Khóa luận Phân tích chuyển giao trong mạng GSM

m gọi trạm di động nói trên. Các bản tin tới từ lớp CM được truyền trong suốt bởi MM. CM ở phía phát yêu cầu thiết lập MM và MM lại yêu cầu thiết lập đầu nối RR. Quản lý nối thông CM: Lớp này bao gồm 3 phần tử: Điều khiển cuộc gọi CC cung cấp các chức năng và thủ tục để điều khiển cuộc gọi ISDN, các chức năng và thủ tục này đã được cải tiến để phù hợp với một trường truyền dẫn vô tuyến. Việc thiết lập lại cuộc gọi hay thay đổi trong qua trình gọi các dịch vụ mạng chẳng hạn thay đổi từ tiến sang số liệu là hai thủ tục đặc biệt mới trong CC. CC cũng chứa các chức năng cho các dịch vụ bổ sung đặc biệt như: báo hiệu giữa những người sử dụng. Phần tử đảm bảo các dịch vụ bổ sung SS xử lý các dịch vụ bổ sung không liên quan đến cuộc gọi như: chuyển hướng cuộc gọi khi không có trả lời, đợi gọi ... Phần tử đảm bảo dịch vụ bản tin ngắn SMS cung cấp các giao thức để truyền các bản tin ngắn giữa mạng và một trạm di động. Ngoài các giao thức trên còn có các giao thức khác như MTP3, SCCP, TCAP. TCAP hổ trợ nhiều cho việc giải quyết giữa hai node mạng. TCAP quản lý sự giải quyết trên một cơ sở kết thúc-kết thúc. Giao thức MAP được sử dụng giữa MSC, VLR, HLR, và AUC bên trong khung câu hỏi và bản tin trả lời. Giao thức này được thiết kế như MAP/B thông qua MAP/H. 2.2 THỦ TỤC TRONG MẠNG GSM Nhiều sự thách thức trong thiết kế của mạng di động được quan tâm với sự di động của những MS. Trong phần này chúng ta mang một sự thể hiện thân thiện của một vài thủ tục quan trọng nhất chú ý tới tính di động trong mạng. Thủ tục được giới thiệu theo trật tự: mở nguồn Power ON, gán và tách ra IMSI, cập nhật vị trí và chuyển giao. Gíới thiệu về chuyển giao bao gồm nhiều chi tiết hơn những cái còn lại của thủ tục. 2.2.1 Bật tắt máy ở trạm di động Khi MS mới bật nguồn nó phải thực hiện đăng ký lần đầu để nhập mạng. Quá trình được thực hiện như sau: Trước hết trạm MS quét để tìm được tần số đúng ở kênh FCCH (Kênh hiệu chỉnh tần số) Sau đó tìm đến kênh đồng bộ SCH để nhận được khung TDMA cho đồng bộ. Cuối cùng nó thực hiện cập nhật vị trí để thông báo cho VLR phụ trách HLR về vị trí của mình. Các cơ sở dữ liệu này sẻ ghi lại LAI hiện thời MS. Giống như ở cập nhật vị trí bình thường thông tin về LAI được MS nhận từ kênh BCCH. Bắt đầu từ lúc MSC/VLR công nhận là MS tích cực và đánh dấu cờ “truy nhật tích cực” vào trường dữ liệu của mình. Cờ này gắn với một số nhận dạng thuê bao: IMSI. Khi tắt nguồn một trạm MS hoặc lấy SIM ra sẻ xảy ra quá trình rời bỏ IMSI. Các trao đổi báo hiệu trong trường hợp này được thực hiện như sau: MS yêu cầu một kênh báo hiệu để phát đi bản tin thông báo cho mạng rằng MS chuẩn bị vào mạng trạng thái không tích cực. Điều này có nghĩa rằng mạng không thể đạt đến MS nữa. MSC sẽ gửi bản tin IMSI đến VLR, bản tin này không được trả lời công nhận vì MS sẽ không nhận được trả lời này, VLR sẽ thiết lập cờ rời bỏ IMSI và từ chối các cuộc gọi đến trạm MS này. Thông tin rời bỏ IMSI có thể được lưu giữ tại VLR tuỳ chọn cờ rời, mạng có thể cũng được thiết lập ở HLR và xác nhận được gửi trở lại VLR. 2.2.2 Gán và tách IMSI Khi MS tắt, thủ tục tách lấy IMSI phải được thực hiện. Từ điểm nhìn của MS, thủ tục tách lấy IMSI được thực hiện bằng cách gửi một bản tin tách lấy IMSI không được xác nhận tới BSS. Nếu bản tin được nhận, MS bị để ý và không tới được HLR. Khi MS được gọi, lúc đó không cần liên hệ với BTS cũ (từ LA nhận biết trong HLR) chỉ tìm thấy rằng MS không thể tới được. Thủ tục tách lấy IMSI có thể cũng được thực hiện ngầm bởi mạng nếu MS thất bại khi cập nhật định kỳ. Nó không bắt buộc sử dụng thủ tục tách lấy IMSI nhưng hầu hết các bộ điều khiển chọn việc này. Thủ tục cũng có thể được thực hiện trong hoàn cảnh khác. Một MS phải sử dụng thủ tục này để rời khỏi nạng GSM khi tham gia mạng khác. Thủ tục gán IMSI được sử dụng để báo tin cho mạng, rằng MS có thể được sử dụng trở lại. Thực tế báo hiệu chỉ là việc cập nhật vị trí và nó là không thường xuyên được coi như một thủ tục có thực. Gán IMSI sẻ được trình bày phần dưới. 2.2.3 Cập nhật vị trí a. Cập nhật vị trí trong BSS MS thực hiện việc cập nhật vị trí (LU) với một vài nguyên nhân. Cập nhật vị trí xãy ra khi trạm di động đang ở trạng thái rổi nhưng nó di chuyển từ một vùng định vị này sang vùng định vị khác. Khi này trạm di động phải thông báo cho mang về vị trí mới của nó để mạng ghi lại vị trí mới vào VLR hoặc nếu cần thiết vào HLR (khi chuyển sang vùng phục vụ MSC mới). Thông tin để thực hiện cập nhật vị trí dựa trên LAI được thông báo thường xuyên từ BCCH của mỗi ô. Hình 2.30a: Cập nhật vị trí trong BSS Đầu tiên MS yêu cầu một kênh điều khiển từ BSC bằng cách gửi bản tin CHAN_REQ tới BTS, BTS sẽ mã hoá bản tin tính toán khoảng cách giữa MS và BTS (dựa vào thời gian đề xuất) và chuyển tiếp tất cả thông tin tới BSC bao gồm cả thông tin ban đầu của MS và cả thông tin mà BSC thêm vào. Tiếp theo BTS sẽ gửi một bản tin CHAN_RQD tới BSC sau khi bản tin này được nhận và xử lý, BSC sẽ truyền cho BTS thông tin về kiểu kênh, số kênh đã được nó dành riêng cho bằng bản tin CHAN_ACT. BTS xác nhận và xử lý bản tin CHAN_ACT rồi đáp lại bằng bản tin CHAN_ACT_ACK BSC sẻ gửi một bản tin IMM_AS_CMD bản tin này đả kích hoạt kênh dành riêng trước đó. BTS gửi thông tin này qua kênh AGCH cho MS. MS tìm thấy IMM_ASS_CMD của nó bởi những yêu cầu tham chiếu mà nó đã chứa sẳn trong bản tin CHAN_REQ. Ở lớp 2 kết nối LAPDm đã sẵn sàng được kích hoạt. MS sẽ gữi một bản tin SABM tới BTS, ở trường hợp này là bản tin LOC_UPD_REQ. Đây là một bản tin yêu cầu cập nhật vị trí. Hình 2.30b: Cập nhật vị trí trong BSS BTS xác nhận một kết nối LAPDm được thiết lập bằng cách gửi một bản tin UA trả lời MS bản tin mang nội dung của bản tin MS yêu cầu. Đồng thời nó chuyển bản tin này tới BSC. Đây là một thông báo MM trong suốt nhưng BSC vẫn xữ lý vì BSC khác vẫn yêu cầu lớp thông tin ký hiệu này từ BS. Sau khi xử lý xong BSC đóng gói LOC_UPD_REQ và LAC hiện thời với CI vào trong một bản tin có nhản là CL3I (Chú ý là trong LOC_UPD_REQ từ BS vẫn chứa LAC, CI cũ), sau đó gữi nó cùng với bản tin SCCP (đây là một thông điệp yêu cầu thành lập một kết nốí) (bản tin CR) tới MSC. Nếu MSC có khả năng đáp ứng kết nối SCCP thì yêu cầu CR được đáp lại bằng bản tin CC (Connection Confirmed). Và kể từ thời điểm này một kết nối logic được thành lập từ MS tới MSC/VLR. MSC/VLR trả lời LOC_UPD_REQ bằng một bản tin AUTH_REQ. Bản tin này chuyển tới BSC thông qua kết nối SCCP đã được thiết lập và tiếp tục chuyển tới BTS rồi tới MS. Nội dung bản tin là những tham số ngẫu nhiên, những tham số quan trong nhất đối với quá trình cập nhật vị trí. MS (chính xác hơn đó là SIM) sau khi nhận được bản tin RAND (số ngẫu nhiên 128bit) từ mạng và kết hợp với khoá mã Ki được lưu trong SIM thông qua giải thuật A3 cho ta SRES 13bit và MS dùng nó gửi trong bản tin AUTH_RSP tới MSC/VLR, đây là một bản tin trong suốt. VLR sẽ so sánh SRES với giá trị được cung cấp bởi HLR. Hình 2.30c: Quá trình nhận thực trong GSM Hình 2.30d: Cập nhật vị trí trong BSS MSC/VLR sẻ kiểm tra thông tin SRES nếu chứng thực nó sẻ gửi thông tin tới MS và BTS. BTS sau khi nhận được bản tin sẽ giải phóng một phần bản tin ENCR_CMD (nó là khoá mã Kc), bản tin này sau đó được thuật toán A4 biến thành chuổi ngẩu nhiên và gửi các bản tin CIPH_MOD_CM tới MS. MS xác nhận bằng cách gửi bản tin CIPH_MOD_COM tới BSC và được BSC xử lý chuyển thành bản tin CIPHER_MODE_CMP tới MSC/VLR mã hoá để kích hoạt. Nếu thiết bị kiểm tra là tích cực thì MSC/VLR sẽ gửi bản tin IDENT_REQ trong suốt qua BTS và BSC tới MS yêu cầu MS cung cấp IMEI. MS nhận được yêu cầu và gửi IMEI của nó cho MSC/VLR trong bản tin IDENT_RSP. Bản tin này cũng trong suốt với BTS và BSC. IMEI của MS được EIR kiểm tra sự chứng thực là tích cực hay không. MSC/VLR gán TMSI (đây là thông tin được sử dụng thay cho IMSI để theo dõi những thuê bao khó hơn). TMSI được sử dụng để xác định tạm thời một thuê bao vào bản tin TMSI_REAL_CMD, một bản tin trong suôt với BTS và BSC và gửi tới cho MS. Chú ý việc ấn định một TMSI mới có thể xảy ra vào lúc cuối bên trong LOC_UPD_ACC. Hình 2.30e: Cập nhật vị trí trong BSS MS xác nhận bằng bản tin TMSI_REAL_COM, thông báo là một TMSI mới đã nhận được và đã được lưu trử. Đây cũng là một bản tin trong suốt qua BTS và BSC tới MSC/VLR. MSC/VLR đáp lại bằng bản tin trong suôt LOC_UPD_ACC cho MS rằng đã lưu giử vị trí vùng LAI mới. Đến đây một tiến trình cập nhật vị trí là hoàn thành. Kênh chiếm giữ trên giao diện Air có thể được giải phóng để nhường cho việc cập nhật mới. Để giải phóng MSC gửi một bản tin CLR_CMD tới BSC, BSC xử lý và chuyển tới BTS trong bản tin CHAN_RE và qua MS. Đồng thời BSC cũng gửi một gói tin DEACT_SACCH yêu cầu BTS ngừng gửi bản tin SACCH. MS phản ứng đáp lại bằng bản tin DISC (LAPDm) tới BTS để yêu cầu giải phóng kết nối tại lớp 2. BTS xác nhận bằng bản tin UA và xác nhận giải phóng kết nối của giao diện không khí Air bằng bản tin REL_IND và BSC chuyển tiếp tới MSC bằng bản tin CLR_CMP. BSC yêu cầu TRX trong bản tin RF_CHAN_REL để giải phóng nguồn chiếm giữ trên giao diện Air cho BTS. MSC gửi bản tin RLSD yêu cầu giải phóng nguồn SCCP. BTS gửi bản tin RF_CHAN_REL_ACK cho BSC xác nhận giải phóng trên giao diện Air, đồng thời BSC cũng gửi cho MSC bản tin RLC để xác nhận việc giải phóng của nguồn SCCP. b. Cập nhật vị trí trong NSS Khi cập nhật vị trí làm thay đổi VLR thì luôn phải truy cập với thông tin trong HLR, còn nếu như việc cập nhật vị trí mà không làm thay đổi VLR thì không cần truy cập thông tin ở HLR. Trong HLR luôn chỉ có thông tin về vùng VLR của thuê bao, nó không có thông tin cụ thể về vùng định vị. Mọi trạng thái của MS luôn được EIR kiểm tra. Hình 2.31a: Cập nhật vị trí trong NSS VLR mới yêu cầu chứng thực dữ liệu (SRES, RAND, Ki) từ VLR cũ sau khi nhận được bản tin LOC_UPD_REQ từ BSC qua giao diện A. VLR mới gửi thông tin nhận dạng dữ liệu TMSI cũ cho VLR cũ nhờ HLR (dữ liệu ban đầu), sự chứng thực dữ liệu sẻ được đáp lại cho VLR mới. Sau khi gửi bản tin LOC_UDP_ACC, VLR mới xác nhận với HLR rằng MS đã chuyển vùng VLR mới. Và gửi bản tin chứa IMSI và LMSI mới cho HLR cập nhật. HLR gửi bản tin yêu cầu VLR cũ xoá dữ liệu về thêu bao để cập nhật dữ liệu về vị trí mới của thuê bao, và được VLR cũ đáp trả bằng bản tin tương tự thông báo đả huỷ. Cùng lúc này VLR mới nhận được từ HLR tất cả dử liệu thuê bao trong một bản tin ‘insertSubcriberData’. VLR mới đáp trả bản tin tương tự để thông báo là đả cập nhật và HLR gửi bản tin ‘updataLocation tới cho VLR mới thông báo thủ tục cập nhật có thể khép lại cả hai bên. Việc cập nhật và chứng thực vị trí một MS còn nhằm mục đích làm giảm ăn trộm thiết bị viển thông. Hệ thống NSS là cơ sở dữ liệu của thuê bao còn EIR chứa một khoá nhận dạng bí mật IMEI nhằm kiểm tra chứng thực thuê bao trong mạng GSM. Việc kiểm tra có thể tiến hành qua các bước như sau: Hình 2.31b: Kiểm tra IMEI Khi thiết bị kiểm tra là tích cực, MSC/VLR mới yêu cầu mã nhận dạng thiết bị IMEI từ MS bằng một bản tin IDENT_REQ thông qua BSC và BTS như đã trình bày. Và việc đáp ứng yêu cầu là điều tất nhiên bằng một bản tin IDENT_RSP chứa IMEI cho MSC/VLR mới chứng thực. Để chứng thực MSC/VLR gửi nó thông qua bản tin yêu cầu kiểm tra IMEI cho EIR thông qua bản tin checkIMEI, và việc kiểm tra sẻ được EIR tiến hành. Một kết quả chứng thực sẻ được gửi trở lại MSC/VLR, nếu IMEI không bao gồm trong ‘back list’. 2.2.4 Bắt đầu cuộc gọi a. Bắt đầu cuộc gọi trong BSS Cuộc gọi được khởi xướng từ trạm di động MOC: Khi trạm MS ở trạng thái tích cực và đả đăng ký ở MSC/VLR phục vụ, MS có thể thực hiện cuộc gọi. Quá trình thực hiện cuộc gọi được cho như sau: Hình 2.32a: Bắt đầu cuộc gọi trong BSS Bằng kênh truy cập ngẫu nhiên RACH, MS gửi yêu cầu kênh báo hiệu đến BTS. BTS giãi mã yêu cầu CHAN_REQ tính toán khoảng cách từ MS tới BTS (thời gian đề xuất) chuyển tiếp thông tin hoàn chỉnh cho BSC trong bản tin CHAN_RQD. Sau khi nhận và xử lý CHAN_RQD, BSC thông báo cho BTS về kiểu kênh và số kênh sẻ được cấp bằng bản tin CHAN_ACT. BTS xác nhận bằng bản tin CHAN_ACT_ACK Tiếp đó BSC sẽ gửi IMM_AS_CMD để kích hoạt kênh đã được dành riềng trước đó. BTS sẻ gửi thông tin trên kênh AGCH tới cho MS. MS tìm IMM_AS_CMD bằng việc tham chiếu yêu cầu những cái mà có trong CHAN_REQ. Hình 2.32b: Bắt đầu cuộc gọi trong BSS Một bản tin chứa thông tin xác định thuê bao (ISMI hay TMSI) và xác định yêu cầu dịch vụ sẻ được gửi trong bản tin CM_SERV_REQ trong khung SABM (LAPDm) của lớp 2. BTS xác nhận lớp 2 đả được thiết lập bằng việc lặp lại bản tin CM_SERV_REQ chứa trong khung UA đồng thời chuyển tiếp thông tin này tới BSC. BSC xử lý một phần bản tin và thêm LAC + CI vào rồi đóng gói trong CR (SCCP) giống như CL3I (BSSM). Bản tin này cũng như một yêu cầu cho một kết nối SCCP tới MSC. MSC nhận và trả lời bằng khung CC nếu như nó có khả năng cung cấp một kết nối SCCP. Từ thời điểm này một kết nối logic được hình thành từ MS tới MSC/VLR. Đồng thời nó cũng trả lời cho MS thông qua BSC trên kết nối SCCP đả được thiết lập và qua BTS, bản tin này trong suốt với cả BTS và BSC. Thông tin bao gồm chuổi 13bit ngẫu nhiên RAND và số chuổi khoá mật mã CKSN chứa trong VLR. MS (chính xác hơn đó là SIM) sau khi nhận được bản tin RAND (số ngẫu nhiên 128bit) từ mạng và kết hợp với khoá mã Ki được lưu trong SIM thông qua giải thuật A3 cho ta SRES 13bit và MS dùng nó gửi trong bản tin AUTH_RSP tới MSC/VLR, đây là một bản tin trong suốt với BTS và BSC. VLR sẽ so sánh SRES với giá trị được cung cấp bởi HLR. Sự chứng thực là thành công, nếu cả hai là phù hợp. Khi đó MSC/VLR xác nhận yêu cầu dịch vụ trong bản tin trong suốt CM_SERV_ACC tới MS. Hình 2.32c: Bắt đầu cuộc gọi trong BSS MSC/VLR sẻ kiểm tra thông tin SRES nếu chứng thực nó sẻ gửi thông tin tới MS và BTS. BTS sau khi nhận được bản tin sẽ giải phóng một phần bản tin ENCR_CMD (nó là khoá mã Kc), bản tin này sau đó được thuật toán A4 biến thành chuổi ngẩu nhiên và gửi phần còn lại của bản tin CIPH_MOD_CMD tới MS. MS xác nhận bằng cách gửi bản tin CIPH_MOD_COM tới BSC và được BSC xử lý chuyển thành bản tin CIPHER_MODE_CMP tới MSC/VLR mã hoá để kích hoạt. Nếu thiết bị kiểm tra là tích cực thì MSC/VLR sẽ gửi bản tin IDENT_REQ trong suốt qua BTS và BSC tới MS yêu cầu MS cung cấp IMEI. MS nhận được yêu cầu và gửi IMEI của nó cho MSC/VLR trong bản tin IDENT_RSP. Bản tin này cũng trong suốt với BTS và BSC. IMEI của MS được EIR kiểm tra sự chứng thực là tích cực hay không. MSC/VLR gán TMSI mới (đây là thông tin được sử dụng thay cho IMSI để theo dõi những thuê bao khó hơn).TMSI được sử dụng để xác định tạm thời một thuê bao vào bản tin TMSI_REAL_CMD, một bản tin trong suôt với BTS và BSC và gửi tới cho MS. Chú ý việc ấn định một TMSI mới có thể xảy ra vào lúc cuối bên trong LOC_UPD_ACC. MS xác nhận với bản tin TMSI_REAL_COM rằng TMSI mới đả được lưu trữ. Như vậy việc cập nhật vị trí đã xong và việc thiết lập cuộc gọi bắt đầu Hình 2.32d: Bắt đầu cuộc gọi trong BSS Sau khi qua trinh cập nhật vị trí xong MS gửi tới MSC/VLR bản tin SETUP trong suốt qua BTS và BSC, bao gồm các thông số như: khả năng mạng, các thông số đảm bảo khả năng tương thích gữi hai thiết bị MS, số thoại phía bị gọi,và các dịch vụ bổ sung. Sau khi MSC/VLR nhận được thông tin nó gửi một bản tin IAM (ISUP) để cài đặt một kết nối MSC/VLR xác nhận với bản tin CALL_PROC rằng IAM đã được gửi và MSC đang xử lý thiết lập cuộc gọi. Bản tin này trong suôt qua BTS và BSC tới MS. Tại cùng thời điểm, nếu thiết lập cuộc gọi muộn OACSU (Off Air Call SetUp) có nghĩa là kênh tiếng ở giao vô tuyến được cấp phát ở thời điểm muộn nhất. Nếu OACSU là tích cực thì kênh tiếng và FACCH tương ứng chỉ được thiết lập ngay trước kết nối khi đảm bảo rằng phía bị gọi đả trả lời. Còn nếu kết nối được thiết lập không có OACSU thì MSC sẻ gửi bản tin ASS_REQ tới BSC với nội dung quan trọng là ấn định một kênh mà sẻ được sử dụng cho kết nối giao diện Air. Ở đây BSC kiểm tra nếu có kênh lưu lượng rỗi nó ấn định kênh này cho cuộc gọi và yêu cầu BTS tích cực kênh này. Để biết được tình trạng lớp vật lý trên giao diện Air BSC hỏi BTS qua bản tin PHY_CONTEXT_REQ trước khi BSC gán kênh TCH trên giao diện A. BTS đáp lại bản tin PHY_CONEXT_CONF mang nội dung về khoảng cách thực tế của MS và thiết lập công suất phát cho MS và BS. Sau khi nhận và xử lý bản tin ASS_REQ, BSC sẻ báo tin cho BTS về kiểu kênh và số kênh sẻ được dành riêng bằng bản tin CHAN_ACT. BTS xác nhận việc nhận và xử lý bằng bản tin CHAN_ACT_ACK. Sau đó BSC sẻ chỉ cho BTS và MS một kênh giao vận TCH với bản tin ASS_CMD chứa thông tin TRX và TS. Kênh này được dùng cho giao diện Air. Hình 2.32e: Bắt đấu cuộc gọi trong BSS MS gửi khung SABM thông qua kênh FACCH cho BTS để yêu cầu thiết lập kết nối ở lớp 2 LAPDm. BTS xác nhận bằng bản tin UA (LAPDm) trong lớp 2 đả được thiết lập. Tại cùng một thời điểm gửi bản tin ÉT_IND về việc thiết lập kết nối 2 cho BSC trên giao diện BSC. MS gửi một bản tin trong suôt ASS_COM tới MSC đây là dữ liệu lớp 3 kênh giao vận và cũng đồng thời là bản tin công nhận ASS_REQ. Lúc này BSC sẻ giải phóng kênh điều khiển đả chiếm giữ lúc trước, kênh dùng để thiết lập cuộc gọi bằng bản tin RF_CHAN_REL thông báo cho BTS. BTS xác nhận việc giải phóng kênh bằng bản tin đáp trả RF_CH_REL_ACK. Hệ thống con điều khiển lưu lượng sẽ phân tích các số mà thuê bao gọi đả quay và thiết lập kết nối tới thuê bao bị gọi. Cuộc gọi được nối thông qua chuyển mạch nhóm. Khi MSC/VLR nhận ACM cho việc thiết lập kết nối nó gửi một bản tin ALERT hoặc bản tin PROGRESS tới MS, đây là nhúng bản tin trong suốt. ALERT sử dụng để chỉ ra một sự thay đổi trạng thái bênn trong MS còn PROGRESS sử dụng khi không thay đổi trạng thái của MS. Báo chuông sẽ được gửi đến trạm MS cho thấy phía bị gọi đang đổ chuông. Tông chuông được tạo ra ở tổng đài phía thuê bao bị gọi và được chuyển mạch nhóm đến MS. Như vậy tông chuông được gửi qua đường vô tuyến chứ không phai được tạo ra ở MS. Khi MSC/VLR nhận được bản tin ANS (đây là bản tin trả lời từ thuê bao bị gọi) thì cuộc gọi thông qua đó được kết nối, và gửi tới MS bản tin CON, một bản tin trong suôt. Một cuộc gọi thực tế (thoại) bắt đầu khi MS nhận được bản tin CON và gửi lại bản tin xác nhận CON_ACK tới MSC/VLR, cước phí bắt đầu được tính. Đến đây thì việc thiết lập cuộc gọi là đả hoàn thành. Việc xoá một cuộc gọi có thể khởi xướng từ MS hay từ đối phương. Nếu MS khởi xướng xoá thì nó phát đi bản tin DISCONNECT tới BS và BS trả lời bằng cách xoá kết nối CM. Ta xét trường hợp phía thuê bao bị gọi xoá kết nối: Hình 2.32f: Bắt đầu cuộc gọi trong BSS MS bị gọi nhấn nút END để kết thúc cuộc gọi thì kết nối sẻ được giải phóng ngay. MS gửi bản tin DISC trong suốt qua BTS và BSC tới MSC/VLR. MSC/VLR đáp lại bằng bản tin REL cũng trong suốt tới MS. Việc tính cước cũng chấm dứt MS gửi bản tin REL_COM để giai phóng kết nối tới MSC/VLR. Sau khi cuộc gọi kết thúc kênh chiếm giữ trên giao diện A sẻ được giải phóng. MSC gửi bản tin CLR_CMD tới BSC, BSC xử lý và chuyển tiếp bản tin CHAN_REL tới BTS và MS. Đồng thời BSC yêu cầu BTS ngừng gửi bản tin ở kênh SACCH bằng việc gửi bản tin DEACT_SACCH. Khi mà MS nhận được bản tin CHAN_REL nó sẻ tự động gữi trở lại bản tin DISC bản tin lớp 2 yêu cầu BTS giải phóng kết nối ở lớp 2. BTS xác nhận và đáp trả bản tin UA. đồng thời gửi bản tin REL_IND cho BSC để xác nhận sự giải phóng kết nối giao diện A. BSC phân tích và gửi bản tin này tới MSC thông qua bản tin CLR_CMP. Với bản tin RF_CHAN_REL, BSC yêu cầu TRX giải phóng nguồn chiếm giữ trên giao diện A. MSC yêu cầu BSC giải phóng kết nối SCCP thông qua bản tin RLSD. Và BTS xác nhận việc giải phóng trên giao diện A đồng thời BSC cũng gửi MSC bản tin RLC xác nhận kết nối SCCP được giải phóng. Lưu ý: Các bản tin trên giao diện Air ở trên được truyền trên hai kênh FACCH và SDCCH. Báo hiệu sự giao vận trong thời gian kết nối: Hình 2.33: Báo hiệu sự giao vận trong lúc kết nối Cả MS và BTS sẻ gửi kết quả mà chúng đo được trong suốt thời gian kết nối, mỗi lần gửi trên một khung, trong bản tin MEAS_RES/MEAS_REP tới cho BSC trên kênh SACCH. Trên đường truyền xuống SACCH gửi thông tin SYS_INFO 4 và 6 cho mỗi lần một khung cho MS. Đồng thời còn mang thông tin: thiết lập công suất truyền, thời gian đề xuất. Việc thay đổi công suất truyền của MS và BTS được BSC điều khiển thông qua bản tin MS_POWER_CON. b. Bắt đầu cuộc gọi trong NSS Trong hệ thống NSS một yêu cầu kết nối của một thuê bao có thể được định hướng thông qua: Tới cùng một PLMN (MS-MS). Tới từ PLMN khác (MS-MS). Tới từ mạng tích hợp số ISDN. Tới từ mạng điện thoại tương tự PSTN. Dưới đây là ví dụ về cuộc gọi MOC cho các trường hợp trên. Tổng đài cổng GMSC được sử dụng cho việc chuyển đổi từ mạng ISDN hay PSTN vào mạng GSM. Hình 2.34a: Bắt đầu cuộc gọi trong NSS Cuộc gọi khởi phát từ MS trong mạng di động ra mạng ngoài ISDN bắt đầu bằng việc MSC/VLR nhận một bản tin khởi tạo yêu cầu CM_SERV_REQ từ BSC Bản tin SETUP mang thông tin về số điện thoại của thuê bao bị gọi sẻ được gửi tới MSC MSC xử lý và gửi khung IAM mang thông tin yêu cầu ra tới GMSC. GMSC chuyển tiếp bản tin tới tổng đài ISDN. Khi việc định tuyến cuộc gọi trong mạng ISDN hoàn tất. Việc gửi thông tin về việc phía thuê bao số đang đổ chuông sẻ được tổng đài ISDN gửi quay trở lại GMSC qua bản tin ACM và chuyển tiếp qua MSC và MSC xử lý chuyển tới cho MS thông qua bản tin ALERT hay PROGRESS. Cũng đồng thời tổng đài ISDN gửi một bản tin ANM nội dung trả lời tin nhắn từ thuê bao di động và được MSC xử lý thành bản tin CON gửi cho MS qua BSS. Và BSC cũng gửi đáp lại bản tin CON_ACK. Như vậy một kết nối đả được nối thông cho hai thuê bao ở hai mạng khác nhau. Cuộc đàm thoại bắt đầu nếu bên thuê bao số nhấc ống nghe. Và việc tính cước cũng bắt đầu được tính. Khi một bên kết thúc cuộc gọi. Ở trường hợp này là phía MS một bản tin DISC được gửi tới MSC và chuyển tiếp sang GMSC và qua tổng đài ISDN bằng bản tin REL trong ISUP và đồng thời một bản tin REL (BSSAP) tới cho MS. Đồng thời chấm dứt việc tính cước. Tổng đài ISDN xác nhận bằng việc gửi bản tin RLC (trong phần ISUP) cho MSC thông qua GMSC. MS xác nhận bản tin REL giải phóng kết nối bằng bản tin REL_COM. 2.2.5 Cuộc gọi từ đầu cuối di động a. Đầu cuối di động gọi trong BSS Cuộc gọi MTC (Mobile Terminal Call) mặc dù không xuất phát từ MS nhưng vẩn có nhiều điểm giống MOC tuy nhiên vẩn có nhiều điểm khác nhau: CHAN_REQ của MS trong MTC là sự trả lời cho PAGING_REQ còn trong MOC thì nó là yêu cầu của MS cho khởi tạo cuộc gọi. Bản tin đầu tiên gửi trên một SDCCH mới không phải là CM_SERV_REQ mà là PAG_RSP. Bản tin SETUP trong MTC được khởi tạo từ MSC/VLR chứ không phải từ MS. Một thí dụ về cuộc gọi MTC: Hình 2.35a: Đầu cuối di động gọi trong BSS Khi có một cuộc gọi yêu cầu tới MSC/VLR thì đầu tiên MSC/VLR gửi một yêu cầu PAGING cho tất cả BTS, đây là bản tin quảng bá tìm gọi trạm MS được gọi và nó chứa các thông tin của cả MS gọi lẩn MS bị gọi như IMSI hay TMSI. Các bản tin được chuyển cho các BTS qua các trạm BSC dưới bản tin PAGING_CMD. Nếu một BSC nào đáp ứng tức là có kênh rổi thì nó sẻ gán một kênh điều khiên CCH và chuyển các bản tin đó cho các BTS. Đến trạm BTS chuyển nó thành bản tin yêu cầu cũng vẩn nội dung ấy PAG_REQ. Khi mà tìm được MS bị gọi lập tức nó được gán một kênh điều khiển do BSC chỉ định CCCH và gửi một bản tin trả lời sự phân trang trở lại CHAN_REQ qua BTS nó được mã hoá tính toán khoảng cách MS tới BTS và chuyển thông tin trong bản tin CHAN_RQD tới cho BSC. Sau khi nhận được BSC xử lý và gửi đáp lại một bản tin cho BTS biết về kiểu kênh và số kênh sẽ được gán bằng bản tin CHAN_ACT. BTS xử lý và xác nhận đáp lại một bản tin CHAN_ACT_ACK về số khung cho BSC. Hình 2.35b: Đầu cuối di động gọi trong BSS Để kích hoạt kênh đả được BSC dành riêng trước đó nó gửi bản tin IMM_ASS_CMD cho MS và được BTS gửi trên kênh AGCH. MS xử lý và tham chiếu với yêu cầu của nó trong CHAN_REQ. Sau đó nó gửi bản tin PAG_RSP trong khung SABM trên kênh SDCCH đả thiết lập yêu cầu thiết lập kết nối lớp 2 (LAPDm). Bản tin là trong suốt qua sự xác nhận bản tin UA trở lại cho MS của BTS và chuyển bản tin PAG_RSP qua cho BSC. BSC xử lý một phần (phần nó cần là Mobile Station Classmark) và thêm LAC, CI. Tất cả thông tin được đóng gói trong bản tin CL3I và chuyển nó cho MSC/VLR đang phục vụ, bản tin CR yêu cầu một kết nối SCCP. Nếu MSC có khả năng phục vụ nó sẻ đáp lại bằng bản tin CC, từ đây một kết nối logic giữa MS và MSC/VLR đả được thiết lập. MSC/VLR gửi chuổi số ngẩu nhiên RAND và CKSN trong bản tin AUTH_REQ là trong suốt với BTS và BSC cho MS. MS (chính xác hơn đó là SIM) sau khi nhận được bản tin RAND (số ngẫu nhiên 128bit) từ mạng và kết hợp với khoá mã Ki được lưu trong SIM thông qua giải thuật A3 cho ta SRES 13bit và MS dùng nó gửi trong bản tin AUTH_REQ tới MSC/VLR, đây là một bản tin trong suốt với BTS và BSC. Hình 2.35c: Đầu cuối di động gọi trong BSS VLR sẽ so sánh SRES với giá trị được cung cấp bởi HLR. Sự chứng thực là thành công, nếu cả hai là phù hợp. MSC/VLR sẻ kiểm tra thông tin SRES nếu chứng thực nó sẻ gửi thông tin tới MS và BTS. BTS sau khi nhận được bản tin sẽ giải phóng một ph