Đề tài báo hiệu trong mạng lõi UMTS 2

Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS LỜI NÓI ĐẦU Ngay từ đầu năm 90 kỷ 20, Hiệp hội Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) bắt đầu trưng cầu phương án kỹ thuật tiêu chuẩn 3G “vội vàng” gọi chung kỹ thuật 3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) có nghĩa hệ thống thông tin di động đa Sau tham gia tích cực Nhật Bản vào việc xây dưng tiêu chuẩn thúc đẩy nhanh chóng phát tiển cơng nghê 3G phạm vi toàn cầu Năm 1988, châu Âu Nhật trí tham số chủ chốt Khuyến nghị CDMA băng rộng đưa trở thành phương án kỹ thuật dùng giao diện không gian FDD ( ghép tần số song công – Frequency Division Deplex) hệ thống UMTS Và từ phương án kỹ thuật gọi WCDMA để nêu rõ khác biệt với tiêu chuẩn CDMA băng hẹp Mỹ ( băng rộng có 1,25 MHz) Tiếp tục phát triển cách logic, UMTS trở thành tiêu chuẩn 3G tổ chức tiêu chuẩn hóa giới 3GPP ( Tổ chức người bạn hợp tác 3G) không định nghĩa giao diện khơng gian, chủ thể bao gồm mạch kết nối mạch phân nhóm nịng cốt CDMA UMTS viết tắt Universal Mobile Telecommunication Systems UMTS mạng di động hệ thứ (3G) sử dụng kỹ thuật trả phổ W (wideband) – CDMA UMTS chuẩn hóa tổ chức 3GPP UMTS đơi gọi 3GSM để khả “interoperabiluty” GSM UMTS UMTS phát triển lên từ nước sử dụng GSM UMTS sử dụng băng tần khác với GSM Mạng UMTS bao gôm phần truy nhập vô tuyến (UMTS Terrstrial Radio Access Netword – UTRAN) phần mạng lõi (core) Vấn đề báo hiệu mạng UMTS vấn đề quan trọng viễn thơng, sau nhóm xin trình bày số vấn đề liên quan đến báo hiệu mạng lõi UMTS Nhóm xin chân thành cám ơn ln ghi nhận đóng góp bạn sinh viên để báo cáo ngày hoàn thiện Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ UMTS 1.1 Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu UMTS: .2 1.2 Kiến trúc hệ thống UMTS: .3 1.2.1 Mobile Station MS ( hay User Equipment -UE): 1.2.2 UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network): 1.2.3 CN ( Core Network): 1.3 Các giao diện mạng lõi UMTS: CHƯƠNG II : THỦ TỤC BÁO HIỆU TRONG MẠNG LÕI UMTS 2.1 THIẾT LẬP CUỘC GỌI VỚI ISUP/BICC: 2.1.1 Thông số địa cho tin ISUP/BICC : .6 2.1.2 Cuộc gọi ISUP ( thành công): 2.1.3 Cuộc gọi ISUP ( không thành công): 2.1.4 Thiết lập gọi BICC giao diện E: 10 2.1.5 Lưu đồ gọi: 11 2.2 Báo hiệu giao diện Gn: 14 2.2.1 Khởi tạo ngữ cảnh PDP Gn (GTP-C GTP-U) : 17 2.2.2 Quản lí vị trí GTP-C: 17 2.2.3 Quản lí di động GTP-C: 18 2.2.4 Tái định vị SGSN: .20 2.2.5 Ví dụ GTP’ : 21 2.3 Thủ tục giao diện Gs: 22 2.3.1 Cập nhật vị trí qua Cs: .22 2.3.2 Chỉ định bóc tách qua Gs: 23 2.3.2 Tìm gọi qua Gs: 23 2.4 Báo hiệu xử lý chuyển vùng: 24 2.4.1 Thủ tục chuyển giao nội 3G: 24 2.4.2 Thủ tục chuyển giao 3G -2G- 3G: 28 a) Tổng quan chuyển giao/ tái định vị MSC liên 3G -2G: 31 b) Tổng quan chuyển giao/ tái định vị MSC liên 2G- 3G: 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………… 34 Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ UMTS 1.1 - Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu UMTS: UMTS thuật ngữ chung cho công nghệ vô tuyến hệ thứ ba phát triển 3GPP Mạng UMTS có khả cung cấp dịch vụ thoại liệu băng rộng tới người dùng di động, cịn gọi 3GSM phát triển từ GSM để khả tương thích GSM UMTS Giao diện vơ tuyến UMTS dựa W-CDMA chứa đựng đặc tính kỹ thuật HSPA W-CDMA sử dụng kênh có độ rơng 5MHz ghép cặp khơng ghép cặp xác định rõ UMTS rel 99 rel HSPA giới thiệu rel 5( đường xuống) rel6 (đường lên) mang tới tốc độ bit lớn đáng kể thiện ứng dụng chuyển mạch gói Hiện tính đến tháng 7/2014, 3GPP thức cơng bố 10 phiên UMTS bao gồm rel 99 rel đến rel 13 Sau ta xem xét kiến trúc đơn giản hệ thống UMTS 1.2 - Kiến trúc hệ thống UMTS: Hình 1.1 : Kiến trúc UMTS đơn giản Mạng UMTS bao gồm phần chính:  Phần trạm di động ( Mobile Station – MS)  Phần truy nhập vô tuyến ( UMTS – UTRAN)  Phần mạng lõi ( Core Network – CN) 1.2.1 - Mobile Station MS ( hay User Equipment -UE): Trạm di động thực chức giao tiếp người sử dụng với hệ thống MS gồm hai phần: Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS  Thiết bị di động ( ME : Mobile Equipment) : Là đầu cuối vô tuyến sử dụng cho thông tin vô tuyến giao diện Uu  Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) : Là thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng thuê bao, thực thuật tốn nhận thực, lưu giữ khóa nhận thực số thông tin thuê bao cần thiết 1.2.2 - UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network): Mạng truy nhập vơ tuyến có nhiệm vụ thực chức liên quan đến truy nhập vô tuyến UTRAN gồm hai phần tử:  Nút B: Thực chuyển đổi dòng số liệu giao diện Iub Uu Nó tham gia quản lý tài ngun vơ tuyến  Bộ điều khiển mạng vơ tuyến RNC: Có chức sở hữu điều khiển tài nguyên vô tuyến vùng (các nút B kết nối với nó) RNC cịn điểm truy cập tất dịch vụ UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN Hình 1.2 : UMTS UTRAN 1.2.3 - CN ( Core Network): Mạng lõi gồm thành phần sau:  HLR (Home Location Register): Là ghi định vị thuờng trú lưu giữ thơng tin lý lịch dịch vụ người sử dụng Các thông tin bao gồm: Thông tin dịch vụ phép, vùng không chuyển mạng thông tin dịch vụ bổ sung như: trạng thái chuyển hướng gọi, số lần chuyển hướng gọi Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS  MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location Register): Là tổng đài (MSC) sở liệu (VLR) để cung cấp dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE vị trí MSC có chức sử dụng giao dịch chuyển mạch kênh VLR có chức lưu giữ lý lịch người sử dụng vị trí xác UE hệ thống phục vụ  GMSC (Gateway MSC): Chuyển mạch kết nối với mạng ngồi  SGSN (Serving GPRS): Có chức MSC/VLR sử dụng cho dịch vụ chuyển mạch gói (PS)  GGSN (Gateway GPRS Support Node): Có chức GMSC phục vụ cho dịch vụ chuyển mạch gói Các mạng ngồi: Bao gồm mạng chuyển mạch kênh mạng chuyển mạch gói  Mạng CS : Mạng kết nối cho dịch vụ chuyển mạch kênh  Mạng PS : Mạng kết nối cho dịch vụ chuyển mạch gói 1.3 - Các giao diện mạng lõi UMTS:  Giao diện Gn: xác định kết nối nút hỗ trợ GPRS (GPRS Support Nodes-GSNs) khác  Giao diện Gs: trao đổi liệu VLR SGSN có chức đăng ký Cách thức sử dụng giao diện yêu câu tới trang thuê bao thực gọi thoại qua miền PS yêu cầu tới trang thiết bị di động đầu cuối sử dụng giao thức liệu gói ngữ cảnh PDP qua miền CS  Giao diện E: Giao thức MAP/E sử dụng để trao đổi thông tin chuyển vùng MSC  Giao diện D: liên kết HRL-VRL Giao thức MAP/D sử dụng để trao đổi liệu liên quan tới vị trí MS số liệu phụ thuê bao Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS CHƯƠNG II : THỦ TỤC BÁO HIỆU TRONG MẠNG LÕI UMTS 2.1 - THIẾT LẬP CUỘC GỌI VỚI ISUP/BICC: Giao thức BICC ( Bearer Idependent Call Controll: Giao thức báo hiệu độc lập kênh mang) xây dựng giao thức báo hiệu số phần ISUP để tương thích hồn tồn với dịch vụ có mạng PSTN/IDNS Giữa BICC ISUP có nhiều tin báo hiệu có tên tương tự nhau, chúng khơng tương thích peer-topeer Sự khác biệt ISUP gán khe thời gian hệ thống PCM-39 PCM-24 có tốc độ truyền dự liệu cố định ( 64 56 kbps) cho kệnh lưu lượng, BICC cung cấp kiểm sốt QoS cần thiết cho kết nối end-to-end Các dịch vụ cung cấp cho thuê bao 3G với đời mạng lõi CS Rel.4 phạm vi kiến trúc từ đơn giản đến xếp dải băng rộng đa phương tiện thời gian thực 2.1.1 - Thông số địa cho tin ISUP/BICC : Ít hai giao thức cung cấp dịch vụ giao vận cho ISUP tin BICC: SS#7 Message Transfer Part ( phần chuyển giao tin SS#7(MTP)) MTP Layer User Adaptation Layer ( lớp lớp giao tiếp người dùng (M3UA)) M3UA sử dụng dịch vụ giao thức SCTP (Stream Control Transmission Protocol: Giao thức điều khiển luồng truyền tải) giao thức IP ( Internet Protocol) Hình 2.1 minh họa địa MTP dùng cho định tuyến tin ISUP/BICC Hình 2.1 : Nhãn định tuyến SS#7 MTP Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Các địa tìm thấy gọi nhãn định tuyến Mỗi trao đổi SS#7 có địa riêng mã điểm báo hiệu ( SPC: Signaling Point Code) Nhãn định tuyến phần MTP lớp MSU ( Message Signaling Unit: Đơn vị tin báo hiệu) lớp vật lý dựa tảng hệ thống PCM-30 PCM-24 có phần MTP3-B ( Message Transfer Part Level broadband), sử dụng hệ thống giao vận ATM Người gửi tin MSU MTP3B gọi OPC (Originating Point Code) người nhận DPC ( Destination Point Code) Thông số lựa chọn liên kết báo hiệu ( SLS: Signaling Link Set) tin nhặn gửi Độ dài SPC phụ thuộc vào khu vực: châu Âu sử dụng mã 14-bit, Nhật mã 16-bit, Bắc Mỹ Trung Quốc dùng mã 24-bit Đối với MTP3-B áp dụng tiêu chuẩn châu Âu Đối với báo hiệu MTP3, độ dài SLS bit mạng lưới châu Âu bit Bắc Mỹ MTP3-B SLS 14 bit sử dụng tồn giới Đối với M3UA khơng có SPCs dùng cho địa MSC, mà địa IP lớp truyền tải IP xác định máy chủ MSC 2.1.2 - Cuộc gọi ISUP ( thành công): Các lưu lượng gọi ví dụ hình 2.2 cho thấy trao đổi tin ISUP hai MSCs, kết nối với cách sử dụng điểm trao đổi tín hiệu (STP: Signaling Transfee Point) Nhiệm vụ STP để định tuyến tin báo hiệu SS#7 Hình 2.2: Thiết lập gọi ISUP Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Nó khơng thiết lập khởi tạo gọi Tuy nhiên, nằm vị trí trung tâm mạng STP điểm kết nối tốt cho sở liệu, cho phép mạng cung cấp dịch vụ thơng minh tính di động số trả trước gọi thẻ Trong mạng thực tế sống, quy luật cặp STP kết nối hết cài đặt lý dự phòng Điều đảm bảo độ tin cậy cao mạng đảm bảo khả chi tiết tin linh hoạt thay đổi tuyến vận trường hợp lỗi đơn liên kết báo hiệu SS#7 Mỗi ISUP bắt đầu thử gọi với tin địa khởi đầu ( IAM: Initial Address Message) có chứa nhóm số người gọi đến người dùng khởi đầu nhóm số người gọi đến Bản tin tồn địa ( ACM: Address Complete Message) SPC-B đạt tất thông tin trao đổi cần thiết để chấm dứt gọi Không có quay số thêm thơng tin gửi bên A sau nhận tin Các tin trả lời (ANM): bên B kết nối gọi kích hoạt hai A bên B khởi tạo tin nhận gọi Thông báo gồm giá trị cho biết nguyên nhân ví dụ bên nhận tin REL xác nhận gọi với tin hoàn thành khởi tạo (RLC) 2.1.3 - Cuộc gọi ISUP ( không thành công): Đối với thủ tục thiếp lập gọi không thành công, gọi bị từ chối SPC-B gửi thông báo REL bao gồm giá trị nguyên nhân mà lý gọi khơng hồn thành, ví dụ (bên B) “Người dùng bận” (Hình 2.3) Hình 2.3: Thiết lập gọi ISUP không thành công Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Khi gọi không thực được, nguyên nhân gợi ý vấn đề đưa Thật không may, ngun nhân khơng phải lúc nói lên toàn việc Trong nhiều trường hợp việc khác gây nguyên nhân tương tự Những điều phức tạp nhà sản xuất khác gây giá trị nguyên nhân cho lí khác Được biết tồn số SS#7 cho phép cấu hình miễn phí giá trị ngun nhân trường hợp sai sót Hình 2.4 cho thấy thủ tục gọi ISUP hai điểm tín hiệu SS#7 liên quan đến kênh giao vận, đánh dấu quy luật CIC (Circuit Identification Code: Mã định danh mạch) Đầu tiên thủ tục gọi thành cơng, bên B điện thoại tương gọi tạm ngưng (bản tin SUS) trước khởi tạo Trong lần gọi thử thứ 2, gọi không thành công số lý không rõ ràng Hình 2.4: Thủ tục gọi ISUP Hình 2.5 cho thấy nguyên nhân khởi tạo gọi khác Nó tinờng khó phân biệt, phân loại giá trị nguyên nhân tốt xấu Hình 2.5 : Nguyên nhân tin từ chối ISUP Normal call clearing, normal-unspeccified, user busy, and user not repongding biểu thị cho chế độ mạng No circuit available khơng có khe thời gian cho kênh lưu lượng có sẵn, chế độ từ quan điểm kĩ thuật Lớp D12-148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Trong phương pháp phân biệt tương tự nhau, no router destination phải nhắc đến Giá trị nguyên nhân hướng dẫn sai gọi lỗi logic định tuyến sai mạng bảng sở liệu dịch tiêu đề toàn cầu (GTT: Global Title Translation) Mặt khác, giá trị nguyên nhân tương tự trả lại bên gọi danh sách đen, có nghĩa thuê bao bên A bị cấm, ví dụ họ khơng tốn hóa đơn Destination out of order cho thấy vấn đề phần cứng phần mềm SS#7 thiết bị chuyển mạch đường từ A đến B Cuối cùng, temporary failure (thất bại tạm thời) phức tạp Thông tinờng, kết trả lời IAM gửi với mạng khơng có ACM tin REL Các Tiam đếm thời gian để hướng dẫn gọi đòi hỏi câu trả lời cho IAM giá trị thời gian, ví dụ 10s Đây nguyên nhân có phạm vi rộng tạo ANM bỏ lỡ:  Các IAM định tuyến sai gửi đến SS#7 điểm tín hiệu sai: điểm tín hiệu loại bỏ IAM mà khơng trả lại dấu hiệu báo lỗi  Ánh sáng gây thất bại tạm thời Điều xảy điểm tín hiệu cố gắng thử kênh lưu lượng (tức CIC) lúc Một cách thức để giải vấn đề khơng cho phép nhóm trục hai chiều xác định bảng định tuyến Một triệu chứng xác định độ chói thất bại tạm thời xuất giá trị CIC lẻ chẵn 2.1.4 - Thiết lập gọi BICC giao diện E: Ví dụ dựa phiên BICC sử dụng dịch vụ vận chuyển MTP để trao đổi tin báo hiệu liên kết ATM Các dịch vụ mạng kiểm soát BICC thoại qua ATM sử dụng AAL2 SVC (Switched kết nối ảo) giao diện E Để đưa nhìn tổng quan nghiên cứu end-to-end hồn chỉnh, thủ tục IuCS hiển thị Các chồng giao thức ví dụ hai giao diện thể hình 2.6 Lớp D12-148 10 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS 2.2.4 - Tái định vị SGSN: Với giới thiệu UTRAN chức quản lý di động giao thức GTP biết đến từ phát hành 98 nâng cao với bổ sung : tái định vị SGSN Tái định vị SGSN trở nên cần thiết có tái định vị SRSN UTRAN SRNC ( DRNC cũ ) kết nối với SGSN khác Trong trường hợp không SRSN thay đổi, SGSN thể hình bên dưới: Hình 2.17: Tổng quan tái định vị SGSN Các tin cho hoạt động giao diện Gn:  Yêu cầu tái định vị chuyển tiếp  Đáp ứng tái định vị chuyển tiếp  Hoàn thành tái định vị chuyển tiếp Lớp D12-148 20 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS 2.2.5 - Ví dụ GTP’ : Hình 2.18: Lưu đồ tin GTP khởi tạo CRD Thơng tin tính cước mạng GPRS thu thập cho UE SGSNs GGSNs, mà MS phục vụ Các thông tin mà nhà điều hành sử dụng để tạo hóa đơn cho thuê bao điều hành cụ thể Chức cổng tính cước (CGF) cung cấp chế để chuyển tính cước thơng tin từ nút SGSN GGSN để hệ thống nhà điều hành mạng chọn tốn Các chức CGF :  Lựa chọn GPRS CDRs từ nút GPRS tạo CDRs  Đệm lưu trữ trung gian CDR  Chuyển giao liệu CDR cho hệ thống tốn SGSN thu thập thơng tin tính cước cho UE liên quan đến việc sử dụng mạng vô tuyến, GGSN thu thập thơng tin tính cước cho UE liên quan với việc sử dụng mạng liệu mở Cả hai GSN thu thập thơng tin tính cước cách sử dụng nguồn tài nguyên mạng GPRS Một nút phục vụ hỗ trợ GPRS – ghi chi tiết gọi ( S-CDR) sử dụng để thu thập thơng tin tính phí liên quan đến bối cảnh PDP liệu thơng tin cho điện thoại di động GPRS SGSN Một quản lý tính di động – chi tiết gọi ( M-CDR ) sử dụng để thu thập thơng tin tính phí liên quan đến việc quản lý di dộng điện thoại di động GPRS SGSN Lớp D12-148 21 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Một nút hỗ trợ cổng GPRS– ghi chi tiết gọi ( G-CDR) sử dụng để thu thập thơng tin tính phí đến gói liệu thông tin GPRS cho điện thoại di động GGSN Truyền SMS ( MO MT ) cung cấp qua GPRS thơng qua SGSN SGSN cung cấp SGSN gửi tin ngắn nguồn gốc điện thoại di động – ghi chép gọi chi tiết ( S-SMO-CDR) tin ngắn nguồn gốc di động SGSN gửi tin nhắn di động chấm dứt – ghi chép gọi chi tiết ( S-SMT-CDR) đầu cuối di dộng Ngoài ra, tin SMS-IWMCS ( MO-SMS) tin SMS-GMSC ( MT-SMS ) cung cấp liên quan đến tin CDRs Khơng có bối cảnh PDP hoạt động cần thiết gửi nhận tin Nếu thuê bao có bối cảnh PDP hoạt động, đếm khối lượng S-CDR không cập nhật gửi tin ngắn Các CDR chuyển đến CGF cách sử dụng giao thức GTP Dữ liệu hồ sơ chuyển yêu cầu tin vận chuyển CDR thừa nhận CGF Khi bối cảnh PDP tạo ra, cần thiết để xác định sạc ID (CID) Điều hai trường hợp cung cấp sạc thông tin cho UE, CGF cần phải kết hợp CDRs từ GSN khác 2.3 - Thủ tục giao diện Gs: Các thiết lập giao diện Gs sử dụng để trao đổi liệu VLR SGSN có chức đăng ký Cách thức sử dụng giao diện yêu câu tới trang thuê bao thực gọi thoại qua miền PS yêu cầu tới trang thiết bị di động đầu cuối sử dụng giao thức liệu gói ngữ cảnh PDP qua miền CS Các chồng giao thức Gs giống GSM, nhiên số tiến trình BSSAP+ nâng cao Tất tin BSSAP+ vận chuyển danh nghĩa SCCP Các tin unitdata (UDT) sử dụng dịch vụ vận tải phi kết nối SCCP 2.3.1 - Cập nhật vị trí qua Cs: Trong tiến trình SGSN thông báo cho VLR cập nhập vị trí vùng chuyển mạch CS IMSI sử dụng tồn thơng báo để xác định thuê bao Chỉ số phân hệ SCCP Subsystem Number (SSN) dịch vụ tin thường định nhà khai thác viễn thông, số trường hợp SSN=192 coi giá trị thực mạng lõi (hình 2.19) Lớp D12-148 22 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2.19: Giao diện Gs: Lưu đồ thủ tục cập nhập vị trí IMSI 2.3.2 - Chỉ định bóc tách qua Gs: Các q trình bóc tách IMSI GPRS định cách sử dụng báo hiệu Gs Trong ví dụ theo dõi gọi (hình 2.20), tiến trình tách GPRS hiển thị Thơng tin nhận dạng kèm cho thấy tiến trình tách dịch vụ GPRS yêu cầu mạng Hình 2.20: Giao diện Gs: lưu đồ thủ tục bóc tách IMSI/GPRS 2.3.2 - Tìm gọi qua Gs: Thí dụ hình 2.21 báo hiệu Gs cho thấy thơng báo u cầu tìm gọi gửi từ VLR đến SGSN Như vậy, thơng tìm gọi CS gửi qua miền PS Phản hồi phù hợp với yêu cầu tìm gọi gán vào tin RANAP qua miền IuCS Lớp D12-148 23 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2.21: Giao diện Gs: lưu đồ yêu cầu tìm gọi CS 2.4 - Báo hiệu xử lý chuyển vùng: 2.4.1 - Thủ tục chuyển giao nội 3G: Giao thức ứng dụng di động MAP không chỉ sử dụng cho truyền thông sở liệu ngồi cịn số hoạt động MAP chuyển giao thông tin MSC hỗ trợ chức truyền tải cho giao thức truy nhập mạng vơ tuyến lớp Ví dụ, MAP mang tin RNAP trao đổi RNC kết nối tới MSC khác Khi RNAP hỗ trợ phần chức tuyền tải cho giao thức RRC, tin RNAP mang thông tin RRC MSC giao diện E vùng mạng 3G, nhúng vào hoạt động MAP giám sát Do đó, chồng giao thức sử dụng giao thức giám sát cần phải khác với mơ tả tiêu chuẩn quốc tế Các chồng giao thức "real word" cần thiết để giải mã hoàn chỉnh tin báo hiệu bắt thơng điệp hồn chỉnh bao gồm phận mơ tả Đầu tiên giải thích lý MAP mang thơng tin RANAP RRC Thơng thường hình ảnh tổng quan mạng cho thấy có MSC / SGSN mà RNCs kết nối Điều phản ánh xác định nghĩa UTRAN: UTRAN mạng truy cập vô tuyến kết nối với MSC miền CS SGSN miền PS (nếu CS / PS miền có sẵn mạng) Như vậy, mạng 3G bao gồm nhiều UTRAN quy luật nhiều MSC, SGSN,vv RNCs UTRAN kết nối thơng qua giao diện Iur, khơng có Iur RNCs UTRANs khác Hình 2.22 cho thấy cách hai Lớp D12-148 24 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS UTRANS khác liên kết thông qua giao diện E miền CS giao diện Gn miền PS Nếu có UE tình chuyển giao tế bào thuộc UTRANs khác CRNCs tế bào cần phải giao tiếp với để đảm bảo lỗi tự chuyển giao cứng Chuyển giao mềm khơng thể tình vậy, tế bào có tần số Hình 2.22: Giao diện UMTS UTRAN Tất kết nối UE mạng bắt đầu việc tạo kết nối RRC RNC điều khiển kết nối RRC chấm dứt giao diện Iu kết nối gọi RNC serving (SRNC) Trong hình 2.23, SRNC ban đầu RNC Hình 2.23: Thiếp lập kết nối RRC ban đầu UE SRNC (RNC 1) Lớp D12-148 25 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Nếu UE di chuyển tiếp xúc với tế bào Node B2 điều khiển RNC RNC kết nối với thông qua giao diện Iur Các kết nối RRC hoạt động UE RNC 1, RNC định tuyến tất tin nhắn RRC uplink downlink Hình 2.24: Chuyển giao mềm UE, điều khiển kết nối RNC Nếu UE liên lạc với tất tế bào điều khiển trực tiếp RNC RNC 2, RNC đưa định để thực trình tái định vị SRNS Sau tái định vị RNC SRNC Hình 2.25: Chuyển giao cứng tới tế bảo node B3 thực bới RNC Trong trường hợp chuyển giao cứng thông số kết nối RRC phải chuyển tiếp đến RNC (RNC 3) kết nối RNC RNC qua giao diện E miền mạng lõi CS Kết thử nghiệm giao thức phải trang bị chồng giao thức thể hình 2.26 để giải mã tất thông tin giao thức lớp cao giao diện E Lớp D12-148 26 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2.26: RANAP chồng giao thức MAP giao diện E  Tổng quan chuyển giao MSC nội mạng 3G: Hình 2.27: Tổng quan chuyển giao/ tái định vị MSC nội mạng 3G Bước 1: Thủ tục chuyển giao nội 3G-MSC khởi phát báo cáo đo RRC thiết bị hoạt động tần số với thiết bị cũ Bước 2: Khi SRNC (RNC 1) nhận tin báo cáo RRC, định thực chuyển giao sang RNC Khi không tồn giao thức Iur RNC, thủ tục chuyển giao buộc phải chuyển giao cứng với tái định lại SRNS thời điểm Tiến trình xử lý SRNC cũ, thành phần gửi tin yêu cầu tái định vị RANAP tới MSC Bước 3: Dựa bảng định tuyến MSC phục vụ, RNC xác định có kết nối tới MSC khác hình 3.24 Vì vậy, MSC cần gửi tin yêu cầu tái định vị RANAP tới MSC khác tới RNC Do kênh lưu lượng gọi cần chuyển tới MSC mới, MSC phục vụ gửi tin chuẩn bị chuyển vùng MAP chứa RANAP tới MSC Lớp D12-148 27 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Bước 4: MSC chuyển tin yêu cầu định vị RANAP tới RNC Bước 5: RNC định tất nguồn tài nguyên vô tuyến để chuẩn bị cho kết nối UE Đặc biệt, chức lập lịch điều khiển quản trị kiểm tra tính tốn tương thích với tập tham số RNC Tùy thuộc vào kết tính tốn mà chuyển giao có thực hay không qua tin RRC gửi từ RNC Nếu yêu cầu QoS thay đổi, tin tái cấu hình kênh mang vơ tuyến đuợc gửi đi, ví dụ cho thấy tin tái cấu hình kênh vật lý gửi Bước 6: RNC gửi tin xác nhận tái định vị RANAP tới RNC để đáp lại tin tái cấu hình kênh vật lý RRC Bước 7: Trả lời tin tiền chuyển giao MAP gửi MSC tới MSC phục vụ cũ Bản tin chứa xác nhận tái định vị RANAP gồm thông tin tái cấu hình kênh vật lý RRC Bước 8: MSC cũ gửi lệnh tái định vị RANAP tới RNC Khi tin tái cấu hình kênh vật lý đưa RNC nhúng tin lần tin lệnh tái định vị lệnh cho RNC kết thúc luật áp dụng cho kết nối Bước 9: Bản tin tái cấu hình kênh vật lý đƣợc chuyển RNC qua Iub cũ giao diện Uu tới UE Bước 10: Dựa thông tin thu từ tin yêu cầu tái cấu hình kênh vật lý RRC, chuyển giao thực tin hoàn tất tái cấu hình kênh vật lý gửi giao diện Iub tới RNC 2.4.2 - Thủ tục chuyển giao 3G -2G- 3G: Do tế bào UMTS bao gồm khu vực đô thị, lại vùng phủ sóng khơng đảm bảo, thường cần thiết để bàn giao đặc biệt gọi thoại đến tế bào với công nghệ truy cập vô tuyến (RAT) khác từ UMTS Những thủ tục thường gọi chuyển giao liên hệ thống Sự khác biệt với chuyển giao Internet 3G MSC / thủ tục tái định vị khơng có mục tiêu RNC cho bàn giao, mục tiêu BSC Và BSC khơng "nói chuyện" RANAP, "hiểu" BSSAP Điều dẫn đến thay đổi nhìn giao diện tổng quan hình sau: Lớp D12-148 28 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2.28: Các giao diện có liên quan chuyển giao liên hệ thống UMTS GSM Tuy nhiên, xuất ví dụ lưu lượng gọi BSC cần phải giải với số tham số RRC Do khơng phải BSC, chúng biết từ mạng GSM Do nhu cầu đặc biệt chuyển giao liên hệ thống khả vận chuyển MAP điều chỉnh bước đầu chồng giao thức cho việc giải mã đầy đủ thủ tục chuyển giao Ngoài để ISUP tất nhiên BICC sử dụng Hình 2.29: BSSAP chồng giao thức MAP cho chuyển giao 3G-2G giao diện E Một điểm quan trọng để hiểu thủ tục chuyển giao liên hệ thống đầy đủ để biết BSC thực bàn giao cách riêng Tất thủ tục bàn giao GSM điều khiển MSC Điều chuyển giao nội MSC - tế bào điều khiển BSC kết nối với MSC lần Lớp D12-148 29 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2.30 :Thủ tục chuyển giao MSC nội 2G Như hình 2.30 chuyển giao MSC kích hoạt báo cáo đo thường xuyên ( định kỳ) gửi UE đến BSC cũ Thay mặt báo cáo đo BSC định thực thủ tục chuyển giao gửi (trong trường hợp chuyển giao liên BSC liên tế bào) chuyển giao BSSMAP yêu cầu tin đến MSC chấp hành MSC bắt đầu để chuẩn bị chuyển giao cho BSC gửi tin yêu cầu chuyển giao, bên cạnh thông số liên quan đến tài nguyên vô tuyến - nhận dạng tế bào cũ, IMSI BSC trả lời xác nhận yêu cầu chuyển giao bao gồm lệnh chuyển giao DTAP với số tham chiếu chuyển giao Lệnh chuyển giao DTAP gửi từ BSC tới UE Bản tin xác định giao diện A cũ MSC BSC cũ, giao diện Abis giao diện vơ tuyến thay mặt cho – số tham chiếu chuyển giao ( HO Ref) Sau chuyển đổi sang tế bào mới, BSC gửi tin nhận diện HO hồn thành HO kích hoạt thông điệp đến từ UE giao diện vô tuyến Abis Số tham chiếu HO bao gồm burst truy nhập chuyển giao gửi MS thông qua giao diện vô tuyến cho BTS báo cáo với BSC với tin nhận diện chuyển giao đáp ứng với thủ tục kích hoạt kênh thành công giao diện Abis Sau thủ tục chuyển giao thành công, báo đo thường xuyên gửi đến BSC a) Tổng quan chuyển giao/ tái định vị MSC liên 3G -2G: Lớp D12-148 30 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2.31 : Tổng quan chuyển giao/ tái định vị MSC liên 3G -2G Bước 1: Như trường hợp chuyển giao MSC liên 3G thủ tục khởi phát báo cáo đo RRC đến từ UE Tuy nhiên lần kiện từ nhóm kiện ID e3 ( đo liên RAT) gửi Bước 2: Bản tin bắt buộc tái định vị RANAP gửi từ SRNC bao gồm thơng tin 3G MSC nguồn đích chuyển giao Bước 3: Từ thơng tin đích tin yêu cầu tái định vị RANAP, 3G MSC phát tế bào mong muốn tế bào GSM Do đó, noa cần thiết gửi tin yêu cầu chuyển giao BSSMAP tới BSC đích Yêu cầu chuyển giao BSSMAP phần hoạt động chuẩn bị chuyển giao MAP Bước 4: Bản tin yêu cầu chuyển giao BSSMAP chuyển tiếp 2G MSC tới BSC đích Bước 5: BSC đích phân bố tài nguyên vô tuyến ( đặc biệt khe thời gian cho kết nối) tế bào đích Tín hiệu thủ tục theo dõi giao diện Abis Bước 6: Sau phân bố tài nguyên thành công qua Abis, BSC xây dựng lệnh chuyển giao DTAP gửi tới UE thông qua giao diện E UTRAN 2G MSC nhận tin xác nhận yêu cầu chuyển giao BSSMAP chứa lệnh chuyển giao DTAP Bước 7: Bản tin xác nhận chuẩn bị chuyển giao MAP dùng để chuyển DTAP qua giao diện E Bước 8: 3G MSC tái định vị SRNC chuyển tiếp DTAP qua IuCS Bước 9: Thực thể RRC SRNC gửi lệnh chuyển giao RRC bao gồm DTAP tới UE Lớp D12-148 31 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Bước 10: Dựa vào thơng tin tìm thấy DTAP, UE vào tế bào GSM b) Tổng quan chuyển giao/ tái định vị MSC liên 2G- 3G: Trong trường hợp ví dụ mơ tả lưu đồ gọi phần này, 3G MSC giữ MSC gọi thoại hoạt động bàn giao cho tế bào GSM Từ 3G MSC giữ MSC sau chuyển giao 2G -3G gọi chuyển giao Đó lý hoạt động MAP khác với lưu đồ gọi trước Hình 2.32: Tổng quan chuyển giao/ tái định vị MSC liên 2G -3G Bước 1: Thủ tục chuyển giao lần kích hoạt báo cáo đo RSL nhận BSC qua giao diện Abis Bước 2: BSC định chuyển giao cần thiết yêu cầu chuyển giao thực 2G MSC Bước 3+4: 2G MSC gửi yêu cầu chuyển giao BSSMAP tới RNC đích qua giao diện E IuCS Bước 5+6+7: RNC đích định tài ngun vơ tuyến truyền tài UTRAN gửi yêu cầu xác nhận tái định vị RANAP có nhúng lệnh chuyển giao DTAP bao gồm số tin khác, lệnh chuyển giao tới UTRAN, gửi kèm với tin DTAP với UE qua GSM khởi tạo lại thay đổi tới UMTS Bước 8: Với chuyển giao RRC để tin hoàn thành UTRAN gửi giao diện vô tuyến UMTS Iub xác nhận chuyển giao thành cơng tới UMTS, thủ tục kết thúc Thủ tục Radio Bearer Reconfiguration giải thích lý mơ tả lưu đồ tin Từ ví dụ lưu đồ gọi dự kiến tìm thơng tin DTAP RANAP BSSAP nhúng thông tin RRC DTAP RANAP truyền tải Lớp D12-148 32 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2.33: Chồng giao thức chuyển giao MSC liên 2G -3G giao diện E Tài liệu tham khảo: Lớp D12-148 33 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS  Bài giảng “ Báo hiệu điều khiển kết nối”, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng, Hà Nội- 4/2013  UMTS signaling, Ralf Kreher - Torsten Ruedebusch  https://vi.wikipedia.org/wiki/Hệ_thống_viễn_thơng_di_động_tồn_cầu HẾT Lớp D12-148 34 ... D 12- 148 32 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2. 33: Chồng giao thức chuyển giao MSC liên 2G -3G giao diện E Tài liệu tham khảo: Lớp D 12- 148 33 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS  Bài giảng “ Báo. .. số trường hợp SSN=1 92 coi giá trị thực mạng lõi (hình 2. 19) Lớp D 12- 148 22 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS Hình 2. 19: Giao diện Gs: Lưu đồ thủ tục cập nhập vị trí IMSI 2. 3 .2 - Chỉ định bóc tách... D 12- 148 Đề tài: Báo hiệu mạng lõi UMTS CHƯƠNG II : THỦ TỤC BÁO HIỆU TRONG MẠNG LÕI UMTS 2. 1 - THIẾT LẬP CUỘC GỌI VỚI ISUP/BICC: Giao thức BICC ( Bearer Idependent Call Controll: Giao thức báo hiệu