Al igual que mobile IP, GSM adopta un enfoque de indirect routing. Primero, el llamado se envía a la red local del usuario, y luego a la red visitada. En terminología de GSM, la red local se conoce como home public land mobile network (home PLMN). Las responsabilidades entre ambas redes son distintos:
- La red local mantiene una base de datos conocida como home location register (HLR), que contiene el teléfono celular permanente de un usuario, e información de perfil sobre sus subscriptores. Además, contiene la dirección actual de cada uno de sus suscriptores. El HLR tiene suficiente información para obtener una dirección en la red visitada. Un switch especial es contactado en la red local, conocido como Gateway Mobile Services Switching Center (GMSC). Nos referiremos a él cómo el home MSC.
- La red visitada mantiene una base de datos conocida como visitor location register (VLR). Esta contiene una entrada por cada móvil actualmente residente en la red. Esta base de datos es también localizada dentro del MSC de la red.
1. Routing Calls to a Mobile User
Consideremos un escenario simple para el caso de un usuario móvil residiendo en una red extranjera:
- El correspondiente llama al usuario móvil. Los dígitos son suficientes para hallar la red local de forma global. La llamada es dirigida a través del PSTN al home MSC.
- El home MSC recibe el llamado e interroga al HRL para determinar la ubicación del usuario móvil. En el caso más simple, devuelve el mobile station roaming number (MSRN), al cual llamaremos roaming number. Si no conoce este número, devolverá la dirección del VLR de la red visitada. Luego, consultará a la VLR para solicitar un roaming number para el usuario.
- Una vez obtenido el roaming number, el home MSC configura la segunda parte de la llamada a través de la red con el MSC en la red visitada.
Cuando un dispositivo móvil entra a una red cubierta por un nuevo VLR, este debe registrarse con la red visitada. El visited VLR envía una actualización de localización al HLR del móvil. Este informará la dirección de roaming del móvil, o la dirección del VLR. Además, el VLR obtiene información de subscripciones del HLR sobre el móvil para determinar que servicios deben ser acordados con el usuario.
2. Handoffs in GSM
Un handoff ocurre cuando una estación móvil cambia su asociación de una estación base a otra durante una llamada. Esto puede ocurrir por otras diversas razones, además de la movilidad de un nodo, incluyendo que la señal de la estación actual deterioro lo suficiente y está en peligro de perderse, o una celda fue sobrecargada y debe delegar móviles a otras celdas cercanas.
Mientras está asociado a una estación base, un móvil periódicamente mide la fuerza de una beacon signal desde su propia estación base, y las cercanas. Basándose en esta métrica, puede iniciarse un handoff. Este proceso se da en los siguientes pasos:
- La estación base anterior le informa a la visited MSC que ocurrirá un handoff, y el BS (o múltiples) a los que se realizará el handoff.
- El visited MSC inicia un path setup al nuevo BS, reservando recursos necesarios para redireccionar la llamada, e indicándole al nuevo BS que está por ocurrir un handoff
- El nuevo BS reserva los recursos y activa el canal de radio a utilizar
- El nuevo BS envía una señal al visited MSC y al anterior BS que ya es estableció el camino visited-MSC-to-new-BS. Además, provee toda la información que necesitará el móvil para asociarse al nuevo BS.
- El móvil es informado que debe realizar un handoff. Hasta este punto, el móvil no estaba al tanto de que la red estaba preparando un cambio.
- El móvil y el nuevo BS intercambian uno o más mensajes para activar el nuevo canal por completo
- El móvil envía un mensaje de finalización de handoff al nuevo BS, el cual es enviado al visited MSC. Este redirige la llamada al nuevo BS.
- Los recursos reservados para el anterior BS son reservados.
Cuando hay múltiples cambios de estación base, GSM define la noción de anchor MSC. Este es el MSC visitado cuando comienza una llamada, y permanece constante durante la misma. La llamada siempre será dirigida al home MSC, luego al anchor MSC, y de ahí al visited MSC. Otra alternativa sería la de simplemente encadenar las MSC visitadas.