Gestión de la movilidad

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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 la ubicación de los abonados , lo que permite enviarles llamadas, SMS y otros servicios de telefonía móvil .

Una red GSM o UMTS , como todas las redes celulares , es básicamente una red de radio de celdas individuales, conocidas como estaciones base. Cada estación base cubre una pequeña área geográfica que es 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 una cobertura de radio sobre 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 responsables de detectar los códigos de área de ubicación (LAC). Cuando un móvil descubre 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 con una lista de LAC utilizados 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 se haya encendido justo después de haberse 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 procedimientos de conexión de IMSI.

Existen varias razones por las que un móvil puede proporcionar información de ubicación actualizada a la red. Siempre que un móvil se enciende o se apaga, la red puede requerir que realice un procedimiento de actualización de ubicación de conexión o desconexión de IMSI. Además, cada móvil debe informar regularmente su ubicación en un intervalo de tiempo establecido utilizando un procedimiento de actualización de ubicación periódica . Siempre que un móvil se mueve de un área de ubicación a la siguiente mientras no está en una llamada, se requiere una actualización de ubicación aleatoria . Esto también se requiere de un móvil estacionario que vuelve a seleccionar la cobertura de una celda en un área de ubicación diferente, debido al desvanecimiento de la señal. De este modo, un abonado tiene acceso confiable a la red y puede ser alcanzado con una llamada, mientras disfruta de la libertad de movilidad dentro de toda el área de cobertura.

Cuando se envía un mensaje a un abonado para intentar realizar una llamada o un SMS y el abonado no responde, se lo marca como ausente tanto en el MSC/VLR como en el Registro de ubicación local (HLR) (se activa el indicador de móvil no localizable MNRF). La próxima vez que el móvil realice una actualización de ubicación, se actualiza el HLR y se borra el indicador de móvil no localizable.

La identidad temporal de abonado móvil (TMSI) es la identidad que se envía con mayor frecuencia entre el móvil y la red. Según la precisión necesaria, un VLR, un SGSN o un MME pueden establecer una TMSI. En el caso menos preciso, el VLR asigna la TMSI de forma aleatoria a cada móvil de la zona en el momento en que se enciende, para mantener la confidencialidad de la identidad. El número es local en una zona geográfica determinada, por lo que debe actualizarse cada vez que el móvil se traslada a una nueva zona geográfica.

El VLR, el SGSN y el MME deben ser capaces de correlacionar un TMSI asignado con el IMSI del MS al que está asignado. A un 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 TMSI de paquetes o P-TMSI) y uno para los servicios proporcionados al MME (el MME-TMSI o M-TMSI; una parte de la 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 recién se enciende, o cuando los datos del móvil dejan de ser válidos por una razón u otra. En ese momento, se debe enviar a la red la "identidad internacional del abonado móvil" ( IMSI ) global. La IMSI se envía lo menos posible para evitar que sea identificada y rastreada.

Un uso clave de la TMSI es la búsqueda de un móvil. La "búsqueda" es la comunicación uno a uno entre el móvil y la estación base. El uso más importante de la información de difusión es establecer canales para la "búsqueda". Cada sistema celular tiene un mecanismo de difusión 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 la SIM usa 4 octetos con todos los bits iguales a 1 para indicar que no hay ningún TMSI válido disponible. ^[1]

El roaming es uno de los procedimientos fundamentales de gestión de la movilidad de todas las redes celulares . El roaming se define ^[2] como la capacidad de un cliente celular de realizar y recibir automáticamente llamadas de voz, enviar y recibir datos o acceder a otros servicios, incluidos los servicios de datos locales, cuando viaja fuera del área de cobertura geográfica de la red local , mediante el uso de una red visitada. Esto puede hacerse utilizando un terminal de comunicación o simplemente utilizando la identidad del suscriptor en la red visitada. El roaming está técnicamente respaldado por procedimientos de gestión de la 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 las transferencias entre estaciones base.

Cada área de ubicación tiene asignado un identificador único, compuesto de 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, es probable que haya 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 obligarlos a escuchar mensajes de transmisión con demasiada frecuencia. De manera similar, si, por otro lado, hay demasiadas áreas de ubicación pequeñas, el dispositivo móvil debe comunicarse con la red muy a menudo para cambiar 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 equivalente del área de ubicación en el dominio de conmutación de paquetes. Un "área de enrutamiento" normalmente es una subdivisión de un "área de ubicación". Las áreas de enrutamiento son utilizadas por los móviles que están conectados a GPRS . GPRS está optimizado para servicios de comunicación de datos "a ráfagas", como Internet/intranet inalámbrica y servicios multimedia. También se lo conoce como GSM-IP (" Protocolo de Internet ") porque conecta a los usuarios directamente con los proveedores de servicios de Internet.

La naturaleza ráfaga 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 por conmutación de circuitos. Un cambio de un área de enrutamiento a otra (llamado "Actualización de área de enrutamiento") se realiza de una manera casi idéntica a un cambio de un área de ubicación a otra. Las principales diferencias son que el "Nodo de soporte GPRS de servicio" ( 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 mueve a un área de seguimiento que no está incluida en su lista TA.

Los operadores pueden asignar diferentes listas de TA a diferentes UE. Esto puede evitar picos de señalización en algunas condiciones: por ejemplo, es posible que los UE de los pasajeros de un tren no realicen actualizaciones del área de seguimiento simultáneamente.

En el lado de la red, el elemento involucrado es la Entidad de Gestión de Movilidad (MME). La MME configura las listas TA utilizando mensajes NAS como Attach Accept, TAU Accept o GUTI Reallocation Command.

• Manos libres
• IEEE802.21
• IP móvil
• Calidad de servicio móvil
• Modelo de movilidad
• Gestión de recursos de radio (RRM)
• Itinerancia
• Transferencia vertical

• La Especificación Técnica 3GPP TS 23.003 Numeración, direccionamiento e identificación contiene una sección que define la Identificación de áreas de ubicación y estaciones base, utilizando LAI, LAC, RAI, RAC, CI, CGI, BSIC, RSZI, LN, SAI. También una sección sobre Identificación de suscriptores móviles, utilizando IMSI, TMSI, P-TMSI, LMSI, TLLI .
• La especificación técnica 3GPP TS 23.012 Procedimientos de gestión de ubicación define la gestión de ubicación y describe los procedimientos para el dominio de conmutación de circuitos.
• La especificación técnica 3GPP TS 23.060 Descripción del servicio GPRS describe los procedimientos de gestión de ubicación para el dominio de conmutación de paquetes.
• Diagrama de secuencia de actualización de ubicación (PDF)
• Gestión de la movilidad en redes IP