Виды сообщений и составы сигналов 3-го уровня
Как уже упоминалось выше, система протоколов взаимодействия 3-го уровня на участке MS — BTS (CM, MM, RR) является подмножеством протокола 3-го уровня LAPD. Ниже приведены некоторые форматы и команды, касающиеся протоколов участка MS — BTS.
Обмен сигнальной информацией по протоколу LAPD производится в виде сообщений, каждое из которых имеет следующий вид (рис.2.7).
Рис. 2.7.Вид сообщения протоколов LAPD 3-его уровня
Сообщение содержит следующие области: дискриминатор протокола, метка соединения и тип сообщения.
Дискриминатор протокола служит для того, чтобы отделить процедуры управления вызовом от любых других сообщений, а также отделить сообщения, передаваемые в ЦСИО (ISDN), от сообщений других систем, в частности, GSM. Дискриминатор протокола кодируется в соответствии со следующей таблицей.
| Таблица 2.2. Кодировка дискриминатора протокола | ||||||||
| Коды и порядок следования бит | Дискриминатор протокола | |||||||
| Сообщения по протоколу пользователь-пользователь | ||||||||
| ...... | ||||||||
| Сообщения управления вызовом по Рекомендации I.451 (включая сообщения СМ, отмеченное жирным шрифтом) | ||||||||
| ...... | ||||||||
| ...... | ||||||||
| Сообщения MM | ||||||||
| ...... | ||||||||
| Сообщения RRM | ||||||||
| ...... | ||||||||
| Cообщения CM | ||||||||
| ...... | ||||||||
| ...... | ||||||||
| Для национального использования | ||||||||
| ...... | ||||||||
| Резерв для других сетевых протоколов 3-го уровня | ||||||||
| ...... | ||||||||
Из других полей формата сообщений уровня 3 в протоколах GSM используется поле "Тип сообщения". В табл.2.3 – 2.5 приведены значения, которые применяются на уровнях CM, MM, RR. Заглавные буквы в английском значении терминов обозначают буквы, входящие в сокращенное обозначение сообщений.
| Таблица 2.3. Типы сообщений 3-го уровня протокола CM на участке MS — BTS (Дискриминатор протокола — значение 00110000) | ||||
| x000 | 0x000 | Переход к национальным типам сообщений | ||
| x000 | xxxx | Сообщения организации соединения | ||
| Оповещение (ALERting) | ||||
| Вызов завершен (CALL COMplete) | ||||
| Вызов обслуживается (CALL PROCeeding) | ||||
| Соединить (CONnect) | ||||
| Подтверждение соединения (CONnect ACKnowledge) | ||||
| Аварийный вызов (EMERGence SETUP) | ||||
| Вызов (SETUP) | ||||
| X001 | xxxx | Сообщения информационной фазы соединений | ||
| Модификация (MODify) | ||||
| Модификация закончена (MODify COMplete) | ||||
| Отказ в модификации (MODify REJect) | ||||
| Информация пользователя (USER INFormation) | ||||
| Удержание (HOLD) | ||||
| Подтверждение удержания (HOLD ACKnowledge) | ||||
| Отказ от удержания (HOLD REJect) | ||||
| Возобновление (RETRieve) | ||||
| Подтверждение возобновления (RETRieve ACKnowledge) | ||||
| Отказ от возобновления (RETRieve REJect) | ||||
| X010 | xxxx | Сообщения разъединения | ||
| Разъединение (DISConnect) | ||||
| Освобождение (RELease) | ||||
| Освобождение закончено (RELease COMplete) | ||||
| X011 | xxxx | Прочие сообщения | ||
| Управление перегрузкой (CONGestion Control) | ||||
| Извещение (NOTIFY) | ||||
| Статус (STATUS) | ||||
| Запрос статуса (STATUS ENQuiry) | ||||
| Начало частотного набора (START DTMF) | ||||
| Остановка частотного набора (STOP DTMF) | ||||
| Подтверждение остановки частотного набора | ||||
| Подтверждение начала частотного набора (STOP DTMF ACKnowledge) | ||||
| Отмена начала частотного набора (START DTMF ACKnowledge) | ||||
| Обращение к дополнительным услугам (FACILITY) | ||||
| Таблица 2.4. Типы сообщений 3-го уровня протокола MM на участке MS — BTS (Дискриминатор протокола — значение 01010000) | ||||
| х000 | хххх | Регистрационные сообщения | ||
| Выделен индикатор IMSI (IMSI DETuch INDicator) | ||||
| Изменение местоположения принято (LOCation UPDate ACcept) | ||||
| Изменение местоположения отклонено (LOCation UPDate REJect) | ||||
| Запрос на изменение местоположения (LOCation UPDate REQuest) | ||||
| x000 | xxxx | Сообщения аутентификации и определения подлинности оборудования | ||
| Аутентификация отклонена (AUTHentication REJect) | ||||
| Запрос на аутентификацию (AUTHentication REQuest) | ||||
| Ответ на аутентификацию (AUTHentication RESponse) | ||||
| Запрос на идентификацию (IDENtification REQuest) | ||||
| Ответ на идентификацию (IDENtification RESponse) | ||||
| Команда на изменение TSMI (TSMI REALlOCation CoMmanD) | ||||
| Изменение TSMI закончено (TSMI REALlOCation COMplete) | ||||
| x010 | xxxx | Сообщения управления соединением | ||
| Услуги CM приняты (CM SERVice ACCept) | ||||
| Услуги CM отклонены (CM SERVice REJ ect) | ||||
| Услуги CM прерваны (CM SERVice ABORT) | ||||
| Запрос услуг CM (CM SERVice REQuest) | ||||
| Изменение услуг CM (CM SERVice REESTABlishment) | ||||
| Прерывание (ABORT) | ||||
| x011 | xxxx | Различные сигналы | ||
| Состояние MM (MM STATUS) | ||||
| Таблица 2.5. Типы сообщений 3-го уровня протокола RRM на участке MS — BTS (Дискриминатор протокола — значение 01100000) | ||
| x0111 | ххх | Сообщения организации каналов |
| Дополнительное распределение (ADDitional ASSignment) | ||
| Непосредственное распределение (IMMdiate ASSignment) | ||
| Непосредственное расширенное распределение (IMMdiate ASSignment EXTended) | ||
| Непосредственное распределение отклонено (IMMdiate ASSignment REJect) | ||
| x0110 | xxxx | Сообщения о шифровании |
| Команда режима шифрования (Ciphering MODE CoMmanD) | ||
| Режим шифрования закончен (Ciphering MODE COMplete) | ||
| x0101 | xxxx | Сообщения передачи |
| Команда распределения (ASSignment CoMmanD) | ||
| Распределение закончено (ASSignment COMplete) | ||
| Ошибка распределения (ASSignment FAILure) | ||
| Команда хэндовера (HANDover CoMmanD) | ||
| Хэндовер закончен (HANDover COMplete) | ||
| Ошибка хэндовера (HANDover FAILure) | ||
| Физическая информация (PHYSical INFormation) | ||
| x0001 | xxx | Сообщения освобождения каналов |
| Освобождение канала (CHANnel RELease) | ||
| Частичное освобождение (PARTial RELease) | ||
| Частичное освобождение закончено (PARTial RELease COMplete) | ||
| x0100 | xxx | Широковещательные сообщения |
| Запрос типа 1 (PAGING REQuest 1) | ||
| Запрос типа 2 (PAGING REQuest 2) | ||
| Запрос типа 3 (PAGING REQuest 3) | ||
| Ответ на сообщения (PAGing RESpons 1) | ||
| x0011 | xxx | Системные сообщения |
| x0000 | xxx | Системные информационные сообщения |
| x00010 | xxx | Различные сообщения |
| Модификация режима канала (CHANnel MODE MODify) | ||
| Статус RR (RR STATUS) | ||
| Подтверждение модификации режима канала (CHANnel MODE MODify ACKnowledge) | ||
| Перераспределение частот (FREQuency REDEFinition) | ||
| Отчет об измерении (MEASurement REPort) | ||
| Изменение набора услуг (CLASSMARK CHANGE) | ||
| Запрос набора услуг (CLASSMARK ENQuiry) |
BTSM
BTSM представляет протокол взаимодействия BSC — BTS (Base Station Controller — Base Transceiver Station) или интерфейс Abis. Сообщения передаются в формате LAPD, поле "тип сообщения" состоит при этом из двух байт (используется бит расширения). В первом байте передается дискриминатор сообщения, во втором — тип сообщения.
Дискриминатор протокола
Используется один из кодов табл.2.2 в разделе сообщения управления вызовом (0011xxxx).
Дискриминатор сообщений
Однобайтовое поле, указывающее на тип обработки поступающих сообщений.
- Transparent — прозрачный режим: в этом случае сообщение пропускается транзитом без обработки и добавления информации;
- Non transparent — режим, обратный указанному выше;
- Radio Link Layer Management — сигналы управления радиосвязью;
- Dedicated Channel Management — управление выделенным каналом;
- Common Channel Management — управление общим каналом;
- TRX Management — управление приемопередатчиком.
Первый бит применяется для указания прозрачности (transparent). Для указания типа обработки используются 7 последних битов октета.
| Таблица 2.6. Дискриминатор сообщений 3-го уровня протокола BTM на участке BSC — BTS | ||
| 00000 000 | Зарезервировано | |
| 00000 001 | сигналы управления радиоканалом | |
| 00000 100 | управление выделенным каналом | |
| 00000 110 | управление общим каналом | |
| 00000 100 | управление приемопередатчиком |
Тип сообщения
Представляет однобайтное сообщение, старший бит которого отведен для возможности расширения сообщения, а остальные предназначены для кодирования типа сообщений, отображающего функции этого сообщения. Коды типа сообщений приведены втабл.2.7. Применение рассматриваемых команд легко устанавливается из названия, поэтому приведем пример их
использования при установлении соединения от станции ISDN к мобильной станции.
Таблица 2.7. Коды типа сообщений BSTM
| 0001xxxx | Управление радиоканалом | ||
| DATE REQuest | Запрос данных | ||
| DATE INDication | Индикация данных | ||
| EROR INDication | Ошибка индикации | ||
| ESTablish REQuest | Запрос на установление соединения | ||
| ESTablish CONfirm | Установление соединения закончено | ||
| ESTablish INDication | Индикация установления соединения | ||
| RF CHANnel RELease REQuest | Запрос на освобождение радиоканала | ||
| RF CHANnel RELease CONfirm | Освобождение радиоканала закончено | ||
| RELease INDication | Индикация освобождения | ||
| UNIT DATA REQuest | Запрос блока данных | ||
| UNIT DATA INDication | Индикация блока данных | ||
| 0110 xxxx | Сообщение управления общими каналами и приемопередатчиком | ||
| BSSCH INFOrmation | Информация BSSCH | ||
| CCCH Load INDication | Загрузка индикации CCCH | ||
| CHANNel ReQuireD | Запрошен канал | ||
| DELETE INDication | Удаление индикации | ||
| PAGGING CoManD | Широковещательная команда | ||
| IMMidaite ASSignee CoMmanD | Команда срочного назначения | ||
| SMS Broadcast REQuest | Команда широковещательного SMS | ||
| Зарезервировано | |||
| RF ReSourse INDication | Индикация ресурса радио частот | ||
| SACCH FILing | Заполнение SACCH | ||
| OVERLOAD | Перезагрузка | ||
| EROR REPORT | Отчет об ошибках | ||
| SMS Broadcast CoManD | Команда широковещательного SMS | ||
| BCCH LOAD INDication | Загрузка индикации BSCCH | ||
| NOTification CoManD | Команда извещения | ||
| 100xxxxx | Сообщения управления выделенным каналами | ||
| CHANnel ACTivation | Активизация канала | ||
| CHANnel ACTivation ACKnowledge | Подтверждение активизации канала | ||
| CHANnel ACTivation Negative Acknowledge | Отрицательное подтверждение активизации канала | ||
| CONNection FAILure | Ошибка подключения | ||
| DEACTivation SACCH | Деактивизация SACCH | ||
| ENCRyption CoMmanD | Команда шифрования | ||
| HANDover DETECTion | Определение хэндовера | ||
| MEASurement RESult | Результат измерений | ||
| MODE MODify REQuest | Запрос режима модификации | ||
| MODE MODify ACKnowledge | Подтверждение режима модификации | ||
Этот пример был предварительно рассмотрен для участка MS — BTS (см.рис.1.9). В данном случае приведены конкретные команды и сигналы на других участках. На рис.2.8 сообщения на участке MS — BTS полностью совпадают с указанными на рис.1.9, но в начале каждой команды указан уровень протокола, которому принадлежит сообщения (RR, MM, CM). По коду сигнала можно определить, к какому классу принадлежит сообщение (например, сообщения организации соединения, сообщения информационной фазы соединений, сообщения разъединения).
На рис.2.8 используются следующие команды системы ISDN:
· IAM (Initial address) — начальное сообщение;
· ACM (Address complete) — абонент определен;
· ANM (Answer) — ответ абонента.
Рис. 2.8.Команды обмена при установлении связи. Станция ISDN-MS
Команда SABM (Set Asynchronous Balanced Mode) — "установить сбалансированный асинхронный режим" — используется в протоколе LAPD для установления по сети режима, предшествующего входу в синхронизм, для передачи в этом режиме команд управления. При этом отсутствует механизм защиты от ошибок (сообщение не нумеровано). В диаграмме она используется для обмена в асинхронном режиме.
UA — Unnumbered Acknowledge — ненумерованное подтверждение, используется для подтверждения сигналов в асинхронном режиме.
На рис.2.8 отмечены символами:
· * — фаза посылки вызова;
· ** — контроль посылки вызова;
· *** — ответ абонента.
Следует также обратить внимание, что многие сигналы идут транзитом через BTS и BSC. Эти сигналы в дискриминаторе сообщений содержат тип обработки Transparent — прозрачный режим.
На рис.2.9 показан обмен сигналами для случая "отбой от MS" и "без задержки повешена трубка"
Рис. 2.9.Обмен сигналами при одном из вариантов отбоя
ЧАСТОТНЫЙ ПЛАН В СТАНДАРТЕ GSM
На рис.2.10 показан принцип образования каналов в системе GSM.
Для радиодоступа GSM 900 выделены две полосы частот:
· 890–915 МГц для канала связи от абонента к станции (направление MS к BS);
· 935–960 МГц для исходящего канала от станции к абоненту (направления BS к MS).
Полосы по 25 МГц разделены на 124 пары каналов, работающих в дуплексном режиме с интервалом несущей частоты по 200 кГц, используя многостанционный доступ с частотным разделением каналов (FDMA — Frequency Division Multiple Access). Каждый радиоканал с шириной полосы 200 кГц разделен на временные соты, которые создают 8 логических каналов. При этом используется методика, известная как многостанционный доступ с временным разделением (TDMA — TIME DEVISION MULTIPLE ACCESS). Напомним: многостанционный доступ заключается в том, что группа пользователей имеет возможность использовать одну несущую частоту в разные моменты времени.
Канал, переносящий информацию (канал трафика, или логический канал), определится номером несущей частоты и номером одного из 8 временных положений. Информация переносится в виде коротких пакетов (burst), объединенных в кадры.
Рис. 2.10.Образование каналов в системе GSM
Многостанционный доступ с временным разделением (TDMA — Time Division Multiple ACCESS), содержащий 8 слотов и 248 физических полудуплексных каналов, составляет группу из 1984 полудуплексных каналов. При размере кластера 7 (см. повторное использование частот) число каналов в одной соте равно примерно 283 (1984 / 7) полудуплексных каналов. Как было показано ранее, разбиение, содержащее семь наборов частот, достаточно, чтобы охватить произвольно большую область, используя повторное применение частот с учетом допустимого расстояния между сотами.