С сигнальной информацией такой номер не пройдёт.

    1. В случае коллизии MS производит повторную передачу сообщения Channel Request через псевдослучайный промежуток времени (Tx integer). Количество повторных передач ограничено параметром Max retrans. Оба эти параметра передаются изначально по BCCH каналу. Вот если вкратце.

  2. в процедуре поиска («Процесс пэйджинга») грубейшая ошибка.
    канал поиска работает в режиме unicast (point-to-point). местоположение ПС неизвестно, но номер-то известен

    1. Так как сигнальное соединение с MS пока не установлено, Paging отправляется всем MS, находящимся в зоне LA, следовательно, используется режим point-to-multipoint.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *