Chương 4: Chuyển giao (handoff), định lại tuyến (rerouting) quản lý định vị (location management) • Chuyển giao định lại tuyến mạng di động – Giới thiệu – Các phương pháp định lại tuyến: • Thiết • lập lại hoàn toàn (Full Re-Establishment) Incremental Re-Establishment (Thiết lập lại bước) • Các thuật toán phát điểm giao (Crossover point) – Prior path knowledge discovery – Backward tracking discovery • Quản lý định vị Chuyển giao định lại tuyến mạng di động • Giới thiệu – Các MH di chuyển tế bào – Khi có phiên truyền thông diễn MH chuyển từ cell sang cell khác, phiên bị gián đoạn – Chuyển giao trình diễn mạng di động cho phép MS khả sử dụng dịch vụ không gián đoạn khả di chuyển vùng phủ sóng BS – Định nghĩa: Handoff trình chuyển giao điều khiển trách nhiệm trì kết nối từ BS sang BS Các phương pháp định lại tuyến • • • Định lại tuyến kết trình chuyển giao Đường gói tin phải cập nhật qua BS MH Định nghĩa: Quá trình thiết lập lại đường kết chuyển giao gọi định lại tuyến Các phương pháp định lại tuyến • Giả sử chuyển giao định lại tuyến khởi hoạt MH đích, MH nguồn giả sử đứng yên • MH đo độ mạnh tín hiệu để biết thời điểm chuyển sang tế bào khác • Điểm giao điểm mà đường kết nối đến BS BS cũ tách • Gợi ý thông báo cho MH trình chuyển giao diễn • Các thuật toán tránh việc làm thứ tự gói tin Ví dụ định lại tuyến Thiết lập lại hoàn toàn (Full Re-Establishment) • FR thực định lại tuyến cách tạo kênh hoàn toàn MH server • Thời gian định tuyến lại phụ thuộc vào số hop MH server Thiết lập lại hoàn toàn gợi ý Thiết lập lại hoàn toàn có gợi ý Thiết lập lại hoàn toàn có gợi ý Thiết lập lại bước (Incremental Re-Establishment) • IR cố gắng tận dụng lại nhiều kết nối thiết lập • Thời gian định tuyến lại phụ thuộc vào khoảng cách điểm giao BS Thiết lập lại bước có gợi ý Xác định điểm giao • Tìm hiểu thuật toán xác định điểm giao – Prior path knowledge discovery (tìm kiếm dựa thông tin đường trước) – Backward tracking discovery (tìm kiếm lần ngược) • Ký hiệu – MIR: switch mà MH chuyển đến – DEST: switch MH đích – SRC: switch cũ MH – CX: Crossover switch Prior path knowledge discovery • • • Dựa vào thông tin nút tuyến từ SRC đến DST MIR chọn CX Mỗi nút tuyến từ SRC đến DST coi điểm đích – Đường ngắn theo số bước từ MIR đến nút tính – Nút có tuyến ngắn nút chọn CX Prior path knowledge discovery Giả sử G=(V,E) biểu diễn mạng ATM (ngoại trừ BS) Giả sử tuyến kết nối từ SRC→DEST O, O tập G V(O)={Oi = SRC, O2, …, Oy = DEST} Begin Cho thông tin nút tuyến SRC→DEST, For each , {i = 1, 2, …, y} Tính toán đường ngắn theo bước từ MIR → Oi Giả sử đường Mi If (Mi ≠ 0) Begin Tính toán Ox, Mx = Ngắn {Mi} Từ CX = Ox Or #Trường hợp có nhiều đường ngắn Begin If Ngắn {Mi} = {Mx, My, …, Mz} Prior path knowledge discovery |Mx| = |My| = … = |Mz| Begin Tính toán đường ngắn từ SRC đến {Ox, Oy, … , Oz} Giả sử đường St Khi CX = Ok Ok = Ngắn nhất{St}, t = {x, y, … , z} có nghĩa chọn CX gần với SRC End End End Else Begin G bị phân mảnh CX tới từ MIR End End Backward tracking discovery • Tiến trình xác định điểm giao khởi hoạt BS cũ • Thuật toán xác định điểm giao lần ngược theo tuyến kết nối từ SRC đến DEST, nút tuyến • Tại nút, thuật toán kiểm tra bảng định tuyến – Nếu nút sử dụng cổng để đến BS cũ BS quay ngược lại nút, switch CX • CX thiết lập phần đường kết nối đến BS Quản lý định vị: mô hình kiến trúc mạng • • • • • Một số trạm sở (BS) kết nối đến điều kiển trạm sở (BSC) Chức BSC: quản lý tài nguyên radio thực chuyển giao (handoff) cấp phát kênh radio cho MT (mobile terminal) MH BSC kết nối với MSC Chức MSC chuyển mạch, điều phối đăng ký định vị phân phát gọi MSC kết nối đến mạng PSTN (Public Switched Telephone Network) mạng tín hiệu SS7 (Signaling System No 7) Quản lý định vị: mô hình kiến trúc mạng • • • Chế độ quản lý định vị dựa phân rã hai cấp, có hai loại CSDL: HLR (Home Location Register) VLR (Visitor Location Register) để theo dõi MT Có HLR người dùng liên kết vĩnh viễn với HLR Có nhiều VLR, VLR lưu thông tin MT (lấy xuống từ HLR) vùng quản lý Quản lý định vị: SS7 • • • Các chức mức quản lý mạng xử lý gọi đăng ký định vị thực nhờ trao đổi thông điệp tín hiệu (signaling messages) qua mạng SS7 Mỗi VLR liên kết với nhiều MSC liên lạc với MSC qua SS7 HLR kết nối với mạng với SS7 qua STP Quản lý định vị • • • Quản lý định vị bao gồm nhiệm vụ chính: đăng ký định vị phân phối gọi Các thủ tục đăng ký định vị cập nhật CSDL định vị HLR VLR, xác minh MT Các thủ tục phân phối gọi xác định vị trí MT dựa thông tin có HLR VLR Quản lý định vị: đăng ký định vị • • • • • • Để phân phối gọi, mạng cần theo dõi vị trí MT Thông tin định vị lưu CSDL: HLR VLR Khi MT di chuyển mạng cần cập nhật CSDL thông tin Quá trình cập nhật gọi đăng ký định vị Mạng chia thành nhiều vùng đăng ký RA (Registration Area), vùng gồm nhiều cell kết nối đến MSC Khi MT vào RA, RA thuộc VLR, ID RA cập nhật VLR Nếu khác: – Đăng ký MT với VLR – Cập nhật HLR với ID VLR – Xoá đăng ký VLR cũ Quản lý định vị: đăng ký định vị • Các thủ tục đăng ký định vị – MT vào RA truyền thông điệp cập nhật định vị cho BS – BS chuyển thông điệp đến MSC, MSC khởi tạo truy vấn đăng ký đến VLR – VLR cập nhật ghi MT Nếu RA VLR VLR xác định địa HLR MT qua MIN Quản lý định vị: đăng ký định vị – HLR thực thủ tục cần thiết để xác minh MT ghi lại ID VLR HLR gửi thông điệp báo nhận đăng ký cho VLR – HLR gửi thông điệp kết thúc đăng ký cho VLR cũ – VLR cũ xoá ghi MT gửi thông điệp báo nhận kết thúc cho HLR Quản lý định vị: phân phối gọi • Hai bước liên quan đến phân phối gọi: – Xác định VLR phục vụ cho MT gọi – Xác định vị trí cell MT gọi • Xác định VLR phục vụ cho MT gọi liên quan đến thủ tục tìm kiếm CSDL – MT gọi gửi tín hiệu khởi tạo gọi đến cho MSC qua BS – MSC xác định địa HLR MT gọi gửi thông điệp yêu cầu định vị đến cho HLR – HLR xác định VLR MT gọi gửi thông điệp yêu cầu tuyến đến cho VLR VLR chuyển tiếp thông điệp đến cho MSC phục vụ MT – MSC tạo TLDN (temporary local directory number) gửi trả lời cho HLR với TLDN – HLR chuyển tiếp thông tin cho MSC MT gọi – MSC gọi yêu cầu thiết lập gọi cho MSC gọi qua SS7 Quản lý định vị: phân trang • • • Do MSC liên kết với RA, RA có nhiều cell, cần có chế để xác định cell MT gọi Phân trang (paging) thủ tục truyền toả tín hiệu cho tất cell RA MT gọi Khi nhận tín hiệu, MT trả lời để MSC xác định cell MT [...]... trong vùng quản lý của mình Quản lý định vị: SS7 • • • Các chức năng mức quản lý mạng như xử lý cuộc gọi và đăng ký định vị đều thực hiện nhờ trao đổi các thông điệp tín hiệu (signaling messages) qua mạng SS7 Mỗi VLR liên kết với một hoặc nhiều MSC và liên lạc với MSC qua SS7 HLR kết nối với mạng với SS7 qua STP Quản lý định vị • • • Quản lý định vị bao gồm 2 nhiệm vụ chính: đăng ký định vị và phân phối... phối cuộc gọi Các thủ tục đăng ký định vị cập nhật các CSDL định vị HLR và VLR, xác minh MT Các thủ tục phân phối cuộc gọi xác định vị trí của MT dựa trên thông tin có trong HLR và VLR Quản lý định vị: đăng ký định vị • • • • • • Để có thể phân phối cuộc gọi, mạng cần theo dõi được vị trí của mỗi MT Thông tin định vị lưu trong 2 CSDL: HLR và VLR Khi MT di chuyển trong mạng cần cập nhật CSDL bằng các... đến BS mới Quản lý định vị: mô hình kiến trúc mạng • • • • • Một số trạm cơ sở (BS) kết nối đến bộ điều kiển trạm cơ sở (BSC) Chức năng chính của BSC: quản lý tài nguyên radio như thực hiện chuyển giao (handoff) và cấp phát kênh radio cho các MT (mobile terminal) hay là MH BSC kết nối với MSC Chức năng của MSC là chuyển mạch, điều phối đăng ký định vị và phân phát cuộc gọi MSC kết nối đến cả mạng PSTN... ký định vị Mạng được chia ra thành nhiều vùng đăng ký RA (Registration Area), mỗi vùng gồm nhiều cell và đều kết nối đến cùng một MSC Khi MT đi vào một RA, nếu RA thuộc cùng một VLR, ID của RA mới được cập nhật trong VLR Nếu khác: – Đăng ký MT với VLR mới – Cập nhật HLR với ID của VLR mới – Xoá đăng ký tại VLR cũ Quản lý định vị: đăng ký định vị • Các thủ tục đăng ký định vị – MT đi vào RA mới và truyền... kết nối đến cả mạng PSTN (Public Switched Telephone Network) và mạng tín hiệu SS7 (Signaling System No 7) Quản lý định vị: mô hình kiến trúc mạng • • • Chế độ hiện tại của quản lý định vị dựa trên phân rã hai cấp, trong đó có hai loại CSDL: HLR (Home Location Register) và VLR (Visitor Location Register) để theo dõi MT Có ít nhất một HLR và người dùng liên kết vĩnh viễn với một HLR Có nhiều VLR, mỗi... được gọi và gửi thông điệp yêu cầu định vị đến cho HLR – HLR xác định VLR của MT được gọi và gửi thông điệp yêu cầu tuyến đến cho VLR VLR chuyển tiếp thông điệp đến cho MSC phục vụ MT – MSC tạo ra TLDN (temporary local directory number) gửi trả lời cho HLR cùng với TLDN – HLR chuyển tiếp thông tin cho MSC của MT gọi – MSC gọi yêu cầu thiết lập cuộc gọi cho MSC được gọi qua SS7 Quản lý định vị: phân... – MT đi vào RA mới và truyền thông điệp cập nhật định vị cho BS mới – BS chuyển thông điệp này đến MSC, MSC khởi tạo một truy vấn đăng ký đến VLR của nó – VLR cập nhật bản ghi của MT Nếu RA của một VLR mới thì VLR mới xác định địa chỉ của HLR của MT qua MIN Quản lý định vị: đăng ký định vị – HLR thực hiện các thủ tục cần thiết để xác minh MT và ghi lại ID của VLR mới HLR gửi thông điệp báo nhận đã... Begin G bị phân mảnh hay là CX không thể tới được từ MIR End End Backward tracking discovery • Tiến trình xác định điểm giao được khởi hoạt bởi BS cũ • Thuật toán xác định điểm giao lần ngược theo tuyến kết nối từ SRC đến DEST, lần lượt từng nút trên tuyến • Tại mỗi nút, thuật toán kiểm tra bảng định tuyến – Nếu nút sử dụng cùng một cổng để đến BS cũ và BS mới thì quay ngược lại một nút, switch này là...Thiết lập lại từng bước không có gợi ý Thiết lập lại từng bước có gợi ý Thiết lập lại từng bước có gợi ý Xác định điểm giao • Tìm hiểu 2 thuật toán xác định điểm giao – Prior path knowledge discovery (tìm kiếm dựa trên thông tin về đường đi trước) – Backward tracking discovery (tìm kiếm lần ngược) • Ký hiệu – MIR: là switch mà MH chuyển đến – DEST: là switch của MH đích... đi bản ghi của MT và gửi thông điệp báo nhận đã kết thúc cho HLR Quản lý định vị: phân phối cuộc gọi • Hai bước chính liên quan đến phân phối cuộc gọi: – Xác định VLR phục vụ cho MT được gọi – Xác định vị trí của cell của MT được gọi • Xác định VLR phục vụ cho MT được gọi liên quan đến các thủ tục tìm kiếm CSDL – MT gọi gửi tín hiệu khởi tạo cuộc gọi đến cho MSC qua BS – MSC xác định địa chỉ của HLR