6.7 Managing Mobility in Cellular N

6.7 Managing Mobility in Cellular Networks
Having examined how mobility is managed in IP networks, let’s now turn our attention to networks with an even longer history of supporting mobility—cellular
telephony networks. Whereas we focused on the first-hop wireless link in cellular
networks in Section 6.4, we’ll focus here on mobility, using the GSM cellular network architecture [Goodman 1997; Mouly 1992; Scourias 2012; Kaaranen 2001;
Korhonen 2003; Turner 2012] as our case study, since it is a mature and widely
deployed technology. As in the case of mobile IP, we’ll see that a number of the fundamental principles we identified in Section 6.5 are embodied in GSM’s network
architecture.
Like mobile IP, GSM adopts an indirect routing approach (see Section 6.5.2),
first routing the correspondent’s call to the mobile user’s home network and from
there to the visited network. In GSM terminology, the mobile users’s home network
is referred to as the mobile user’s home public land mobile network (home
PLMN). Since the PLMN acronym is a bit of a mouthful, and mindful of our quest
to avoid an alphabet soup of acronyms, we’ll refer to the GSM home PLMN simply
as the home network. The home network is the cellular provider with which the
mobile user has a subscription (i.e., the provider that bills the user for monthly cellular service). The visited PLMN, which we’ll refer to simply as the visited network, is the network in which the mobile user is currently residing.
As in the case of mobile IP, the responsibilities of the home and visited networks are quite different.
• The home network maintains a database known as the home location register
(HLR), which contains the permanent cell phone number and subscriber profile information for each of its subscribers. Importantly, the HLR also contains information about the current locations of these subscribers. That is, if a
mobile user is currently roaming in another provider’s cellular network, the
HLR contains enough information to obtain (via a process we’ll describe
shortly) an address in the visited network to which a call to the mobile user
should be routed. As we’ll see, a special switch in the home network, known
as the Gateway Mobile services Switching Center (GMSC) is contacted by
a correspondent when a call is placed to a mobile user. Again, in our quest to
avoid an alphabet soup of acronyms, we’ll refer to the GMSC here by a more
descriptive term, home MSC.
• The visited network maintains a database known as the visitor location register
(VLR). The VLR contains an entry for each mobile user that is currently in the
portion of the network served by the VLR. VLR entries thus come and go as
mobile users enter and leave the network. A VLR is usually co-located with the
mobile switching center (MSC) that coordinates the setup of a call to and from
the visited network.
6.7 • MANAGING MOBILITY IN CELLULAR NETWORKS 571
In practice, a provider’s cellular network will serve as a home network for its subscribers and as a visited network for mobile users whose subscription is with a different cellular provider.
6.7.1 Routing Calls to a Mobile User
We’re now in a position to describe how a call is placed to a mobile GSM user in a
visited network. We’ll consider a simple example below; more complex scenarios are
described in [Mouly 1992]. The steps, as illustrated in Figure 6.29, are as follows:
1. The correspondent dials the mobile user’s phone number. This number itself
does not refer to a particular telephone line or location (after all, the phone
number is fixed and the user is mobile!). The leading digits in the number are
sufficient to globally identify the mobile’s home network. The call is routed
from the correspondent through the PSTN to the home MSC in the mobile’s
home network. This is the first leg of the call.
2. The home MSC receives the call and interrogates the HLR to determine the
location of the mobile user. In the simplest case, the HLR returns the mobile
Mobile
user
Visited
network
Home
network
Public switched
telephone
network
1
3
Correspondent
VLR
HLR

Kết quả (Việt) 1:

6.7 quản lý tính di động trong mạng di độngCần kiểm tra như thế nào di động được quản lý trong mạng IP, hãy bây giờ chuyển sự chú ý của chúng tôi vào mạng với một lịch sử thậm chí còn hỗ trợ tính di động-di độngcác mạng điện thoại. Trong khi chúng tôi tập trung vào các liên kết không dây đầu tiên-hop ở tế bàomạng trong phần 6.4, chúng tôi sẽ tập trung ở đây trên di động, bằng cách sử dụng kiến trúc mạng di động GSM [Goodman năm 1997; Mouly 1992; Scourias năm 2012; Kaaranen năm 2001;Korhonen năm 2003; Turner 2012] như nghiên cứu của chúng tôi, vì nó là một trưởng thành và rộng rãitriển khai công nghệ. Như trong trường hợp của điện thoại di động IP, chúng ta sẽ thấy một số nguyên tắc cơ bản mà chúng tôi xác định trong phần 6.5 được thể hiện trong mạng GSM củakiến trúc.Như điện thoại di động IP, GSM thông qua một gián tiếp tuyến phương pháp tiếp cận (xem phần 6.5.2),lần đầu tiên định tuyến cuộc gọi của phóng viên cho mạng gia đình của người dùng điện thoại di động và từcó truy cập mạng. Trong thuật ngữ GSM, người sử dụng điện thoại di động nhà mạngđược gọi là người sử dụng điện thoại di động nhà đất công điện thoại di động mạng (Trang chủPLMN). Từ viết tắt của PLMN là một chút của một mouthful, và tâm của quest của chúng tôiđể tránh một súp bảng chữ cái của từ viết tắt, chúng tôi sẽ đề cập đến PLMN nhà GSM chỉ đơn giản lànhư mạng nhà riêng. Nhà mạng là các nhà cung cấp di động mà cácđiện thoại di động người dùng đã đăng ký (ví dụ, nhà cung cấp hóa đơn sử dụng cho các dịch vụ di động hàng tháng). PLMN đã truy cập, mà chúng tôi sẽ chỉ đơn giản là truy cập mạng, là mạng mà người sử dụng điện thoại di động hiện đang cư trú.Như trong trường hợp của điện thoại di động IP, trách nhiệm của các nhà và truy cập mạng là khá khác nhau.• Nhà mạng vẫn duy trì cơ sở dữ liệu được gọi là đăng ký vị trí nhà(HLR), mà có chứa điện thoại di động thường trực số và thuê bao thông tin hồ sơ cho mỗi thuê bao của nó. Quan trọng, HLR cũng chứa thông tin về các vị trí hiện tại của những người đăng ký. Đó là, nếu mộtngười sử dụng điện thoại di động hiện đang chuyển vùng trong một nhà cung cấp mạng di động, cácHLR chứa đủ thông tin để có được (thông qua một quá trình mà chúng tôi sẽ mô tảmột thời gian ngắn) là một địa chỉ trong mạng truy cập để có một cuộc gọi đến người sử dụng điện thoại di độngnên được chuyển. Như chúng ta sẽ thấy, đặc biệt một chuyển đổi trong trang mạng, được biết đếnlà dịch vụ điện thoại di động Gateway chuyển trung tâm (GMSC) liên lạc vớimột phóng viên khi cuộc gọi được đặt cho người dùng điện thoại di động. Một lần nữa, trong quest của chúng tôi đểtránh một súp bảng chữ cái của từ viết tắt, chúng tôi sẽ đề cập đến ở đây GMSC bởi một chi tiếtthuật ngữ mô tả, nhà MSC.• Mạng lưới viếng thăm duy trì cơ sở dữ liệu được gọi là đăng ký vị trí khách truy cập(VLR). VLR chứa một mục nhập cho mỗi người dùng điện thoại di động hiện nay trong cácphần của mạng lưới phục vụ bởi VLR. VLR mục như vậy đến và đi nhưđiện thoại di động người dùng nhập vào và rời khỏi mạng. Một VLR nằm thông thường kết hợp với cácđiện thoại di động chuyển đổi Trung tâm (truyền thông MSC) phối hợp các thiết lập của một cuộc gọi đến và đi từtruy cập mạng.6,7 • QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG MẠNG DI ĐỘNG 571Trong thực tế, một nhà cung cấp mạng di động sẽ phục vụ như là một mạng nhà riêng cho thuê bao của nó và là một mạng truy cập cho người dùng di động có đăng ký là một nhà cung cấp di động khác nhau.6.7.1 định tuyến các cuộc gọi đến một người sử dụng điện thoại di độngChúng tôi bây giờ ở một vị trí để mô tả làm thế nào một cuộc gọi được đặt cho một người dùng mạng GSM điện thoại di động trong mộttruy cập mạng. Chúng tôi sẽ xem xét một ví dụ đơn giản dưới đây; kịch bản phức tạp hơn làđược mô tả trong [Mouly 1992]. Các bước, như minh họa trong hình 6,29, là như sau:1. phóng viên quay số điện thoại của người dùng điện thoại di động. Con số này chính nókhông thể là một đường dây điện thoại cụ thể hoặc vị trí (sau khi tất cả, điện thoạisố cố định và người sử dụng điện thoại di động!). Các chữ số hàng đầu trong sốđủ để xác định các mạng gia đình của điện thoại di động trên toàn cầu. Cuộc gọi được chuyểntừ phóng viên thông qua PSTN với MSC nhà ở của điện thoại di độngmạng gia đình. Đây là chặng đầu tiên của cuộc gọi.2. MSC nhà nhận được cuộc gọi và interrogates HLR để xác định cácvị trí của người dùng điện thoại di động. Trong trường hợp đơn giản nhất, HLR trở về di độngĐiện thoại di độngngười sử dụngSố lượt truy cậpmạng lướiTrang chủmạng lướiKhu vực chuyển sangđiện thoạimạng lưới13Phóng viênVLRHLR

Kết quả (Việt) 2:

6.7 Quản lý di động trong Cellular Networks
Sau khi kiểm tra bao di động được quản lý trong các mạng IP, bây giờ chúng ta chuyển sự chú ý của chúng tôi với các mạng với một lịch sử thậm chí còn hỗ trợ tính di động bào
mạng điện thoại. Trong khi đó, chúng tôi tập trung vào các liên kết không dây đầu tiên-hop trong tế bào
mạng tại mục 6.4, chúng tôi sẽ tập trung ở đây trên di động, sử dụng GSM kiến trúc mạng di động [Goodman 1997; Mouly năm 1992; Scourias 2012; Kaaranen 2001;
Korhonen năm 2003; Turner 2012] là trường hợp nghiên cứu của chúng tôi, vì nó là một trưởng thành và rộng rãi
công nghệ triển khai. Như trong trường hợp của IP di động, chúng ta sẽ thấy rằng một số các nguyên tắc cơ bản, chúng tôi xác định trong mục 6.5 được thể hiện trong mạng GSM của
kiến trúc.
Giống như IP di động, GSM thông qua một cách tiếp cận định tuyến gián tiếp (xem Phần 6.5.2),
đầu tiên định tuyến cuộc gọi của phóng viên cho mạng gia đình của người sử dụng điện thoại di động và từ
đó đến mạng truy cập. Trong thuật ngữ GSM, mạng gia đình những người sử dụng điện thoại di động của
được gọi là mạng điện thoại di động của người sử dụng điện thoại di động nhà đất công cộng (nhà
PLMN). Từ viết tắt PLMN là một chút của một mouthful, và lưu tâm của nhiệm vụ của chúng tôi
để tránh một súp bảng chữ cái của từ viết tắt, chúng tôi sẽ đề cập đến các PLMN GSM nhà chỉ đơn giản
như mạng gia đình. Các nhà mạng là cung cấp dịch vụ di động mà các
người dùng di động có một thuê bao (ví dụ, các nhà cung cấp mà người sử dụng hóa đơn cho dịch vụ di động hàng tháng). Các PLMN thăm, mà chúng tôi sẽ đề cập đến chỉ đơn giản như các mạng truy cập, là mạng mà trong đó người sử dụng điện thoại di động hiện đang cư trú.
Như trong trường hợp của IP di động, trách nhiệm của gia đình và mạng lưới thăm viếng là khá khác nhau.
• Các mạng gia đình duy trì một cơ sở dữ liệu được gọi là đăng ký vị trí nhà
(HLR), trong đó có các số điện thoại di động và các hồ sơ thuê bao thông tin thường xuyên cho mỗi thuê bao của mình. Quan trọng hơn, các HLR cũng chứa thông tin về các địa điểm hiện tại của các thuê bao. Đó là, nếu một
người sử dụng điện thoại di động hiện đang chuyển vùng trong mạng di động của nhà cung cấp khác, các
HLR chứa đủ thông tin để có được (thông qua một quá trình chúng ta sẽ mô tả
trong thời gian ngắn) một địa chỉ trong mạng khách mà gọi điện cho người sử dụng điện thoại di động
nên được chuyển . Như chúng ta sẽ thấy, một chuyển đổi đặc biệt trong mạng gia đình, được biết đến
như các dịch vụ di động Cổng Center (GMSC) Switching được liên lạc bởi
một phóng viên khi cuộc gọi được đặt cho một người dùng điện thoại di động. Một lần nữa, trong việc tìm kiếm của chúng tôi để
tránh một súp bảng chữ cái của từ viết tắt, chúng tôi sẽ đề cập đến GMSC đây bởi một nhiều
hạn mô tả, nhà MSC.
• Các mạng khách duy trì một cơ sở dữ liệu được gọi là đăng ký vị trí khách truy cập
(VLR). VLR chứa một mục nhập cho mỗi người dùng di động hiện đang trong
phần của mạng lưới phục vụ bởi các VLR. Mục VLR vì thế đến và đi như
người sử dụng điện thoại di động vào và rời mạng. Một VLR thường là đồng vị trí với các
trung tâm chuyển mạch di động (MSC) điều phối việc thiết lập các cuộc gọi đến và đi từ
các mạng truy cập.
QUẢN LÝ MOBILITY 6,7 • TRÊN MẠNG CELLULAR 571
Trong thực tế, mạng di động của nhà cung cấp sẽ phục vụ như là một mạng gia đình cho thuê bao của mình và như là một mạng truy cập cho người dùng di động có đăng ký là với một nhà cung cấp di động khác nhau.
6.7.1 Định tuyến cuộc gọi đến một người dùng di động
Chúng ta đang ở một vị trí để mô tả làm thế nào một cuộc gọi được đặt cho một người dùng di động GSM trong một
mạng truy cập. Chúng tôi sẽ xem xét một ví dụ đơn giản dưới đây; kịch bản phức tạp hơn được
mô tả trong [Mouly 1992]. Các bước, như minh họa trong hình 6.29, như sau:
1. Các phóng viên quay số điện thoại của người dùng di động. Con số này tự nó
không đề cập đến một đường dây điện thoại cụ thể hoặc vị trí (sau khi tất cả, điện thoại
số là cố định và người dùng điện thoại di động!). Các chữ số hàng đầu về số lượng là
đủ để xác định trên toàn cầu mạng gia đình của điện thoại di động. Các cuộc gọi được định tuyến
từ các phóng viên thông qua mạng PSTN đến MSC nhà ở của điện thoại di động
mạng lưới nhà. Đây là chặng đầu tiên của cuộc gọi.
2. MSC nhà nhận được cuộc gọi và thẩm vấn HLR để xác định
vị trí của người sử dụng điện thoại di động. Trong trường hợp đơn giản nhất, HLR trả về điện thoại di động
Điện thoại di động
người dùng
truy cập
mạng
Trang
mạng
công cộng chuyển mạch
điện thoại
mạng
1
3
Phóng viên
VLR
HLR