Procedimientos GSM

Los procedimientos GSM son conjuntos de pasos que realizan la red GSM y los dispositivos conectados a ella para que la red funcione. GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles) es un conjunto de estándares para redes de telefonía celular establecido por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones y utilizado por primera vez en 1991. Sus procedimientos se refieren a los pasos que una red GSM sigue para comunicarse con teléfonos celulares y otros dispositivos móviles conectados a la red. IMSI attach se refiere al procedimiento que se utiliza cuando un dispositivo móvil o estación móvil se une a una red GSM al encenderse, y IMSI detach se refiere al procedimiento que se utiliza para abandonar o desconectarse de una red cuando el dispositivo se apaga.

En una red GSM , cuando una estación móvil (MS) se enciende, se ejecuta el procedimiento de vinculación de la Identidad Internacional de Abonado Móvil (IMSI). Este procedimiento es necesario para que el Centro de Conmutación Móvil (MSC) y el Registro de Ubicación de Visitantes (VLR) registren la MS en la red. Si la MS cambió de área de ubicación (LA) mientras estaba apagada, el procedimiento de vinculación de IMSI dará lugar a una actualización de ubicación .

Cuando se enciende el terminal móvil (MS), busca una red móvil a la que conectarse. Una vez que identifica la red deseada, envía un mensaje a la red para indicar que ha entrado en estado inactivo. El Registro de Ubicación de Visitantes (VLR) consulta su base de datos para determinar si existe un registro del suscriptor en cuestión. Si no se encuentra ningún registro, el VLR se comunica con el Registro de Ubicación de Origen (HLR) del suscriptor y obtiene una copia de la información de suscripción. La información obtenida se almacena en la base de datos del VLR. A continuación, se envía un mensaje de confirmación al terminal móvil. Los pasos para el procedimiento de conexión IMSI son los siguientes:

1. La estación móvil enviará un mensaje de solicitud de canal al subsistema de estación base (BSS ) en el canal de acceso aleatorio (RACH ).
2. El BSS responde en el AGCH (canal de concesión de acceso) con un mensaje de asignación inmediata y asigna un SDCCH al MS.
3. El terminal móvil cambia inmediatamente al canal de control dedicado independiente ( SDCCH ) asignado y envía una solicitud de actualización de ubicación a la estación base (BSS). El terminal móvil enviará un IMSI o un TMSI (Identidad Temporal de Abonado Móvil) a la BSS.
4. La BSS confirmará la recepción del mensaje. Esta confirmación solo le indica a la MS que la BTS ha recibido el mensaje; no indica que se haya procesado la actualización de ubicación.
5. El BSS reenvía la solicitud de actualización de ubicación al MSC/VLR.
6. El MSC/VLR envía el IMSI al HLR y solicita la verificación del IMSI, así como de los tripletes de autenticación (RAND, Kc, SRES).
7. El HLR enviará el IMSI al Centro de Autenticación (AuC) y solicitará los tripletes de autenticación.
8. El AuC genera los tripletes y los envía junto con el IMSI de vuelta al HLR.
9. El HLR valida el IMSI asegurándose de que esté permitido en la red y que tenga acceso a los servicios de abonado. A continuación, reenvía el IMSI y los tripletes al MSC/VLR.
10. El MSC/VLR almacena el SRES y el Kc, reenvía el RAND al BSS y ordena al BSS que autentique el MS.
11. El BSS envía al MS un mensaje de solicitud de autenticación. El único parámetro que se envía en el mensaje es el RAND.
12. El MS utiliza el RAND para calcular el SRES y lo envía de vuelta al BSS a través del SDCCH en una respuesta de autenticación. El BSS reenvía el SRES al MSC/VLR.
13. El MSC/VLR compara el SRES generado por el AuC con el SRES generado por el MS. Si coinciden, la autenticación se completa correctamente.
14. El MSC/VLR envía el Kc del MS al BSS. El Kc NO se envía a través de la interfaz aérea al MS. El BSS almacena el Kc y envía el comando Set Cipher Mode al MS. El comando CIPH_MOD_CMD solo indica al MS qué cifrado usar (A5/X); no incluye ninguna otra información.
15. El MS cambia inmediatamente al modo de cifrado utilizando el algoritmo de cifrado A5. Todas las transmisiones quedan cifradas. Envía un mensaje de "Modo de cifrado completado" al BSS.
16. El MSC/VLR envía un mensaje de aceptación de actualización de ubicación al BSS. También genera un nuevo TMSI para el MS. La asignación del TMSI es una función del VLR. El BSS enviará el TMSI en el mensaje LOC_UPD_ACC o bien enviará un mensaje de comando de reasignación de TMSI por separado. En ambos casos, dado que la interfaz aérea se encuentra en modo cifrado, el TMSI no se ve comprometido.
17. El MS envía un mensaje de reasignación de TMSI completada al MSC/VLR.
18. El BSS ordena al MS que entre en modo inactivo enviándole un mensaje de liberación de canal. A continuación, el BSS desasigna el SDCCH.
19. El MSC/VLR envía un mensaje de actualización de ubicación al HLR. El HLR registra en qué MSC/VLR se encuentra actualmente el MS, de modo que sabe a qué MSC debe apuntar cuando se le consulta la ubicación del MS.

La desconexión IMSI es el proceso de desconectar un terminal móvil de la red móvil a la que estaba conectado. Este procedimiento informa a la red de que el terminal móvil está apagado o no es accesible.

Al apagarse, el terminal móvil (MS) solicita un canal de señalización. Una vez asignado, el MS envía un mensaje de desconexión de IMSI al VLR. Cuando el VLR recibe el mensaje de desconexión de IMSI, el IMSI correspondiente se marca como desconectado activando el indicador de desconexión de IMSI. El HLR no recibe información sobre esto y el VLR no confirma la desconexión de IMSI al MS. Si la calidad del enlace de radio es deficiente cuando se produce la desconexión de IMSI, es posible que el VLR no reciba correctamente la solicitud de desconexión de IMSI. Dado que no se envía un mensaje de confirmación al MS, este no intenta enviar más mensajes de desconexión de IMSI. Por lo tanto, la red GSM considera que el MS aún está conectado.

Este procedimiento se utiliza para actualizar la ubicación de la estación móvil en la red y se describe con más detalle aquí .

Cuando una estación móvil se registra en un nuevo VLR, los datos del abonado se eliminan del VLR anterior mediante un procedimiento de cancelación de ubicación. El HLR inicia este procedimiento al recibir un mensaje de "actualización de ubicación" de un VLR distinto de aquel en el que se encontraba la estación móvil cuando se actualizó por última vez su información de ubicación en la base de datos del HLR. El procedimiento de cancelación de ubicación también puede iniciarse con comandos MML, por ejemplo, aquellos que se utilizan para cambiar de área o eliminar la estación móvil del HLR.

Moe Rahnema (abril de 1993). "Descripción general del sistema GSM y la arquitectura del protocolo" (PDF) . Revista IEEE Communications . Archivado del original (PDF) el 20 de julio de 2011. Consultado el 14 de abril de 2010 .