3.4.1. Quá trình đăng ký
MS cần đăng ký với hệ thống trớc khi có thể khởi tạo cuộc gọi. Khi MS bật máy nó cần đăng ký với hệ thống để báo rằng nó đã sẵn sàng thực hiện hoặc tiếp nhận cuộc gọi. Khi MS đi đến một vùng mới nó cũng cần đăng ký với vùng sở tại, các thông số nhận dạng vùng dịch vụ hiện thời đợc thu nhận qua kênh nhắn tin. Ngoài ra MS còn đăng ký với hệ thống khi có một trong những lý do sau:
Khi khoảng cách giữa BS hiện thời và BS mà MS đăng ký lần cuối vợt qua một mức ngỡng. Phơng pháp này trạm gốc phát ra kinh độ, vĩ độ và các tham số khoảng cách của nó bằng các giá trị của các bản tin tham số hệ thống. Khi máy di động bắt đầu nhận các tín hiệu của trạm gốc mới máy di động nhận các thông tin kinh độ và vĩ độ trạm gốc mới. Máy di động nhờ sử dụng các thông tin kinh độ vĩ độ này và kinh độ, vĩ độ của trạm gốc đợc đăng ký lần trớc tính toán khoảng cách. Nếu khoảng cách này vợt quá tham số khoảng cách của trạm gốc đăng ký lần trớc máy di động thực hiện 1 đăng ký trên trạm gốc mới.
Khi hệ thống yêu cầu tất cả hoặc một số MS cần phải đăng ký. Việc chỉ định này đợc thực hiện qua kênh nhắn tin.
Khi các thông số hoạt động của MS bị thay đổi
Đăng ký khi rời mạng. Việc đăng ký này cho phép xoá bỏ đăng ký cho MS đó ngay lập tức, nhờ vậy khi có một cuộc gọi đến MS hệ thống có thể trả lời ngay lập tức là MS đã rời mạng mà không cần thực hiện quá trình tìm gọi, qúa trình này thờng đợc thực hiện khi máy di động tắt nguồn.
Khi định thời trong MS kết thúc cho phép cơ sở dữ liệu trong mạng đợc xoá bỏ nếu MS không thực hiện việc đăng ký lại.
Các bớc của quá trình đăng ký:
− MS xác định rằng nó cần phải đăng ký với hệ thống (MS ở vào một trong các điều kiện trên).
− MS nhận thông tin kiểm tra tính hợp lệ đợc phát đi từ BS trên kênh nhắn tin.
− MS gửi đi mã nhận dạng MS quốc tế (IMSI), trả lời cho thông báo kiểm tra tính hợp lệ từ BS.
− BS xác định MS là hợp lệ.
− BS gửi thông tin đăng ký ISDN tới MSC.
− MSC nhận thông tin này và gửi thông tin tới VLR đang phục vụ .
− Nếu MS cha đợc đăng ký tại VLR hiện thời thì VLR gửi đi thông báo đăng ký (REGNOT) tới HLR của ngời sử dụng thuê bao, gồm mã IMSI và dữ liệu khác nếu cần.
− HLR (của ngời sử dụng thuê bao) nhận thông báo đăng ký (REGNOT) và cập nhật cơ sở dữ liệu của nó bằng cách ghi lại vùng phục vụ của VLR đã gửi thông tin (VLR đang có MS c trú).
− HLR (của ngời sử dụng thuê bao) gửi thông tin huỷ bỏ đăng ký tới VLR cũ (VLR mà MS đăng ký lần gần nhất trớc đó) để VLR này xoá đăng ký cũ của MS.
− VLR cũ gửi thông báo xác nhận, và gửi thông tin giá trị cớc của các cuộc gọi của MS trớc đó.
− HLR gửi thông tin trả lời REGNOT tới VLR mới (đang có MS c trú) cùng với thông tin mà VLR này yêu cầu, nh: Kiểu MS, thông tin về mã khoá bảo mật, giá trị hiện thời của cớc các cuộc gọi. Nếu việc đăng ký bị lỗi (Do IMSI không có hiệu lực, dịch vụ không cho phép hoặc cha trả tiền cớc ...) thì thông báo trả lời có một chỉ thị lỗi.
− Khi nhận đợc thông tin trả lời từ HLR thì VLR sẽ chỉ định một nhận dạng MS tạm thời (TMSI) sau đó gửi thông tin trả lời tới MSC.
− MSC nhận thông tin, tổ chức lại dữ liệu và gửi thông tin đăng ký ISDN tới BS
− BS nhận thông báo đăng ký và phát nó tới MS để xác nhận việc đăng ký.
MS có hiệu lực Cập nhật cơ sở dữ liệu MS BS MSC VLR mới HLR VLR cũ Xác định đăng ký Kiểm tra Đăng ký Đăng ký ISDN Đăng ký Thông báođăng ký Huỷ bỏ đăng ký Xác nhận Xácnhận REGNOT Xácnhận đăng ký Đăng ký ISDN Xácnhận đăng ký
3.4.2. Quá trình thiết lập một cuộc gọi từ MS.
Quá trình thiết lập một cuộc gọi từ MS gồm các bớc sau:
MS gửi yêu cầu khởi tạo cuộc gọi tới BS.
MS khởi tạo
Ng ời sử dụng trả lời Chuông
Y/c điểm truy nhập dịch vụ thông tin cá nhân PCSAP
Cắt chuông tạo tuyến nối
MS BS MSC VLR HLR EX Trả lời Thiết lập ISDN Xác nhận Tiếp tục cuộc gọi ISDN Chỉ định kênh l u l ợng SS7 IAM SS7 ACM Cảnh báo ISDN ANM SS7 ISDN CONN Xác nhận Thông thoại
BS gửi yêu cầu điểm truy nhập dịch vụ thông tin cá nhân (PCSAP) tới VLR
VLR gửi trả lời cho BS.
BS gửi thông tin thiết lập ISDN tới MSC.
MSC gửi thông tin địa chỉ ban đầu (một phần địa chỉ ISDN của ngời sử dụng) bằng báo hiệu số 7 tới tổng đài đầu cuối.
MSC gửi thông báo tiếp tục cuộc gọi ISDN tới BS.
BS chỉ định kênh lu lợng cho MS.
MS điều chỉnh tới kênh lu lợng và xác nhận kênh lu lợng đợc chỉ định.
Tổng đài đầu cuối kiểm tra trạng thái của máy điện thoại bị gọi và gửi lại thông tin hoàn thành địa chỉ (ACM) tới MSC.
MSC gửi thông tin cảnh báo ISDN tới BS.
MSC cung cấp âm chuông tới MS .
Ngời bị gọi trả lời.
Tổng đài đầu cuối gửi thông tin trả lời (ANM SS7) tới MSC.
MSC gửi thông tin đấu nối ISDN ( ISDN CONN ) tới BS.
MSC cắt chuông và tạo ra tuyến nối mạng.
BS gửi thông tin xác nhận đấu nối tới MSC.
Hai phía thông thoại.
3.4.3. Cuộc gọi tới MS.
Trình tự nh sau:
Ngời sử dụng từ mạng khác quay số của MS.
Tổng đài nguồn gửi IAM (Initial Address Message: bản tin địa chỉ ban đầu) bằng SS7 tới MSC
MSC yêu cầu VLR danh sách các hệ thống vô tuyến (để nhắn tin tới MS ) cùng các dịch vụ có thể của MS và TMSI cho MS.
MSC gửi thông tin yêu cầu thiết lập tuyến nối PCSAP tới tất cả các BS trong danh sách.
Mỗi BS sẽ quảng bá thông tin thông báo cuộc gọi trên các kênh nhắn tin đến MS.
MS trả lời nhắn tin trên bằng thông tin trả lời nhắn tin đối với mỗi BS.
BS gửi trả lời yêu cầu tạo tuyến PCSAP tới MSC.
BS gửi thông tin yêu cầu điểm truy nhập dịch vụ thông tin cá nhân (PCSAP) tới VLR.
VLR trả lời yêu cầu này của BS.
MSC gửi thông tin thiết lập ISDN tới BS.
BS chỉ định kênh lu lơng cho MS.
MS xác nhận kênh lu lợng sau khi đã điều chỉnh tới kênh lu lợng này.
BS gửi thông tin cảnh báo ISDN tới MSC.
MSC gửi thông tin hoàn thành địa chỉ bằng báo hiệu số 7 (SS7 ACM) tới tổng đài nguồn.
Tổng đài nguồn gửi âm chuông tới thuê bao chủ gọi .
Khi ngời sử dụng trả lời, MS gửi thông báo trả lời tới BS.
BS gửi thông tin đấu nối ISDN tới MSC.
MSC gửi thông báo trả lời bằng báo hiệu số 7 (SS7 ANM) tới tổng đài nguồn.
MSC gửi thông báo xác nhận đấu nối ISDN tới BS.
Tổng đài nguồn cắt âm chuông và tạo tuyến nối.
Hai bên thông thoại .
3.4.4. Xoá cuộc gọi.
Việc xoá cuộc gọi đợc thức hiện khi một trong hai phía đầu cuối muốn kết thúc cuộc gọi. Trình tự xoá cuộc gọi phụ thuộc vào MS hay thuê bao ở xa kết thúc trớc.
− MS dừng máy.
− MS gửi thông tin giải toả tuyến tới BS.
− BS gửi thông tin giải toả đấu nối ISDN tới MSC.
− MSC gửi thông tin giải toả đấu nối bằng báo hiệu số 7 tới chuyển mạch đầu xa.
− MSC gửi thông tin giải toả ISDN tới BS.
− Tổng đài đầu xa gửi thông tin hoàn thành việc giải toả tuyến nối bằng báo hiệu số 7 tới MSC.
− BS gửi thông tin hoàn thành giải toả kênh thông tin ISDN tới MSC.
− BS gửi yêu cầu xoá PCSAP tới VLR.
− VLR dừng băng ghi cuộc gọi và gửi thông tin trả lời yêu cầu xoá PCSAP tới BS.
• Trờng hợp đầu xa khởi tạo việc kết thúc gọi :
− Thuê bao đầu xa dừng máy.
− Tổng đài đầu xa gửi thông báo giải toả tuyến nối tới MSC.
− MSC gửi thông báo giải toả tuyến nối ISDN tới BS.
− BS gửi thông báo giải toả tới MS.
− MS xác nhận thông báo và tiến hành giải toả kênh lu lợng.
− BS gửi thông tin giải phóng tuyến ISDN tới MSC.
− MSC gửi thông tin hoàn thành giải phóng tuyến ISDN tới BS.
− MSC gửi thông báo hoàn thành giải phóng tới tổng đài đầu xa bằng báo hiệu số 7.
− BS thông báo yêu cầu xoá điểm truy nhập dịch vụ thông tin các nhân (PCSAP) tới VLR.
− VLR kết thúc băng ghi cuộc gọi và gửi thông báo trả lời yêu cầu xoá PCSAP tới BS.
3.4.5. Lu động.
Lu động là khả năng phân phát dịch vụ tới MS nằm ngoài vùng đăng ký th- ờng trú
Các dữ liệu về MS đợc lấy từ VLR. Nếu VLR cha sẵn có thì VLR sẽ gửi thông tin truy cập dữ liệu về MS này ở HLR mà MS đó thờng trú.
Khi dữ liệu về MS này đã đợc ghi lại ở VLR thì việc xử lý, khởi tạo một dịch vụ bất kỳ giống hệt nh trong vùng đăng ký của nó.
Việc chuyển tải một cuộc gọi tới MS không đăng ký là không thể thực hiện đợc do mạng không biết vị trí MS đó ở đâu.
Số đăng ký của MS phụ thuộc vào kế hoạch đánh số của mạng, nhng thờng gặp là đánh số dựa trên vùng địa lý. Khi MSC liên kết với 1 thuê bao nó sẽ kiểm tra số của thuê bao này, nếu thuê bao đó không thuộc vùng MSC này quản lý(từ vùng khác di chuyển đến) thì nó dựa vào số thuê bao đó tìm ra vùng thờng trú của MS và hỏi HLR (của vùng MS thờng trú) các thông tin về MS.
Ví dụ: khi có một cuộc gọi tới một MS đang lu động tới một vùng khác. Khi đó trình tự các bớc nh sau:
− Khi một thuê bao (mạng cố định hoặc di động) quay số đăng ký của MS
− Tổng đài gửi bản tin địa chỉ tới MSC thờng trú bằng báo hiệu số 7.
− MSC yêu cầu VLR danh sách hệ thống vô tuyến có thể nhắn tin tới MS. Nếu MS đó đã di động ra khỏi vùng đăng ký thờng trú thì sẽ không có danh sách các BS để tìm gọi MS trong VLR.
− MSC thờng trú hỏi HLR về vị trí của MS .
− HLR cung cấp vị trí MSC hiện thời đang có MS di động tới.
− MSC thờng trú gửi thông báo hoàn thành địa chỉ (ACM) bằng báo hiệu số 7 tới tổng đài.
− Hồi âm chuông đợc gửi tới thuê bao chủ gọi.
− MSC thờng trú gửi thông báo trả lời tới tổng đài.
− MSC thờng trú định hớng cuộc gọi tới MSC khách hiện thời bằng báo hiệu số 7 (gửi thông tin địa chỉ).
Các bớc tiếp theo giống nh trờng hợp cuộc gọi tới MS.
3.4.6. Chuyển vùng.
Chuyển vùng là quá trình chuyển sang một kênh lu lợng mới nhằm đảm bảo truyền tín hiệu đợc tốt nhất, một cuộc gọi không bị gián đoạn khi một thuê bao di động di chuyển qua vùng biên các trạm phủ sóng.
Trong hệ thống tế bào tơng tự, nếu tín hiệu thu thực tế giảm xuống giá trị ngỡng, trạm gốc coi nh máy di động tơng ứng nằm ở ranh giới của vùng phục vụ đợc đa ra. Trong trờng hợp này trạm gốc tạo ra một yêu cầu tới bộ điều khiển hệ thống của MSC có 1 trạm gốc lân cận có thể thực hiện tiếp nhận tín hiệu với mức tín hiệu tốt hơn. Khi nhận yêu cầu bộ điều khiển hệ thống phát đi bản tin yêu cầu chuyển vùng tới trạm gốc lân cận. Khi một kênh của một trạm gốc mới đợc lựa chọn, 1 bản tin điều khiển đợc phát tới máy di động yêu cầu nó chuyển cuộc gọi tới kênh đợc lựa chọn. Đồng thời các bộ điều khiển hệ thống chuyển cuộc gọi từ trạm gốc tới kênh của trạm gốc mới, quá trình này gọi là chuyển giao cứng.
Trong hệ thống tơng tự chuyển vùng không thực hiện đợc khi không có các kênh khả dụng trong các trạm gốc lân cận.
Ngoài ra quá trình xử lý chuyển vùng thất bại khi máy di động tơng ứng nhận sai lệnh chuyển kênh. Thực tế xử lý chuyển vùng thờng thất bại và vì vậy cần phải tăng tỷ lệ thành công chuyển vùng.
Hơn nữa trong trờng hợp một máy di động đợc định vị xung quanh vùng biên giới, cờng độ của các tín hiệu thu của 2 trạm gốc liên tục thay đổi nh là vị trí của máy di động đợc thay đổi và vì vậy xử lý chuyển vùng đợc thực hiện thay đổi giống nh chơi bóng bàn. Tình huống này có thể quá tải bộ điều khiển hệ thống và làm khả năng mất liên lạc của cuộc gọi tăng lên.
Đặc điểm chuyển vùng mềm của hệ thống CDMA sử dụng 2 trạm gốc cùng lúc và vì vậy nó có thể giảm khả năng mất liên lạc xẩy ra trên vùng danh giới trong khi chuyển vùng.
Hơn nữa trong hệ thống CDMA khi cuộc gọi bắt đầu danh sách các trạm gốc có thể chuyển vùng cuộc gọi và các giá trị ngỡng chuyển vùng đợc cung cấp cho thuê bao. Thuê bao ngoài việc dò tìm tín hiệu trong trạm gốc quản lý nó, nó còn tìm kiếm tất cả các tín hiệu dẫn đờng (tầm quan trọng đặc biệt để các trạm gốc thực hiện chuyển vùng) và duy trì danh sách tất cả các tín hiệu dẫn đờng cao hơn mức ngỡng đợc đa ra trong giai đoạn khởi đầu thiết lập cuộc gọi (điều này đ- ợc mô tả trong hình vẽ). Danh sách này đợc truyền tới MSC mỗi khi tín hiệu dẫn đờng của trạm gốc kiểm soát cuộc gọi giảm xuống dới giá trị nhỏ nhất đợc yêu cầu cho thiết lập và duy trì cuộc gọi.
Khi lệnh của MSC đợc chuyển qua trạm gốc trớc khi chuyển, máy di động bắt đầu nhận tín hiệu của trạm gốc thứ 2, sau đó chất lợng của tín hiệu thu tăng lên nhờ tổ hợp đa dạng của 2 tín hiệu nhận đợc (số liệu phát của 2 trạm gốc
giống nhau). Cùng lúc này cả 2 trạm gốc nhận lệnh điều khiển công suất. Khi nhận lệnh cả 2 trạm gốc phải yêu cầu tăng mức công suất của máy di động. Số liệu của máy di động, đợc cả 2 trạm gốc thu và sau đó gửi tới MSC. MSC chọn lọc các tín hiệu chất lợng tốt trong mọi khung 20 ms và sau đó coi nó nh là số liệu đợc phát đi từ máy di động.
Kiểu liên kết này đợc kết thúc với việc kết nối trở lại trạm gốc ban đầu, cắt kết nối với trạm gốc ban đầu hay chính thức bắt sóng với trạm gốc khác trớc khi hoàn thành quá trình chuyển giao. Quá trình xử lý này đợc xác định thông qua sử dụng giá trị Ec/No của tín hiệu dẫn đờng. Chỉ các tín hiệu đó vợt quá giới hạn đ- ợc định nghĩa trớc đợc nhận nh là các tín hiệu dẫn đờng mới. Quá trình đợc tăng cờng bằng yêu cầu duy trì các ngỡng tín hiệu tại vùng biên giữa các ô phủ sóng trong một thời gian nào đó. Tập hợp các dữ liệu nh Eb/No từ MS, thông tin trạm gốc, cờng độ tín hiệu dẫn đờng … đã làm cho quá trình chuyển giao hoàn hảo hơn.
Quá trình xử lý tơng tự đợc thực hiện khi 1 máy di động chuyển động từ 1 hình quạt tới 1 hình quạt khác. Trong quá trình xử lý này đợc gọi là chuyển vùng mềm hơn, máy di động thực hiện các bớc tơng tự nh chuyển vùng mềm. Trong khi chuyển vùng mềm hơn, trạm gốc tự nó nhận yêu cầu chuyển vùng để thêm