Nhiệm vụ chính của quản lý di động (lớp con thứ 2 của lớp 3) là thực hiện nhận thực vị trí; cấp phát dạng hiện 1 TMSI mới (cấp phát lại TMSI) và nhận dạng MS. Các khai thác nói trên đợc gọi là các thủ tục đặc thù. Tất cả các thủ tục này đòi hỏi 1 kết nối RR. Ngoài ra MM còn làm các thủ tục kết nối RR có thể áp dụng đợc cho lớp con quản lý mạng nối thông (CM) cao hơn ở lớp 3, khi này ngời ta sử dụng thuật ngữ kết nối MM. Kết nối MM là 1 ứng dụng của kết nối RR. Tồn tại các kết nối MM t- ơng ứng cho ba phần của CM: cho điều khiển cuộc gọi (CC), cho hỗ trợ các dịch vụ bổ sung (SSS) và các dịch vụ bản tin ngắn (SMS), ngoài ra còn có các kết nối cho các cuộc gọi khẩn. Trong khi chỉ cho phép 1 kết nối RR trên 1 MS thì có thể tồn tại tới 4 kết nối MM (về mặt lý thuyết): 1 cho CC, 1 cho SSS, 1 cho SMS và 1 cho các cuộc gọi khẩn.
Các kết nối MM và các thủ tục MM đặc thù hoàn toàn độc lập với nhau. Không phải mọi kết nối MM đều đòi hỏi sự thực hiện các thủ tục nơi MM. Đây là điều trái ngợc với quản lý tiềm năng vô tuyến, nơi mà mọi việc đều bắt đầu từ thiết lập kết nối RR và kết thúc bằng xoá bỏ kết nối này.
(1). Trớc hết ta xét các thủ tục MM đặc thù ở cấp phát lại TMSI. Các thủ tục này đợc thực hiện bằng cách báo hiệu (9), (10) ở lu đồ cập nhật vị trí hình 3.39b. Trạm BS phát bản tin "lệnh cấp phát lại TMSI" (TMSI: Reallocation command) ở 1 khung trong DCCH chính (SDCCH hay kênh điều khiển liên kết nhanh). Bản tin này bao gồm cả TMSI mới và nhận dạng vùng định vị hiện thời (LAI). MS trả lời bằng "hoàn thành cấp phát lại MTSI" ở 1 khung i khác.
(2). Đối với các thủ tục đặc thù MM dành cho nhận thức, báo cáo hiệu sao đây đợc thực hiện: (5), (6) ở lu đồ trình bày phần đầu của cuộc gọi khởi xớng từ máy di động cho MOC, (6), (7) ở lu đồ 3.35 cho MTC và (5), (6) ở lu đồ 3.39b cho cập nhật vị trí. BS phát 1 khung i chứa bản tin "yêu cầu nhận thực" (Authentication) chứa số ngẫu nhiên (RAN, 1 phần của bộ nhận thực) và số chuỗi khoá mật mã (CKSN), chỉ số của bộ ba nhận thực ở số liệu thuê bao di động trong VLR). Từ RAND MS sẽ tính toán mật khẩu (SRES, 1 phần của bộ ba) và phát SRES đến BS ở bản tin trả lời "trả tin nhận thực" (Authentication respense). Sau đó từ RAND MS tình toán khoá mật mã (KC, phần cuối cùng của bộ ba) và ghi nhớ khoá này cùng với CKSN.
(3). Mạng di động sử dụng nhận dạng để yêu cầu nhận dạng trạm di động hay thiết bị trạm di động (xem hình 3.42).
Hình 3.42. Thủ tục nhận dạng
Dới đây là 2 ứng dụng quan trọng nhất:
* Hỏi IMSI (nếu TMSI cung cấp cho MS không đủ hay không biết LAI)
- 78 - I (yêu cầu nhận dạng) SDCCH I (trả lời nhận dạng) (1) (2) SDCCH
* Hỏi IMEI (để kiểm tra sự lệ thuộc của thiết bị di động).
Trong mọi trờng hợp BS gửi đi 1 bản tin I với "yêu cầu nhận dạng" (Identity request) chứa kiểu nhận dạng yêu cầu (IMSI, TMSI hay IMEI). MS trả lời "trả lời nhận dạng" (Identity response) có chức nhận dạng đợc yêu cầu).
(4). ở thủ tục đặc thù MM cho rời bỏ IMSI (IMSI Detach) (xem hình sau) trạm MS phát đi bản tin "chỉ thị rời bỏ IMSI" khi tắt nguồn đợc thông báo lại bằng bản tin "chỉ thị rời bỏ IMSI" và đợc thông báo bằng bản tin "nhập lại IMSI" khi bật lại nguồn trong cùng 1 vùng định vị (phơng án cập nhật vị trí đặc biệt, xem phần cập nhật vị trí). Nếu bật lại nguồn ở 1 vùng định vị khác trạm MS phải thực hiện thủ tục cập nhật vị trí bình thờng. MS phát đi "chỉ thị rời bỏ IMSI" ở 1 khung i (nếu đã có 1 kết nối RR) hay SABM (nếu kết nối RR đợc thiết lập đặc biệt cho thủ tục rời mạng). Khung i chứa nhận dạng thuê bao di động tạm thời (TMSI) ở dạng thông số. Vì bản tin này là dấu hiệu cuối cùng về sự tồn tại của MS khi đã tắt nguồn, nên BS sẽ không trả lời mà sẽ xoá nội bộ kết nối RR và kết nối lớp 2. Khi này tất cả các tiềm năng đợc giải phóng.
Hình 3.43. Thủ tục rời mạng bình thờng
(5). ở các thủ tục đặc thù MM đặc thù dành cho cập nhật vị trí ta cần phân biệt 2 trờng hợp sau:
- Cập nhật vị trí bình thờng: MS phát hiện sự thay đổi vùng định vị (thay đổi ô, LAI mới ở BCCH).
- Cập nhật vị trí định kỳ: giám sát thời gian ở MS kết thúc.
- Nhập IMSI: trớc đây MS tắt nguồn và báo hiệu bằng bản tin "rời bỏ IMSI" bây giờ lại bật lại nguồn trong cùng vùng định vị.
Trong mọi trờng hợp trạm di động thiết lập 1 kết nối RR và phát đi bản tin "yêu cầu cập nhật vị trí" (Location update request) ớABM. SABM hay IMSI (đối với tích
I/SABM (chỉ thị rời bỏ IMSI) SDCCH
DCCH = SDCCH hay FACCH (Nhận dạng MS: IMSI hay IMSI
số khác của bản tin là số chuỗi khoá mật mã (CKSN) từ lần nhận thức cuối cùng để cho phép mật mã hoá mà không cần nhận thực. Sau đó MS định nghĩa ở SABM kiểu cập nhật vị trí cần yêu cầu (bình thờng, định kỳ, nhập IMSI) và yêu cầu tiếp theo, chẳng hạn có yêu cầu thiết lập 1 kết nối MM ngay sau cập nhật vị trí (vì dự định 1 cuộc gọi) hay không BS công nhận SABM bằng 1 UA. Bây giờ trên cơ sở LAI và TMSI, VLR sẽ xác định IMSI. Nếu không xác định đợc (không biết LAI hoặc VLR cũ không cung cấp TMSI hoặc VLR cũ phải khôi phục lại vì mất dữ liệu), BS thực hiện thủ tục nhận dạng (xem hình các thủ tục ở kênh SACCH trong quá trình kết nối) để đảm bảo chắc chắn IMSI của MS. Sau khi đã thiết lập IMSI, VLR có thể thông báo HLR và cấp phát một TMSI mới. TMSI mới đợc gửi đến MS ở dạng mật mã hoá. Để vậy phải khởi tạo 1 nhận thức mới hay VLR sử dụng cùng khoá mật mã với khoá ở lần gọi cuối cùng (đợc nhận dạng bởi (KSN) khi chế độ mật mã hoá đã tích cực: các trao đổi báo hiệu (3), (4) ở hình 3.39b cho cập nhật vị trí. Bây giờ BS phát đến MS 1 khung i cùng với bản tin "chấp nhận cập nhật vị trí" (Location update accepted): các trao đổi báo hiệu (9), (10) ở hình 3.39b. Các thủ tục đặc thù MM cho phép cập nhật vị trí nói trên đợc cho ở hình 3.44.
Hình 3.44. Các thủ tục đặc thù MM cho cập nhật vị trí
Với trả lời này quá trình cập nhật vị trí đã hoàn thành. Bây giờ hoặc kết nối RR bị xoá (hình 3.38 hoặc MS thiết lập ngay 1 kết nối MM).
- 80 -
SABM (yêu cầu cập nhật vị trí) SDCCH
UA
SDCCH (IMSI/TMSI + LAI cũ, CKSN, kiểu cập nhật vị trí, yêu cầu tiếp theo)
[Nhận dạng] : nếu không biết LAI hoặc mất TMSI [Nhận thực]
[Tích cực mật mã hoá] I (chấp nhận cập nhật vị trí)
(TMSI mới, LAI mới, tiến trình tiếp tục ?) I (hoàn thành cấp phát lại TMSI)
SDCCH
Các kết nối MM có thể đợc thiết lập bởi MS hoặc BS. Sau đây là các điều kiện tiên quyết cho cả 2 trờng hợp.
- MS phải đăng ký trớc vùng định vị (cập nhật vị trí đã thành công). Trừ trờng hợp cuộc gọi khẩn luôn luôn đợc phép.
- Tồn tại 1 kết nối RR.
- Không 1 thủ tục đặc thù MM nào đang thực hiện.
Nếu MS thiết lập kết nối MM thì nó sẽ phát đi bản tin "yêu cầu dịch vụ CM" (CM: Service request) ở SABM (nếu kết nối RR đợc thiết lập riêng cho kết nối MM) hay ở 1 khung i (nếu kết nối RR đã tồn tại: ngay sau khi cập nhật vị trí). Kiểu kết nối MM cần thiết (điều khiển cuộc gọi (CC), hỗ trợ dịch vụ bổ sung (SSS), dịch vụ bản tin ngắn (SMS) hay (dịch vụ khẩn) đợc truyền đi ở dạng thông số của bản tin cùng với CKSN nhận đợc từ lần nhận thực cuối cùng. Nếu phía mạng tiến hành tích cực chế độ mật mã hoá (xem (7), (8) ở hình 3.32) thì đây sẽ đợc coi nh là sự khẳng định về kết nối MM đã đợc thiết lập. Việc thiết lập kết nối MM phải đợc khẳng định ở dạng tờng minh bằng bản tin "chấp nhận dịch vụ CM" (ở 1 khung I không có thông số bổ sung) nếu chế độ mật mã hoá không đợc tích cực.
Nếu BS thiết lập kết nối MM, nó sẽ thực hiện ở dạng ẩn tàng. Vì thế không có bản tin nào chỉ liên quan đến việc thiết lập kết nối MM đợc phát, thay vào đó BS phát đi 1 bản tin CM bất kỳ cha liên quan đến 1 kết nối MM đã có, điều này đợc coi nh là đã thiết lập kết nối MM.
Hình 3.45. Thiết lập các kết nối MM
Các kết nối MM luôn luôn đợc xoá nội bộ (không có trao đổi bản tin cho mục đích riêng này).