位置更新（LOCATION UPDATE）

转自： http://blog.sina.com.cn/s/blog_482ee6ea01000cge.html

立即指配(RR连接)结束后，将向网络发送三层业务请求。

 

三层业务请求

    当BSC收到建立指示后便向MSC发出第一条三层业务请求消息（COMPLETE L3 INFO），具体说该消息为：

     位置更新请求（LOCATION UPDATE REQUEST）

     CM业务请求（CM SERVICE REQUEST）

     寻呼应答（PAGING RESPONSE）

     IMSI分离（IMSI DETACH）

 

移动性管理程序（MM）公共程序包括：

    鉴权程序

    识别程序

    TMSI再分配程序

    IMSI分离程序

   

位置更新属于MM的特定程序

 

位置更新涉及的参数及定义：

 

LAI（位置区识别码）结构示意图

MCC	MNC	LAC
3位数字	3位数字	最大16Bit

 

    MCC：移动国家码中国460

    MNC：移动网号移动01 联通02

    LAC：位置区号码

    注意：LAI与LAC的区别，其中位置更新中使用的是LAI。

          LAC将在每个小区广播信上的系统消息中发送

          message 3:小区识别CELLID+LAI区识别+控制信道描述

                    +小区选择+小区选择参数+RACH控制参数

          message 4:LAI区识别+小区选择参数+RACH控制参数

                    +CBCH信道描述+CBCH移动配置

 

LAC位置区划分原则：

    保证不会产生寻呼负荷过高的前提下尽量降低位置更新次数。

 

LAC位置区设置经验：

    位置区设置过小，移动台位置更新过程增多，系统信令流量增大。

    位置区设置过大，寻呼信道负荷过重，同时也将增加Abis接口上的信令流量。

 

强制登记：当移动台进行小区重选后，发现SIM卡中位置区与小区广播的位置区（LAI）不同时，移动台需把这种变化通知给网络。

 

 

    当称动台由一个位置区移动到另一个位置区时，必须在新位置区进行登记，也就是说当移动台发现存储器中的LAI与接收到的当前小区的LAI不同，就需进行位置更新。

 

位置更新分类（根据网络对位置更新的标识不同）：

    正常位置更新（越位置区位置更新）

    周期性位置更新（T3212更新）

    IMSI附着（用户开机时进行）

    注：位置更新请求（LOCATION UPDATING REQUEST）中位置更新类型信息单元将分别指示进行何种类型的位置更新。

 

正常位置更新（越位置区位置更新）

 

启动原因：

    VLR中MS的状态未知

    MS从一个LAI小区重选至另外一个LAI小区

 

VLR内部位置更新

 

VLR内部位置更新不需要提供IMSI号码，在VLR中进行，不需要通知HLR.

 

位置更新请求[1]

    在初始化过程中，MS向网络发送的SABM帧携带的初始化报文中注明接入原因为位置更新请求（LOCATION UPDATING REQUEST），并携带MS的TMSI号码及LAI号码，并标注为正常位置更新。

位置更新消息[2]

    MSC收到MS发送的位置更新请求后，将向VLR发送位置区更新（MAP UPDATE LOCATION AREA）消息。

位置更新处理[3]

    VLR收到位置更新消息后进行位置更新处理，VLR将更新MS位置消息并存储新的LAI号码，并根据需要给移动台分配一个新的TMSI号码（此时进入TMSI再分配程序）。

    注意：此时TMSI再分配命令也可以不携带新的TMSI号码，MS将使用以前的TMSI号码。

位置更新确认消息[4]

    当收到MS发送给网络的TMSI再分配完成消息后，VLR将向MSC发送位置区更新确认（MAP UPDATE LOCATION AREA ACK）消息。

位置更新接受消息[5]

    MSC收到该消息后则向MS发送位置更新接受消息（LOCATION UPDATE ACCEPT），之后释放信道，完成位置更新。

 

 

越VLR的位置更新

 

PVLR=位置更新前MS所属的VLR。

 

TMSI更新

 

位置更新请求[1]

    在初始化过程中，MS向网络发送的SABM帧携带的初始化报文中注明接入原因为位置更新请求（LOCATION UPDATING REQUEST），并携带MS的TMSI号码及LAI号码，并标注为正常位置更新。

位置更新消息[2]

    MSC收到MS发送的位置更新请求后，将向VLR发送位置区更新（MAP UPDATE LOCATION AREA）消息。

TMSI在VLR不确认[3]

    当VLR从MSC收到位置更新消息中的TMSI未知，则：

    VLR位置信息确认=不确认 

    将发起HLR更新。

TMSI在HLR不确认[3’]

    当VLR从来没有凳记过该用户，则：

    HLR位置信息确认=不确认

    根据旧TMSI和LAI号算出PVLR地址

发参指示[3’-1]

    向PVLR启动一个请求IMSI和鉴权参数的发参数指示（MAP SEND IDENTIFICATION）。

发参指示响应[3’-2]

    PVLR将回发该移动台的IMSI和鉴权参数。

发参指示未响应[3’-2’]

    当新VLR由于种种原因无法获得IMSI号码。则向MS发出识别请求，进入MM识别程序，请求MS提供IMSI。

HLR更新[4]

    VLR得到IMSI后，将向MS所属的HLR发出位置更新（MAP UPDATE LOCATION）消息，此消息中包括MS的标识及相关信息，以便HLR查询数据及建立路径。

鉴权加密TMSI再分配[5]

    VLR将对MS进行鉴权加密，并根据需要给移动台分配一个新的TMSI号码（此时进入TMSI再分配程序）。

    注意：此时TMSI再分配命令也可以不携带新的TMSI号码，MS将使用以前的TMSI号码。

PVLR删除位置[5’-1]

    HLR收到更新消息后，并且MS在新的VLR有正常业务权限，则HLR存储当前的VLR号码，并向PVLR发出删除位置（MAP/D CANCEL LOCATION）消息。

PVLR删除位置确认[5’-2]

    PVLR收到删除位置消息后，将删除该MS的所有信息，并向HLR发送删除位置确认（MAP/D CANCEL LOCATION RESULT）消息。

插入用户数据[6]

    当完成鉴权加密TMSI再分配后，HLR将发起插入用户数据（MAP INSERT SUBSCRIBER DATA）消息，为VLR提供所需用户信息，包括鉴权参数等。

插入用户数据响应[7]

    VLR收到所需信息后，将向HLR发送插入用户数据响应（MAP INSERT SUBSCRIBER DATA ACK）消息。

HLR更新确认[8]

    当HLR收到VLR插入用户数据响应后，则向VLR发出更新确认消息（MAP UPDATE LOCATION ACK）

位置更新确认消息[9]

    之后VLR将向MSC发送位置区更新确认（MAP UPDATE LOCATION AREA ACK）消息。

位置更新接受[10]

    MSC收到该消息后则向MS发送位置更新接受消息（LOCATION UPDATE ACCEPT），之后释放信道，完成位置更新。

 

IMSI更新

当用户识别为IMSI时：

   IMSI在HLR不确认

    当VLR从MSC收到位置更新消息中的IMSI未知，则：

    HLR位置信息确认=不确认 

    将发起HLR更新

   LAI在VLR核查

    当收到IMSI是已知的， VLR则检查从MSC接收的们前一个位置区标识（LAI）是否属于此VLR，如果不属于则：

   HLR位置信息确认=不确认 

   将发起HLR更新。

    注意：当以上两种情况发生时，均要进行鉴权检查。

周期性位置更新（T3212更新）

 

    周期位置更新发生在当网络在特定的时间内没有收到来自移动台任何信息。比如在某些特定条件下由于无线链路质量很差，网络无法接收移动台的正确消息，而此时移动台还处于开机状态并接收网络发来的消息，在这种情况下网络无法知道移动台所处的状态。为了解决这一问题，系统采取了强制登记措施。如系统要求移动用户在一特定时间内，例如一个小时，登记一次。这种位置登记过程就叫做周期位置更新。

    注意:

    当T3212逾时后，MS启动周期性位置更新，进入位置更新程序。

    周期性位置更新信令流程与正式常位置更信令流程是一致的。

 

网络失去与MS的联系原因：

    移动台开机移动至网络盲区，网络仍会认为IMSI附着（用户开机）；

    移动台IMSI分离（关机）时，无线路径上行链路故障，网络不能正确译码，网络仍会认为IMSI附着（用户开机）；

    移动台突然掉电，网络仍会认为IMSI附着（用户开机）；

注意：

    当网络发现VLR标识IMSI附着的移动台在一段时间内，没有与网络进行任何联系，将更改为该移动台标识为隐含关机状态。

 

周期性位置更新的目的：

    周期性的通知网络MS的可用性。

    迫使移动台在经过一定时间后，自动向网络报告它目前的位置，这样网络就可以随时了解移动台的当前状态。

 

T3212周期性位置更新定时器（8bit）：

当T3212超时，将进行周期性位置更新。

     T3212=（1-255）*6分钟

注意：

    T3212=0表示无容大，即本小区无周期性位置更新。

    T3212不宜取得太小，小于30分钟（除0以外）可以对网络产生灾难性的影响。

T3212应小于网络对VLR中标识为IMSI附着用户查询周期值，建议IMSI附着用户查询周期是T3212的两倍。

    当MS关机时，MS将会将T3212的值保存在SIM卡中，下次开机后继续计时。

    T3212的取值将在每个小区广播信上的系统消息3中发送.

        message 3:小区识别CELLID+LAI区识别+控制信道描述

                  +小区选择+小区选择参数+RACH控制参数

        message 4:LAI区识别+小区选择参数+RACH控制参数

                  +CBCH信道描述+CBCH移动配置

    T3212为小区级参数，因此同一个LAC内可存在不同T3212值，当发生小区重选时至T3212不同小区时，将触发相应算法重新计算T3212当前值。

 

T3212复位至0:

      收到位置更新请求或位置更新拒绝请求

      收到第一个MM消息，或存在MM连接时，加密过程完成

      MS响应寻呼，接收到第一个正确的三层消息（RR消息除外）

      T3212逾时

      MS关机/开机

 

T3212设置经验：

    周期性位置更新越短网络总体服务性能越好，但会加大网络信令流量，无线资源利用率降低，还会增大MS的功耗。

    建议在业务量和信令流量较大地区，可选择较大的T3212（6H、10H、甚至15H）。

    业务量大，信令流量低的地区，可选择较小的T3212（1-3H）

    业务量严重超出系统容量的地区，可选区择T3212=0

    T3212应小于网络对VLR中标识为IMSI附着用户查询周期值，建议IMSI附着用户查询周期是T3212的两倍，但如果IMSI附着用户查询周期远大于T3212将会影响到系统的寻呼成功率。

 

周期性位置更新需要特别注意的几点说明：

    当T3212逾时后，MS启动周期性位置更新，进入位置更新程序。并将T3212清零，从新计时。

    当3212逾时时，MS处于无可用小区、有限服务、搜索PLMN的状态时，MS将延时启动位置更新，直到脱离这些状态。

    当MS处于无可用小区、有限服务、搜索PLMN的状态时，T3212的值当保持原值不能改变。

 

同LAC不同T3212算法：

    当MS在同一个LAC中进行小区重选时，如果T3212在两个小区设置不同时（或人为改变当前小区T3212逾时值），将进行相应计算后重新定义T3212值：

    旧小区 T3212=T

    新小区 T3212逾时值=TT

    则：   T3212=TmodTT

注意:

    当MS处于激活状态，此时定时器不在计时中（如通话中改变该小区T3212值），改变T3212值时，T3212将在0-TT之间选取一个随机数启动。

 

IMSI附着

 

    MS开机时，MS将把自己的开机状态通知给网络，向网络发送IMSI附着（IMSI ATTCTCH）的报文。网络收到该消息后将注明用户状态，以便当寻呼发生时，可以发起寻呼。

    IMSI的附着与分离就是在MSC/VLR中用户记录上附加一个二进制标志。

    IMSI附着：标志为允许接入

    IMSI分离：标志为不可接入

 

    当用户开机时发现SIM卡中LAI与网络LAI号一致，则进行IMSI附着，其过程与VLR内部位置更新过程基本一样，不同的是，仅在位置更新请求（LOCATION UPDATING REQUEST），标注为IMSI附着。

注：IMSI附着、分离是系统的一个可选项。

 

位置更新尝试计数器：

    为了限制位置更新尝试的数目（不成功），MS定义了尝试计数器，尝试计数器用于确定T3212逾时后是否进行位置更新的重新尝试。

    更新失败尝试计数器加1

    计数器复位：

    MS开机

    插入SIM

    成功完成位置更新

    完成位置更新，并在业务状态由ATTEMPTING至UPDATE

    进入新的位置更新区域

    T3212逾时

    位置更新由CM业务层启动

 

网络位置更新不接受：

    若位置更新不接受，MS将停止T3210，并存储拒绝原因，启动T3240，进入位置更新拒绝状态，等待由网络触发的RR连接释放,拒绝的原因：

    IMSI在HLR中未知、非法MS、非法ME

     MS将更新状态设置为漫游不允许（POAMING NOT ALLOWED），删除TMSI、LAI、加密序列号，并认为SIM卡是无效的直到关机或拔出SIM卡。

    PLMN不允许、位置区不允许、此位置区国内漫游不允许

     MS将更新状态设置为漫游不允许（POAMING NOT ALLOWED），删除SIM卡中LAI、TMSI、加密序列号，复位尝试计数器，

注意：

    如MS收到是此位置区国内漫游不允许，将返回到MM IDLE后进行PLMN选区择而不是小区选择。

 

位置更新后的RR连接释放：

    当完成位置更新程序后，MS将启动T3240，进入等待网络命令阶级，等待RR连接的释放。

    当T3240逾时，MS仍未收到网络的RR连接释放命令，MS将废止RR连接。

注意：无论是由网络还是MS释放RR连接，MS都将进入空闲状态。

 

位置更新异常情况

   MS侧：

   1)接入等到级控制的禁止接入：不能启动位置更新程序，MS驻留在所选业务小区，应用正常小区重选程序。当禁止状态结束后或小区改变时尽早启动位置更新程序

   2)随机接入延迟：当收到立即指配拒绝消息后，不能启动位置更新程序，MS驻留在所选业务小区，并使用正常小区选择程序。当T3122逾时，尽早启动位置更新程序

   3)随机接入失败：启动T3213，逾时后启动位置更新程序

   4)RR连接故障：中止位置更新程序

   5)T3210逾时：中止位置更新程序和RR连接

   6)正常结束前RR释放：中止位置更新程序

   7)其它原因选成的位置更新拒绝：MS等待网络发起RR连接释放

注意：

    当发生4-7异常情况后，MS停止T3210，中断RR连接，尝试计数器加1。

    1)当更新状态为已更新，存储LAI等于以前小区接收到的LAI，且尝试计数器为4，MS将保持已更新状态，RR连接释放后的MM空闲状态为正常业务。MS并存储位置更新类型，在RR连接释放后，启动T3211，当T3211逾时后，MS重新启动位置更新程序，位置更新的类型为MS存储的位置更新类型。

    2)若更新状态不是已更新，或存储的LAI与BCCH上接收到的LAI不一致，或尝试度数器大于等于4。

    当RR连接释放后，MS删除SIM中的LAI、TMSI、加密序列号，将更新设置为未更新，并时入MM空闲子状态尝试更新。

    如果尝试计数器小于4，当RR连接释放时将启动MS存储的T3211，否则启动存储的T3212。

网络侧：

   RR连接故障：

    RR连接故障发生在公共程序时（如TMSI再分配），网络应根据公共程序描述执行。

    RR连接故障发生在非公共程序时，MS的位置更新将废止。

   协仪错误：

   收到位置更新请求消息有协仪错误，网络则发送位置更新拒绝消息，拒绝原因为：

       1)强制性信息单元错误

       2)信息单元不存在或无法实现

       3)无效信息单元内容

       4)协仪错误，未规定

    然后网络启动信道释放程序。

 

位置更新容易混乱的问题：

    在跨LAC进行位置更新时，先进行小区重选，再进行位置更新。

    当切换到另外一个LAC时，将在通话结束后，再进行位置更新。

    当位置更新失败时，将会引发用户隐含关机，并当用户处于隐含关机状态，用户将无法响应寻呼。

    MS周期位置更新只能发生在MM Idle状态，并且在限制服务，PLMN搜寻服务，没有小区驻扎等状态都不可以进行。

    所有位置更新均由MS发起。

    TMSI再分配为位置更新的一部分。