Протоколы сотовой связи

Опубликовано 28.01.2014 автором Nikolai Malykh

GSM

В 1989 разработка стандартов GSM была передана Европейскому институту телекоммуникационных стандартов (European Telecommunication Standards Institute – ETSI) и первая фаза спецификаций GSM была опубликована в 1990 году. Коммерческое использование стандарта началось в середине 1991 г., а к 1993 г. было организовано 36 сетей GSM в 22 странах. В дополнение к европейским государствам стандарт GSM выбрали многие страны Южной Африки, Ближнего и Дальнего Востока, а также Австралия. К началу 1994 г. число абонентов GSM достигло 1.3 миллиона. Термин GSM является сокращением от Global System for Mobile telecommunications – глобальная система мобильных телекоммуникаций.

Система GSM была задумана как совместимая с ISDN по предлагаемым услугам и используемым сигналам управления. Однако стандартная для ISDN скорость 64 кбит/с не была достигнута на практике по причине ограничений, присущих используемым для связи радиоканалам. Цифровая природа GSM позволяет поддерживать синхронные и асинхронные потоки данных как однонаправленный (bearer) сервис (прием или передача) с использованием терминалов ISDN. Скорости связи, поддерживаемые GSM, составляют 300, 600, 1200, 2400 и 9600 бит/с.

Из числа поддерживаемых GSM услуг наиболее распространена телефонная связь. Уникальной возможностью GSM в сравнении с более старыми аналоговыми системами является поддержка SMS (Short Message Service – передача коротких сообщений).

К дополнительным возможностям GSM относится международный роуминг roaming), идентификация звонящего, перенаправление вызовов (call forwarding), ожидание (call waiting), групповые соединения (multi­party conversations или конференции), возможность отключения (barring) исходящих (международных) вызовов и др.

gif_9

Структура семейства протоколов GSM

CDMA

CDMA (Code Division Multiple Access) представляет собой стандарт цифрового интерфейса, повышающего от 8 до 15 раз плотность (емкость) традиционных аналоговых сотовых систем. Этот интерфейс является коммерческой реализацией военной технологии расщепления спектра (spread-spectrum). Использование расщепления обеспечивает этой технологии практические такие же возможности, какие присущи проводной связи. Основным отличием является использование беспроводных телефонных каналов для доступа к LEC (local exchange carrier – локальный оператор).

Использование CDMA в сотовой телефонной связи началось сравнительно недавно. До этого технология CDMA использовалась в различных военных приложениях:

  • Anti-jamming (помехоустойчивость, обусловленная расщеплением спектра сигналов CDMA);
  • Ranging (измерение дальности передачи при приеме сигнала);
  • Secure communications (сигнал с расщепленным спектром очень трудно детектировать).

CDMA использует технологию расщепления спектра, при которой исходный сигнал делится на множество потоков со значительно более узкой полосой спектра. Для разделения абонентов в CDMA используются уникальные цифровые коды вместо разнесения абонентов по частотам. Базовая станция и абонентское оборудование (сотовый телефон) используют общий код, называемый псевдослучайной кодовой последовательностью (pseudo-random code sequence). Поскольку с каждым пользователем связан уникальный код, все пользователи могут разделять один частотный диапазон. Это обеспечивает технологии CDMA многочисленные преимущества перед другими технологиями сотовой связи на радиочастотах.

CDMA представляет собой метод множественного доступа. Специфические для сотовой связи аспекты протоколов определены TIA (Telecommunications Industry Association) как IS-95.

В CDMA протокол BSSAP поделен на две части – DTAP и BSMAP (соответствует BSSMAP в GSM).

Структура CDMA показана на рисунке.

gif_9-2

Структура протокола CDMA

В этой главе рассмотрены следующие протоколы сотовой связи:

  • BSAP – BSS Application Part

  • BSSMAP – BSS Management Application Part

  • DTAP (GSM) – Direct Transfer Application sub-Part

  • BTSM – Base Station Controller to Base Transceiver Station

  • DTAP (CDMA) – Direct Transfer Application sub-Part

  • RR – Radio resource

  • MM – Mobility Management

  • CC – Call Control

  • SMS – Short Message Service

    На рисунке показано местоположение сотовых протоколов в эталонной модели OSI.

gif_9-3

Стек телефонных протоколов в модели OSI

BSSAP

GSM 08.06 http://www.etsi.org

Протоколы MTP и SCCP используются для поддержки сигнальных сообщений между центрами коммутации MSC (Mobile Services Switching Center) и базовыми станциями BSS (Base Station System). Определена одна пользовательская функция SCCP, называемая BSS Application Part (BSSAP). В случае соединений «точка-точка» BSSAP использует одно сигнальное соединение на активную мобильную станцию, имеющую одну или несколько транзакций передачи сообщений уровня 3 (сетевой). В этом случае для голосовой группы или широковещательного вызова всегда организуется одно соединение на соту, участвующую в данном вызове и одно дополнительное соединение на BSS для передачи сообщений уровня 3. Существует также дополнительное соединение (для говорящего при широковещательном соединении или для первого заговорившего в голосовой группе) с точкой, которую сеть планирует использовать для передачи в общий канал. Дополнительное соединение может также потребоваться для любой мобильной станции в голосовой группе или широковещательном соединении, которую сеть решит поместить на отдельное соединение. BSSAP поддерживает две пользовательские функции:

  • Direct Transfer Application sub-Part (DTAP или GSM L3) используется для передачи сообщений между MSC и MS (мобильная станция); информация сетевого уровня в этих сообщениях не интерпретируется BSS. Описания протоколов сетевого уровня для информационного обмена MS-MSC содержатся в серии 04- технических спецификаций GSM.
  • BSS Management Application sub-Part (BSSMAP) поддерживает другие процедуры между MSC и BSS, связанные MS (управление ресурсами, контроль передачи) сотами с BSS или BSS в целом. Описание протокола сетевого уровня для информационного обмена BSSMAP содержится в рекомендациях GSM 08.08.

Для поддержки BSSMAP используются как процедуры на базе соединений, так и процедуры, не требующие организации соединения. Рекомендации GSM 08.08 объясняют, в каких случаях следует использовать тот или иной тип сервиса (connection oriented или connectionless) для каждой процедуры сетевого уровня. Ориентированные на соединения процедуры используются для поддержки DTAP. Функция распределения локализованная в BSSAP, которая отражена в спецификации протокола заголовком уровня 3, обеспечивает разделение данных, связанных с двумя субпротоколами (subpart).

Структура сообщения BSSAP показана на рисунке.

1 байт

1 байт

Разделение (дискриминация)

DLCI

Длина

Структура заголовка BSSAP

Разделение

Различает между собой два субпротокола – BSSMAP и DTAP.

DLCI

Используется только для DTAP в сообщениях MSC -> BSS для индикации типа канального соединения через радио-интерфейс.

Длина

Длина последующей части сообщения.

BSSMAP

GSM 08.08 http://www.etsi.org

BSSMAP (BSS Management Application Part) поддерживает все процедуры между MSC и BSS, которые требуют интерпретации и обработки информации, связанной с отдельными звонками и управлением ресурсами. Некоторые процедуры BSSMAP переключаются управляющими сообщениями RR (Radio Resource), определенными в GSM 04.08 или инициируют такие сообщения.

Формат заголовка BSSMAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Тип сообщения

1

Информационные элементы

2-n

Формат заголовка BSSMAP

Тип сообщения

Обязательное 1-байтовое поле, задающее тип (функции и формат) каждого сообщения BSSMAP.

Информационные элементы

Каждый информационный элемент IE имеет идентификатор размером в 1 октет (байт). Длина IE может быть фиксированной или переменной; IE может содержать индикатор длины или передаваться без индикатора.

DTAP (GSM)

GSM 04.08, 08.06, 08.08 http://www.etsi.org

DTAP (Direct Transfer Application Part) используется для передачи сообщений управления звонками и управляющих сообщений между MSC и MS. Информация DTAP в таких сообщениях не интерпретируется BSS. Сообщения, полученные от MS идентифицируются как DTAP на основании дискриминатора протокола (Protocol Discriminator Information Element). Большинство сообщений радио-интерфейса передаются через интерфейс BSS MSC с помощью DTAP – исключением являются лишь сообщения, относящиеся к протоколу управления ресурсами RR (Radio Resource).

Назначение DTAP состоит в обеспечении передачи сообщений сетевого уровня от MS (или MSC) к MSC (или MS) без какого-либо анализа содержимого этих сообщений. Взаимодействие между протоколами канального уровня со стороны радиоканала и сигнальной системой SS7 с телефонной стороны основано на использовании отдельного соединения SCCP для каждого MS и функции распределения.

Формат заголовка DTAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Транзакция / пропуск

1

0

N(SD)

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка DTAP

Дискриминатор протокола

Показывает протокол сетевого уровня, к которому относятся сообщения уровня 3. Это поле может принимать следующие значения:

0000 управление групповыми вызовами;

0001 управление широковещательными вызовами;

0010 PDSS1;

0011 управление вызовами и связанные с вызовами сообщения SS;

0100 PDSS2;

0101 управляющие сообщения Mobility Management;

0110 сообщения управления радио-ресурсами;

1001 сообщения SMS;

1011 не связанные с вызовами сообщения SS;

1110 расширение PD на один октет;

1111 тестовые процедуры, описанные в TS GSM 11.10.

Идентификатор транзакции / пропуска

Идентификатор транзакции или индикатор пропуска (в зависимости от протокола сетевого уровня). Идентификатор транзакции содержит значение транзакции и флаг, который показывает кому выделен TI.

N(SD)

Для MM и CM поле N(SD) устанавливает значение переменной состояния передачи (send state). Для других сообщений сетевого уровня бит 7 устанавливается в 0 передающей стороной. Сообщения, у которых бит 7 имеет значение 1, игнорируются.

Тип сообщения

Однозначно (уникально) задает назначение и формат каждого сообщения сетевого уровня GSM L3. Поле типа является обязательным для всех сообщений. Толкование смысла идентификатора типа сообщения зависит от протокола (одно и то же значение имеет различный смысл для разных протоколов) и направления (одно и то же значение имеет различный смысл для одного протокола при передаче от мобильной станции в сеть и со стороны сети на мобильную станцию).

Информационные элементы

После указания типа сообщения могут размещаться различные информационные элементы в зависимости от протокола.

BTSM

GSM 08.58 http://www.etsi.org

BTSM представляет собой протокол взаимодействия BSC – BTS (Base Station Controller – Base Transceiver Station) или интерфейс A-bis. BTSM обеспечивает передачу сообщений между контроллером базовой станции (Base Station Controller) и базовым трансивером (Base Transceiver Station). Протокольные сообщения состоят из последовательностей информационных элементов. Для каждого сообщения существуют обязательные и дополнительные информационные элементы. Сообщения BTSM передаются на интерфейс A-bis с использованием I-формата LAPD (за исключением сообщений Measurement Result, которые передаются в формате UI).

Структура сообщений BTSM показана на рисунке:

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор сообщений

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка BTSM

Дискриминатор сообщений

1-байтовое поле, используемое во всех сообщения для того, чтобы различать сообщения Transparent и Non-Transparent, а также сообщения Radio Link Layer Management (управление радиоканалом), Dedicated Channel Management (управление выделенным каналом), Common Channel Management (управление общим каналом) и TRX Management.

Формат дискриминатора сообщений показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

G7

G6

G5

G4

G3

G2

G1

T

1

Формат дискриминатора сообщений

G1 – G7 Группа сообщений

0000000 Зарезервировано

0000001 Сообщения управления радиоканалом

0000100 Сообщения управления выделенным каналом

0000110 Сообщения управления общим каналом

0001000 Сообщения управления TRX

Все остальные значения зарезервированы для использования в будущем.

Тип сообщения

Однозначно определяет функции передаваемого сообщения. Поле типа представляет собой один октет (байт).

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

EM

Тип сообщения

1

Формат типа сообщений

Бит 8 зарезервирован для использования в будущем (бит расширения). Ниже приведен список используемых в настоящее время идентификаторов типа сообщений (остальные значения зарезервированы).

0000 xxxx Сообщения управления радиоканалом

0001 DATA REQuest

0010 DATA INDication

0011 ERROR INDication

0100 ESTablish REQuest

0101 ESTablish CONfirm

0110 ESTablish INDication

0111 RELease INDication

1000 RELease CONfirm

1001 RELease INDication

1010 UNIT DATA REQuest

1011 UNIT DATA INDication

0001 xxxx Сообщения управления общим каналом / TRX

0001 BCCH INFOrmation

0010 CCCH LOAD INDication

0011 CHANnel ReQuireD

0100 DELETE INDication

0101 PAGING CoMannD

0110 IMMEDIATE ASSIGN COMMAND

0111 SMS BroadCast REQuest

1001 RF RESource INDication

1010 SACCH FILLing

1011 OVERLOAD

1100 ERROR REPORT

1101 SMS BroadCast CoMannD

1110 CBCH LOAD INDication

1111 NOTification CoMannD

001 xxxxx Сообщения управления выделенным каналом

00001 CHANnel ACTIVation

00010 CHANnel ACTIVation ACKnowledge

00011 CHANnel ACTIVation Negative ACK

00100 CONNECTION FAILure

00101 DEACTIVATE SACCH

00110 ENCRyption CoMmanD

00111 HANDOver DETection

01000 MEASurement RESult

01001 MODE MODIFY REQuest

01010 MODE MODIFY ACKnowledge

01011 MODE MODIFY Negative ACK

01100 PHYsical CONTEXT REQuest

01101 PHYsical CONTEXT CONFirm

01110 RF CHANnel RELease

01111 MS POWER Control

10000 BS POWER Control

10001 PREPROCess CONFIGure

10010 PREPROCessed MEASurement RESult

10011 RF CHANnel RELease ACKnowledge

10100 SACCH INFO MODIFY

10101 TALKER DETection

10110 LISTENER DETection

BSMAP

TIA/EIA/IS-634-A, revision A

Протокол BSMAP (Base Station Management Application Part) поддерживает все процедуры управления радио-ресурсами (Radio Resource Management) и оборудованием (Facility Management) между MSC и BS или для сот(ы) в BS. Сообщения BSMAP не передаются MS, а используются только для выполнения функций на уровне MSC или BS. Сообщения BSMAP (полная информация уровня 3) также используются вместе с сообщениями DTAP для организации соединений для MS между BS и MSC в ответ на первое интерфейсное сообщение уровня 3, переданное MS в адрес BS, для каждого системного запроса MS.

Формат заголовка BSMAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Тип сообщения

1

Параметр

2-n

Формат заголовка BSMAP

Тип сообщения

1-байтовое поле, определяющее тип сообщения. Это поле является обязательным и однозначно (уникально) определяет назначение и формат каждого сообщения BSSMAP.

Информационный элемент

Каждый информационный элемент (IE) имеет идентификатор, кодируемый одним октетом. Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

DTAP (CDMA)

TIA/EIA/IS-634-A, revision A

Сообщения DTAP (Direct Transfer Application Part) используются для передачи сообщений управления соединениями и управляющих мобильностью сообщений мобильным системам MS и от этих систем. BS не использует сообщений DTAP, но требуется отображение сообщений, идущих в направлении к MSC и от MSC, в соответствующие сигнальные протоколы радио-интерфейса. Для связи сообщения DTAP с конкретной мобильной станцией MS и текущим вызовом используются идентификаторы транзакций.

Формат заголовков сообщений DTAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Идентификатор транзакции

Дискриминатор протокола

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка DTAP

Идентификатор транзакции

Позволяет различить одновременные операции (транзакции) в одной мобильной станции. Идентификатор транзакций имеет следующий формат.

 

8

7

6

5

Флаг TI

Значение TI

 

Формат идентификатора транзакции

Флаг TI

Указывает, кто выделил значение TI для данной транзакции. Назначение флага TI состоит в том, чтобы различать одновременные попытки выделения одинаковых значений TI.

Значение TI

Значения TI выделяются стороной интерфейса, инициировавшей транзакцию. В начале транзакции выбирается и присваивается свободное значение TI для данной транзакции. В течение всего времени жизни данной транзакции значение TI не меняется. После завершения транзакции значение TI освобождается и может быть снова использовано для других транзакций. На разных сторонах интерфейса могут использоваться два одинаковых значения TI для разных транзакций.

Дискриминатор протокола

Дискриминатор протокола задает обрабатываемое сообщение (CC, MM, RR).

Тип сообщения

Поле типа определяет назначение каждого сообщения DTAP.

Информационные элементы

Каждый информационный элемент имеет имя, кодируемое одним октетом (байтом). Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

RR

GSM 04.08 http://www.etsi.org

Процедуры управления радио-ресурсами RR (Radio Resource) включают функции связанные с управлением коммуникационными ресурсами общего пользования (физические каналы связи, соединения канального уровня на каналах управления и др.). Основной задачей процедур RR является организация, поддержка (управление) и разрыв соединений RR, позволяющих организовать диалог между сетью и мобильной станцией в режиме «точка-точка». К числу поддерживаемых процедур относятся выбор сот и процедуры передачи. Более того, процедуры управления RR включают прием однонаправленных BCCH и CCCH при организации соединений RR (это позволяет автоматически выбирать соты).

Формат заголовков RR показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор пропуска

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка RR

Дискриминатор протокола

Значение 0110 идентифицирует протокол управления RR.

Идентификатор пропуска (Skip identifier)

Это поле имеет значение 0000.

Тип сообщения

Однозначно (уникально) определяет назначение и формат каждого сообщения RR. Поле типа сообщения является обязательным и может принимать следующие значения:

00111 xxx сообщения организации каналов:

011 ADDITIONAL ASSIGNMENT

111 IMMEDIATE ASSIGNMENT

001 IMMEDIATE ASSIGNMENT EXTENDED

010 IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT

00110 xxx сообщения о шифровании:

101 CIPHERING MODE COMMAND

010 CIPHERING MODE COMPLETE

00101 xxx сообщения, связанные с передачей:

110 ASSIGNMENT COMMAND

001 ASSIGNMENT COMPLETE

111 ASSIGNMENT FAILURE

011 HANDOVER COMMAND

100 HANDOVER COMPLETE

000 HANDOVER FAILURE

101 PHYSICAL INFORMATION

00001 xxx сообщения закрытия каналов:

101 CHANNEL RELEASE

010 PARTIAL RELEASE

111 PARTIAL RELEASE COMPLETE

00100 xxx Paging-сообщения:

001 PAGING REQUEST TYPE 1

010 PAGING REQUEST TYPE 2

100 PAGING REQUEST TYPE 3

111 PAGING RESPONSE

00011 xxx системные информационные сообщения:

000 SYSTEM INFORMATION TYPE 8

001 SYSTEM INFORMATION TYPE 1

010 SYSTEM INFORMATION TYPE 2

011 SYSTEM INFORMATION TYPE 3

100 SYSTEM INFORMATION TYPE 4

101 SYSTEM INFORMATION TYPE 5

110 SYSTEM INFORMATION TYPE 6

111 SYSTEM INFORMATION TYPE 7

00000 xxx системные информационные сообщения:

010 SYSTEM INFORMATION TYPE 2bis

011 SYSTEM IN FORMATION TYPE 2ter

101 SYSTEM INFORMATION TYPE 5bis

110 SYSTEM INFORMATION TYPE 5ter

00010 xxx различные сообщения:

000 CHANNEL MODE MODIFY

010 RR STATUS

111 CHANNEL MODE MODIFY ACKNOWLEDGE

100 FREQUENCY REDEFINITION

101 MEASUREMENT REPORT

110 CLASSMARK CHANGE

  1. CLASSMARK ENQUIRY
Информационные элементы

Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

MM

GSM 04.08 http://www.etsi.org

Основной задачей подуровня MM (Mobility Management) является поддержка мобильности пользовательских терминалов (информирование сети о местоположении мобильных пользователей и конфиденциальная идентификация пользователей). Дополнительной функцией подуровня MM является обеспечение услуг поддержки соединений с различными объектами вышележащего подуровня управления соединениями (Connection Management или CM).

Формат заголовков MM показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор пропуска

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка MM

Дискриминатор протокола

Значение 0101 идентифицирует протокол MM.

Идентификатор пропуска (Skip identifier)

Это поле имеет значение 0000.

Тип сообщения

Однозначно (уникально) определяет назначение и формат каждого сообщения RR. Поле типа сообщения является обязательным и может принимать перечисленные ниже значения. Бит 8 зарезервирован для использования в будущем (бит расширения), бит 7 зарезервирован для передачи порядкового номера в сообщениях от мобильных станций.

0x00 xxxx регистрационные сообщения:

0001 IMSI DETACH INDICATION

0010 LOCATION UPDATING ACCEPT

0100 LOCATION UPDATING REJECT

1000 LOCATION UPDATING REQUEST

0x01 xxxx сообщения, связанные с безопасностью:

0001 AUTHENTICATION REJECT

0010 AUTHENTICATION REQUEST

0100 AUTHENTICATION RESPONSE

1000 IDENTITY REQUEST

1001 IDENTITY RESPONSE

1010 TMSI REALLOCATION COMMAND

1011 TMSI REALLOCATION COMPLETE

0x10 xxxx сообщения управления соединениями:

0001 CM SERVICE ACCEPT

0010 CM SERVICE REJECT

0011 CM SERVICE ABORT

0100 CM SERVICE REQUEST

1000 CM REESTABLISHMENT REQUEST

1001 ABORT

0x11 xxxx различные сообщения:

  1. MM STATUS
Информационные элементы

Различные элементы информации.

CC

GSM 04.08 http://www.etsi.org

Протокол управления соединениями (CC) является одним из протоколов подуровня CM (Connection Management). Каждая мобильная станция должна поддерживать протокол управления соединениями. Если мобильная станция не поддерживает какую-либо из возможностей, такая станция должна ответить на сообщение SETUP сообщением RELEASE COMPLETE. В протоколе управления соединениями определено множество объектов CC. Каждый объект CC независим от других объектов и связывается только с соответствующим объектом того же уровня, используя собственное соединение MM. Различные объекты CC используют разные идентификаторы транзакций. Некоторые последовательности действий двух объектов одного уровня представляют собой композиции элементарных процедур. Эти элементарные процедуры могут группироваться в следующие классы:

  • процедуры организации соединений;
  • процедуры разрыва соединений;
  • процедуры информационной фазы соединений;
  • прочие процедуры.

Термины “mobile originating” и “mobile originated” (MO или инициированный мобильной станцией) используются для описания соединений, инициированных мобильными станциями. Термины “mobile terminating” и “mobile terminated” (MT или «завершенные на мобильной станции») служат для обозначения соединений, инициированных сетью.

Структура CC показана на рисунке:

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор транзакции

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат сообщения CC

Дискриминатор протокола

Значение 0011 указывает на протокол CC.

Идентификатор транзакции

Позволяет различить одновременные операции (транзакции) в одной мобильной станции. Формат идентификатора транзакции показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Флаг TI

Значение TI

…

Формат идентификатора транзакции

Флаг TI

Указывает, кто выделил значение TI для данной транзакции. Назначение флага TI состоит в том, чтобы различать одновременные попытки выделения одинаковых значений TI.

Значение TI

Значения TI выделяются стороной интерфейса, инициировавшей транзакцию. В начале транзакции выбирается и присваивается свободное значение TI для данной транзакции. В течение всего времени жизни данной транзакции значение TI не меняется. После завершения транзакции значение TI освобождается и может быть снова использовано для других транзакций. На разных сторонах интерфейса могут использоваться два одинаковых значения TI для разных транзакций.

Тип сообщения

Бит 8 зарезервирован для использования в будущем (бит расширения), бит 7 зарезервирован для передачи порядкового номера в сообщениях от мобильных станций. Сообщения CC могут иметь следующие типы:

0x00 0000 переход к национальным типам сообщений.

0x00 xxxx сообщения организации соединений:

0001 ALERTING

1000 CALL CONFIRMED

0010 CALL PROCEEDING

0111 CONNECT

1111 CONNECT ACKNOWLEDGE

1110 EMERGENCY SETUP

0011 PROGRESS

0101 SETUP

0x01 xxxx сообщения информационной фазы соединений:

0111 MODIFY

1111 MODIFY COMPLETE

0011 MODIFY REJECT

0000 USER INFORMATION

1000 HOLD

1001 HOLD ACKNOWLEDGE

1010 HOLD REJECT

1100 RETRIEVE

1101 RETRIEVE ACKNOWLEDGE

1110 RETRIEVE REJECT

0x10 xxxx сообщения разрыва соединений:

0101 DISCONNECT

1101 RELEASE

1010 RELEASE COMPLETE

0x11 xxxx прочие сообщения:

1001 CONGESTION CONTROL

1110 NOTIFY

1101 STATUS

0100 STATUS ENQUIRY

0101 START DTMF

0001 STOP DTMF

0010 STOP DTMF ACKNOWLEDGE

0110 START DTMF ACKNOWLEDGE

0111 START DTMF REJECT

1010 FACILITY

SMS

GSM 04.11 http://www.etsi.org

Назначение протокола SMS (Short Message Service) состоит в передаче сообщений между мобильными станциями GSM PLMN и объектами Short Message Entity через сервисный центр (Service Center) в соответствии со спецификацией TS GSM 03.40. Термины “MO” – Mobile Originating (инициированный мобильной станцией) и “MT” – Mobile Terminating – (инициированный сетью) показывают направления передачи коротких сообщений.

Структура SMS показана на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор транзакции

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат сообщения SMS

Дискриминатор протокола

Значение 1001 указывает на протокол SMS.

Идентификатор транзакции

Позволяет различить одновременные операции (транзакции) в одной мобильной станции. Формат идентификатора транзакции показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Флаг TI

Значение TI

…

Формат идентификатора транзакции

Флаг TI

Указывает, кто выделил значение TI для данной транзакции. Назначение флага TI состоит в том, чтобы различать одновременные попытки выделения одинаковых значений TI.

Значение TI

Значения TI выделяются стороной интерфейса, инициировавшей транзакцию. В начале транзакции выбирается и присваивается свободное значение TI для данной транзакции. В течение всего времени жизни данной транзакции значение TI не меняется. После завершения транзакции значение TI освобождается и может быть снова использовано для других транзакций. На разных сторонах интерфейса могут использоваться два одинаковых значения TI для разных транзакций.

Тип сообщения

Тип сообщения вместе с дискриминатором протокола идентифицирует назначение каждого передаваемого сообщения. Поддерживаются следующие типы сообщений:

00000001 CP-DATA

00000100 CP-ACK

00010000 CP-ERROR

Информационные элементы

Каждый информационный элемент IE имеет идентификатор размером в один байт (октет). Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

Формат заголовков сообщений SMS relay показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

0

0

0

0

0

MTI

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат сообщения SMS relay

MTI

Индикатор типа сообщения, который может принимать следующие значения:

Значения битов (321) Направление RP-сообщение
000 ms->n RP-DATA
000 n->ms Зарезервировано
001 ms->n Зарезервировано
001 n->ms RP-DATA
010 ms->n RP-ACK
010 n->ms Зарезервировано
011 ms->n Зарезервировано
011 n->ms RP-ACK
100 ms->n RP-ERROR
100 n->ms Зарезервировано
101 ms->n Зарезервировано
101 n->ms RP-ERROR
110 ms->n RP-SMMA
110 n->ms Зарезервировано
111 ms->n Зарезервировано
111 n->ms Зарезервировано
Связь сообщений (Message Reference)

Используется для связывания сообщения RP-ACK или RP-ERROR с сообщением RP-DaATA или RP-SMNA.

Информационные элементы

Каждый информационный элемент IE имеет идентификатор размером в один байт (октет). Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

Протоколы сотовой связи

GSM

В 1989 разработка стандартов GSM была передана Европейскому институту телекоммуникационных стандартов (European Telecommunication Standards Institute – ETSI) и первая фаза спецификаций GSM была опубликована в 1990 году. Коммерческое использование стандарта началось в середине 1991 г., а к 1993 г. было организовано 36 сетей GSM в 22 странах. В дополнение к европейским государствам стандарт GSM выбрали многие страны Южной Африки, Ближнего и Дальнего Востока, а также Австралия. К началу 1994 г. число абонентов GSM достигло 1.3 миллиона. Термин GSM является сокращением от Global System for Mobile telecommunications – глобальная система мобильных телекоммуникаций.

Система GSM была задумана как совместимая с ISDN по предлагаемым услугам и используемым сигналам управления. Однако стандартная для ISDN скорость 64 кбит/с не была достигнута на практике по причине ограничений, присущих используемым для связи радиоканалам. Цифровая природа GSM позволяет поддерживать синхронные и асинхронные потоки данных как однонаправленный (bearer) сервис (прием или передача) с использованием терминалов ISDN. Скорости связи, поддерживаемые GSM, составляют 300, 600, 1200, 2400 и 9600 бит/с.

Из числа поддерживаемых GSM услуг наиболее распространена телефонная связь. Уникальной возможностью GSM в сравнении с более старыми аналоговыми системами является поддержка SMS (Short Message Service – передача коротких сообщений).

К дополнительным возможностям GSM относится международный роуминг roaming), идентификация звонящего, перенаправление вызовов (call forwarding), ожидание (call waiting), групповые соединения (multi­party conversations или конференции), возможность отключения (barring) исходящих (международных) вызовов и др.

Структура семейства протоколов GSM

CDMA

CDMA (Code Division Multiple Access) представляет собой стандарт цифрового интерфейса, повышающего от 8 до 15 раз плотность (емкость) традиционных аналоговых сотовых систем. Этот интерфейс является коммерческой реализацией военной технологии расщепления спектра (spread-spectrum). Использование расщепления обеспечивает этой технологии практические такие же возможности, какие присущи проводной связи. Основным отличием является использование беспроводных телефонных каналов для доступа к LEC (local exchange carrier – локальный оператор).

Использование CDMA в сотовой телефонной связи началось сравнительно недавно. До этого технология CDMA использовалась в различных военных приложениях:

  • Anti-jamming (помехоустойчивость, обусловленная расщеплением спектра сигналов CDMA);

  • Ranging (измерение дальности передачи при приеме сигнала);

  • Secure communications (сигнал с расщепленным спектром очень трудно детектировать).

CDMA использует технологию расщепления спектра, при которой исходный сигнал делится на множество потоков со значительно более узкой полосой спектра. Для разделения абонентов в CDMA используются уникальные цифровые коды вместо разнесения абонентов по частотам. Базовая станция и абонентское оборудование (сотовый телефон) используют общий код, называемый псевдослучайной кодовой последовательностью (pseudo-random code sequence). Поскольку с каждым пользователем связан уникальный код, все пользователи могут разделять один частотный диапазон. Это обеспечивает технологии CDMA многочисленные преимущества перед другими технологиями сотовой связи на радиочастотах.

CDMA представляет собой метод множественного доступа. Специфические для сотовой связи аспекты протоколов определены TIA (Telecommunications Industry Association) как IS-95.

В CDMA протокол BSSAP поделен на две части – DTAP и BSMAP (соответствует BSSMAP в GSM).

Структура CDMA показана на рисунке.

Структура протокола CDMA

В этой главе рассмотрены следующие протоколы сотовой связи:

  • BSAP – BSS Application Part

  • BSSMAP – BSS Management Application Part

  • DTAP (GSM) – Direct Transfer Application sub-Part

  • BTSM – Base Station Controller to Base Transceiver Station

  • DTAP (CDMA) – Direct Transfer Application sub-Part

  • RR – Radio resource

  • MM – Mobility Management

  • CC – Call Control

  • SMS – Short Message Service

    На рисунке показано местоположение сотовых протоколов в эталонной модели OSI.

Стек телефонных протоколов в модели OSI

BSSAP

GSM 08.06 http://www.etsi.org

Протоколы MTP и SCCP используются для поддержки сигнальных сообщений между центрами коммутации MSC (Mobile Services Switching Center) и базовыми станциями BSS (Base Station System). Определена одна пользовательская функция SCCP, называемая BSS Application Part (BSSAP). В случае соединений «точка-точка» BSSAP использует одно сигнальное соединение на активную мобильную станцию, имеющую одну или несколько транзакций передачи сообщений уровня 3 (сетевой). В этом случае для голосовой группы или широковещательного вызова всегда организуется одно соединение на соту, участвующую в данном вызове и одно дополнительное соединение на BSS для передачи сообщений уровня 3. Существует также дополнительное соединение (для говорящего при широковещательном соединении или для первого заговорившего в голосовой группе) с точкой, которую сеть планирует использовать для передачи в общий канал. Дополнительное соединение может также потребоваться для любой мобильной станции в голосовой группе или широковещательном соединении, которую сеть решит поместить на отдельное соединение. BSSAP поддерживает две пользовательские функции:

  • Direct Transfer Application sub-Part (DTAPили GSM L3) используется для передачи сообщений между MSC и MS (мобильная станция); информация сетевого уровня в этих сообщениях не интерпретируется BSS. Описания протоколов сетевого уровня для информационного обмена MS-MSC содержатся в серии 04- технических спецификаций GSM.

  • BSS Management Application sub-Part (BSSMAP) поддерживает другие процедуры между MSC и BSS, связанные MS (управление ресурсами, контроль передачи) сотами с BSS или BSS в целом. Описание протокола сетевого уровня для информационного обмена BSSMAP содержится в рекомендациях GSM 08.08.

Для поддержки BSSMAP используются как процедуры на базе соединений, так и процедуры, не требующие организации соединения. Рекомендации GSM 08.08 объясняют, в каких случаях следует использовать тот или иной тип сервиса (connection oriented или connectionless) для каждой процедуры сетевого уровня. Ориентированные на соединения процедуры используются для поддержки DTAP. Функция распределения локализованная в BSSAP, которая отражена в спецификации протокола заголовком уровня 3, обеспечивает разделение данных, связанных с двумя субпротоколами (subpart).

Структура сообщения BSSAP показана на рисунке.

1 байт

1 байт

Разделение (дискриминация)

DLCI

Длина

Структура заголовка BSSAP

Разделение

Различает между собой два субпротокола – BSSMAP и DTAP.

DLCI

Используется только для DTAP в сообщениях MSC –> BSS для индикации типа канального соединения через радио-интерфейс.

Длина

Длина последующей части сообщения.

BSSMAP

GSM 08.08 http://www.etsi.org

BSSMAP (BSS Management Application Part) поддерживает все процедуры между MSC и BSS, которые требуют интерпретации и обработки информации, связанной с отдельными звонками и управлением ресурсами. Некоторые процедуры BSSMAP переключаются управляющими сообщениями RR (Radio Resource), определенными в GSM 04.08 или инициируют такие сообщения.

Формат заголовка BSSMAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Тип сообщения

1

Информационные элементы

2-n

Формат заголовка BSSMAP

Тип сообщения

Обязательное 1-байтовое поле, задающее тип (функции и формат) каждого сообщения BSSMAP.

Информационные элементы

Каждый информационный элемент IE имеет идентификатор размером в 1 октет (байт). Длина IE может быть фиксированной или переменной; IE может содержать индикатор длины или передаваться без индикатора.

DTAP (GSM)

GSM 04.08, 08.06, 08.08 http://www.etsi.org

DTAP (Direct Transfer Application Part) используется для передачи сообщений управления звонками и управляющих сообщений между MSC и MS. Информация DTAP в таких сообщениях не интерпретируется BSS. Сообщения, полученные от MS идентифицируются как DTAP на основании дискриминатора протокола (Protocol Discriminator Information Element). Большинство сообщений радио-интерфейса передаются через интерфейс BSS MSC с помощью DTAP – исключением являются лишь сообщения, относящиеся к протоколу управления ресурсами RR (Radio Resource).

Назначение DTAP состоит в обеспечении передачи сообщений сетевого уровня от MS (или MSC) к MSC (или MS) без какого-либо анализа содержимого этих сообщений. Взаимодействие между протоколами канального уровня со стороны радиоканала и сигнальной системой SS7 с телефонной стороны основано на использовании отдельного соединения SCCP для каждого MS и функции распределения.

Формат заголовка DTAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Транзакция / пропуск

1

0

N(SD)

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка DTAP

Дискриминатор протокола

Показывает протокол сетевого уровня, к которому относятся сообщения уровня 3. Это поле может принимать следующие значения:

0000 управление групповыми вызовами;

0001 управление широковещательными вызовами;

0010 PDSS1;

0011 управление вызовами и связанные с вызовами сообщения SS;

0100 PDSS2;

0101 управляющие сообщения Mobility Management;

0110 сообщения управления радио-ресурсами;

1001 сообщения SMS;

1011 не связанные с вызовами сообщения SS;

1110 расширение PD на один октет;

1111 тестовые процедуры, описанные в TS GSM 11.10.

Идентификатор транзакции / пропуска

Идентификатор транзакции или индикатор пропуска (в зависимости от протокола сетевого уровня). Идентификатор транзакции содержит значение транзакции и флаг, который показывает кому выделен TI.

N(SD)

Для MM и CM поле N(SD) устанавливает значение переменной состояния передачи (send state). Для других сообщений сетевого уровня бит 7 устанавливается в 0 передающей стороной. Сообщения, у которых бит 7 имеет значение 1, игнорируются.

Тип сообщения

Однозначно (уникально) задает назначение и формат каждого сообщения сетевого уровня GSM L3. Поле типа является обязательным для всех сообщений. Толкование смысла идентификатора типа сообщения зависит от протокола (одно и то же значение имеет различный смысл для разных протоколов) и направления (одно и то же значение имеет различный смысл для одного протокола при передаче от мобильной станции в сеть и со стороны сети на мобильную станцию).

Информационные элементы

После указания типа сообщения могут размещаться различные информационные элементы в зависимости от протокола.

BTSM

GSM 08.58 http://www.etsi.org

BTSM представляет собой протокол взаимодействия BSC – BTS (Base Station Controller – Base Transceiver Station) или интерфейс A-bis. BTSM обеспечивает передачу сообщений между контроллером базовой станции (Base Station Controller) и базовым трансивером (Base Transceiver Station). Протокольные сообщения состоят из последовательностей информационных элементов. Для каждого сообщения существуют обязательные и дополнительные информационные элементы. Сообщения BTSM передаются на интерфейс A-bis с использованием I-формата LAPD (за исключением сообщений Measurement Result, которые передаются в формате UI).

Структура сообщений BTSM показана на рисунке:

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор сообщений

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка BTSM

Дискриминатор сообщений

1-байтовое поле, используемое во всех сообщения для того, чтобы различать сообщения Transparent и Non-Transparent, а также сообщения Radio Link Layer Management (управление радиоканалом), Dedicated Channel Management (управление выделенным каналом), Common Channel Management (управление общим каналом) и TRX Management.

Формат дискриминатора сообщений показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

G7

G6

G5

G4

G3

G2

G1

T

1

Формат дискриминатора сообщений

G1 – G7 Группа сообщений

0000000 Зарезервировано

0000001 Сообщения управления радиоканалом

0000100 Сообщения управления выделенным каналом

0000110 Сообщения управления общим каналом

0001000 Сообщения управления TRX

Все остальные значения зарезервированы для использования в будущем.

Тип сообщения

Однозначно определяет функции передаваемого сообщения. Поле типа представляет собой один октет (байт).

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

EM

Тип сообщения

1

Формат типа сообщений

Бит 8 зарезервирован для использования в будущем (бит расширения). Ниже приведен список используемых в настоящее время идентификаторов типа сообщений (остальные значения зарезервированы).

0000 xxxx Сообщения управления радиоканалом

0001 DATA REQuest

0010 DATA INDication

0011 ERROR INDication

0100 ESTablish REQuest

0101 ESTablish CONfirm

0110 ESTablish INDication

0111 RELease INDication

1000 RELease CONfirm

1001 RELease INDication

1010 UNIT DATA REQuest

1011 UNIT DATA INDication

0001 xxxx Сообщения управления общим каналом / TRX

0001 BCCH INFOrmation

0010 CCCH LOAD INDication

0011 CHANnel ReQuireD

0100 DELETE INDication

0101 PAGING CoMannD

0110 IMMEDIATE ASSIGN COMMAND

0111 SMS BroadCast REQuest

1001 RF RESource INDication

1010 SACCH FILLing

1011 OVERLOAD

1100 ERROR REPORT

1101 SMS BroadCast CoMannD

1110 CBCH LOAD INDication

1111 NOTification CoMannD

001 xxxxx Сообщения управления выделенным каналом

00001 CHANnel ACTIVation

00010 CHANnel ACTIVation ACKnowledge

00011 CHANnel ACTIVation Negative ACK

00100 CONNECTION FAILure

00101 DEACTIVATE SACCH

00110 ENCRyption CoMmanD

00111 HANDOver DETection

01000 MEASurement RESult

01001 MODE MODIFY REQuest

01010 MODE MODIFY ACKnowledge

01011 MODE MODIFY Negative ACK

01100 PHYsical CONTEXT REQuest

01101 PHYsical CONTEXT CONFirm

01110 RF CHANnel RELease

01111 MS POWER Control

10000 BS POWER Control

10001 PREPROCess CONFIGure

10010 PREPROCessed MEASurement RESult

10011 RF CHANnel RELease ACKnowledge

10100 SACCH INFO MODIFY

10101 TALKER DETection

10110 LISTENER DETection

BSMAP

TIA/EIA/IS-634-A, revision A

Протокол BSMAP (Base Station Management Application Part) поддерживает все процедуры управления радио-ресурсами (Radio Resource Management) и оборудованием (Facility Management) между MSC и BS или для сот(ы) в BS. Сообщения BSMAP не передаются MS, а используются только для выполнения функций на уровне MSC или BS. Сообщения BSMAP (полная информация уровня 3) также используются вместе с сообщениями DTAP для организации соединений для MS между BS и MSC в ответ на первое интерфейсное сообщение уровня 3, переданное MS в адрес BS, для каждого системного запроса MS.

Формат заголовка BSMAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Тип сообщения

1

Параметр

2-n

Формат заголовка BSMAP

Тип сообщения

1-байтовое поле, определяющее тип сообщения. Это поле является обязательным и однозначно (уникально) определяет назначение и формат каждого сообщения BSSMAP.

Информационный элемент

Каждый информационный элемент (IE) имеет идентификатор, кодируемый одним октетом. Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

DTAP (CDMA)

TIA/EIA/IS-634-A, revision A

Сообщения DTAP (Direct Transfer Application Part) используются для передачи сообщений управления соединениями и управляющих мобильностью сообщений мобильным системам MS и от этих систем. BS не использует сообщений DTAP, но требуется отображение сообщений, идущих в направлении к MSC и от MSC, в соответствующие сигнальные протоколы радио-интерфейса. Для связи сообщения DTAP с конкретной мобильной станцией MS и текущим вызовом используются идентификаторы транзакций.

Формат заголовков сообщений DTAP показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Идентификатор транзакции

Дискриминатор протокола

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка DTAP

Идентификатор транзакции

Позволяет различить одновременные операции (транзакции) в одной мобильной станции. Идентификатор транзакций имеет следующий формат.

 

8

7

6

5

Флаг TI

Значение TI

 

Формат идентификатора транзакции

Флаг TI

Указывает, кто выделил значение TI для данной транзакции. Назначение флага TI состоит в том, чтобы различать одновременные попытки выделения одинаковых значений TI.

Значение TI

Значения TI выделяются стороной интерфейса, инициировавшей транзакцию. В начале транзакции выбирается и присваивается свободное значение TI для данной транзакции. В течение всего времени жизни данной транзакции значение TI не меняется. После завершения транзакции значение TI освобождается и может быть снова использовано для других транзакций. На разных сторонах интерфейса могут использоваться два одинаковых значения TI для разных транзакций.

Дискриминатор протокола

Дискриминатор протокола задает обрабатываемое сообщение (CC, MM, RR).

Тип сообщения

Поле типа определяет назначение каждого сообщения DTAP.

Информационные элементы

Каждый информационный элемент имеет имя, кодируемое одним октетом (байтом). Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

RR

GSM 04.08 http://www.etsi.org

Процедуры управления радио-ресурсами RR (Radio Resource) включают функции связанные с управлением коммуникационными ресурсами общего пользования (физические каналы связи, соединения канального уровня на каналах управления и др.). Основной задачей процедур RR является организация, поддержка (управление) и разрыв соединений RR, позволяющих организовать диалог между сетью и мобильной станцией в режиме «точка-точка». К числу поддерживаемых процедур относятся выбор сот и процедуры передачи. Более того, процедуры управления RR включают прием однонаправленных BCCH и CCCH при организации соединений RR (это позволяет автоматически выбирать соты).

Формат заголовков RR показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор пропуска

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка RR

Дискриминатор протокола

Значение 0110 идентифицирует протокол управления RR.

Идентификатор пропуска (Skip identifier)

Это поле имеет значение 0000.

Тип сообщения

Однозначно (уникально) определяет назначение и формат каждого сообщения RR. Поле типа сообщения является обязательным и может принимать следующие значения:

00111 xxx сообщения организации каналов:

011ADDITIONAL ASSIGNMENT

111IMMEDIATE ASSIGNMENT

001IMMEDIATE ASSIGNMENT EXTENDED

010IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT

00110 xxx сообщения о шифровании:

101 CIPHERING MODE COMMAND

010 CIPHERING MODE COMPLETE

00101 xxx сообщения, связанные с передачей:

110 ASSIGNMENT COMMAND

001 ASSIGNMENT COMPLETE

111 ASSIGNMENT FAILURE

011 HANDOVER COMMAND

100 HANDOVER COMPLETE

000 HANDOVER FAILURE

101 PHYSICAL INFORMATION

00001 xxx сообщения закрытия каналов:

101 CHANNEL RELEASE

010 PARTIAL RELEASE

111 PARTIAL RELEASE COMPLETE

00100 xxx Paging-сообщения:

001 PAGING REQUEST TYPE 1

010 PAGING REQUEST TYPE 2

100 PAGING REQUEST TYPE 3

111 PAGING RESPONSE

00011 xxx системные информационные сообщения:

000 SYSTEM INFORMATION TYPE 8

001 SYSTEM INFORMATION TYPE 1

010 SYSTEM INFORMATION TYPE 2

011 SYSTEM INFORMATION TYPE 3

100 SYSTEM INFORMATION TYPE 4

101 SYSTEM INFORMATION TYPE 5

110 SYSTEM INFORMATION TYPE 6

111 SYSTEM INFORMATION TYPE 7

00000 xxx системные информационные сообщения:

010 SYSTEM INFORMATION TYPE 2bis

011 SYSTEM IN FORMATION TYPE 2ter

101 SYSTEM INFORMATION TYPE 5bis

110 SYSTEM INFORMATION TYPE 5ter

00010 xxx различные сообщения:

000 CHANNEL MODE MODIFY

010 RR STATUS

111 CHANNEL MODE MODIFY ACKNOWLEDGE

100 FREQUENCY REDEFINITION

101 MEASUREMENT REPORT

110 CLASSMARK CHANGE

  1. CLASSMARK ENQUIRY

Информационные элементы

Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

MM

GSM 04.08 http://www.etsi.org

Основной задачей подуровня MM (Mobility Management) является поддержка мобильности пользовательских терминалов (информирование сети о местоположении мобильных пользователей и конфиденциальная идентификация пользователей). Дополнительной функцией подуровня MM является обеспечение услуг поддержки соединений с различными объектами вышележащего подуровня управления соединениями (Connection Management или CM).

Формат заголовков MM показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор пропуска

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат заголовка MM

Дискриминатор протокола

Значение 0101 идентифицирует протокол MM.

Идентификатор пропуска (Skip identifier)

Это поле имеет значение 0000.

Тип сообщения

Однозначно (уникально) определяет назначение и формат каждого сообщения RR. Поле типа сообщения является обязательным и может принимать перечисленные ниже значения. Бит 8 зарезервирован для использования в будущем (бит расширения), бит 7 зарезервирован для передачи порядкового номера в сообщениях от мобильных станций.

0x00 xxxx регистрационные сообщения:

0001 IMSI DETACH INDICATION

0010 LOCATION UPDATING ACCEPT

0100 LOCATION UPDATING REJECT

1000 LOCATION UPDATING REQUEST

0x01 xxxx сообщения, связанные с безопасностью:

0001 AUTHENTICATION REJECT

0010 AUTHENTICATION REQUEST

0100 AUTHENTICATION RESPONSE

1000 IDENTITY REQUEST

1001 IDENTITY RESPONSE

1010 TMSI REALLOCATION COMMAND

1011 TMSI REALLOCATION COMPLETE

0x10 xxxx сообщения управления соединениями:

0001 CM SERVICE ACCEPT

0010 CM SERVICE REJECT

0011 CM SERVICE ABORT

0100 CM SERVICE REQUEST

1000 CM REESTABLISHMENT REQUEST

1001 ABORT

0x11 xxxx различные сообщения:

  1. MM STATUS

Информационные элементы

Различные элементы информации.

CC

GSM 04.08 http://www.etsi.org

Протокол управления соединениями (CC) является одним из протоколов подуровня CM (Connection Management). Каждая мобильная станция должна поддерживать протокол управления соединениями. Если мобильная станция не поддерживает какую-либо из возможностей, такая станция должна ответить на сообщение SETUP сообщением RELEASE COMPLETE. В протоколе управления соединениями определено множество объектов CC. Каждый объект CC независим от других объектов и связывается только с соответствующим объектом того же уровня, используя собственное соединение MM. Различные объекты CC используют разные идентификаторы транзакций. Некоторые последовательности действий двух объектов одного уровня представляют собой композиции элементарных процедур. Эти элементарные процедуры могут группироваться в следующие классы:

  • процедуры организации соединений;

  • процедуры разрыва соединений;

  • процедуры информационной фазы соединений;

  • прочие процедуры.

Термины “mobile originating” и “mobile originated” (MO или инициированный мобильной станцией) используются для описания соединений, инициированных мобильными станциями. Термины “mobile terminating” и “mobile terminated” (MT или «завершенные на мобильной станции») служат для обозначения соединений, инициированных сетью.

Структура CC показана на рисунке:

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор транзакции

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат сообщения CC

Дискриминатор протокола

Значение 0011 указывает на протокол CC.

Идентификатор транзакции

Позволяет различить одновременные операции (транзакции) в одной мобильной станции. Формат идентификатора транзакции показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Флаг TI

Значение TI

…

Формат идентификатора транзакции

Флаг TI

Указывает, кто выделил значение TI для данной транзакции. Назначение флага TI состоит в том, чтобы различать одновременные попытки выделения одинаковых значений TI.

Значение TI

Значения TI выделяются стороной интерфейса, инициировавшей транзакцию. В начале транзакции выбирается и присваивается свободное значение TI для данной транзакции. В течение всего времени жизни данной транзакции значение TI не меняется. После завершения транзакции значение TI освобождается и может быть снова использовано для других транзакций. На разных сторонах интерфейса могут использоваться два одинаковых значения TI для разных транзакций.

Тип сообщения

Бит 8 зарезервирован для использования в будущем (бит расширения), бит 7 зарезервирован для передачи порядкового номера в сообщениях от мобильных станций. Сообщения CC могут иметь следующие типы:

0x00 0000 переход к национальным типам сообщений.

0x00 xxxx сообщения организации соединений:

0001ALERTING

1000CALL CONFIRMED

0010CALL PROCEEDING

0111CONNECT

1111CONNECT ACKNOWLEDGE

1110EMERGENCY SETUP

0011PROGRESS

0101SETUP

0x01 xxxx сообщения информационной фазы соединений:

0111MODIFY

1111MODIFY COMPLETE

0011MODIFY REJECT

0000USER INFORMATION

1000HOLD

1001HOLD ACKNOWLEDGE

1010HOLD REJECT

1100RETRIEVE

1101RETRIEVE ACKNOWLEDGE

1110RETRIEVE REJECT

0x10 xxxx сообщения разрыва соединений:

0101DISCONNECT

1101RELEASE

1010RELEASE COMPLETE

0x11 xxxx прочие сообщения:

1001CONGESTION CONTROL

1110NOTIFY

1101STATUS

0100STATUS ENQUIRY

0101START DTMF

0001STOP DTMF

0010STOP DTMF ACKNOWLEDGE

0110START DTMF ACKNOWLEDGE

0111START DTMF REJECT

1010FACILITY

SMS

GSM 04.11 http://www.etsi.org

Назначение протокола SMS (Short Message Service) состоит в передаче сообщений между мобильными станциями GSM PLMN и объектами Short Message Entity через сервисный центр (Service Center) в соответствии со спецификацией TS GSM 03.40. Термины “MO” – Mobile Originating (инициированный мобильной станцией) и “MT” – Mobile Terminating – (инициированный сетью) показывают направления передачи коротких сообщений.

Структура SMS показана на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

Дискриминатор протокола

Идентификатор транзакции

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат сообщения SMS

Дискриминатор протокола

Значение 1001 указывает на протокол SMS.

Идентификатор транзакции

Позволяет различить одновременные операции (транзакции) в одной мобильной станции. Формат идентификатора транзакции показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Флаг TI

Значение TI

…

Формат идентификатора транзакции

Флаг TI

Указывает, кто выделил значение TI для данной транзакции. Назначение флага TI состоит в том, чтобы различать одновременные попытки выделения одинаковых значений TI.

Значение TI

Значения TI выделяются стороной интерфейса, инициировавшей транзакцию. В начале транзакции выбирается и присваивается свободное значение TI для данной транзакции. В течение всего времени жизни данной транзакции значение TI не меняется. После завершения транзакции значение TI освобождается и может быть снова использовано для других транзакций. На разных сторонах интерфейса могут использоваться два одинаковых значения TI для разных транзакций.

Тип сообщения

Тип сообщения вместе с дискриминатором протокола идентифицирует назначение каждого передаваемого сообщения. Поддерживаются следующие типы сообщений:

00000001CP-DATA

00000100CP-ACK

00010000CP-ERROR

Информационные элементы

Каждый информационный элемент IE имеет идентификатор размером в один байт (октет). Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

Формат заголовков сообщений SMS relay показан на рисунке.

8

7

6

5

4

3

2

1

Октет

0

0

0

0

0

MTI

1

Тип сообщения

2

Информационные элементы

3-n

Формат сообщения SMS relay

MTI

Индикатор типа сообщения, который может принимать следующие значения:

Значения битов (321) Направление RP-сообщение
000 ms->n RP-DATA
000 n->ms Зарезервировано
001 ms->n Зарезервировано
001 n->ms RP-DATA
010 ms->n RP-ACK
010 n->ms Зарезервировано
011 ms->n Зарезервировано
011 n->ms RP-ACK
100 ms->n RP-ERROR
100 n->ms Зарезервировано
101 ms->n Зарезервировано
101 n->ms RP-ERROR
110 ms->n RP-SMMA
110 n->ms Зарезервировано
111 ms->n Зарезервировано
111 n->ms Зарезервировано
Связь сообщений (Message Reference)

Используется для связывания сообщения RP-ACK или RP-ERROR с сообщением RP-DaATA или RP-SMNA.

Информационные элементы

Каждый информационный элемент IE имеет идентификатор размером в один байт (октет). Размер поля IE может быть фиксированным или переменным. Идентификатор длины может входить в информационный элемент, но не является обязательным.

Запись опубликована в рубрике Мир протоколов. Добавьте в закладки постоянную ссылку.