2.1.3. Сигнальные протоколы третьего уровня
Управление Радио- ресурсами
Уровень управления радиоресурсами (RRM — Radio Resource Management) наблюдает за установлением соединения по радио и фиксированной сети между подвижной станцией и центром коммутации подвижной связи (MSC). Главные функциональные компоненты этого уровня — подвижная станция и подсистема базовых станций, центр коммутации подвижной связи (MSC). Уровень RRM предназначен для управления радиосеансом [49, 56]. Сеанс — это время, которое мобильная станция находится в режиме соединения и управляет конфигурацией радиоканалов, включая распределение специализированных каналов.
Радиосеанс всегда инициализируется подвижной станцией с помощью процедуры доступа, либо для исходящего вызова, либо в ответ на широковещательный вызов при входящем вызове. Уже рассмотренные выше процедуры исходящего вызова и широковещательного вызова, такие как назначение выделенного канала для сигнализации мобильной станции, и структура широковещательного подканала, устанавливаются на уровне RRM.
Кроме того, уровень RRM осуществляет управление радиохарактеристиками, такими как управление мощностью, прерывистая передача и прием.
Управление мобильностью
Уровень управления мобильностью (ММ — Mobility Management) относится к верхнему уровню управления радиоресурсами (RRM — Radio Resources Management) и выполняет функции, которые возникают при передвижении абонента, а также функции защиты и аутентификации. Управление местоположением включает процедуры, которые дают системе информацию о текущем местоположении включенных передвижных станций так, чтобы управлять маршрутизацией входящих вызовов.
Управление соединением
Уровень управления соединением (СМ) отвечает за управление вызовом, управление дополнительными видами услуг и управление службой передачи коротких сообщений. Каждое из них можно рассматривать как отдельный подслой в пределах уровня управления соединением (СМ). Процедура управления вызовом почти совпадает с процедурами цифровой сети ISDN, указанными в Q.931, хотя маршрутизация к (от) подвижному объекту, очевидно, является в GSM уникальной. Другие функции подслоя управления вызовом включают: установление соединения, выбор типа обслуживания (включая чередование услуг в течение вызова) и отбой.
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 [49, 56]. Содержание каждого сигнала понятно из его названия; для более детального рассмотрения этих сигналов можно рекомендовать [10, 11, 17].
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 [39, 17].
Таблица
2.2.
Кодировка дискриминатора протокола
Коды и порядок следования бит |
Дискриминатор протокола |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сообщения по протоколу пользователь-пользователь |
...... |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Сообщения управления вызовом по Рекомендации I.451 (включая сообщения СМ, отмеченное жирным шрифтом) |
...... |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
...... |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сообщения MM |
...... |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сообщения RRM |
...... |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Cообщения CM |
...... |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
...... |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Для национального использования |
...... |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Резерв для других сетевых протоколов 3-го уровня |
...... |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
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 01110000)
x000 |
0x000 |
Переход к национальным типам сообщений |
x000 |
xxxx |
Сообщения организации соединения |
|
0001 |
Оповещение (ALERting) |
|
1000 |
Вызов завершен (CALL COMplete) |
|
0010 |
Вызов обслуживается (CALL PROCeeding) |
|
0111 |
Соединить (CONnect) |
|
1111 |
Подтверждение соединения (CONnect ACKnowledge) |
|
1110 |
Аварийный вызов (EMERGence SETUP) |
|
0011 |
Вызов (SETUP) |
X001 |
xxxx |
Сообщения информационной фазы соединений |
|
0111 |
Модификация (MODify) |
|
1111 |
Модификация закончена (MODify COMplete) |
|
0011 |
Отказ в модификации (MODify REJect) |
|
0000 |
Информация пользователя (USER INFormation) |
|
1000 |
Удержание (HOLD) |
|
1001 |
Подтверждение удержания (HOLD ACKnowledge) |
|
1010 |
Отказ от удержания (HOLD REJect) |
|
1100 |
Возобновление (RETRieve) |
|
1101 |
Подтверждение возобновления (RETRieve ACKnowledge) |
|
1110 |
Отказ от возобновления (RETRieve REJect) |
X010 |
xxxx |
Сообщения разъединения |
|
0101 |
Разъединение (DISConnect) |
|
1100 |
Освобождение (RELease) |
|
1101 |
Освобождение закончено (RELease COMplete) |
X011 |
xxxx |
Прочие сообщения |
|
1001 |
Управление перегрузкой (CONGestion Control) |
|
1100 |
Извещение (NOTIFY) |
|
1101 |
Статус (STATUS) |
|
0010 |
Запрос статуса (STATUS ENQuiry) |
|
0101 |
Начало частотного набора (START DTMF) |
|
0001 |
Остановка частотного набора (STOP DTMF) |
|
0010 |
Подтверждение остановки частотного набора |
|
0110 |
Подтверждение начала частотного набора (STOP DTMF ACKnowledge) |
|
1110 |
Отмена начала частотного набора (START DTMF ACKnowledge) |
|
1010 |
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 |
|
0001 |
Выделен индикатор IMSI (IMSI DETuch INDicator) |
|
0010 |
Изменение местоположения принято (LOCation UPDate ACcept) |
|
0100 |
Изменение местоположения отклонено (LOCation UPDate REJect) |
|
1000 |
Запрос на изменение местоположения (LOCation UPDate REQuest) |
x000 |
xxxx |
Сообщения аутентификации и определения подлинности оборудования |
|
0001 |
Аутентификация отклонена (AUTHentication REJect) |
|
0010 |
Запрос на аутентификацию (AUTHentication REQuest) |
|
0100 |
Ответ на аутентификацию (AUTHentication RESponse) |
|
1000 |
Запрос на идентификацию (IDENtification REQuest) |
|
1001 |
Ответ на идентификацию (IDENtification RESponse) |
|
1010 |
Команда на изменение TSMI (TSMI REALlOCation CoMmanD) |
|
1011 |
Изменение TSMI закончено (TSMI REALlOCation COMplete) |
x010 |
xxxx |
Сообщения управления соединением |
|
0001 |
Услуги CM приняты (CM SERVice ACCept) |
|
0010 |
Услуги CM отклонены (CM SERVice REJ ect) |
|
0011 |
Услуги CM прерваны (CM SERVice ABORT) |
|
0100 |
Запрос услуг CM (CM SERVice REQuest) |
|
1000 |
Изменение услуг CM (CM SERVice REESTABlishment) |
|
1001 |
Прерывание (ABORT) |
x011 |
xxxx |
Различные сигналы |
|
0100 |
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 |
|
011 |
Дополнительное распределение (ADDitional ASSignment) |
|
111 |
Непосредственное распределение (IMMdiate ASSignment) |
|
001 |
Непосредственное расширенное распределение (IMMdiate ASSignment EXTended) |
|
010 |
Непосредственное распределение отклонено (IMMdiate ASSignment REJect) |
x0110 |
xxxx |
Сообщения о шифровании |
|
101 |
Команда режима шифрования (Ciphering MODE CoMmanD) |
|
010 |
Режим шифрования закончен (Ciphering MODE COMplete) |
x0101 |
xxxx |
Сообщения передачи |
|
110 |
Команда распределения (ASSignment CoMmanD) |
|
001 |
Распределение закончено (ASSignment COMplete) |
|
111 |
Ошибка распределения (ASSignment FAILure) |
|
011 |
Команда хэндовера (HANDover CoMmanD) |
|
100 |
Хэндовер закончен (HANDover COMplete) |
|
000 |
Ошибка хэндовера (HANDover FAILure) |
|
101 |
Физическая информация (PHYSical INFormation) |
x0001 |
xxx |
Сообщения освобождения каналов |
|
101 |
Освобождение канала (CHANnel RELease) |
|
010 |
Частичное освобождение (PARTial RELease) |
|
111 |
Частичное освобождение закончено (PARTial RELease COMplete) |
x0100 |
xxx |
Широковещательные сообщения |
|
001 |
Запрос типа 1 (PAGING REQuest 1) |
|
010 |
Запрос типа 2 (PAGING REQuest 2) |
|
100 |
Запрос типа 3 (PAGING REQuest 3) |
|
111 |
Ответ на сообщения (PAGing RESpons 1) |
x0011 |
xxx |
Системные сообщения |
x0000 |
xxx |
Системные информационные сообщения |
x00010 |
xxx |
Различные сообщения |
|
000 |
Модификация режима канала (CHANnel MODE MODify) |
|
010 |
Статус RR (RR STATUS) |
|
111 |
Подтверждение модификации режима канала (CHANnel MODE MODify ACKnowledge) |
|
100 |
Перераспределение частот (FREQuency REDEFinition) |
|
101 |
Отчет об измерении (MEASurement REPort) |
|
110 |
Изменение набора услуг (CLASSMARK CHANGE) |
|
011 |
Запрос набора услуг (CLASSMARK ENQuiry) |