Luận văn tốt nghiệp 51 - Bây giờ BSC sẽ lệnh cho BTS kích hoạt kênh TCH và giải phóng kênh báo hiệu, báo chuông được gửi đi từ MS cho thấy rằng tông chuông được tạo ra ở MS. Tông chuông cho thuê bao chủ gọi được tạo ra ở MSC. - Khi thuê bao di động nhấc máy MS gởi đi bản tin kết nối. Mạng hoàn thành đường nối thông và gửi bản tin công nhận kết nối đến MS. - Ở đây cũng tồn tại hai phương thức: có OACSU (cấp phát TCH muộn) và không có OACSU (cấp phát TCH sớm). Sự khác biệt giữa hai phương thức này được chỉ ra ở hình 1.41. Ở ấn đònh TCH sớm mạng khởi đầu ấn đònh TCH khi nhận được bản tin khẳng đònh cuộc gọi (báo chuông). Ở ấn đònh TCH muộn báo chuông khởi đầu ngay khi thuê bao nhận được cuộc gọi, còn mạng ấn đònh TCH ở mọi thời điểm sau khi báo chuông đã được khởi đầu. 2.5.9. Cuộc gọi quốc tế đến MS Từ trước đến nay ta chỉ xét các cuộc gọi trong nước, cuộc gọi quốc tế đến một MS hiện nay rất không kinh tế. Ta xét cuộc gọi này (xem hình 142) đối với mạng đã thực hiện chuyển mạng quốc tế. Ta xét thí dụ một người Việt Nam công tác tại Thái Lan từ mạng cố đònh gọi cho "sếp" của mình ở mạng di động GSM. Giả sử ông "sếp" này hiện thời cũng ở Thái Lan và người gọi không biết được việc này. Quá trình xảy ra như sau: - Người Việt Nam ở Thái Lan quay số cho "sếp" (1). - Tổng đài nội hạt của Thái Lan sau khi phân tích số thoại nhận ra rằng đây là cuộc gọi quốc tế về Việt Nam nên nó chuyển cuộc gọi này đến tổng đài quốc tế (2). - Tổng đài quốc tế của Thái Lan số điện thoại của thuê bao B, tìm ra nước của thuê bao này, đònh tuyến cuộc gọi đến tổng đài quốc tế Việt Nam (3). - Sau khi phân tích tổng đài quốc tế Việt Nam đònh tuyến đến tổng đài GMSC gần nhất (4). - Tổng đài GMSC có chức năng hỏi, nó phân tích số thoại và nhận ra HLR của MS, GMSC hỏi HLR này (5). - HLR liên hệ với VLR nơi thuê bao MS đang tạm thời đăng ký (6). - HLR nhận số lưu động của MS (MSRN) (7) từ VLR. - MSRN được chuyển đến GMSC (8). - Nhờ số này GMSC đònh tuyến cuộc gọi đến tổng đài quốc tế Việt Nam (9). - Ở tổng đài quốc tế này lại thực hiện sự phân tích sau đó chuyển ngược các cuộc gọi trở về tổng đài quốc tế của Thái Lan (10). Luận văn tốt nghiệp 52 - Cuối cùng thì cuộc gọi được chuyển đến tổng đài MSC của Thái Lan (11). - MSC này phân phối bản tin tìm gọi đến các BSC tương ứng (12) đang quản lý vùng đònh vò có MS. Hình 1.42: Hiện tượng "bật đi bật lại" ở cuộc gọi quốc tế hiện nay. - Cuối cùng thì MS được tìm thấy (13). - Ta thấy cuộc gọi được đònh tuyến từ Thái Lan về Việt Nam rồi ngược lại Thái Lan dẫn đến sự chậm trễ và không kinh tế. Luận văn tốt nghiệp 53 Hình 1.43: Khả năng hỏi và đònh tuyến ở tổng đài nội hạt cho cuộc gọi quốc tế trong tương lai. - Trong tương lai quá trình gọi nói trên sẽ xảy ra như hình 1.43. Để vậy phải nghiên cứu thêm một số chỉ số GSM để cài đặt vào mọi tổng đài, khi này việc hỏi và đònh tuyến lại có thể thực hiện ở tổng đài nội hạt. Hỏi HLR được thực hiện ở tổng đài nội hạt nên không cần đònh tuyến cuộc gọi đến Việt Nam (xem hình 1.43). 2.5.10. Chuyển giao (handover) Hình 1.44: Chuyển giao (handover) Luận văn tốt nghiệp 54 - Chuyển giao là quá trình xảy ra khi lưu lượng của MS được chuyển từ một kênh TCH này sang một kênh TCH khác trong quá trình gọi. Có 2 loại chuyển giao: + Chuyển giao bên trong ô (Intracell hand over). + Chuyển giao giữa các ô (Intercell hand over). Chuyển giao giữa các ô được phân loại thành (xem hình 1.44). Chuyển giao giữa các ô thuộc cùng một BSC: chuyển giao này do BSC điều hành. - Chuyển giao giữa các ô thuộc hai BTS khác nhau: chuyển giao này liên quan đến các tổng đài MSC quản lý hai BTS. - Chuyển giao giữa hai ô thuộc hai tổng đài MSC khác nhau: chuyển giao này liên quan đến cả hai tổng đài phụ trách các ô nói trên. - Trong trường hợp chuyển giao nhiều lần giữa hai ô thuộc hai MSC khác nhau, tổng đài MSC đầu tiên phụ trách MS được gọi là tổng đài quá giang vì cuộc gọi luôn luôn được chuyển mạch qua tổng đài này. Lần chuyển giao giữa hai ô thuộc hai tổng đài khác nhau thứ nhất được gọi là chuyển giao giữa các ô thuộc 2 tổng đài lần đầu, còn các lần sau được gọi là chuyển giao giữa các ô thuộc hai tổng đài tiếp theo. a) Chuyển giao giữa hai ô thuộc cùng một BSC Quá trình chuyển giao này được cho ở hình 1.45 như sau: Hình 1.45: Chuyển giao cuộc gọi bên trong BSC Luận văn tốt nghiệp 55 - Trong quá trình gọi MS luôn luôn đo cường độ trường, chất lượng ở kênh TCH của mình và cường độ của các ô lân cận. MS đánh giá trò trung bình của kết quả đo. Hai lần trong một giây nó gửi báo cáo kết quả đo (1) đến BTS cùng với kết quả đo của các ô lân cận tốt nhất. BTS bổ sung thêm kết quả đo được ở chính kênh TCH và gởi báo cáo về BSC (2). Ở BSC chức năng đònh vò được tích cực để quyết đònh xem có cần chuyển giao cuộc gọi đến ô khác do chất lượng xấu hoặc nhiễu lớn ở ô đang phục vụ hay không. - Trường hợp cần chuyển giao BSC sẽ lệnh chọn BTS ở ô mới được cho tích cực một kênh TCH (3) và lệnh cho BTS này gởi bản tin đến MS thông báo về tần số và khe thời gian cần chuyển đến (4). - MS điều chỉnh đến tần số mới và gởi bản tin thâm nhập chuyển giao (HO) ở khe thời gian tương ứng (5). MS không sử dụng bất kỳ sự đònh thời trước nào cả, vì vậy cụm HO là cụm rất ngắn chỉ chứa 8 bit thông tin. MS không nhận được bất cứ thông tin nào về đònh thời trước cho đến khi BTS phát hiện ra cụm HO. - MS cũng nhận thông tin về công suất cần sử dụng (6) ở kênh FACCH lấy cắp từ kênh tiếng (cờ lấy cắp trong từng trường hợp này lập 1). - BSC sẽ nhận được thông tin từ BTS là chuyển giao thành công sau khi MS gởi bản tin hoàn thành chuyển giao (7). Đường tiếng trong chuyển mạch nhóm thay đổi và BTS cũ được ra lệnh tháo gỡ TCH cũ cùng với kệnh liên kết SACCH (8). - Ở chuyển giao bên trong BSC này chính BSC xử lý mọi việc không có sự can thiệp của MSC. MSC chỉ được thông báo về việc thực hiện chuyển giao. b) Chuyển giao giữa 2 ô thuộc hai BSC khác nhau Báo hiệu thực hiện chuyển giao giữa hai ô thuộc hai BSC khác nhau được cho ở hình 1.46 như sau: Luận văn tốt nghiệp 56 Hình 1.46: Chuyển giao cuộc gọi giữa các BSC - BSC cũ dựa trên các báo cáo về kết quả đo quyết đònh chuyển giao đến ô mới trực thuộc một BSC khác. BSC cũ (đang phục vụ) gởi bản tin "yêu cầu chuyển giao" cùng với nhận dạng ô mới (1) đến MSC. - MSC biết BTS điều khiển ô này, nó gởi yêu cầu chuyển giao đến BTS này (2). - BSC lệnh cho BTS mới kích hoạt một kênh TCH nếu còn kênh rỗi (3). - Khi BTS đã kích hoạt kênh TCH, nó gởi thông tin về khe thời gian và tần số đến MSC (4). - MSC chuyển thông tin này đến BSC cũ (5). - MS được ra lệnh chuyển đến TCH mới (6). - MS gởi đi cụm thâm nhập chuyển giao (HO) ở TCH mới (7). - Ngay sau khi phát hiện cụm HO, BTS gởi thông tin vật lý chứa đònh trước thời gian và công suất ra đến MS (8). - BSC mới nhận được thông tin rằng BTS đã nhận được cụm HO (9), nó thông báo điều này qua MSC (10) đến BSC cũ (11). - MSC chuyển thông tin nói trên đến BSC cũ (11). - BTS cũ giải phóng TCH và SACCH cũ (12). - MS nhận thông tin về ô mới ở SACCH liên kết với TCH mới. Nếu ô này thuộc LAI mới MS phải cập nhật vò trí bình thường sau khi cuộc gọi được giải phóng. c) Chuyển giao giữa các ô thuộc tổng đài khác nhau. Luận văn tốt nghiệp 57 Quá trình chuyển giao giữa hai ô thuộc hai tổng đài MSC khác nhau được cho ở hình 1.47 như sau: - BSC đang phục vụ gởi "yêu cầu chuyển giao" đến MSC giống như ở trường hợp trên (1). - MSC yêu cầu MSC chuyển giao (MSC đích) (2) giúp đỡ. MSC đích cấp phát một số chuyển giao (số điện thoại thông thường) để đònh tuyến lại cuộc gọi. - Yêu cầu chuyển giao được gởi đến BSC mới (3). - Nếu có kênh TCH rỗi, BSC yêu cầu BTS kích hoạt một TCH (4). - MSC nhận được thông tin về kênh TCH mới (5) và chuyển thông tin này trở lại MSC cũ cùng với số chuyển giao (6). - Đường truyền được thiết lập đến MSC mới (7). Hình 1.47: Chuyển giao cuộc gọi giữa hai MSC. - Lệnh chuyển giao được gửi đến MS cùng với thông tin về tần số và khe thời gian sẽ được sử dụng ở ô mới (8). - MS phát đi cụm HO (chuyển giao) ở TCH mới (9). - Một đường mới được thiết lập ở chuyển mạch nhóm và cuộc gọi được chuyển mạch (11). - TCH và SACCH cũ được giải phóng. Tổng đài MSC gốc vẫn duy trì sự kiểm tra chính cuộc gọi cho đến khi nó được xóa. MSC này được gọi là MSC neo. Giao thức MAP được thực hiện giữa các MSC. Luận văn tốt nghiệp 58 Khi di chuyển vào vùng đònh vò mới thì sau khi giải phóng cuộc gọi nó phải thực hiện cập nhật vò trí. Do một vùng đònh vò không thể trực thuộc hai MSC nên trường này phải thực hiện cập nhật vò trí sau khi cuộc gọi được giải phóng. HLR sẽ được cập nhật và gởi bản tin đến VLR cũ, MSC này phải xóa tất cả các thông tin liên quan đến thuê bao. Lưu ý rằng GSM không đảm bảo chuyển giao các quốc gia hay giữa các nhà khai thác. 2.5.11. Cập nhật các dòch vụ bổ sung Ta xét trường hợp một MS đăng ký chuyển hướng cuộc gọi không điều kiện (CFU: Call Forwarding Unconditional). Đây là trường hợp mà thuê bao không muốn nhận bất cứ cuộc gọi nào, và mọi cuộc gọi đến nó phải được chuyển tới một thuê bao khác đònh trước (thuê bao C). Khi thay đổi vùng phục vụ của MSC, số thoại của thuê bao B phải được gửi đến VLR mới. Quá trình thực hiện đăng ký dòch vụ bổ sung trong trường hợp này được cho ở hình 1.48 như sau: - MS gởi yêu cầu về dòch vụ CFU bổ sung ở đường vô tuyến (1). - MSC gởi bản tin khai thác dòch vụ bổ sung đến VLR liên kết với nó (2). - VLR gởi bản tin khai thác dòch vụ bổ sung đến HLR (3). - HLR gởi lại bản tin công nhận dòch vụ bổ sung đến VLR (4). - VLR gởi bản tin như trên đến MSC (5) - MSC gởi bản tin khẳng đònh dòch vụ bổ sung đến MS (6). Sau khi đã đăng ký CFU, cuộc gọi đến thuê bao sẽ được chuyển hướng như sau. Một cuộc gọi từ mạng cố đònh vào sẽ được đưa tới GMSC, GMSC hỏi HLR số MSRN để đònh lại tuyến cuộc gọi. Số trả lời từ HLR trong trường hợp này là số thoại C. Tính cước cho nhánh chuyển hướng cuộc thoại trong trường hợp này được thực hiện ở GMSC Luận văn tốt nghiệp 59 Hình 1.48: Cập nhật dòch vụ bổ dung cho chuyển hướng cuộc gọi vô điều kiện 2.5.12. Quá trình tạo và cung cấp bộ ba thông số cho nhận thực và mật mã hóa - Khi đăng ký thuê bao khoá nhận được thuê bao Ki được ghi nhớ vào Simcard của thuê bao cùng với IMSI của nó. Đồng thời khoá nhận thực Ki cũng được lưu giữ ở trung tâm nhận thực (AUC) để tạo ra bộ ba thông số cần thiết. Ở AUC các bước sau đây được tiến hành để tạo ra bộ ba nói trên (xem hình 1.49) Luận văn tốt nghiệp 60 Hình 1.49: Tạo lập và cung cấp các thông số nhận thực, mật mã hóa Tạo ra một số ngẫu nhiên không đoán được RAND RAND và Ki được tính toán bằng thuật toán A3 để tạo ra mật khẩu ARES. RAND và Ki được tính toán bằng thuật toán A8 để tạo ra khoá mật mã Kc Bộ ba RAND, Kc, SRES được cung cấp cho HLR Theo yêu cầu HLR cung cấp bộ ba này cho MSC/VLR Trong quá trình nhận thực, RAND được cung cấp cho MS theo kênh vô tuyến. MS bằng thuật toán A3 tạo ra mật khẩu SRES đồng thời bằng thuật toán A8 tạo ra khóa mật mã. Mật khẩu SRES được gởi đến MS để so sánh nếu giống nhau thì nhận thực được công nhận. Khi này mang ra lệnh cho MS và BTS vào chế độ mật mã. Bằng thuật toán A5 MS và BTS thực hiện mật mã hoá thông tin của chúng. . tạo ra bộ ba thông số cần thiết. Ở AUC các bước sau đây được tiến hành để tạo ra bộ ba nói trên (xem hình 1.49) Luận văn tốt nghiệp 60 Hình 1.49: Tạo lập và cung cấp các thông số nhận. tích cực một kênh TCH (3) và lệnh cho BTS này gởi bản tin đến MS thông báo về tần số và khe thời gian cần chuyển đến (4). - MS điều chỉnh đến tần số mới và gởi bản tin thâm nhập chuyển giao. sẽ được cập nhật và gởi bản tin đến VLR cũ, MSC này phải xóa tất cả các thông tin liên quan đến thuê bao. Lưu ý rằng GSM không đảm bảo chuyển giao các quốc gia hay giữa các nhà khai thác.