Hình 11. Báo hiệu số 7 trong mạng GSM
Báo hiệu trong mạng di động phức tạp hơn rất nhiều so với báo hiệu trong mạng điện thoại thông thường vì các thuê bao di động (MS) thường xuyên di động nên thường xuyên phải cập nhật vị trí địa lý tương đối của nó, thêm 1 yêu cầu nữa là phải có tín hiệu
báo hiệu lúc MS di chuyển sang ô bên cạnh, từ các điều này yêu cầu phải có 1 hệ thống báo hiệu nhanh và chính xác.
11.1: Cuộc gọi thuê bao di động đến thuê bao cố định
1. Giả thiết MS đang hoạt động thiết bị dò tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đó, thiết bị đo cường độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng thì chuyển sang kết nối với kênh có tín hiệu mạnh nhất. Thuê bao sử dụng MS gọi là A muốn thực hiện 1 cuộc gọi tới 1 thuê bao cố định B . Thuê bao A sẽ quay tất cả những chữ số của thuê bao B và ấn phím gọi đi nó sẽ khởi đầu một tin báo “yêu cầu kênh” từ MS tới BSS. Điều này được thực hiện bằng việc BSS chỉ định một kênh điều khiển riêng (DCCH) và một kênh báo hiệu giữa MS và BSS được thiết lập.
2. Tin báo “yêu cầu dịch vụ” được gửi từ BSS tới MSC sau đó tiếp tục được chuyển tới VLR. VLR sẽ tiến hành nhận thực nếu trước đây MS đăng ký ở VLR này nếu không phải như vậy thì VLR sẽ lấy các thông số nhận thực từ HLR.
3. Nhận thực thuê bao (tùy chọn) diễn ra bằng cách sử dụng tin báo nhận thực và các thuật toán bảo mật và nếu nhận thực thành công thì việc thiết lập cuộc gọi tiếp tục. Nếu mật mã được sử dụng thì nó được ung từ thời điểm nhận thực thành công.
4. Tin báo “thiết lập” được gửi tới MSC cùng với thông tin về cuộc gọi (loại cuộc gọi, số bị gọi …) tin báo này hướng từ MSC tới VLR.
5. MSC có thể khởi đầu việc kiểm tra IMEI của MS.
6. Trong việc trả lời tin báo “thiết lập” (được gửi ở bước 4), VLR gửi tin báo “hoàn thành thiết lập cuộc gọi” tới MSC và MSC sẽ thông tin cho MS biết phương thức tiến hành cuộc gọi.
7. Sau đó MSC sẽ chỉ định một kênh lưu lượng tới BSS (“lệnh chỉ định”), BSS này lại ấn định một kênh lưu lượng trên giao diện vô tuyến, MS trả lời tới BSS (BSS này lại trả lời MSC) với tin báo hoàn thành địa chỉ.
8. Một tin báo “địa chỉ đầu và địa chỉ cuối –IFAM” (Initial Final Address Message) được gửi tới mạng PSTN, mạng PSTN xử lý gây rung chuông bên thuê bao cố định và cấp tín hiệu hồi âm chuông về thuê bao di động.
9. Khi thuê bao B trả lời “ANS” tin báo “đấu nối” được hướng tới MS từ MSC, MSC cấp tín hiệu điều khiển ngắt hồi âm chuông ở MS, Sau đó MS nối một kênh lưu lượng GSM tới mạch PSTN, như vậy việc đấu nối từ thuê bao di động tới thuê bao cố định đã hoàn thành và quá trình đàm thoại bắt dầu diễn ra
11.2: Thuê bao cố định tới thuê bao di động
Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị không được biết chính xác. Chính vì thế trước khi kết nối, mạng phải thực hiện công việc xác định vị trí của thiết bị di động
1. Từ điện thoại cố định, số điện thoại di động được gửi đến mạng PSTN. Mạng sẽ phân tích, và nếu phát hiện ra từ khóa gọi ra mạng di động, mạng PSTN sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp
2. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc trong HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.
3. HLR phân tích số điện thoại di động để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ cho thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ được trả về GMSC với số điện thoại được yêu cầu chuyển đến.
4. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.
5. MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.
6. GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR
7. MSC/VLR biết địa chỉ LA của thiết bị nên gửi thông điệp đến BSC quản lý LA này. 8. BSC phát thông điệp ra toàn bộ các ô thuộc LA.
9. Khi nhận được thông điệp, thiết bị sẽ gửi yêu cầu ngược lại. 10. BSC cung cấp một khung thông điệp chứa thông tin
11. Phân tích thông điệp của BSC gửi đên để tiến hành thủ tục bật trạng thái của thiết bị lên tích cực, xác nhận, mã hóa, nhận diện thiết bị.
12. MSC/VLR điều khiển BSC xác lập một kênh rỗi, đỗ chuông. Nếu thiết bị di động chấp nhận trả lời, kết nối được thiết lập. Trong trường hợp thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động, quá trình cũng diễn ra tương tự nhưng điểm giao tiếp với mạng PSTN của điện thoại cố định sẽ được thay thế bằng MSC/VLR khác
11.3: Gửi và nhận tin nhắnGửi tin nhắn: Gửi tin nhắn:
1. Thiết bị di động kết nối vào mạng. Nếu kết nối đang có sẵn, quá trình này được bỏ qua.
2. Sau khi hoàn tất thành công qúa trình xác thực, nội dung thông điệp sẽ được chuyển đến Trung Tâm Dịch Vụ Tin Nhắn (SMS-C –Short Message Service Center)
Nhận tin nhắn:
1. Người dùng gửi tin nhắn đến SMS-C. 2. SMS-C gửi tin nhắn đến SMS-GMSC.
3. SMS-GMSC truy vấn HLR về thông tin định tuyến. 4. HLR đáp ứng truy vấn.
5. SMS-GMSC chuyển thông điệp lại cho MSC/VLR chỉ định. 6. Tiến hành nhắn tin tìm kiếm và kết nối thiết bị vào mạng.
7. Nếu xác thực thành công, MSC/VLR sẽ phát tin nhắn đến thiết bị.
8. Nếu truyền nhận tin nhắn thành công, MSC/VLR sẽ gửi báo cáo về SMS-C; ngược lại, MSC/VLR sẽ thông báo cho HLR và gửi báo cáo lỗi về SMS-C.