员工培训6-行动管理.ppt

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Chapter4行動管理MobilityManagement1課程目標個人通訊服務網路中的手機可能隨著使用者到處移動，甚至飛到國外不同系統業者下使用通訊服務。

系統必須追蹤手機的位置，以便隨時提供電話服務，這樣的工作稱為行動管理（mobilitymanagement）。

本章節將針對行動管理給予一般性的概述，說明系統如何追蹤手機（稱為locationtracking），以及當通話中的手機移動時，系統如何將其通話連線由一個基地台轉移到另一個基地台（稱為handoff）。

2章節目錄行動管理議題位置管理通話建立程序交遞管理硬交遞與軟交遞結語作業3Section4.1行動管理議題IssuesofMobilityManagement4PCS網路PCS網路與PSTN最大的差異在於手機會移動。

當手機在自家的管轄範圍內移動，系統要一直追蹤手機的位置，才能在電話來時連接到手機上。

當手機移動到另一家簽訂合作協議的PCS業者的管轄範圍，仍能透過其他系統業者的網路打電話，這動作特別稱為漫遊（roaming）。

為達到這樣的目的，PCS網路上有特殊的元件負責管理手機。

5PCS網路架構的元件圖4-1是典型的個人通訊服務網路，包括下面的元件：

基地台（BaseStation，BS）：

接收來自手機的無線電訊號。

手機與基地台間會建立所謂的無線電鏈結（radiolink）。

行動交換中心（MobileSwitchingCenter，MSC）：

PCS網路上的電話交換機，負責轉接電話至PSTN。

本籍註冊資料庫（HomeLocationRegister，HLR）&客籍註冊資料庫（VisitorLocationRegister，VLR）：

系統業者儲存與管理用戶資料的資料庫，例如記錄手機的目前的位置。

6圖41個人通訊服務網路架構圖7HLR&VLRHLR記錄手機的電話號碼、用戶服務訂購資訊、手機的位置資訊以及服務有效期限。

VLR系統業者將服務範圍切割成數個區域，使用VLR處理位於其轄區內手機的資訊。

只有移動到其管轄範圍的手機才會為其建立資料欄位，並向HLR取得部份手機的資訊，手機一旦離去便刪除其欄位。

最主要儲存手機詳細的位置資訊。

通常VLR會與MSC放置在一起。

HLRVLRVLRVLR8行動管理（MobilityManagement）手機會不斷地移動，所以系統必須隨時追蹤手機的位置，儲存於HLR與VLR之中，相關的工作稱為行動管理。

行動管理分成兩大議題：

位置管理（locationmanagement）交遞管理（handoffmanagement）9位置管理（LocationManagement）負責追蹤與記錄手機位置的工作，稱為位置管理。

當用戶由一個PCS系統移動至另一個PCS系統這樣跨網路系統的行動管理，稱為漫遊管理（roamingmanagement）。

10交遞管理（HandoffManagement）當用戶進行通話時，若手機移動至另一個基地台的涵蓋範圍（coveragearea）時，手機與舊基地台間的無線電鏈結會因為訊號衰減而中斷。

此時手機必須與新的基地台建立另一個無線電鏈結，這個程序稱為交遞（handoff），相關的工作便稱為交遞管理。

11行動管理的通訊協定為了位置管理與交遞管理，PCS系統必須有一套標準，做為手機與網路端各實體元件間溝通的準則。

常見的行動管理的通訊協定：

EIA/TIAIS-41協定主要使用於北美系統，是AMPS、IS-136、cdmaOne和PACS的核心網路。

GSMMobileApplicationPart（GSMMAP）使用於歐規系統，是GSM系統的核心網路。

本章節僅就行動管理給予一般性的概要說明。

12Section4.2位置管理RoamingManagement13打電話手機如何打電話?

發話（callorigination）手機如何接電話?

受話（calltermination）當手機移動時，如何得到手機目前的位置?

如何儲存手機目前的位置?

答案：

註冊與位置更新DatabaseMSC14註冊與位置更新當手機開機或是移動到一個新的區域，手機報告其最新的位置資訊，這個程序稱為註冊（registration）。

網路端則需要修改HLR或VLR中的位置資訊，稱為位置更新（locationupdate）。

當有電話打給手機時，網路端首先必須找到其手機目前的位置，才能完成通話連線的建立，這個步驟則稱為位置追蹤（locationtracking）。

15圖42手機註冊程序16手機註冊的執行流程步驟1.當手機由OldVLR移動至NewVLR時，手機必須向NewVLR註冊。

步驟2.NewVLR向手機所屬的HLR查詢手機的相關資訊，同時通知HLR目前手機的最新位置。

HLR將包含該手機資訊的回覆訊息送回NewVLR。

步驟3.NewVLR通知手機註冊已經成功。

步驟4.在步驟2之後，HLR要求OldVLR執行取消註冊（deregistration）的動作，刪除手機在OldVLR中的相關記錄。

完成後，OldVLR會回覆取消註冊成功的訊息給HLR。

17Section4.3通話建立程序CallSetupProcedure18圖43手機發話程序19發話程序步驟1.手機透過基地台與MSC連絡，並提出撥打電話的請求。

步驟2.MSC把此訊息傳送給VLR。

VLR查詢該手機的資料，確定是否為合法使用者。

步驟3.如果這通電話被VLR所接受，則MSC開始依據標準通話建立程序將電話接到PSTN用戶。

20圖44手機受話程序21受話程序（1/2）步驟1.當PSTN電話撥出手機的號碼後，此電話請求便被送至PSTN上的交換機進行處理。

這個交換機被稱為初始交換機（originatingswitch）初始交換機會將這通電話轉接到具有詢問HLR功能的交換機，代為處理查詢與建立通話的業務。

此交換機會詢問HLR該如何將電話繞送到手機所在的MSC。

HLR查詢自己的資料庫，找到負責此手機的VLR，並詢問VLR如何將電話繞送到手機。

VLR會傳回一個繞路位址（routableaddress）。

透過此繞路位址，即可將電話繞送到手機所在的MSC。

22受話程序（2/2）步驟2.一個繞路位址由VLR送回給HLR，再轉送到PSTN的交換機。

步驟3.依據繞路位址，通話的線路由PSTN的交換機連接至MSC，再由MSC連接至手機，於是語音通道便建立完成。

23Section4.4交遞管理HandoffManagement24交遞將通話線路轉移到新的基地台，由新的基地台負責與手機通訊，這樣的過程稱為交遞。

交遞的過程一定要在相鄰兩個基地台間重疊的涵蓋範圍中執行完畢。

如果舊的無線電鏈結衰減得太嚴重已無法使用，而新的無線電鏈結又尚未建立起來，通話將因此被迫中斷，稱為強迫中斷（forcedtermination）。

25交遞的三個議題交遞偵測（handoffdetection）偵測無線電波的訊號強度是否符合進行交遞的條件，並決定是否應該執行交遞程序。

無線電通道配給（channelassignment）決定手機應轉移至那一個基地台，那一個合適的無線電通道。

鏈結轉移（linktransfer）當無線電通道決定後，手機由舊的無線電通道轉換到新的無線電通道，此轉換過程稱為鏈結轉移。

26交遞偵測甚麼時後要做交遞手機與基地台要隨時偵測無線電鏈結是否仍正常運作。

偵測那些項目字元錯誤指標（WordErrorIndicator，WEI）接收信號強度指標（ReceivedSignalStrengthIndication，RSSI）品質指標（QualityIndicator，QI）27交遞的決定誰來決定是否進行交遞手機控制交遞（Mobile-ControlledHandoff，MCHO）網路控制交遞（Network-ControlledHandoff，NCHO）手機輔助交遞（Mobile-AssistedHandoff，MAHO）28手機控制交遞（MCHO）由手機測量周圍基地台的訊號強度。

由手機啟動交遞的程序，並決定轉換到那一個無線電通道。

例如歐規的DECT以及美規的PACS。

29網路控制交遞（NCHO）由網路端（即基地台等元件）測量周圍基地台的訊號強度。

由網路端啟動交遞的程序，並決定轉換到那一個無線電通道。

網路工作量龐大，交遞執行過程耗費時間。

AMPS以及CT2+等系統因使用FDMA技術，手機在通話時無法轉移到其他頻率進行訊號量測，只能交由網路端進行測量的工作。

30手機輔助交遞（MAHO）由手機測量周圍基地台的訊號強度。

由網路端啟動交遞的程序，並決定轉換到那一個無線電通道。

例如GSM。

請比較三種方式的優劣。

31無線電通道配給若基地台有閒置的無線電通道，系統便會分配給手機，直到通話結束或手機進行交遞，才回收手機所釋放出來的無線電資源。

各種改進方法：

分別考慮交遞要求與初始通話要求。

把一個通道切割給兩個手機使用。

各種無線電通道配給方式的比較服務品質、方法的複雜程度、資料庫查詢的次數以及頻段使用效率。

32鏈結轉移鏈結轉移過程中的兩個重要動作：

手機由舊基地台無線電鏈結轉換至新基地台的無線電鏈結。

網路端必須建立新的通話線路，連結目前的通話線路到新的基地台，並把與舊的基地台間連接的通話線路拆除。

任何一個細節無法完成，就會導致強迫中斷。

MSC舊基地台新基地台33鏈結轉移失敗的原因基地台沒有可用的無線電鏈結。

缺乏網路端的資源，例如MSC沒有可以建立通話連線的橋接器。

在一段時間內手機嘗試做handoff的次數已超過一定次數的限制。

交遞執行的時間太長，手機已經遠離造成斷訊。

34鏈結轉移的分類Intra-BTShandoff：

在同一個BTS下的交遞。

Inter-BTShandoff：

新舊BTS連接到相同的BSC。

Inter-BSChandoff：

新舊BTS連接到不同的BSC，而這兩個BSC連接到相同的MSC。

Inter-MSChandoff（或稱為inter-systemHandoff）：

新舊BTS連接到不同的MSC。

Inter-systemhandoff：

新舊BTS連接到不同的PCS網路。

35圖46Inter-BTShandoff36圖47Inter-BSC鏈結轉移37Inter-BSCHandoff的步驟（1/2）假設系統採用手機控制交遞（MCHO）。

步驟1.手機暫停通話，選擇一個新的基地台（BTS3）的閒置無線電鏈結通道，送出要求交遞的信號給新的基地台。

在等待網路端運作的時候，手機繼續使用舊基地台（BTS2）的連線進行通話。

38Inter-BSCHandoff的步驟（2/2）步驟2.新基地台將信號轉送給MSC。

MSC向舊的基地台取得手機的加密資料，並將此資料傳送到新的基地台。

MSC負責橋接（bridge）通話線路至新基地台，透過舊基地台通知手機從舊的無線電鏈結轉移到新的無線電鏈結。

步驟3.手機轉換到新的基地台後，便通知網路端將使用新的無線電鏈結來恢復通話。

步驟4.收到交遞完成的信號後，網路端移除舊的無線電通道，釋放相關的網路資源。

39圖48Inter-MSC鏈結轉移40Inter-MSCHandoff的步驟（1/2）假設採用網路控制交遞（NCHO）。

步驟1.MSCA請求MSCB對手機進行無線電波訊號強度的量測。

MSCB選擇BS3，要求BS3對手機進行測量。

MSCB將測得的數值及相關資訊回傳給MSCA。

41Inter-MSCHandoff的步驟（2/2）步驟2.MSCA發現BS3測得的手機訊號更佳，便啟動鏈結轉移的程序。

MSCA請求MSCB建立與手機間的無線電鏈結。

步驟3.MSCA送給手機一個交遞的命令和相關參數，要求手機換到BS3的管轄範圍，因此手機便試著與BS3建立連線。

當手機成功連上BS3後，MSCB通知MSCA交遞程序已經成功。

最後，MSCA將傳送語音的線路連接至MSC