CS域位置更新简要分析

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由于MS/UE的移动性，要求网络对此特性给以支持及管理。其最终目的就是确定MS/UE当前位置及使MS/UE与网络的联系达到最佳状态。移动用户要求改变与小区和网络联系的特点称为漫游。在漫游期间，根据MS/UE当前状态的不同，可分为位置管理及切换管理。

当MS/UE处于空闲模式时，怎样确定其位置是很重要的。只有明确知道MS/UE当前位置，才能在呼叫时迅速建立主叫MS/UE与其的连接。

位置管理使网络保持跟踪移动台当前实际所处的位置并存储位置信息。位置信息存储在HLR、MSC/VLR和移动台（SIM/USIM卡）中，位置管理流程确保三个实体保存的相关的位置信息的统一性。

其中HLR主要存储移动用户的签约数据和位置信息（MSC Server、VLR号码）。VLR主要存储移动用户相关信息，包括从HLR下载的移动用户签约数据和位置信息、用户状态信息。MSC Server处理移动用户的位置登记流程，与VLR进行数据交互。移动台存储其所在的位置区。

位置管理协议位于HLR与MSC Server/VLR之间、MSC Server/VLR与移动台之间。HLR与MSC Server/VLR之间采用SS7信令的移动应用部分（MAP）协议，MSC Server/VLR与移动台之间采用移动管理的无线接口第3层协议（RIL3-MM）。

位置管理包含一些基本的流程：鉴权、到前VLR（PVLR）取用户识别、到HLR取鉴权集、位置删除、插入用户数据、隐式IMSI分离和用户清除。其中几个基本的流程根据触发条件组合，可以完成位置管理的主要流程－位置更新。

&  说明：

后面的位置管理流程的以GSM位置更新为例进行介绍，UMTS的位置更新流程与此相似。

位置管理的主要流程

CS域位置管理的主要流程是位置更新。根据位置更新情况的不同，CS域位置更新可分为如下几种：普通位置更新、周期性位置更新、IMSI附着。

一、 普通位置更新

普通位置更新指移动台在开机或移动过程中，收到的位置区标识与移动台中存储的位置区识别不一致时，移动台发起位置更新请求通知网络更新该移动台的位置区识别。

根据位置更新请求消息中位置区是否属于同一MSC Server/VLR的位置区，是否需要IMSI参与，位置更新流程分为：同一个MSC Server/VLR区域内部的位置更新、跨越不同MSC Server/VLR区域的使用IMSI发起的位置更新、跨越不同MSC Server/VLR区域的使用TMSI发起的位置更新。

1、 同一个MSC Server/VLR区域内部的位置更新（仅涉及VLR）

同一个MSC Server/VLR区域内部的位置更新（仅涉及VLR）

① MS发起位置更新请求LOCATION UPDATING REQUEST，消息中携带MS的TMSI/IMSI、LAI号且注明是普通位置更新类型。

② MSC Server向VLR发送位置区更新UPDATE LOCATION AREA消息。

③ VLR发起鉴权、加密流程，该流程可选。

④ VLR进行位置更新处理，更新MS的位置消息，存储新的LAI号，并向MSC Server发送位置更新确认消息UPDATE LOCATION AREA ACK。

⑤ MSC Server向MS发送位置更新接收消息LOCATION UPDATING ACCEPT，同时携带TMSI号码。

⑥ MSC Server释放信道资源，完成位置更新流程。

2、  跨越不同MSC Server/VLR区域的位置更新（不能从PVLR取得用户数据）

MS从MSC Server-A的一个位置区（LAI-1）移动到MSC Server-B的一个位置区（LAI-2）, 当MS进入新的VLR或MS首次登录，或相关网络数据丢失，此时MS使用IMSI发起位置更新。

跨越不同MSC Server/VLR区域的位置更新（IMSI更新）

① MS移动到MSC Server-B的位置区（LAI-2），监听BCCH信道的新位置区信息，发现和SIM卡上的MSC Server-A的位置区（LAI-1）信息不同。

② MS向MSC Server-B发送带IMSI的位置更新请求消息LOCATION UPDATING REQUEST。

③ VLR-B发起D接口位置更新消息UPDATE LOCATION。

④ HLR向PVLR发删除位置消息CANCEL LOCATION，PVLR收到消息后删除该MS的所有消息，并向HLR回送删除位置确认消息。

⑤ HLR向VLR-B插入用户数据，VLR-B登记该MS信息，IMSI、LAI等签约信息。

⑥ HLR向MSC Server-B回送带HLR号的位置更新确认消息UPDATE LOCATION ACK。

⑦ MSC Server-B向MS发送LOCATION UPDATING ACCEPT消息通知其修改SIM卡中的LAI。

⑧ SIM卡位置更新确认。

位置更新结果：

① SIM卡中的LAI改变为：LAI-2

② HLR中登记了该MS目前的位置信息：MSC Server-B/VLR-B号码

③ 新的VLR-B中存储了该用户签约数据、位置信息和状态信息

④ PVLR中的该用户数据彻底删除

3、 跨越不同MSC Server/VLR区域的位置更新（涉及VLR和HLR、TMSI发起位置更新）

MS从MSC Server-A的一个位置区（LAI-1）移动到MSC Server-B的一个位置区（LAI-2）（IMSI可以从PVLR获得用户数据）

跨越不同MSC Server/VLR区域的位置更新（TMSI更新）

① 当MS进入新的位置区（VLR-B）并使用前一个VLR(PVLR)分配的TMSI来请求位置更新时，VLR-B为了得到该MS所属的HLR地址而必须从PVLR获得该MS的“IMSI”，故此时位置更新将涉及VLR-B，PVLR和HLR。

② 该流程比前一个流程图多了向前VLR（PVLR）取用户识别流程，其它与前面的一致。

二、 周期性位置更新

当移动台突然进入网络覆盖不到的区域，或者突然掉电，移动台还来不及发送RIL3-MM IMSI DETACH消息就和网络分离。显然，在这种情况下，VLR是无法给IMSI置分离标记的，如果该IMSI做被叫，电路资源和无线资源就要被浪费。

解决这个问题的办法是：移动台发起周期性位置更新流程，即任何移动台无论是否进入新的位置区，都要定时（例如每隔30分钟）发起一次位置更新流程，指定的周期到时后，没有发起周期性位置更新流程，则VLR将该IMSI置为分离。周期性位置更新的周期可以人为设定，从6分钟到24小时不等，甚至可以设为无穷大（不作周期性位置更新）。

MSC SERVER的实现是在VLR中设置IMSI分离的时间，超过此时间后，VLR认为手机已经关机，于是将该IMSI置为分离。周期性位置更新的时间，是在BSC/RNC中设置的。VLR中设置的IMSI分离的时间与BSC/RNC中设置的周期性位置更新的时间需要根据网络规划进行设定。

周期性位置更新的周期选择要根据网络质量、信令链路利用率等因素综合考虑。周期选择过短，信令链路资源、无线资源的很大比例都要投入到周期性位置更新中来，有可能会影响其他用户的接通率。周期选择过长，对无线资源和电路的无谓占用就会增多。所以周期性位置更新的周期是网络质量和网络资源综合平衡的结果。

周期性位置更新还可以解决HLR或VLR数据库主备倒换后，因数据不一致而引起的电路资源和无线资源浪费问题。

周期性位置更新流程与普通位置更新流程一致。

三、IMSI附着

当移动台关机时就不能完成移动终接呼叫。如果没有IMSI附着和分离流程，上述情况出现时，在主叫和被叫MSC Server之间会建立一条电路，并执行寻呼流程，宝贵的电路资源和无线资源都被浪费，并且还无法收取费用。

IMSI附着和分离流程就是要解决这个问题。在VLR中为IMSI设立标志，当IMSI可用时，将该标志置为IMSI附着。IMSI不可用时，将该标志置为IMSI分离。

当移动台正常关机，移动台发送RIL3-MM IMSI DETACH消息，MSC Server收到该消息后，置IMSI分离标记，避免无线资源和电路资源的浪费。

当MS重新进入活动状态，如果位置区自从IMSI分离后已改变，则通过普通位置更新流程来完成；如果未改变，则通过IMSI附着流程完成，如图所示（本流程仅在VLR中已设置了“IMSI分离”标志之后使用）。

IMSI附着

① MS发送LOCATION UPDATING REQUEST，注明位置更新的类型是IMSI附着。

② 后面的流程与同一个MSC Server/VLR区域内部的位置更新流程一样。