Gestione della mobilità - Mobility management

Questo articolo riguarda la comunicazione wireless. Per la gestione della mobilità nel trasporto pubblico, vedere Gestione della domanda di trasporto e sviluppo orientato al transito .

La gestione della mobilità è una delle principali funzioni di una rete GSM o UMTS che consente il funzionamento dei telefoni cellulari . Lo scopo della gestione della mobilità è tracciare dove si trovano gli abbonati , consentendo loro di consegnare chiamate, SMS e altri servizi di telefonia mobile .

Procedura di aggiornamento della posizione

Una rete GSM o UMTS , come tutte le reti cellulari , è fondamentalmente una rete radio di singole celle, note come stazioni base. Ogni stazione base copre una piccola area geografica che fa parte di un'area di localizzazione identificata in modo univoco . Integrando la copertura di ciascuna di queste stazioni base, una rete cellulare fornisce una copertura radio su un'area molto più ampia. Per GSM, una stazione di base è chiamato stazione base ricetrasmittente (BTS), e per l'UMTS è chiamato un Nodo B . Un gruppo di stazioni base è denominato area di ubicazione o area di instradamento .

La procedura di aggiornamento della posizione consente a un dispositivo mobile di informare la rete cellulare ogni volta che si sposta da un'area di posizione all'altra. I cellulari sono responsabili del rilevamento dei codici di località (LAC). Quando un cellulare rileva che il prefisso della località è diverso dal suo ultimo aggiornamento, esegue un altro aggiornamento inviando alla rete una richiesta di aggiornamento della posizione, insieme alla sua posizione precedente, e la sua identità temporanea dell'abbonato mobile (TMSI).

Il cellulare memorizza anche l'attuale LAC nella carta SIM, concatenandolo a un elenco di LAC utilizzati di recente. Questo viene fatto per evitare inutili procedure di collegamento IMSI nel caso in cui il cellulare sia stato costretto a spegnersi (rimuovendo la batteria, ad esempio) senza avere la possibilità di avvisare la rete con un IMSI scollegato e quindi acceso subito dopo che è stato acceso spento. Considerando il fatto che il cellulare è ancora associato al Mobile Switching Center / Visitor Location Register (MSC / VLR) dell'area di localizzazione attuale, non è necessario eseguire alcun tipo di procedura di allegato IMSI.

Esistono diversi motivi per cui un cellulare può fornire informazioni sulla posizione aggiornate alla rete. Ogni volta che un cellulare viene acceso o spento, la rete potrebbe richiedere che esegua una procedura di aggiornamento della posizione di collegamento IMSI o scollegamento IMSI. Inoltre, ogni cellulare è tenuto a segnalare regolarmente la propria posizione a un intervallo di tempo stabilito utilizzando una procedura di aggiornamento periodico della posizione . Ogni volta che un cellulare si sposta da un'area di posizione all'altra mentre non è impegnato in una chiamata, è necessario un aggiornamento casuale della posizione . Ciò è richiesto anche da un cellulare fisso che riseleziona la copertura da una cella in un'area di ubicazione diversa, a causa della dissolvenza del segnale. Pertanto, un abbonato ha un accesso affidabile alla rete e può essere raggiunto con una chiamata, godendo della libertà di mobilità all'interno dell'intera area di copertura.

Quando un abbonato viene chiamato nel tentativo di recapitare una chiamata o un SMS e l'abbonato non risponde a quella pagina, l'abbonato viene contrassegnato come assente sia nel MSC / VLR che nel registro di posizione dell'abitazione (HLR) (flag di telefonia mobile non raggiungibile MNRF è impostato). La prossima volta che il cellulare esegue un aggiornamento della posizione, l'HLR viene aggiornato e il flag di cellulare non raggiungibile viene cancellato.

TMSI

La TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) è l'identità più comunemente inviata tra il cellulare e la rete. Il TMSI viene assegnato in modo casuale dal VLR a ogni cellulare nell'area, nel momento in cui viene acceso. Il numero è locale rispetto a un'area di ubicazione, quindi deve essere aggiornato ogni volta che il cellulare si sposta in una nuova area geografica.

La rete può anche modificare il TMSI del cellulare in qualsiasi momento. E normalmente lo fa, per evitare che l'abbonato venga identificato e rintracciato dagli intercettatori sull'interfaccia radio. Ciò rende difficile rintracciare quale cellulare è quale, tranne brevemente, quando il cellulare è appena acceso o quando i dati nel cellulare diventano non validi per un motivo o per l'altro. A quel punto, deve essere inviata alla rete l ' "identità internazionale dell'abbonato mobile" ( IMSI ). L'IMSI viene inviato il più raramente possibile, per evitare che venga identificato e tracciato.

Un utilizzo chiave del TMSI è il cercapersone su un cellulare. "Paging" è la comunicazione uno-a-uno tra il cellulare e la stazione base. L'uso più importante delle informazioni di trasmissione è impostare i canali per il "cercapersone". Ogni sistema cellulare ha un meccanismo di trasmissione per distribuire tali informazioni a una pluralità di cellulari.

La dimensione del TMSI è 4 ottetti con cifre esadecimali complete ma non può essere tutto FF perché la SIM utilizza 4 ottetti con tutti i bit uguali a 1 per indicare che non è disponibile un TMSI valido.

Il roaming

Il roaming è una delle procedure fondamentali di gestione della mobilità di tutte le reti cellulari . Il roaming è definito come la capacità per un cliente cellulare di effettuare e ricevere automaticamente chiamate vocali, inviare e ricevere dati o accedere ad altri servizi, inclusi i servizi dati domestici, quando si viaggia al di fuori dell'area di copertura geografica della rete domestica , utilizzando un rete visitata. Ciò può essere fatto utilizzando un terminale di comunicazione oppure semplicemente utilizzando l'identità dell'abbonato nella rete ospitante. Il roaming è tecnicamente supportato da procedure di gestione della mobilità, autenticazione , autorizzazione e fatturazione .

Tipi di area

Area di localizzazione

Una "area di localizzazione" è un insieme di stazioni base raggruppate per ottimizzare la segnalazione. In genere, decine o addirittura centinaia di stazioni base condividono un singolo controller di stazione base (BSC) in GSM o un controller di rete radio (RNC) in UMTS. Il BSC / RNC è l'intelligenza dietro le stazioni base; gestisce l'allocazione dei canali radio, riceve le misurazioni dai telefoni cellulari e controlla il trasferimento tra le stazioni base.

A ciascuna area di ubicazione è assegnato un identificativo univoco, composto da numeri, denominato "codice di area di ubicazione" (LAC). Il LAC viene trasmesso da ciascuna stazione base a intervalli regolari. All'interno di un'area di ubicazione, a ciascuna stazione di base viene assegnato un numero distinto di "identificatore di cella" (CI), vedere anche Identità globale di cella .

Se le aree di ubicazione sono grandi e moderatamente popolate, è probabile che ci sarà un numero elevato di cellulari in funzione contemporaneamente, con conseguente traffico di cercapersone molto elevato. Ciò è dovuto al fatto che ogni richiesta di cercapersone deve essere trasmessa a ogni stazione base nell'area di ubicazione. In definitiva, questo spreca larghezza di banda e potenza sui dispositivi mobili richiedendo loro di ascoltare i messaggi trasmessi troppo spesso. Allo stesso modo se invece ci sono troppe piccole aree di localizzazione, il dispositivo mobile deve contattare molto spesso la rete per i cambi di posizione, che scaricheranno anche la batteria del dispositivo. Pertanto, è importante trovare un equilibrio tra le dimensioni dell'area di ubicazione e il numero di utenti di dispositivi mobili nell'area di ubicazione.

Area di instradamento

L'area di instradamento è l'equivalente di dominio a commutazione di pacchetto dell'area di ubicazione. Una "area di instradamento" è normalmente una suddivisione di una "area di ubicazione". Le aree di instradamento sono utilizzate dai cellulari collegati a GPRS . GPRS è ottimizzato per servizi di comunicazione dati "bursty", come Internet / Intranet wireless e servizi multimediali. È anche noto come GSM-IP (" protocollo Internet ") perché collegherà gli utenti direttamente ai provider di servizi Internet

La natura esplosiva del traffico a pacchetti significa che sono previsti più messaggi di paging per cellulare, quindi vale la pena conoscere la posizione del cellulare in modo più accurato di quanto sarebbe con il traffico tradizionale a commutazione di circuito. Un passaggio dall'area di instradamento all'area di instradamento (chiamato "Aggiornamento dell'area di instradamento") viene eseguito in modo pressoché identico al passaggio dall'area di ubicazione all'area di ubicazione. Le differenze principali sono che l'elemento coinvolto è "Serving GPRS Support Node" ( SGSN ).

Area di monitoraggio

L'area di tracciamento è la controparte LTE dell'area di ubicazione e dell'area di instradamento. Un'area di tracciamento è un insieme di celle. Le aree di tracciamento possono essere raggruppate in elenchi di aree di tracciamento (elenchi TA), che possono essere configurati sull'apparecchiatura utente (UE). Gli aggiornamenti dell'area di tracciamento vengono eseguiti periodicamente o quando la UE si sposta in un'area di tracciamento che non è inclusa nella sua lista TA.

Gli operatori possono allocare differenti elenchi di AT a differenti UE. Ciò può evitare picchi di segnalazione in alcune condizioni: ad esempio, le UE dei passeggeri di un treno potrebbero non eseguire simultaneamente gli aggiornamenti dell'area di tracciamento.

Dal lato della rete, l'elemento coinvolto è la Mobility Management Entity (MME). MME configura gli elenchi TA utilizzando i messaggi NAS come Allega Accetto, Accetto TAU o Comando di riallocazione GUTI.

Guarda anche

Riferimenti

  1. ^ http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.003/23003-920.zip
  2. ^ Documento di riferimento permanente dell'Associazione GSM AA.39

link esterno