セルラーコンセプト-モビリティ管理

移動局は、選択した一連の要件を満たす最初のBCCHチャネルである受信信号強度の降順でリストを通過することにより、適切なセルを見つけようとします。

セル選択基準

移動局がセルからサービスを受ける前にセルが満たさなければならない要件は次のとおりです。

選択したPLMNのセルである必要があります。移動局は、セルが選択されたPLMNの一部であるかどうかを確認します。
「禁止」されるべきではありません。PLMNオペレーターは、移動局が特定のセルにアクセスすることを許可しないことを決定する場合があります。これらのセルは、たとえば、ハンドオーバートラフィックにのみ使用できます。禁止されたセル情報は、これらのセルにアクセスしないように移動局に指示するためにBCCHでブロードキャストされます。
移動局と選択されたBTSの間の無線パス損失は、PLMNオペレータによって設定されたしきい値を超えている必要があります。
適切なセルが見つからない場合、MSは「限定サービス」状態になり、緊急コールのみを発信できます。

アクティブなモバイルステーションへの呼び出し

アクティブな移動局（MS）が公有地移動ネットワーク（PLMN）のカバレッジエリア内を移動すると、更新手順の場所を使用して、必要に応じて位置を特定できるように移動を報告します。ネットワーク内のモバイルサービススイッチングセンター（MSC）が、そのフローエリアで動作しているモバイルステーションへのコールを確立する必要がある場合、次のことが発生します。

MSの識別コードを含むそのブロードキャストのページメッセージ。ネットワーク内のすべてのベースステーションコントローラ（BSC）がページメッセージの送信を要求されるわけではありません。ブロードキャストは、ロケーションエリアを形成する無線セルのクラスターに限定されます。MSの最後に報告された位置は、ブロードキャストに使用されるロケーションエリアを識別します。
ＭＳは、それが配置されている無線セルによって送信されたページメッセージを監視し、それ自体の識別コードを検出すると、ページ応答メッセージを基地局（ＢＴＳ）に送信することによって応答する。
次に、ページ応答メッセージを受信したBTSを介してMSCとMSの間で通信が確立されます。

場所の更新

Case 1 −場所は更新されません。

ロケーションがロケーション更新の実装を更新しない場合、コストはゼロになります。ただし、MSを見つけるためにすべてのセルをページングする必要があり、この手順は費用効果が高くありません。

Case 2 −位置更新が実装されています。

場所の更新は、ネットワークの要件に従って行われ、時間、移動、または距離に基づく場合があります。この手順には高いコストがかかりますが、MSを見つけるためだけに単一セルまたは少数のセルをページングする必要があり、この手順は費用効果が高くなります。

ネットワーク設定

Public Land Mobile Network（PLMN）の構成は、ネットワークエリア内を移動するアクティブな移動局が引き続きその位置を報告できるように設計されています。ネットワークはさまざまな領域で構成されています-

PLMNエリア
ロケーションエリア
MSCエリア
PLMNエリア

PLMNエリアは、特定のPLMNオペレーターによって陸上移動通信サービスが一般に提供される地理的エリアです。モバイルユーザーは、PLMNエリア内の任意の位置から、同じネットワークの別のユーザーまたは別のネットワークのユーザーへの通話を設定できます。他のネットワークは、固定ネットワーク、別のＧＳＭＰＬＭＮ、または別のタイプのＰＬＭＮであり得る。同じPLMNのユーザーまたは他のネットワークのユーザーも、PLMNエリアでアクティブなモバイルユーザーに電話をかけることができます。複数のPLMNオペレーターが存在する場合、それらのネットワークがカバーする地理的領域が重複する可能性があります。PLMNエリアの範囲は、通常、国境によって制限されます。

ロケーションエリア

ネットワーク全体のページングブロードキャストの必要性を排除するために、PLMNは、カバレッジエリア内でアクティブなMSのおおよその位置を知る必要があります。MSのおおよその位置を単一のパラメータで表すことができるように、ネットワークがカバーする合計エリアはロケーションエリアに分割されます。ロケーションエリア（LA）は、1つ以上の無線セルのグループです。このグループは次の要件を満たしています-

1つのロケーションエリアのBTSは、1つ以上のBSCによって制御できます。
同じロケーションエリアにサービスを提供するBSCは、常に同じMSCに接続されます。
共通のBSCによって制御されるBTSを備えた無線セルは、さまざまな場所に配置できます。

ロケーションエリアアイデンティティ

PLMNブロードキャスト内のすべての無線送信機は、制御チャネルBCCH、ロケーションエリアID（LAI）を介して、サービスを提供するロケーションエリアを識別するコードをブロードキャストします。MSが通話を行っていない場合、MSはその地域の基地局から送信されたBCCHを自動的にスキャンし、最も強い信号を送信しているチャネルを選択します。選択したチャネルによってブロードキャストされたLAIコードは、MSが現在配置されているロケーションエリアを識別します。このLAIコードは、モバイル機器のサブスクライバーIDモジュール（SIM）に保存されます。

MSがネットワーク領域を移動すると、選択した制御チャネルから受信した信号の強度が徐々に低下し、最強ではなくなります。この時点で、MSはドミナントになったチャネルに再調整し、ブロードキャストしているLAIコードを調べます。受信したLAIコードがSIMに保存されているコードと異なる場合、MSは別のロケーションエリアに入り、ロケーション更新手順を開始して変更をMSCに報告します。手順の最後に、SIMのLAIコードも更新されます。

ロケーションエリアIDフォーマット

これは、PLMN内のロケーションエリアを識別するためのロケーションエリアID（LAI）コードです。LAIコードには3つのコンポーネントがあります-

モバイル国コード（MCC）

MCCは、モバイル加入者の居住国（たとえば、インド404）を一意に識別する3桁のコードです。これは、ITU-Tによって割り当てられます。

モバイルネットワークコード（MNC）

MNCは、モバイル加入者のホームGSM PLMNを識別する2桁のコード（GSM-1900の場合は3桁のコード）です。1つの国に複数のGSMPLMNが存在する場合、それぞれに一意のMNCが割り当てられます。それは各国の政府によって割り当てられます。（たとえば、セル1、チェンナイ64）。

ロケーションエリアコード（LAC）

LACコンポーネントは、PLMN内のロケーションエリアを識別します。2オクテットの固定長であり、16進表現を使用してコーディングできます。オペレーターによって割り当てられます。

MSCエリア

MSCエリアは、GSM操作が単一のMSCによって制御されるネットワークの領域です。MSCエリアは、もう1つのロケーションエリアで構成されます。MSCエリアの境界は、その周辺のロケーションエリアの外部境界に従います。したがって、ロケーションエリアがMSCエリアの境界を超えることはありません。

VLRエリア

VLRエリアは、単一のビジターロケーションレジスタ（VLR）によって監視されるネットワークの領域です。理論的には、VLRエリアはもう1つのMSCエリアで構成されます。ただし、実際には、VLRの機能は常にMSCの機能と統合されているため、「VLRエリア」と「MSCエリア」という用語は同義語になっています。

場所関連データベース

ロケーション管理では、MSロケーション関連データを格納するために2つのデータベースが使用されます。

ビジターロケーションレジスター（VLR）
ホームロケーションレジスタ（HLR）

訪問者ロケーション登録

VLRには、そのエリアで現在動作している各MSのデータレコードが含まれています。各レコードには、一連のサブスクライバIDコード、関連するサブスクリプション情報、およびロケーションエリアID（LAI）コードが含まれています。この情報は、エリア内のMSとの間のコールを処理するときにMSCによって使用されます。MSが1つのエリアから別のエリアに移動すると、その監視の責任は1つのVLRから別のVLRに移ります。MSを採用したVLRによって新しいデータレコードが作成され、古いレコードが削除されます。関係するネットワーク事業者間に相互作用協定が存在する場合、データトランザクションはネットワークと国境の両方を越えることができます。

ホームロケーションレジスタ

HLRには、PLMNを運営する組織の有料顧客であるモバイル加入者に関連する情報が含まれています。

HLRは2種類の情報を保存します-

Subscription Information

サブスクリプション情報には、サブスクライバーに割り当てられたIMSIと電話番号、提供されるサービスのタイプ、および関連する制限が含まれます。

Location Information

ロケーション情報には、加入者MSが現在配置されているエリアのVLRのアドレスと、関連するMSCのアドレスが含まれます。

ロケーション情報により、着信コールをMSにルーティングできます。この情報がない場合は、MSが非アクティブであり、到達できないことを示しています。

MSが1つのVLRエリアから別のエリアに移動すると、HLRからコピーされたサブスクリプションデータを使用して、HLRのロケーション情報がMSの新しいエントリで更新されます。ネットワーク事業者間に相互作用協定が存在する場合、関係するデータトランザクションはネットワークと国境の両方を越えて移動できます。

識別番号の種類

位置更新手順の実行中および携帯電話通話の処理中に、さまざまなタイプの番号が使用されます-

モバイルステーションISDN番号（MSISDN）
モバイル加入者ローミング番号（MSRN）
International Mobile Subscriber Identity（IMSI）
一時的なモバイル加入者識別（TMSI）
ローカル移動局ID（LMSI）

各番号は、HLRおよび/またはVLRに保存されます。

モバイルステーションISDN番号

MSISDNは、モバイル加入者に割り当てられた電話番号です。モバイル加入者に電話をかけるためにダイヤルされます。この番号は、移動局が登録されている国（例：インド91）の国番号（CC）と、それに続くネットワーク宛先コード（NDC）と加入者番号（SN）で構成される国番号で構成されます。NDCは各GSMPLMNに割り当てられます。

MSISDNの構成は、モバイル加入者のHLRにメッセージをルーティングするためのSignaling Connection Control Part（SCCP）のグローバルタイトルアドレスとして使用できるようになっています。

移動局ローミング番号

MSRNは、ゲートウェイMSCが、現在ゲートウェイMSISDNの制御下にないMSに着信コールをルーティングするために必要な番号です。モバイルを使用して、終了したコールはMSCゲートウェイにルーティングされます。これに基づいて、MSISDNゲートウェイMSCは、現在訪問しているMSC International Mobile Subscriber Identity（IMSI）にコールをルーティングするようにMSRNに要求します。

MSはそのIMSIによって識別されます。IMSIは、モバイル機器のSIMに組み込まれています。これは、MSがネットワークにアクセスするたびに提供されます。

Mobile Country Code (MCC)

IMSIのMCCコンポーネントは、加入者の居住国を一意に識別する3桁のコードです。これは、ITU-Tによって割り当てられます。

Mobile Network Code (MNC)

MNCコンポーネントは、モバイル加入者のホームGSMPLMNを識別する2桁のコードです。それは各国の政府によって割り当てられます。GSM-1900の場合、3桁のMNCが使用されます。

Mobile Subscriber Identification Number (MSIN)

MSINは、GSMPLMN内の加入者を識別するコードです。オペレーターによって割り当てられます。

一時的なモバイル加入者識別（TMSI）

TMSIは、可能な場合はIMSIの代わりに使用されるIDエイリアスです。TMSIを使用すると、暗号化されていないIMSIコードを無線リンク経由で転送する必要がなくなるため、モバイル加入者の真のIDが機密に保たれます。

VLRは、そのエリアで動作している各モバイル加入者に一意のTMSIコードを割り当てます。VLRによって監視されているエリア内でのみ有効なこのコードは、MSとの間のメッセージで加入者を識別するために使用されます。ロケーションエリアの変更にVLRエリアの変更も含まれる場合、新しいTMSIコードが割り当てられ、MSに通信されます。MSはTMSIをSIMに保存します。TMSIは4オクテットで構成されています。

場所の更新シナリオ

次のロケーション更新シナリオでは、MSが現在登録されているVLR（「新しいVLR」と呼ばれる）とは異なるVLR（「新しいVLR」と呼ばれる）の制御下にある新しいロケーションエリアにMSが入ると想定されています。「古いVLR」）。次の図は、モバイルロケーション更新シナリオの手順を示しています。

MSは新しいセルエリアに入り、ブロードキャストチャネル（BCCH）で送信されているロケーションエリアID（LAI）をリッスンし、このLAIを、モバイルが登録された最後のエリアを表す最後のLAI（SIMに格納されている）と比較します。。

MSは、新しいロケーションエリアに入ったことを検出し、ランダムアクセスチャネル（RACH）を介してチャネル要求メッセージを送信します。
BSSは、チャネル要求メッセージを受信すると、スタンドアロン専用制御チャネル（SDCCH）を割り当て、このチャネル割り当て情報をアクセス許可チャネル（AGCH）を介してMSに転送します。MSがBSSおよびMSCと通信するのはSDCCHを介してです。
MSは、SDCCHを介して位置更新要求メッセージをBSSに送信します。このメッセージには、MS Temporary Mobile Subscriber Identity（TMSI）と古いLocation Area Subscriber（古いLAI）が含まれています。MSは、IMSIまたはTMSIのいずれかで自身を識別できます。この例では、モバイルがTMSIを提供したと想定します。BSSは、ロケーション更新要求メッセージをMSCに転送します。
VLRは、メッセージで提供されたLAIを分析し、受信したTMSIが別のVLR（古いVLR）に関連付けられていることを判別します。登録を続行するには、MSのIMSIを決定する必要があります。新しいVLRは、ロケーション更新要求メッセージで提供された受信LAIを使用して、古いVLRのIDを取得します。また、古いVLRに特定のTMSIのIMSIを提供するように要求します。
ロケーション更新シナリオ-更新HLR / VLRは、MSが新しいVLRの制御下にあり、MSを古いVLRから登録解除できることをHLRに通知する準備ができた時点です。HLR / VLRフェーズの更新の手順は次のとおりです。
- 新しいVLRは、指定されたIMSIが場所を変更し、メッセージに含まれているVLRアドレスにすべての着信コールをルーティングすることで到達できることを通知するメッセージをHLRに送信します。
- HLRは、古いVLRに、指定されたIMSIに関連付けられている加入者レコードを削除するように要求します。リクエストは確認されました。
- HLRは、加入者データ（モバイル加入者の顧客プロファイル）で新しいVLRを更新します。

TMSI再割り当てフェーズのステップ

MSCは、ロケーション更新受け入れメッセージをMSに転送します。このメッセージには、新しいTMSIが含まれています。
MSは、メッセージから新しいTMSI値を取得し、SIMをこの新しい値で更新します。次に、モバイルは更新完了メッセージをMSCに送り返します。
MSCはBSSから、MSCとMSの間のシグナリング接続を解放するように要求します。
MSCは、BSSから明確な完全なメッセージを受信すると、シグナリング接続のその部分を解放します。
BSSは、「無線リソース」チャネル解放メッセージをMSに送信してから、以前に割り当てられたスタンドアロン専用制御チャネル（SDCCH）を解放します。次に、BSSは、シグナリング接続がクリアされたことをMSCに通知します。

場所の更新の周期

MSがLAを変更すると、ロケーションの更新が自動的に行われます。ユーザーがLAの境界を頻繁に越えると、多くの場所の更新が生成される可能性があります。MSが同じLAにとどまっている場合、ネットワークプロバイダーによって定義されているように、時間/移動/距離に基づいてロケーション更新が行われる場合があります。