河北移动公司BSS培训教材初稿
第四节 位置更新
一、 位置区的概念
为了确认移动台的位置，每个GSM PLMN 的覆盖区都被分为许多个位置区，一个位置区可以包含一个或多个小区。网络将存储每个移动台的位置区，并作为将来寻呼该移动台的位置信息。对移动台的寻呼是通过对移动台所在位置区的所有小区中寻呼来实现的，MSC不可能对它所控制区域内的所有小区一起进行寻呼，因为MSC往往无法处理这样大的寻呼负荷。该位置区的标识
LAC码将在每个小区的广播信道上的系统消息中发送。
图示 位置区的登记
位置区的大小在系统中是一个相当关键的因素。在做网络规划时，对位置区的划分相当重要，如果位置区的覆盖过小，则移动台发生的位置更新过程将增多，从而增加了系统中的信令流量。反之，若位置区的覆盖过大，在它其中登记的用户越多，则网络寻呼其中任一个移动台时，同一寻呼消息将在该位置区的所有小区中一起发送，这样将导致寻呼信道的负荷过重，同时也增加了Abis接口上的信令流量。
由此可见，对位置区的优化相当的重要。在划分过程中，应在保证不会产生寻呼负荷之下尽量保证位置更新次数最小，因为作为网络运营商，如果系统出现频繁的位置更新只能导致白白的浪费掉我们可贵的网络资源，而不会增加任何收入。
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二、正常位置更新流程（越位置区的位置更新）
当移动台由一个位置区移动到另一个位置区时，必须进行登记，也就是说一旦移动台发现其存储器中的LAI与接收到当前小区的LAI号发生了变化，就必须通知网络来更改它所存储的移动台的位置信息。这个过程就被称为位置更新。
我们首先考虑处于开机空闲状态下的移动台，当它在同一位置区内移动时，若此时发生了小区重选，当移动台的服务小区发生改变时，移动台并不会把该变化通知网络。也就是说在移动台仅发生了小区重选而没有进行位置更新时，网络并没有参与此处理过程。而在重选前后的两个小区不属于同一个位置区时，移动台一定要把该位置区的变化来通知网络，这在移动通信中，被称为“强制登记”。
从网络对位置更新的标识不同来分，即广义的来分位置更新可分为正常位置更新（即越位置区的位置更新）、周期性位置更新（对应T3212到时）和IMSI附着（对应用户开机）。而具体的来分是根据看该位置更新程序是否属于同一个VLR，是否需要IMSI号参与，可分为以下几种位置更新。
（一）、同一个VLR不同位置区的位置更新（INTRA VLR LOCATION UPDATE）
这是最简单的一类位置更新过程，在该过程中不需要移动台提供IMSI号码，只在当前所在的VLR中进行，而不需通知HLR。
在初始化过程中，移动台在向网络发送的SABM帧携带的初始化报文中注明接入原因是位置更新请求（MM LOCATION UPDATING REQUEST），在该报文中携带有该移动台TMSI和LAI号码且注明是正常位置更新，若MSC收到此报文时，将此报文发给VLR，VLR将更新移动台的位置消息存储新的LAI号码，并根据需要向移动台发一个新的TMSI号（也可在TMSI 重新分配命令中不携带TMSI号，此时移动台还将使用以前的TMSI），在收到移动台的TMSI重新分配完成后，则向移动台发位置更新接受的消息（LOCATION UPDATE ACCEPT），此后释放信道位置更新结束。
（二）越VLR间的位置更新，且发送的是TMSI号码
若移动台进入一个小区后发现它所存储的LAI号与当前的LAI号不一致，则将其旧的LAI号和存储的TMSI号在位置请新请求中通过MSC发送给VLR。当VLR发现其LAI号不是自己的，则会根据旧的TMSI和LAI号码导出前一个VLR的地址，并向其旧的VLR启动一个请求IMSI和鉴权参数的发参数操作（MAP_SEND_IDENTIFICATION），该旧的VLR就会向其新的VLR回发有关该移动台的IMSI和鉴权参数。如果由于种种原因新的VLR无法获得IMSI，该VLR就会向MS发出识别请求（identity request）的报文，请求MS提供其IMSI号码。在VLR获得IMSI号码后，将向MS的HLR发出更新位置的消息，在此位置消息中，提供有MS的标识和相关信息以便HLR查询数据和建立路径，HLR收到此消息后，如果该新的MSC/VLR有正常的业务权限，则HLR将存储当前的VLR号码，并向旧的VLR中发出删除位置消息（MAP/D_CANCEL_LOCATION），在旧的VLR收到该消息后将删除该MS的所有信息，并向HLR发回删除位置确认(MAP/D_CANCEL_LOCATION_RESULT)的消息。在新VLR侧将继续完成鉴
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权加密和TMSI重新分配的过程，当此过程完成后HLR通过发起插入用户数据的消息（MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA）的报文，将向该VLR提供它所需的用户信息，其中包括鉴权参数等信息，当收到VLR的响应时则向该VLR位置更新确认的消息。
（三）越VLR间的位置更新，且发送的是IMSI号码
该位置更新过程同上，而且要简单一些，因为它是直接通过IMSI号向HLR申请鉴权参数的。
问题研究：越VLR位置更新的漫游问题
当HLR收到VLR向其发起更新位置消息时，如果允许MS漫游，HLR将回发更新位置确认消息，其中含有HLR号码。若不许MS漫游，HLR则给出此MS标明不许漫游，若给VLR发出不许漫游的消息，VLR则删除所有的MS数据且向移动台发出位置更新拒绝的消息。若MS标志不允许漫游且该移动台未激活呼叫前转，则HLR将闭锁MS的来话呼叫；若激活此业务，则HLR将入局的呼叫接至所要求的地方。此时若是MS主叫，则按不认识的移动用户处理。被漫游限制的移动台将在其漫游区域不停的去做位置更新，虽然网络将一直的向该移动台发出位置更新拒绝的消息，但位置更新拒绝所限制的时间（T3211，时间为15秒）逾时后，移动台会继续去做位置更新尝试，直到发现一个允许漫游的位置区。
三、IMSI 附着和分离过程
IMSI的附着和分离过程就是在MSC/VLR中用户记录上附加一个二进制标志，IMSI的附着过程就是置标志为允许接入，而IMSI的分离过程就是置标志为不可接入。
当移动台开机时需将自己已开机的状态通知给网络，这个通知过程是通过向网络发出一条“IMSI的附着（IMSI ATTATCH）”的报文来通知网络它目前的状态已发生改变，当网络收到此指示时就会在系统数据中注明当前的用户状态，以便当该移动台的寻呼消息到来时，网络可发起寻呼该移动台的程序。
若移动台开机后发现它所存储的LAI号与当前的LAI号一致，则进行IMSI附着过程，它的程序过程同INTRA VLR LOCATION UPDATE基本一样，唯一不同的是，在LOCATION UPDATING REQUEST的报文中注明位置更新的种类是IMSI附着，它的初始化报文含有移动台的IMSI号码。
当若移动台开机后发现它所存储的LAI号与当前的LAI号不一致，则执行正常位置更新过程。
当移动台想关机时，它会定义通过一个按键触发IMSI分离过程，在此过程中，仅有一条指令从MS发送到MSC/VLR，这是一条非证实的消息，当MSC收到IMSI的分离请求时，即通知VLR对该IMSI作上“分离”的标志，而HLR并没有得到该用户已脱离网络的通知。当该用户被寻呼，HLR将向该用户所在的VLR要漫游号码（MSRN），此时就会通知该用户已脱离网络，便不会执行寻呼程序，而直接对该寻呼消息进行处理（treatment）,如放“用户已关机”的录音等。在MS发出此消息后就自动将RR连接放弃。
问题研究：IMSI附着和分离允许（ATTATCH-DETACH ALLOWDE，ATT）
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参数ATT用来指示移动台在本小区内是否允许进行IMSI附着和分离的过程。0表示不允许，1表示移动台必须启用附着和分离的过程。
在同一位置区的不同小区该参数的设置必须相同，因为移动台在该参数设为1的小区中关机时启动IMSI分离过程，网络将记录该用户处于非工作状态，并拒绝所有寻呼该用户的请求。若移动台再次开机时处于同它关机时同一位置区（此时不触发位置更新）但不同的小区，而该小区的参数ATT设为0，此时移动台也不启动IMSI附着的过程，在这种情况下，该用户无法正常成为被叫直至它启动主叫或位置更新过程。
四、周期性位置更新过程
当出现以下情况时，网络和移动台往往会失去联系：第一种情况是如果当移动台开着机而移动到网络覆盖区以外的地方（即盲区），此时由于移动台无法向网络作出指示，因而网络因无法知道移动台目前的状态，而仍会认为该移动台还处于附着的状态；第二种情况是当移动台在向网络发送“IMSI分离”消息时，如果此时无线路径的上行链路存在着一定的干扰导致链路的质量很差，那么网络就有可能不能正确的译码该消息，这就意味着系统仍认为MS处于附着的状态；第三种情况是当移动台掉电时，也无法将其状态通知给网络，而导致两者失去联系。当发生这几种情况后，若在此时该移动台被寻呼，则系统将在此前用户所登记的位置区内发出寻呼消息，其结果必然是网络以无法收到寻呼响应而告终，导致无效的占用系统的资源。
为了解决该问题，GSM系统就采取了相应的措施，来迫使移动台必须在经过一定时间后，自动的向网络汇报它目前的位置，网络就可以通过这种机制来及时了解移动台当前的状态有无发生变化，这就是周期性位置更新机制。在BSS部分，它是通过小区的BCCH的系统广播消息，来向该小区内的所有用户发送一个应该做周期性位置更新的时间T3212，来强制移动台在该定时器超时后自动的向网络发起位置更新的请求，请求原因注明是周期性位置更新。，移动台在做小区选择或重选后，将从当前服务小区的系统消息中读取T3212，并将该定时器置位且存储在它的SIM卡中，此后当移动台发现T3212超时后就会自动向网络发起位置更新请求。与此相对应的，在NSS部分，网络将定时的对在其VLR中标识为IMSI附着的用户做查询，它会把在这一端时间内没有和网络做任何联系的用户的标识改为IMSI分离（IMSI DETATCH），以防止对已与网络失去联系的移动台进行寻呼以导致白白浪费系统资源。
周期性位置更新是网络与移动用户保持紧密联系的一种重要手段，因此周期性位置更新越短，网络的总体性能就越好。但频繁的位置更新有两个负作用：一是会使网络的信令流量大大增加，对无线资源的利用率降低。在严重时将影响MSC、BSC、BTS的处理能力；另一方面将使移动台的耗电量急剧增加，使该系统中移动台的待机时间大大缩短。因而T3212的设置应综合考虑系统的实际情况。
周期性位置更新的信令流程同正常位置更新的信令流程是一致的。 问题研究：
T3212的单位是0.1个小时。当该地区业务量较小，信令流量较低时可设置该值较小（如8、18等）；当该地区的业务量很大，信令负荷很高时应适当
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提高该值。当将该值设为0时则表示该小区无需位置更新。但该值的设置应小于网络对在其VLR中标识为IMSI附着的用户做查询周期的值，因为可能会发生这种情况，该移动台在一定时间内未做任何操作，而它的周期性位置更新又未到时，而网络因查询到它未做任何操作就会将其IMSI的标识改为关机状态，这样网络就不会处理对该移动台的寻呼了。
当移动台做小区选择时，将该服务小区的T3212存储在SIM卡中，当发现该值超时后，即触发位置更新程序。当移动台在不同位置区内做小区重选时，因为这对应一次位置更新，因而移动台就会去采用新小区的T3212值且从0开始计时。当移动台做一次呼叫处理时，也会将T3212置位。当移动台在不同位置区内做小区重选时，如该两小区的T3212一样（例如都为20），则会根据上一次的计时值继续计时，如上次T3212的状态是2/20（2为目前的计时时间，20为T3212的值），当小区重选后还是2/20；如两小区的T3212不一样（设A小区是20，B小区是8），当移动台在A中的状态是2/20，当重选为B时就会变成2/8，此时当它再重选为A时就会变成14/20。从这种情况我们可以看出，设目前的计时时间为T1，T3212为T0，即定时状态为T1/T0，若A小区T0-T1（距位置更新的时间）大于B小区的T0，则重选到B小区状态应为(T0b-T’)/T0b，其中T’为(T0a-T1a)/T0b取余数；若A小区的T0-T1小于B小区的T0，则则重选到B小区状态应为[T0b-（T0a-T1a）]/T0b。
第五节 MS 主叫过程分析
设一个移动台处于开机并且处于空闲状态，若它要建立与另一用户的呼叫（在此以与一个PSTN用户的通信过程为例），在用户看来他只要输入另一个用户的号码，再按发送键，移动台就开始启动程序直到电话拨通。其实移动台和网络需经过许多步骤才能将呼叫建立起来
一、呼叫建立过程
移动台首先需建立一个与MSC的主信令链路，并要进行鉴权加密及TMSI重分配的过程，详细过程见第二节和第三节的内容。
（一） 被叫号码分析过程
在以上过程完毕以后，此时移动台才进入呼叫建立过程。首先将由移动台向网络发出一个启动（SETUP）的报文，该消息包含着被叫号码和所需业务等许多内容（对于数据业务这种说明可以比较长而且详细，对于补充业务还可以包含各种附加的信息），此时MSC就能够根据它来进行呼叫接续。当MSC收到SETUP消息，就要将该消息通过向其VLR发送出局呼叫消息（SEND_INFO_FOR_O/C_CALL）,VLR在收到该消息后，根据其在位置更新过程中从HLR获得的该用户数据消息，来分析被叫的号码（在VLR中有各种号码分类的信息，它会检查看是否有指向该号码的能力）和主叫用户本身的能力（根据主叫用户原来注册的业务是否支持本次呼叫的所需业务，如在拨打国际长途时则看是否有国际长途受限），以及网络本身的资源能力等等）核对是否能接纳这种需求，若某些项目不能通过，则向MS发出释放完成
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