НОУ ІНТУІТ, Лекція, Протоколи GSM та перетворення мови

2.1. Протоколи мережі GSM

2.1.1. Загальна структура

Основний опис протоколів мережі GSM дано у документах ETSI. Ці документи представляють деякі групи, які розміщені за версіями [76–79].

Розглянуті вище функції реєстрації (registration), аутентифікації (authentication), маршрутизації виклику (call routing) та оновлення координат розташування, механізм передачі з'єднання (handover) виконуються підсистемою мережі головним чином із використанням протоколів системи мобільного зв'язку, заснованих на протоколах системи ГКС № 7 [ 1, 10, 11, 36]. Структура цих протоколів показано на рис. 2.1.

Сигнальний протокол у GSM розділений на три рівні [49], [10, 17, 117] залежно від інтерфейсу, як показано на рис. 2.1.

Ділянка "мобільна станція - базова станція" працює з такими рівнями. Рівень 1 – фізичний рівень, який використовує структури каналу, розглянуті вище, за повітряним інтерфейсом. Рівень 2 — рівень ланки передачі за Um інтерфейсом, рівень ланки передачі — це модифікована версія LAPD -протоколу, використовуваного в ISDN; вона називається LAPDm [93, 94]. Рівень 3 - сигнальний протокол з GSM, який використовує також модифіковану версію LAPD; самостійно розділений на 3 підшари.

Керування радіоресурсами (RRM — Radio Resources Management)управляє установкою, обслуговуванням та кінцевим пристроєм, радіо- та фіксованими каналами, включаючи хендовер.

Управління пересуванням (MM — Mobility Management)керує оновленням розташування та процедурами реєстрації, так само як захистом та автентифікацією.

Управління з'єднанням (Connection Management)обробляє загальний процес управління встановленням з'єднання тасигналізацією та керує додатковими послугами, а також службою передачі коротких повідомлень.

перетворення

Передача сигналів між різними об'єктами у фіксованій частині мережі (інтерфейс A) використовує протоколи лише на рівні 1 MTP1 (Message Transfer Part — підсистема передачі повідомлень) лише на рівні 1 і лише на рівні 2 — SCCP (Signaling Connection Control Part — система управління з'єднанням каналів сигналізації) [ 1, 10, 11, 35], що належать системі сигналізації ГКС № 7. На рівні 3 застосовують перелічені вище протоколи GSM - MM і CM.

Підсистема 3 рівня BSSMAP прикладна система управління базовою станцією призначена для зв'язку контролера базової станції (BSS) з центром комутації мобільного зв'язку (MSC).

2.1.2. Підсистеми сигнальних протоколів

Основні відомості про підсистему управління з'єднанням каналу сигналізації ГКС № 7 (SCCP-CSS № 7)

Система управління з'єднанням каналу сигналізації (SCCP - Signaling Connection Control Part) управляє логічними з'єднаннями в мережі ГКС для передачі даних блоків даних сигналізації. Вона виконує функції третього рівня (мережевий рівень) моделі взаємодії протоколів ГКС [10, 11, 35, 115]. SCCP надає можливість здійснювати через мережу ГКР передачу даних для управління з'єднанням і при технічному обслуговуванні, безпосередньо не пов'язану з конкретним каналом промови або передачі даних.

Підсистема SCCP надає два класи послуг: орієнтованих на з'єднання та не орієнтованих на з'єднання.

У першому випадку перед початком обміну даними встановлюється з'єднання. Доставка повідомлень може бути гарантована у порядку їх передачі. Для орієнтованих на з'єднання послуг розрізняються постійні та короткочасні (напівпостійні) з'єднання для сигналізації. Прицьому для напівпостійних сполук передбачені три фази: фаза встановлення з'єднання (примітив "N - з'єднання"), фаза обміну даними (примітив "N - дані") та фаза звільнення з'єднання (примітив "N - роз'єднання").

При реалізації послуг, які не орієнтовані на з'єднання, SCCP забезпечує передачу даних у двох режимах: з контролем послідовності доставки повідомлень і без контролю. В останньому випадку не гарантується прийом даних у порядку їх передачі, оскільки вони маршрутизуються в мережі сигналізації по-різному і можуть бути повторно запрошені під час перешкод.

Структура повідомлення SCCP детально розглянута у [1, 10, 11, 35]. Нижче наведемо лише частину заголовків, присвячених рухомій системі.

Приклади типів повідомлень системи, орієнтованої на з'єднання, такі:

  • запит на з'єднання між двома вузлами (CR);
  • підтвердження з'єднання (CC) у відповідь на повідомлення CR;
  • запит на роз'єднання (RLSD);
  • підтвердження роз'єднання (RLC) з боку будь-якого з вузлів;
  • підтвердження роз'єднання (процес звільнення завершено);
  • дані для прозорої передачі між двома вузлами (DT);
  • дозволена підсистема (SSA).

Останнє повідомлення містить такі параметри (рис. 2.2).

Саме повідомлення "дозволена підсистема" має код 0000 0001 Вказаний на цьому малюнку "номер задіяної підсистеми" може бути закодований наступним чином.

У табл. 2.1 виділено "жирним" коди, що належать до передачі сигналів мобільних систем (не обов'язково до системи GSM).

Прикладна частина системи базової станції BSSAP

Одна з функцій підсистеми управління з'єднанням каналу сигналізації SCCP (Signaling Connection ControlPart) - прикладна частина системи базової станції (BSSAP - Base Station System Part). Вона варта обслуговування взаємодії BSS і MSC (див. рис. 2.1). У разі з'єднання типу "точка - точка" BSSAP використовує сигнальне з'єднання з активною мобільною станцією, що має один або більше активізованих процесів для передачі повідомлень рівня 3. У випадку конференц-зв'язку або широкомовного виклику завжди є одне з'єднання в соті, пов'язане з цим викликом, та одне додаткове з'єднання в системі базової станції (BSS - Base Station System) для передачі повідомлень рівня 3. Є додаткове з'єднання для "головного абонента" при широкомовному виклику або конференц-зв'язку. Додаткові з'єднання можуть також бути потрібні для будь-яких мобільних станцій при конференц-зв'язку групи або широкомовному виклику, при якій мережа вирішує розмістити виділені або тимчасово закріплені канали.

Користувацькі функції BSS (BSSAP - Base Station System Application Part) далі поділені на дві окремі функції:

  • прикладна частина для прямої передачі (DTAP - Direct Transfer Application Part), звана також GSM L3, використовується передачі транзитних повідомлень між MSC і MS. Інформація рівня 3 цих повідомленнях не інтерпретується BSS ( Base Station System);
  • основна прикладна частина системи базової станції (BSSMAP - Base Station System Management Application Part) підтримує інші процедури між MSC і BSS (Base Station System), пов'язані з MS управління ресурсами, управлінням передачею з'єднання (хендовером), або в цій соті, або в межах всієї BSS (Base Station System). Опис протоколу для обміну інформацією BSSMAP (Base Station Management Application Part) на рівні 3 міститься в Рекомендації ETSI GSM08.08 [76-79].

При застосуванні BSSMAP (Base Station Management Application Part) використовуються процедури без встановлення з'єднання та орієнтовані на з'єднання. Rec. ETSI GSM 08.08 вказує для кожної процедури рівня 3, чи повинне використовуватися з'єднання або потрібно працювати без встановлення з'єднання. Процедури, орієнтовані на з'єднання, використовуються для підтримки DTP (Direct Transfer Application Part). Функція розподілу, розміщена BSSAP, виконує поділ між даними цих двох частин.

BSSAP повідомлення включають такі поля (рис. 2.3).