Vấn đề báo hiệu trong mạng di động phức tạp hơn nhiều trong mạng điện thoại thông thường vì tính chất di động của các thuê bao trong mạng. Trong mạng di động, các thuê bao di động (MS) có thể di chuyển quanh mạng nên phải có yêu cầu cập nhật vị trí địa lý của các MS và xử lý việc thay đổi kênh lưu lượng (chuyển ô) khi MS di chuyển từ ô này sang ô khác. Điều này yêu cầu phải có một hệ thống báo hiệu nhanh và mạnh. Mạng di động số GSM sử dụng hệ thống báo hiệu số 7.
Ở CCSN 7, đường báo hiệu tách riêng so với đường tiếng. Ở mạng này, không nhất thiết phải có một kênh báo hiệu trên mọi đoạn nối. Điều này có nghĩa là các bản tin báo hiệu có thể có các đoạn nối khác với đường dẫn để đến được điểm nhận, để tránh nhầm lẫn, người ta gán cho từng bản tin. Kênh báo hiệu có thể chiếm một khe thời gian bất kỳ trên các đường truyền dẫn 2Mbps (trừ khe TS0) và được sử dụng để truyền tất cả các báo hiệu của các kênh thoại ở đoạn nối tương ứng. CCS 7 có rất nhiều ưu điểm:
- Dung lượng truyền báo hiệu cao, một kênh báo hiệu có thể đảm bảo báo hiệu cho 5000 mạch tiếng.
- Cho phép sử dụng nhiều dịch vụ mới.
- Cho phép giảm kích thước các thiết bị vì không cần thiết phải ấn định thiết bị báo hiệu riêng cho từng mạch tiếng.
50
Nếu bản tin báo hiệu được phát đi ở cùng một luồng PCM với mạch tiếng thì nó được gọi là báo hiệu liên kết (Associated Signalling). Nếu các bản tin và tiếng được truyền ở các đường PCM khác nhau thì báo hiệu được gọi là tựa liên kết (Quasi Signalling). Để tránh sự cố và ứ nghẽn, đoạn nối báo hiệu có thể tuỳ chọn.
Một số trường hợp báo hiệu trong GSM:
Bật - tắt máy ở MS.
Khi MS mới bật nguồn, nó phải thực hiện đăng ký lần đầu để nhập mạng. Quá trình này thực hiện như sau:
- MS quét để tìm được tần số đúng ở kênh FCCH.
- Tìm đến kênh đồng bộ SCH để nhận được số khung TDMA cho đồng bộ.
- Cập nhật vị trí để thông báo cho VLR phụ trách và HLR về vị trí của mình. Các CSDL này sẽ ghi lại LAI hiện thời của MS. Giống nhu cập nhật vị trí bình thường thông tin về LAI được MS nhận từ BCCH.
Bắt đầu từ lúc MSC/VLR công nhận MS là tích cực và đánh dấu cờ “truy nhập vị trí tích cực” vào trường dữ liệu của mình. Cờ này gắn với một số nhận dạng thuê bao IMSI. (1): cập nhật vị trí (LAI mới).
(2): yêu cầu cập nhật vị trí (IMSI ở MSC mới). (3): chấp nhận cập nhật vị trí.
(4): công nhận cập nhật vị trí.
Khi tắt nguồn một trạm MS hay lấy ra SIM card sẽ xảy ra quá trình rời bỏ IMSI. Các trao đổi báo hiệu trong trường hợp này được thực hiện như sau:
(1) (4) (4) (2)
(3)
51
- MS yêu cầu một kênh báo hiệu để phát đi bản tin thông báo cho mạng biết MS chuẩn bị vào trạng thái không tích cực.
- MSC gửi bản tin IMSI đến VLR. Bản tin này không được trả lời công nhận vì MS sẽ không nhận được bản tin này. VLR sẽ thiết lập cờ rời bỏ IMSI và từ chối các cuộc gọi đến MS.
- Thông tin rời IMSI có thể được lưu tại VLR. Tuỳ chọn cờ rời mạng có thể cũng được thiết lập ở HLR và công nhận được gửi trở lại VLR.
Cập nhật vị trí.
Cập nhật vị trí xảy ra khi MS đang ở trạng thái rỗi nhưng nó di chuyển từ vùng định vị này sang vùng định vị khác. Khi đó, MS phải thông báo cho mạng vị trí của nó để mạng ghi lại vị trí mới này vào VLR hay HLR (nếu chuyển vùng định vị xảy ra đồng thời với chuyển sang MSC mới).
Thông tin để thực hiện cập nhật vị trí dựa trên LAI được thông báo thường xuyên từ BCCH của mỗi ô. Có hai dạng cập nhật vị trí:
- Nếu MS chuyển từ cell ở LA này sang một cell ở LA khác và các cell thuộc cùng một MSC/VLR. Quá trình cập nhật vị trí sẽ không cần thông báo đến HLR vì HLR chỉ quản lý vị trí MS đến MSC đang phục vụ nó.
- MS chuyển từ cell này sang cell khác trong cùng một LA và các cell thuộc hai MSC khác nhau. Quá trình cập nhật vị trí phải được thông báo đến HLR để nó ghi lại vị trí của MSC/VLR mới. Ngoài ra, thông tin về thuê bao cũng được ghi lại ở VLR mới và xoá đi ở VLR cũ.
3.4.2. Chuyển giao trong GSM.
Khi đang đàm thoại, một kênh được xác lập. Khi một MS chuyển động ra khỏi vùng phủ sóng của cell cho trước, tín hiệu đầu thu của cell này sẽ giảm. Khi đó, cell đang sử dụng sẽ yêu cầu một chuyển giao (Handover - HO) đến hệ thống. Đến một mức quy định, hệ thống sẽ chuyển mạch cuộc gọi đến một cell có tần số với cường độ tín hiệu thu mạnh hơn mà không làm gián đoạn cuộc gọi hay gửi cảnh báo đến người sử dụng. Cuộc gọi được tiếp tục mà người dùng không nhận thấy quá trình HO diễn ra.
52