Network Operation Modes for GPRS
В этой небольшой статье я хотел бы дополнить немного информации по режимам работы радиосети NOM, упоминающимся в статье о возможности совершать и принимать голосовые сервисы во время активной GPRS/EDGE сессии – GPRS не помеха для звонков.
Intro
Как мы помним из указанной выше статьи NOM [Network Operation Modes] настраиваются на стороне контроллера базовых станций – BSC и используются для “роутинга” сигнализации (служебных данных) пакетных и голосовых данных абонента (мобильной станции), а также эти режимы работы контроллера базовых станций очень важны при реализации Gs интерфейса (между SGSN‘ом и коммутатором MSC), который предоставляет возможность абоненту совершать и принимать голосовые сервисы во время активной GPRS/EDGE сессии (более детально об основных интерфейсах SGSN‘а можно узнать из статьи GPRS изнутри. Часть 3).
При реализации Gs интерфейса абонент может совершать комбинированный Combined GPRS Attach (т.е. IMSI/GPRS Attach), тем самы регистрируясь одновременно в голосовой и пакетной сетях оператора.
Paging Co-ordination
Сеть оператора может производить т.н. координацию пейджинга для пакетных и голосовых данных, которая фактически означает, что сигнальные данные (служебная информация) для голосовых сервисов, т.е. Circuit-Switched – CS служебные данные будут отосланы через те же радиоканалы*, что и пакетная сигнализация – Packet-Switched – PS, из-за этого мобильный терминал может мониторить меньше радиоканалов, сохраняя ресурсы. В соответствие с этой ситуацией, определенны следующие режимы работы радиосети:
- NOM I: в этом режиме сеть будет посылать CS пейджинг для абонентов, находящихся в GPRS Attach‘е, через те же радиоканалы, где будет проходить пейджинг пакетных данных, например Packet Paging Channel или CCCH Paging радиоканал или через каналы GPRS трафика. Это означает, что MS может мониторить лишь один пейджинговый радиоканал, а также, что мобильный терминал абонента получит CS пейджинговые сообщения через пакетный канал. К слову, только в этом режиме возможна реализация Gs интерфейса и соответственно, возможности совершать и принимать голосовые услуги во время активной GPRS/EDGE сессии.
- NOM II: в этом режиме сеть будет посылать CS пейджинг для абонентов, находящихся в GPRS Attach‘е, через CCCH радиоканал, а также этот же радиоканал будет использован для GPRS пейджинга. Это означает, что MS может мониторить лишь CCCH канал, но в этой ситуации данные по CS пейджингу будут все также проходить через CCCH радиоканал, даже если абонент “подпишется” на пакетные услуги в сети, т.е. совершит GPRS Attach.
- NOM III: в этом режиме сеть посылает CS пейджинг для абонентов, находящихся в GPRS Attach‘е, через CCCH радиоканал, а также посылает пейджинговые сообщения для пакетных данных (PS), либо через пакетные пейджинговые каналы, если они реализованы на соте, либо через все тот же CCCH пейджинговый радиоканал. Это означает, что если MS должна получать пейджинговую информацию как для пакетных данных, так и для голосовых данных, то необходимо мониторить оба канала, т.е. отдельно пейджинговый радиоканал для пакетной передачи, и отдельно пейджинговый радиоканал для CS данных. В этом случае нет возможности реализовать координацию пейджинга для мобильной станции.
* – Детальная информация по всем радиоканалам, использующимся для GPRS/EDGE данных изложена в статье Радиоканалы под GPRS
Network Operation Mode
Также в случае реализации Gs интерфейса весь MSC-originated paging осуществляется через SGSN, позволяя производить координацию пейджинга. Координация пейджинга должна осуществляться SGSN‘ом по IMSI абонентов, независимо в каком состоянии находится терминал абонента по отношению к сети – READY или STANDBY (более подробно об основных состояниях абонента можно узнать из статьи GPRS MS State Model). В такой ситуации используется режим NOM I.
В случае же отсутствия интерфейса Gs весь MSC-originated paging осуществляется через интерфейс А (между контроллером базовых станций BSC и коммутатором MSC), который изображен на схеме ниже:
В данном случае нет возможности применить координацию пейджинга, поэтому используют следующие режимы:
- NOM II – предполагающий отсутствие Packet Common Control Channel канала на базовой станции
- NOM III – предполагающий, что Packet Common Control Channel канал реализован на базовой станции и что он будет использован для GPRS Paging’а
Режимы работы радиосети передаются в качестве служебной информации для терминала абонента и в принципе должны быть одинаковы для каждой соты в пределах одной Routing Area (RA).
В соответствии с режимами работы радиосети, мобильный терминал абонента должен “выбрать” свой режим работы, а также в соответствие со своими “возможностями” определить тип подключения: только к пакетной сети (GPRS Attach), только к голосовой сети (IMSI Attach), либо к обеим сетям одновременно (Combined Attach).
Location Management Procedure
Опорная сеть оператора – PLMN, предоставляет служебную сигнальную информацию мобильной станции (MS) для того что мобильная станция могла “распознать”:
- когда MS находится в зоне действия уже другой соты, либо другой RA
- когда следует производить обновление своего местоположения – Routing Area Update (RAU)
MS абонента определяет новую соту на основании сопоставления идентификаторов сот (CellID), которые она хранит в своей временной памяти, а точнее в Mobility Management контексте (MM Context). Границы новой Routing Area мобильный терминал определяет по т.н. идентификатору RA – RAI, сохраненному также в MM контексте. MS также все время производит “замеры” гистерезиса мощности радиосигнала от всех сот в радиусе действия которых она сейчас находиться, дабы определить соту с максимальным сигналом.
Когда MS “прыгает” в новую соту, то ей необходимо совершить одно из следующих действий:
- Cell Update** – обновление информации о новой соте
- Routing Area Update (RAU)- обновление информации о новой зоне
- Combined Routing/Location Areas Update – комбинированное обновление информации о зонах, своего местонахождения
** – в случае подключения к пакетной сети (PS Core Network) даже при смене соты происходит Routing Area Update (RAU). Детальная информация по RAU рассмотрена в статье Routing Area Update procedures.
Во всех трех случаях мобильная станция хранит идентификатор текущей соты в своем MM контексте. В случае пересечения границы своей домашней сети – HPLMN, мобильная станция абонента должна совершить либо RAU, либо перейти в состояние – IDLE.
Во время использования режимов NOM II и NOM III, в случае “принятия” решения от MS производить обновления Location Area и Routing Area, MS должна произвести обновление своего местоположения в следующей последовательности:
- LA Update, а затем RA Update, если мобильный терминал относиться к классу А (см. статью GPRS не помеха для звонков)
- либо произвести сначала только LA Update, если MS относиться к классу ниже А
Сообщение на обновление Routing Area (Routing Area Update Request) должно быть послано не зашифрованным, дабы в случае inter-SGSN Update процедур (т.е. при обновлении местоположения абонента, переходящего в зону обслуживания нового SGSN‘а), новый SGSN мог произвести эту операцию.
Небольшой помощник:
BSC – Base Station Controller
BSS – Base Station Subsystem
EDGE – Enhanced Data Rates for GSM Evolution
GPRS – General Packet Radio Service
HPLMN – Home PLMN
IMSI – International Mobile Subscriber Identity
LA – Location Area
MS – Mobile Station
MSC – Mobile Switching Center
PLMN – Public Land Mobile Network
PS – Packet Switched
RA – Routing Area
SGSN – Serving GPRS Support Node
VPLMN – Visitors PLMN
