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 (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
- 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:
- 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
-
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:
-
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.