La gestión de la movilidad es una de las principales funciones de una red GSM o UMTS que permite el funcionamiento de los teléfonos móviles . El objetivo de la gestión de la movilidad es rastrear dónde están los suscriptores , permitiendo que se les entreguen llamadas, SMS y otros servicios de telefonía móvil .
Una red GSM o UMTS , como todas las redes móviles , es básicamente una red de radio de células individuales, conocidas como estaciones base. Cada estación base cubre una pequeña área geográfica que forma parte de un área de ubicación identificada de forma única. Al integrar la cobertura de cada una de estas estaciones base, una red celular proporciona cobertura de radio en un área mucho más amplia. Para GSM, una estación base se denomina estación transceptora base (BTS) y para UMTS se denomina Nodo B. Un grupo de estaciones base se denomina área de ubicación o área de enrutamiento.
El procedimiento de actualización de ubicación permite que un dispositivo móvil informe a la red celular cada vez que se mueve de un área de ubicación a la siguiente. Los móviles son los encargados de detectar los códigos de área de ubicación (LAC). Cuando un móvil encuentra que el código de área de ubicación es diferente de su última actualización, realiza otra actualización enviando a la red una solicitud de actualización de ubicación, junto con su ubicación anterior y su Identidad Temporal de Abonado Móvil (TMSI).
El móvil también almacena el LAC actual en la tarjeta SIM, concatenándolo a una lista de LAC usados recientemente. Esto se hace para evitar procedimientos innecesarios de conexión de IMSI en caso de que el móvil se haya visto obligado a apagarse (quitando la batería, por ejemplo) sin tener la oportunidad de notificar a la red con una desconexión de IMSI y luego encendido inmediatamente después de haber sido encendido. apagado. Teniendo en cuenta el hecho de que el móvil todavía está asociado con el Centro de conmutación móvil/ Registro de ubicación de visitantes (MSC/VLR) del área de ubicación actual, no es necesario realizar ningún tipo de procedimiento de conexión IMSI.
Hay varias razones por las que un móvil puede proporcionar información de ubicación actualizada a la red. Cada vez que se enciende o apaga un teléfono móvil, la red puede requerir que realice un procedimiento de actualización de ubicación de conexión o desconexión de IMSI. Además, cada móvil debe informar periódicamente su ubicación en un intervalo de tiempo establecido mediante un procedimiento de actualización periódica de la ubicación . Siempre que un móvil se mueve de un área de ubicación a otra mientras no está en una llamada, se requiere una actualización de ubicación aleatoria . Esto también se requiere en el caso de un móvil fijo que vuelve a seleccionar la cobertura de un celular en un área de ubicación diferente, debido al desvanecimiento de la señal. De este modo, un abonado tiene acceso fiable a la red y puede ser contactado con una llamada, mientras disfruta de la libertad de movilidad dentro de toda el área de cobertura.
Cuando se busca a un suscriptor en un intento de realizar una llamada o un SMS y el suscriptor no responde a esa búsqueda, entonces el suscriptor se marca como ausente tanto en el MSC/VLR como en el Registro de ubicación local (HLR) (bandera móvil no accesible MNRF). Está establecido). La próxima vez que el móvil realice una actualización de ubicación, el HLR se actualizará y se borrará el indicador de móvil no accesible.
La identidad temporal de abonado móvil (TMSI) es la identidad que se envía con mayor frecuencia entre el móvil y la red. Dependiendo de la precisión necesaria, un TMSI puede ser establecido por un VLR, SGSN o MME. En el caso menos preciso, el VLR asigna aleatoriamente TMSI a cada móvil en el área, en el momento en que se enciende, para respaldar la confidencialidad de la identidad. El número es local de un área de ubicación, por lo que debe actualizarse cada vez que el móvil se mueve a una nueva área geográfica.
El VLR, el SGSN y la MME deben ser capaces de correlacionar una TMSI asignada con la IMSI de la MS a la que está asignada. A una MS se le pueden asignar tres TMSI; uno para los servicios proporcionados a través del MSC (el TMSI), uno para los servicios proporcionados a través del SGSN (el paquete-TMSI o P-TMSI) y uno para los servicios proporcionados por la MME (el MME-TMSI o M-TMSI; una parte del GUTI).
La red también puede cambiar el TMSI del móvil en cualquier momento. Y normalmente lo hace para evitar que el abonado sea identificado y rastreado por espías en la interfaz de radio. Esto hace que sea difícil rastrear qué móvil es cuál, excepto brevemente, cuando el móvil se acaba de encender o cuando los datos del móvil dejan de ser válidos por una razón u otra. En ese punto, se debe enviar a la red la "identidad de abonado móvil internacional" ( IMSI ) global. El IMSI se envía lo menos posible para evitar su identificación y seguimiento.
Un uso clave del TMSI es localizar un móvil. "Paging" es la comunicación uno a uno entre el móvil y la estación base. El uso más importante de la información difundida es configurar canales para "buscar mensajes". Cada sistema celular tiene un mecanismo de transmisión para distribuir dicha información a una pluralidad de móviles.
El tamaño de TMSI es de 4 octetos con dígitos hexadecimales completos, pero no puede ser todo FF porque el SIM usa 4 octetos con todos los bits iguales a 1 para indicar que no hay TMSI válido disponible. [1]
El roaming es uno de los procedimientos fundamentales de gestión de la movilidad de todas las redes celulares . Roaming se define [2] como la capacidad de un cliente de telefonía celular de realizar y recibir automáticamente llamadas de voz, enviar y recibir datos o acceder a otros servicios, incluidos servicios de datos residenciales, cuando viaja fuera del área de cobertura geográfica de la red doméstica , mediante de utilizar una red visitada. Esto se puede hacer utilizando un terminal de comunicación o simplemente utilizando la identidad del abonado en la red visitada. El roaming está técnicamente soportado por procedimientos de gestión de movilidad, autenticación , autorización y facturación .
Un "área de ubicación" es un conjunto de estaciones base que se agrupan para optimizar la señalización. Normalmente, decenas o incluso cientos de estaciones base comparten un único controlador de estación base (BSC) en GSM, o un controlador de red de radio (RNC) en UMTS. El BSC/RNC es la inteligencia detrás de las estaciones base; maneja la asignación de canales de radio, recibe mediciones de los teléfonos móviles y controla los traspasos entre estaciones base.
Cada área de ubicación tiene asignado un identificador único, compuesto por números, llamado "código de área de ubicación" (LAC). El LAC es transmitido por cada estación base a intervalos regulares. Dentro de un área de ubicación, a cada estación base se le asigna un número de "identificador de celda" (CI) distinto; consulte también Identidad global de celda .
Si las áreas de ubicación son grandes y moderadamente pobladas, probablemente habrá una gran cantidad de móviles operando simultáneamente, lo que resultará en un tráfico de búsqueda muy alto. Esto se debe al hecho de que cada solicitud de búsqueda debe transmitirse a cada estación base en el área de ubicación. En última instancia, esto desperdicia ancho de banda y energía en los dispositivos móviles al exigirles que escuchen los mensajes transmitidos con demasiada frecuencia. Del mismo modo, si por el contrario hay demasiadas áreas de ubicación pequeñas, el dispositivo móvil deberá contactar con la red con mucha frecuencia para cambios de ubicación, lo que también agotará la batería del dispositivo. Por lo tanto, es importante lograr un equilibrio entre el tamaño del área de ubicación y la cantidad de usuarios de dispositivos móviles en el área de ubicación [ cita requerida ] .
El área de enrutamiento es el dominio de conmutación de paquetes equivalente al área de ubicación. Un "área de ruta" es normalmente una subdivisión de un "área de ubicación". Las áreas de enrutamiento son utilizadas por móviles conectados a GPRS . GPRS está optimizado para servicios de comunicación de datos "en ráfagas", como Internet/intranet inalámbrico y servicios multimedia. También se le conoce como GSM-IP (" Protocolo de Internet ") porque conectará a los usuarios directamente con los proveedores de servicios de Internet.
La naturaleza en ráfagas del tráfico de paquetes significa que se esperan más mensajes de búsqueda por móvil, por lo que vale la pena conocer la ubicación del móvil con mayor precisión que con el tráfico tradicional de conmutación de circuitos. Un cambio de un área de enrutamiento a un área de enrutamiento (llamado "Actualización del área de enrutamiento") se realiza de manera casi idéntica a un cambio de un área de ubicación a un área de ubicación. Las principales diferencias son que el "Nodo de soporte de servicio GPRS" ( SGSN ) es el elemento involucrado.
El área de seguimiento es la contraparte LTE del área de ubicación y del área de enrutamiento. Un área de seguimiento es un conjunto de celdas. Las áreas de seguimiento se pueden agrupar en listas de áreas de seguimiento (listas TA), que se pueden configurar en el Equipo de Usuario (UE). Las actualizaciones del área de seguimiento se realizan periódicamente o cuando el UE se desplaza a un área de seguimiento que no está incluida en su lista de TA.
Los operadores pueden asignar diferentes listas de TA a diferentes UE. Esto puede evitar picos de señalización en algunas condiciones: por ejemplo, los UE de los pasajeros de un tren pueden no realizar actualizaciones del área de seguimiento simultáneamente.
Del lado de la red, el elemento involucrado es la Entidad de Gestión de la Movilidad (MME). MME configura listas de TA utilizando mensajes NAS como Adjuntar aceptación, TAU Aceptación o comando de reasignación GUTI.