第十讲
GSM的接续和移动性管理（二）
2
主要内容
? 位置登记和删除
位置登记和删除
4
进行位置登记的原因
在 GSM这样的小区制蜂窝移动通信网中,为了便于管理,划分了若
干不同等级的区域,但无论移动台处于何处,只要是在系统区域内,就应
该能够实现所有的功能,包括越区切换, 自动漫游等 。 为此,网络必须
时刻跟踪并掌握移动台所处的位置,及时更新移动台的相关信息 。 这就
是要进行位置登记和删除的原因 。
移动台位置登记和删除是网络移动管理功能的一个重要方面,其进
程涉及到 MS,BS,MSC和位置寄存器 HLR,VLR,以及相应的接口 。
5
位置登记概念
位置登记是指为了保证网络能够跟踪移动台的运动,掌
握移动台所处的位置,以便在需要时能够迅速连接上移
动台、实现正常通信而必须将其位置信息保存起来,并
及时地进行信息更新。 通常,移动台的位置信息存储在
归属位置寄存器 (HLR)和访问位置寄存器 (VLR)这两个
功能实体中。
6
位置登记概念
1)
当一个移动用户首次入网时,由于在其 SIM卡中找不到
原来的位置区识别码 (LAI),它会立即申请接入网络,向移
动交换中心 (MSC)发送“位置更新请求”信息,通知 GSM
系统这是一个该位置区内的新用户。 MSC根据该移动台发
送的 IMSI中的 H1H2H3信息,向某个特定的位置寄存器发
送“位置更新请求”信息,该位置寄存器就是该移动台的归
属位置寄存器 (HLR)。 HLR把发送请求的 MSC的号码 (即
M1M2M3)记录下来,并向该 MSC回送“位置更新接受”
信息。至此,MSC认为此移动台已被激活,便要求访问位置
寄存器 (VLR)对该移动台作“附着”标记,并向移动台发送
“位置更新证实”信息,移动台会在其 SIM卡中把信息中的
位置区识别码存储起来,以备后用。
7
位置登记概念
B S C
V L R
M S C
H L R
以, 附着, 标记 I M S I
① 位 置 更 新 请 求
③ 位 置 更 新 接 受
② 位 置 更 新 请 求
I M S I 装 入 新 的 M S C
④ 位 置 更 新 证 实B T S
移动台首次登记示意图
8
位置登记概念
2)
位置更新指的是移动台向网络登记其新的位置区,
以保证在有此移动台的呼叫时网络能够正常接续到
该移动台处。移动台的位置更新主要由另一种位置
寄存器 ——访问位置寄存器 (VLR)进行管理。
移动台每次一开机,就会收到来自于其所在位置
区中的广播控制信道 (BCCH)发出的位置区识别码
(LAI),它自动将该识别码与自身存储器中的位置区
识别码 (上次开机所处位置区的编码 )相比较,若相
同,则说明该移动台的位置未发生改变,无需位置更
新 ; 否则,认为移动台已由原来位置区移动到了一个
新的位置区中,必须进行位置更新。
9
位置登记概念
图１ 位置更新示意图
V L R
M S C
B
H L R
V L R
M S C
A
B S C
B
c e l l 2
c e l l 1 c e l l 4
c e l l 5
c e l l 3
B S C
A
B S C
C
10
位置登记概念
(1) 同 MSC/VLR中不同位置区的位置更新。
图１中,移动台由 cell3移动到 cell4中的情况,就属于
同 MSC/VLR(MSC/VLRA)中不同位置区的位置更新。该位
置更新的实质是, cell4中的 BTS通过 BSCA把位置信息传到
MSC/VLRA中。
其基本流程包括,
① 移动台从 cell3移动到 cell4中 ;
② 通过检测由 BTS4持续发送的广播信息,移动台发现
新收到的 LAI与目前存储并使用的 LAI不同 ;
11
位置登记概念
③ 移动台通过 BTS4和 BSCA向 MSCA发送, 我在这里, 位置更新请求信
息 ;
④ MSCA分析出新的位置区也属本业务区内的位置区,即通知 VLRA修
改移动台位置信息 ;
⑤ VLRA向 MSCA发出反馈信息,通知位置信息已修改成功 ;
⑥ MSCA通过 BTS4把有关位置更新响应的信息传送给移动台,位置更
新过程结束 。
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位置登记概念
V L R
M S C
A
c e l l 3
c e l l 4
⑤
④
③
③
⑥
①
③
②
⑥
⑥
B S C
A
B S C
B
13
位置登记概念
(2) 不同 MSC／ VLR之间不同位置区的位置更新。
图１中,移动台由 cell3移动到 cell5中的情况,就属于不同
MSC/VLR(MSC/VLRA和 MSC/VLRB)之间不同位置区的位置更新。
该位置更新的实质是, cell5中的 BTS通过 BSCC把位置信息传到
MSC/VLRB中。
其基本流程包括,
① 移动台从 cell3(属于 MSCA的覆盖区 )移动到 cell5(属于 MSCB
的覆盖区 )中 ;
② 通过检测由 BTS5持续发送的广播信息,移动台发现新收到的
LAI与目前存储并使用的 LAI不同 ;
14
位置登记概念
③ 移动台通过 BTS5和 BSCB向 MSCB发送“我在这里”的
位置更新请求信息 ;
④ MSCB把含有 MSCB标识和移动台识别码的位置更新信
息传送给 HLR(鉴权或加密计算过程从此时开始 );
⑤ HLR返回响应信息,其中包含全部相关的移动台数据；
⑥ 在 VLRB
⑦ 通过 BTS5把有关位置更新响应的信息传送给移动台 (如
果重新分配 TMSI,此时一起送给移动台 );
⑧ 通知 MSC/VLRA删除有关此移动台的数据。
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位置登记概念
V L R
M S C
A
H L R
V L R
M S C
B
c e l l 3
B T S
3
B T S
5
L A I
c e l l 5
①
⑧
④
③
③
③
⑦
⑥
⑥
⑦
⑦
②
B S C
B
B S C
C
16
位置登记概念
3)
如前所述,当移动台移动到一个新的位置区并且在
该位置区的 VLR中进行登记后,还要由其 HLR通知原
位置区中的 VLR删除该移动台的相关信息,这叫做位置
删除 。
17
位置登记概念
4) IMSI分离 / 移动台的国际移动台识别码 (IMSI)在系统的某个 HLR和
VLR及该移动台的 SIM卡中都有存储。移动台可处于激活 (开
机 )和非激活 (关机 )两种状态。 当移动台由激活转换为非激活
状态时,应启动 IMSI分离进程,在相关的 HLR和 VLR中设置标
志。 这就使得网络拒绝对该移动台的呼叫,不再浪费无线信道
发送呼叫信息。 当移动台由非激活转换为激活状态时,应启动
IMSI附着进程,以取消相应 HLR和 VLR中的标志,恢复正常。
18
位置登记概念
5)
周期性位置登记指的是为了防止某些意外情况的发生,进
一步保证网络对移动台所处位置及状态的确知性,而强制移动
台以固定的时间间隔周期性地向网络进行的位置登记。
可能发生的意外情况如, 当移动台向网络发送,IMSI分
离”信息时,由于无线信道中的信号衰落或受噪声干扰等原因,
可能导致 GSM系统不能正确译码,这就意味着系统仍认为该
移动台处于附着状态。再如,当移动台开着机移动到系统覆盖
区以外的地方,即盲区之内时,GSM系统会认为该移动台仍处
于附着状态。
19
如果系统没有采用周期性位置登记,在发生以上两种情
况之后,若该移动台被寻呼,由于系统认为它仍处于附着状
态,因而会不断地发出呼叫信息,无效占用无线资源。
针对以上问题,GSM系统要求移动台必需进行周期性的
登记,登记时间是通过 BCCH通知所有移动台的。若系统没
有接收到某移动台的周期性登记信息,就会在移动台所处的
VLR处以“隐分离”状态给它做标记,再有对该移动台的寻
呼时,系统就不会再呼叫它。 只有当系统再次接收到正确的
周期性登记信息后,才将移动台状态改为“附着”。
位置登记概念
GSM的接续和移动性管理（二）
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主要内容
? 位置登记和删除
位置登记和删除
4
进行位置登记的原因
在 GSM这样的小区制蜂窝移动通信网中,为了便于管理,划分了若
干不同等级的区域,但无论移动台处于何处,只要是在系统区域内,就应
该能够实现所有的功能,包括越区切换, 自动漫游等 。 为此,网络必须
时刻跟踪并掌握移动台所处的位置,及时更新移动台的相关信息 。 这就
是要进行位置登记和删除的原因 。
移动台位置登记和删除是网络移动管理功能的一个重要方面,其进
程涉及到 MS,BS,MSC和位置寄存器 HLR,VLR,以及相应的接口 。
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位置登记概念
位置登记是指为了保证网络能够跟踪移动台的运动,掌
握移动台所处的位置,以便在需要时能够迅速连接上移
动台、实现正常通信而必须将其位置信息保存起来,并
及时地进行信息更新。 通常,移动台的位置信息存储在
归属位置寄存器 (HLR)和访问位置寄存器 (VLR)这两个
功能实体中。
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位置登记概念
1)
当一个移动用户首次入网时,由于在其 SIM卡中找不到
原来的位置区识别码 (LAI),它会立即申请接入网络,向移
动交换中心 (MSC)发送“位置更新请求”信息,通知 GSM
系统这是一个该位置区内的新用户。 MSC根据该移动台发
送的 IMSI中的 H1H2H3信息,向某个特定的位置寄存器发
送“位置更新请求”信息,该位置寄存器就是该移动台的归
属位置寄存器 (HLR)。 HLR把发送请求的 MSC的号码 (即
M1M2M3)记录下来,并向该 MSC回送“位置更新接受”
信息。至此,MSC认为此移动台已被激活,便要求访问位置
寄存器 (VLR)对该移动台作“附着”标记,并向移动台发送
“位置更新证实”信息,移动台会在其 SIM卡中把信息中的
位置区识别码存储起来,以备后用。
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位置登记概念
B S C
V L R
M S C
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以, 附着, 标记 I M S I
① 位 置 更 新 请 求
③ 位 置 更 新 接 受
② 位 置 更 新 请 求
I M S I 装 入 新 的 M S C
④ 位 置 更 新 证 实B T S
移动台首次登记示意图
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位置登记概念
2)
位置更新指的是移动台向网络登记其新的位置区,
以保证在有此移动台的呼叫时网络能够正常接续到
该移动台处。移动台的位置更新主要由另一种位置
寄存器 ——访问位置寄存器 (VLR)进行管理。
移动台每次一开机,就会收到来自于其所在位置
区中的广播控制信道 (BCCH)发出的位置区识别码
(LAI),它自动将该识别码与自身存储器中的位置区
识别码 (上次开机所处位置区的编码 )相比较,若相
同,则说明该移动台的位置未发生改变,无需位置更
新 ; 否则,认为移动台已由原来位置区移动到了一个
新的位置区中,必须进行位置更新。
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位置登记概念
图１ 位置更新示意图
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位置登记概念
(1) 同 MSC/VLR中不同位置区的位置更新。
图１中,移动台由 cell3移动到 cell4中的情况,就属于
同 MSC/VLR(MSC/VLRA)中不同位置区的位置更新。该位
置更新的实质是, cell4中的 BTS通过 BSCA把位置信息传到
MSC/VLRA中。
其基本流程包括,
① 移动台从 cell3移动到 cell4中 ;
② 通过检测由 BTS4持续发送的广播信息,移动台发现
新收到的 LAI与目前存储并使用的 LAI不同 ;
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位置登记概念
③ 移动台通过 BTS4和 BSCA向 MSCA发送, 我在这里, 位置更新请求信
息 ;
④ MSCA分析出新的位置区也属本业务区内的位置区,即通知 VLRA修
改移动台位置信息 ;
⑤ VLRA向 MSCA发出反馈信息,通知位置信息已修改成功 ;
⑥ MSCA通过 BTS4把有关位置更新响应的信息传送给移动台,位置更
新过程结束 。
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位置登记概念
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⑤
④
③
③
⑥
①
③
②
⑥
⑥
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位置登记概念
(2) 不同 MSC／ VLR之间不同位置区的位置更新。
图１中,移动台由 cell3移动到 cell5中的情况,就属于不同
MSC/VLR(MSC/VLRA和 MSC/VLRB)之间不同位置区的位置更新。
该位置更新的实质是, cell5中的 BTS通过 BSCC把位置信息传到
MSC/VLRB中。
其基本流程包括,
① 移动台从 cell3(属于 MSCA的覆盖区 )移动到 cell5(属于 MSCB
的覆盖区 )中 ;
② 通过检测由 BTS5持续发送的广播信息,移动台发现新收到的
LAI与目前存储并使用的 LAI不同 ;
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位置登记概念
③ 移动台通过 BTS5和 BSCB向 MSCB发送“我在这里”的
位置更新请求信息 ;
④ MSCB把含有 MSCB标识和移动台识别码的位置更新信
息传送给 HLR(鉴权或加密计算过程从此时开始 );
⑤ HLR返回响应信息,其中包含全部相关的移动台数据；
⑥ 在 VLRB
⑦ 通过 BTS5把有关位置更新响应的信息传送给移动台 (如
果重新分配 TMSI,此时一起送给移动台 );
⑧ 通知 MSC/VLRA删除有关此移动台的数据。
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位置登记概念
V L R
M S C
A
H L R
V L R
M S C
B
c e l l 3
B T S
3
B T S
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⑧
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③
③
③
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⑥
⑥
⑦
⑦
②
B S C
B
B S C
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位置登记概念
3)
如前所述,当移动台移动到一个新的位置区并且在
该位置区的 VLR中进行登记后,还要由其 HLR通知原
位置区中的 VLR删除该移动台的相关信息,这叫做位置
删除 。
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位置登记概念
4) IMSI分离 / 移动台的国际移动台识别码 (IMSI)在系统的某个 HLR和
VLR及该移动台的 SIM卡中都有存储。移动台可处于激活 (开
机 )和非激活 (关机 )两种状态。 当移动台由激活转换为非激活
状态时,应启动 IMSI分离进程,在相关的 HLR和 VLR中设置标
志。 这就使得网络拒绝对该移动台的呼叫,不再浪费无线信道
发送呼叫信息。 当移动台由非激活转换为激活状态时,应启动
IMSI附着进程,以取消相应 HLR和 VLR中的标志,恢复正常。
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位置登记概念
5)
周期性位置登记指的是为了防止某些意外情况的发生,进
一步保证网络对移动台所处位置及状态的确知性,而强制移动
台以固定的时间间隔周期性地向网络进行的位置登记。
可能发生的意外情况如, 当移动台向网络发送,IMSI分
离”信息时,由于无线信道中的信号衰落或受噪声干扰等原因,
可能导致 GSM系统不能正确译码,这就意味着系统仍认为该
移动台处于附着状态。再如,当移动台开着机移动到系统覆盖
区以外的地方,即盲区之内时,GSM系统会认为该移动台仍处
于附着状态。
19
如果系统没有采用周期性位置登记,在发生以上两种情
况之后,若该移动台被寻呼,由于系统认为它仍处于附着状
态,因而会不断地发出呼叫信息,无效占用无线资源。
针对以上问题,GSM系统要求移动台必需进行周期性的
登记,登记时间是通过 BCCH通知所有移动台的。若系统没
有接收到某移动台的周期性登记信息,就会在移动台所处的
VLR处以“隐分离”状态给它做标记,再有对该移动台的寻
呼时,系统就不会再呼叫它。 只有当系统再次接收到正确的
周期性登记信息后,才将移动台状态改为“附着”。
位置登记概念
