第4章位置更新4.1 概述在GSM系统中有三个地方需要知道位置信息,即HLR、VLR和MS。
当这个信息发生变化时,需要保持三者的一致,由位置更新流程实现。
位置更新流程是位置管理中的主要流程,总是由MS发起。
位置更新流程是一个通用流程,在如下三类位置更新流程中要使用到:正常位置更新、周期性位置更新、IMSI附着位置更新流程。
正常位置更新用于更新网络侧对于MS的位置区信息,LOCATIONUPDATING REQUEST消息中包含位置更新流程的类型信息。
在网络侧VLR判定MS为未知用户时,会启动正常位置更新流程,作为MM连接建立请求的响应。
为限制位置更新尝试次数,位置更新失败时要使用位置更新attempt counter计数器。
在MS开机或SIM卡刚插入时,该计数器清零。
MS中要保持一个"forbidden location areas for roaming"表和一个"forbiddenlocation areas for regional provision of service"表。
MS关机或SIM卡拔出时,将这两个表删除。
当MS收到位置更新拒绝消息,其原因值为"Roaming notallowed in this location area"或"Location Area not allowed"时,从BCCH上收到的LAI信息触发位置更新请求的LAI要加到相应的表中。
这两个表的容量至少要有10个表项,当表项数目超过表的容量时,最早的表项内容删除。
成功的进行位置更新后,MS在SIM卡中置UPDATED状态位(UPDATED状态表明最后一次位置更新请求成功,同时此时LAI、TMSI,加密的密钥和加密序列号都应该保存在SIM卡中),并存储新的位置区信息。
4.2 位置更新流程正常位置更新、周期性位置更新和IMSI附着位置更新流程基本相同(不同之处在下面各小节中详细描述),流程如下图:C MSS BTBCS图4-1位置更新流程(1) MS在空中接口的接入信道上向BTS发送Channel Request(该消息内含接入原因值为位置更新);(2) BTS向BSC发送Channel Required消息;(3) BSC收到Channel Required后,分配信令信道,向BTS发送ChannelActivation;(4) BTS收到Channel Activation后,如果信道类型正确,则在指定信道上开功率放大器,上行开始接收信息,并向BSC发送Channel ActivationAcknowledge;(5) BSC通过BTS向MS发送Immediate Assignment Command;(6) MS发SABM帧接入;(7) BTS回UA帧进行确认;(8) BTS向BSC发Establishment Indication,该消息中包含了LocationUpdate Request消息内容;(9) BSC建立A接口SCCP链接,向MSC发送Location Update Request,该消息中包含了当前小区的CGI信息;(10) MSC向BSC回链接确认消息;(11) MSC向MS回位置更新接受消息,表明位置更新成功;(12) 在网络侧拒绝本次位置更新时,网络侧下发消息给MS;(13) 若MSC侧选择“位置更新时分配TMSI”为否,则在位置更新的过程中,MS没有“TMSI Reallocation Complete”消息的上报。
(14) 从此处开始网络侧启动信道释放流程,详细解释见释放流程部分。
4.2.1 周期性位置更新周期性位置更新用于通知网络侧MS没有关机,采用正常位置更新流程实现,位置更新类型在LOCATION UPDATING REQUEST消息中给出;MS中的T3212定时器用于周期性位置更新。
如果该定时器没有启动,则MS在每次进入MM IDLE 状态中的NORMAL SERVICE或ATTEMPTing TOUPDATE子状态时,启动该定时器。
MS在离开MM IDLE子状态(MM IDLE状态表明MS处于非激活态,即没有进行任何呼叫流程,仅处于侦听状态,例如当进行主叫、被叫等过程中,MS会离开MM_IDLE状态)时,T3212定时器继续运行直至超时。
在下列情况下,该定时器停止计时(同时MS重置T3212定时器为初始值以便下一次位置更新):- 收到LOCATION UPDATING ACCEPT 或LOCATION UPDATINGREJECT消息时;- 收到AUTHENTICATION REJECT 消息时;- 第一条MM消息(如位置更新接受,CM SERVICE ACCEPT等)收到时,或在MM连接建立加密模式完成时(最近业务状态为LIMITED SERVICE除外);- MS已响应寻呼,并正确地收到除RR消息外的层3消息;- T3212定时器超时;- MS去活(如关机或SIM卡拔出);当T3212定时器超时,则启动位置更新流程。
如果MS在业务状态NO CELL AVAILABLE, LIMITED SERVICE, PLMNSEARCH或PLMN SEARCH-NORMAL SERVICE,并且T3212定时器超时,则MS在离开业务态时再启动位置更新流程。
如果T3212定时器超时时,系统消息指明不使用周期性位置更新,则不启动位置更新流程。
T3212定时器超时值在SYSTEM INFORMATION TYPE 3消息的Control channeldescription IE携载。
MS在NO CELL AVAILABLE, LIMITED SERVICE, PLMN SEARCH 和PLMN SEARCH-NORMAL SERVICE等状态,T3212超时值不变。
在T3212定时器计时时,如果超时值进行更改(如:服务小区的变更、T3212超时值的广播),则MS以当时T3212定时器值模新的T3212值为初始值继续计时;当T3212停止计时时,MS以1~“新的初始值”之间的随机值为初始值重启新的定时器。
4.2.2 IMSI附着位置更新流程IMSI附着位置更新流程是IMSI分离流程的补充,表明MS在网络中处于活动态。
SYSTEM INFORMATION TYPE 3消息中有一个ATT标志,指明IMSI附着和IMSI分离流程是否使用。
如果网络侧指明需要使用IMSI附着和IMSI分离流程,则MS在IMSI激活时触发IMSI附着流程。
当MS在网络覆盖区内进行IMSI激活或MS从非覆盖区进入覆盖区时,当且仅当update status 标志为UPDATED,并且存储的位置区和当前服务小区BCCH上广播的位置区相同时,才触发IMSI附着流程;否则不论ATT标志为何值,MS触发正常位置更新流程。
IMSI附着位置流程采用正常位置更新流程实现。
但位置更新类型必须在LOCATION UPDATING REQUEST消息中指明。
4.2.3 正常位置更新流程正常位置更新流程由MS发起时,所有正在计时的触发位置更新流程定时器停止计时,如:T3211, T3212定时器。
由于此时MS无RR 连接,MM子层向RR子层请求RR连接,并进入WAITFOR RR CONNECTION (LOCATION UPDATE)状态。
MS向网络侧发送LOCATION UPDATING REQUEST消息发起位置更新流程,启动T3210定时器并进入LOCATION UPDATING INITIATED状态,该消息中包含位置更新类型信息。
1. 网络请求MS能力信息网络侧可能会发起类标更新流程获取MS的进一步信息,如加密能力等。
2. 身份请求如果网络侧不能通过TMSI和LAI得到IMSI信息,网络侧可能会发起身份请求流程。
3. 鉴权流程收到LOCATION UPDATING REQUEST消息时,网络侧也可能发起鉴权流程。
4. 加密设置流程如果新的TMSI需分配,则网络侧可能会发起加密模式设置。
5. 位置更新Attempt 计数器当位置更新失败时,为限制位置更新尝试次数,位置更新尝试计数器用于位置更新失败次数的计数,该计数器表示连续失败的位置更新次数。
每一次位置更新失败,该计数器增1;下列情况该计数器清零:- MS开机时;- SIM卡插入时;- 位置更新成功时;- 位置更新带原因值#11, #12 or #13完成时;- 业务状态从ATTEMPTING 向UPDATE改变时;- 进入新的位置区时;- T3212定时器超时时;- 位置更新由CM子层请求触发时;当T3211定时器超时,判断是否重新发起进行位置流程时使用位置更新尝试计数器。
6. 位置更新接受如果网络侧接受位置更新,则向MS发送LOCATION UPDATING ACCEPT 消息。
在身份保密服务激活时,网络可进行TMSI重分配。
分配的TMSI和LAI信息包含在LOCATION UPDATING ACCEPT消息中。
此时,网络侧启动T3250定时器。
MS收到LOCATION UPDATING ACCEPT消息后,存储LAI,T3210定时器停止计时,位置更新尝试计数器清零,置SIM卡中的更新状态标志为UPDATED。
如果消息中包含IMSI,没有给MS分配TMSI,则MS要删除TMSI。
如果该消息中包含TMSI,则MS存储TMSI于SIM中,并向网络侧发送TMSI REALLOCATION COMPLETE。
如果该消息中既不包含TMSI,也不包含IMSI,则MS将延用原TMSI。
如果LOCATION UPDATING ACCEPT 消息中包含的LAI or PLMN ID信息在"forbidden lists"列表中,则删除该列表的这些表项。
7. 位置更新拒绝如果网络侧不接受位置更新,则网络侧将给MS回送LOCATION UPDATING REJECT消息。
MS在收到LOCATION UPDATING REJECT消息后,T3210停止计时,存储被拒绝原因,启动T3240定时器,进入LOCATION UPDATING REJECTED状态,等待网络侧释放RR连接。
释放RR连接后,MS将根据不同的被拒绝原因进行不同的处理:# 2 (IMSI unknown in HLR),# 3 (Illegal MS), or# 6 (Illegal ME):如果被拒绝原因为#2、#3、#6,MS将置位置更新状态为ROAMING NOT ALLOWED,删除TMSI,存储LAI和密钥序列,在关机之前认为IMSI非法。
# 11 (PLMN not allowed):# 12 (Location Area not allowed):# 13 (Roaming not allowed in this location area):如果位置更新被拒绝原因为#11、#12、#13,MS会删除SIM卡中LAI, TMSI 和密钥序列, 位置更新尝试计数器清零,位置更新状态置为ROAMING NOT ALLOWED,存储LAI和PLMN ID于相关禁止列表中,即如位置更新拒绝原因为#11,则将PLMN ID存储于"forbidden PLMN list"中,如位置更新拒绝原因为#12,则将LAI ID存储于"forbidden location areas for regional provision of service"列表中,如位置更新拒绝原因为#13,则将LAI存储于"forbidden location areas for roaming"列表中并且位置更新被拒绝原因为#13,MS在返回MM IDLE后,将重新启动网络选择流程而非消息选择流程。