عملية التنقل في الموبايل

######################
عملية التنقل في الموبايل:
Mobility:
######################

لكي تعلم أن علم الاتصالات وشبكات المحمول من أهم التكنولوجيا وأكثرها تعقيدا إقرأ هذا الموضوع...

هل سألت نفسك يوما لماذا سمي الموبايل Mobile بهذا الاسم؟!!
الجواب: لأنه يسمح لي أن أتحرك به في أي مكان دون انقطاع المكالمة أو الخدمة service interruption.

ليس ك Wi-Fi access point فلو خرجت من ال range المحدد لها يحصل disconnected.

سنرى سويا ما الذي يحصل عندما يتحرك ال Mobile من location إلى location آخر، أو تسمى هذه العملية Location Update.

مبدئيا اليمن مثلا مقسمة إلى أربعة مشغلين 4 Operators وهم MTN، يمن موبايل، سبأفون و واي، وكل operator يقوم بتقسيم ال serving area لديه أو المنطقة التي يغطيها إلى مجموعة من ال MSC areas وكل MSC area تنقسم إلى مجموعة من ال location areas وكل location area عبارة عن مجموعة من ال Cells وكل Cell يركب فيها base station لها 3 sector antennas وكل sector يرسل ويستقبل في 120° لمجموعة من ال Users. أعتقد أن الصورة وضحت..

عندما تكون متصل بالشبكة وتجري مكالمة ما Voice call، من المحتمل أنك ستتحرك، ولو تحركت وخرجت من حدود ال Cell التي أنت فيها ودخلت Cell أخرى سوف يتم عمل شيء اسمه Handoff أو Handover.

لكن لو كنت تتحرك من Cell إلى Cell أخرى لكن لازلت في نفس حدود ال location area سيكون التغيير في رقم ال Cell فقط ويسمى في هذه الحالة CGI اختصار ل Cell Global ID.

إنما لو تحركت من Cell إلى Cell أخرى في location area آخر سوف تحدث عملية تسمى location update.

******************************
كيف تتم هذه العمليات؟!!
******************************

الجواب: ال mobile عندما يخرج من Cell إلى Cell أخرى يستقبل signal على Channel اسمها BCCH اختصار ل Broadcast Control Channel وهذه channel ترسل باستمرار في ال downlink من ال BTS إلى جميع ال Users الموجودين ضمن ال Cell ويكون فيها بعض ال Information مثل رقم ال Cell ورقم ال location والتي تسمى LAI اختصار ل location area ID.

عندما يدخل ال User إلى new cell يستقبل ال BCCH ويعملها decode ويرى ال information التي فيها ويأخذ ال new LAI ويبدأ يقارنه بال old LAI لل old cell التي  تكون مخزنة stored داخل ال SIM card، طبعا يجدهم محتلفين، بالتالي ال mobile يعلم أنه دخل cell جديدة ويبدأ يخبر ال base station أنه يريد عمل location update عن طريق أنه يرسل شيء اسمه LUP اختصار ل location update procedure، ويرسل معه ال old LAI وال TMSI.

ال BTS تستقبل منك ال request وترسله إلى ال BSC ثم إلى ال MSC ومنها إلى ال VLR. يبدأ ال VLR يأخذ ال TMSI ويدخل على ال data base لديك ويعرف من خلاله ال IMSI. بعد ذلك يبدأ ال VLR يشوف هل ال IMSI هذا valid أو فيه مشكلة.

بعد ذلك يرسل إلى ال HLR ويخبره انه يريد ال Triples التي تخص هذا ال user.

ال Triples هذه عبارة عن 3 أشياء تستخدم في عملية ال authentication أو بمعنى أصح أني أتأكد أن ال Mobile هذا authorized ومخول أن يدخل على الشبكة عندي.

الأشياء هذه هي KI / RAND / SRES ويبدأ ال HLR يرسل هذه الأشياء إلى VLR وتتم عملية ال Authentication.

******************************
ملحوظة: الذي لا يعلم معنى هذه الرموز IMSI , TMSI , VLR , HLR , EIR , KI , RAND , SRES يرجع إلى كتاب المختصر المفيد في هندسة الاتصالات الجزء الأول فأغلبها موجودة ومشروحة جيدا.
******************************

بعدها يبدأ ال VLR بعمل شيء اسمه ال ciphering وال IMEI check عن طريق ال EIR ويرسل لل HLR يخبره أن يعمل update لل mobile وأنه أصبح في location area جديد.

بعدها يبدأ ال VLR يعطيك new TMSI وهذه العملية تسمى TMSI reallocation و يرسل لك confirmation أنه تمت عملية ال location update التي طلبتها.

كل هذا يحصل مثلا لو تحركت بالسيارة أو بأي وسيلة من LA لأخرى من دون أن تشعر بأي مشكلة.

حتى إذا اتصل بك شخص معين، الشبكة تكون على علم بمكانك الحالي وتستطيع أن ترسل لك Paging وتصل إليك ال call أو أي Service أخرى.

هل علمت الآن لماذا علم الاتصالات وشبكات المحمول من أهم التكنولوجيا وأكثرها تعقيدا.