Gprs

Published on June 2016 | Categories: Documents | Downloads: 81 | Comments: 0 | Views: 666
of 105
Download PDF   Embed   Report

Comments

Content

Mục lục..............................................................................................................1 Chương I: Giới thiệu chung về mạng GPRS............................................................4

Mục lục

Chương II: Cấu trúc mạng GPRS...........................................................................8

1.1 Giới thiệu về dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS........................................4 1.2 Các dịch vụ của GPRS..............................................................................5 1.3 Các tính năng mới trong GPRS.................................................................5 1.4 Các chức năng chính của GPRS................................................................6 1.4.1 Các chức năng điều khiển truy cập mạng..........................................6 1.4.2 Các chức năng điều khiển và định tuyến gói......................................6 1.4.3 Quản lý di động.................................................................................6 1.4.4 Quản lý tuyến logic............................................................................6 1.4.5 Quản lý tài nguyên vô tuyến..............................................................6 1.4.6 Quản lý mạng....................................................................................7 1.4.7 Một số ứng dụng của GPRP................................................................7

Chương III: Giao diện vô tuyến...........................................................................21

2.1 Cấu trúc tổng thể của mạng GPRS...........................................................8 2.2 Các thành phần trong mạng GPRS...........................................................9 2.2.1 Thiết bị di động MS (Mobile Station)...................................................9 2.2.2 Nút cổng giao tiếp hỗ trợ GPRS- GGSN.............................................10 2.2.3 Nút dịch vụ hỗ trợ GPRS- SGSN........................................................11 2.2.4 Phân hệ trạm gốc BSS......................................................................11 2.2.5 Bộ định vị thường trú HLR................................................................12 2.2.6 Bộ ghi định vị tạm trú VLR...............................................................13 2.2.7 Trung tâm nhận thực AUC................................................................14 2.2.8 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR.....................................................14 2.2.9 Tổng đài cổng di động cho dịch vụ tin ngắn SMS-GMSC và tổng đài liên kết di động cho dịch vụ tin ngắn SMS-IWMSC.....................................14 2.2.10 Cổng chức năng tính cước (CGF)....................................................14 2.2.11 Hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS.....................................................14 2.2.12 Mạng đường trục trong GPRS.........................................................15 2.3 Quá trình đánh chỉ số, địa chỉ, chỉ số nhận dạng....................................16 2.3.1 Nhận dạng các MS...........................................................................16 2.3.2 Xác định địa chỉ của MS...................................................................17 2.3.3.Nhận dạng vùng định vị và trạm gốc...............................................18 2.3.4 Địa chỉ GSN......................................................................................19 2.3.5 Số nhận dạng thiết bị di động quốc tế và chỉ số phiên bản phần mềm (IMISV)......................................................................................................19 2.3.6 Chỉ số nhận TMSI gói (P-TMSI)..........................................................20 3.1 Kênh logic dữ liệu gói.............................................................................21 3.1.1 Kênh điều khiển chung PCCCH (Packet Common Control Channel). .21 3.1.2 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) .................................................................................................................21 3.1.3 Kênh lưu lượng, Kênh lưu lượng dữ liệu gói PDTCH (Packet Data Traffic Channel)........................................................................................21 3.1.4 Các kênh điều khiển riêng................................................................22 3.2 Sắp xếp các kênh logic vào kênh vật lý..................................................22 3.2.1 Các kênh điều khiển chung PCCCH..................................................22 3.2.2 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH....................................................23

Chương IV: Giao thức truyền dẫn và báo hiệu trong GPRS.....................................48

3.2.3 Kênh điều khiển sớm định thời PTCCH.............................................23 3.2.4 Các kênh lưu lượng PDTCH..............................................................23 3.2.5 Chia sẻ kênh hướng xuống...............................................................24 3.2.6 Chia sẻ kênh hướng lên....................................................................24 3.3 Giao diện vô tuyến Um...........................................................................24 3.3.1 Các nguyên tắc quản lý tài nguyên vô tuyến...................................24 Trong đó: X: khung trống.............................................................................26 3.3.2 Các chế độ sử dụng tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource)........27 3.3.3 Phân lớp của giao diện vô tuyến......................................................29 3.3.5 Lớp liên kết vật lý............................................................................30 3.3.6.Lớp điều khiển liên kết vô tuyến và điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn RLC/MAC. (Radio Link Control/Medium Access Control)...........38 MS....................................................................................................44 4.1.1 Tổng quan........................................................................................48 4.1.2 Mặt phẳng báo hiệu.........................................................................48 4.1.3 Mặt phẳng truyền dẫn......................................................................53 4.1.4 Giao thức IP sử dụng trong GTP.......................................................54 4.2 Giao thức hội tụ phụ thuộc mạng con SNDCP (Subnetwork Dependent Convergenc Protocol)...................................................................................55 4.2.1 Tổng quan........................................................................................55 4.2.2. Các dịch vụ nguyên thuỷ................................................................56 4.2.3 Các chức năng dịch vụ.....................................................................56 4.2.4 Các chức năng giao thức..................................................................57 4.2.5 Các định dạng SNDCP......................................................................64 4.3 Giao thức lớp LLC...................................................................................66 4.3.1 Tổng quan .......................................................................................66 4.3.2 Cấu trúc lớp LLC...............................................................................67 4.3.3 Cấu trúc khung LLC..........................................................................67 4.3.4.Trường địa chỉ (Address Field).........................................................68 4.3.5 Trường điều khiển............................................................................69 4.3.6 Các khung LLC yêu cầu và đáp ứng.................................................70 4.3.7 Trao đổi dữ liệu................................................................................73 a. Thủ tục thiết lập.......................................................................................74 4.4 Báo hiệu trong mạng GPRS....................................................................78 4.4.1 Báo hiệu MS-SGSN...........................................................................78 4.4.2 Báo hiệu SGSN-HLR..........................................................................78 4.4.3 Báo hiệu SGSN-MSC/VLR..................................................................79 4.4.4. Báo hiệu SGSN-EIR..........................................................................79 4.4.5 Báo hiệu SGSN-SMS-GMSC hoặc SGSN-SMS-IWMSC.........................79 4.4.6. Báo hiệu GSN-GSN..........................................................................80 4.4.7 Báo hiệu GGSN-HLR.........................................................................80 4.5. Kết nối với mạng dữ liệu gói PDN sử dụng giao thức IP.........................81 4.5.1 Mô hình kết nối với PDP...................................................................81 4.5.2 Truy cập Intranet, Internet qua GRPS...............................................81 5.1 Quản lý di động......................................................................................84 5.1.1 Các trạng thái của quá trình quản lý di động...................................84

Chương V: Truyền dữ liệu trên mạng GPRS..........................................................84 .......................................................................................................................84

5.1.2 Chuyển đổi trạng thái......................................................................85 5.1.3 Quan hệ giữa SGSN và MSC/VLR......................................................86 5.1.4 Chức năng kết nối mạng (Attach)....................................................86 5.1.5 Chức năng rời mạng........................................................................87 5.2 Chức năng quản lý vị trí.........................................................................88 5.3 Trao đổi và định tuyến gói.....................................................................88 5.3.2 Trạng thái hoạt động (ACTIVE).........................................................89 5.3.3 Các chức năng hoạt hoá, sửa đổi, ngưng hoạt hoá bối cảnh PDP.....89 5.3.4 Định tuyến và trao đổi gói................................................................90 5.3.5 Chuyển tiếp dữ liệu..........................................................................90 5.3.6 Thích nghi đầu cuối gói....................................................................90 5.4 Nhận thực và mật mã............................................................................90 5.4.1 Mật mã thông tin (Ciphering)...........................................................90 5.4.2 Nhận thực........................................................................................92 5.5 Quá trình truyền dữ liệu trên GPRS........................................................93 5.5.1 Quá trình truyền dữ liệu của một MS trong HPLMN với một PDN bên ngoài........................................................................................................93 5.5.2 Quá trình truyền dữ liệu của một MS chuyển vùng với một PDN......94 5.5.3 Quá trình truyền dữ liệu từ MS đến MS qua cùng một SGSN............94 5.5.4 Quá trình truyền dữ liệu MS-MS qua các GGSN khác nhau...............95

Chương I: Giới thiệu chung về mạng GPRS
1.1 Giới thiệu về dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS

Như các công nghệ khác, sau gần 20 năm phát triển, thông tin di động thế hệ hai bắt đầu bộc lộ những khiếm khuyết của nó khi nhu cầu dịch vụ truyền dữ liệu và các dịch vụ băng rộng ngày càng trở nên cấp thiết. Tình trạng phát triển các mạng di động 2G quá nhiều phát sinh ra một loạt các vấn đề cần giải quyết như phân bổ tần số bị hạn chế, chuyển vùng phức tạp và không kinh tế, chất lượng chưa đạt được mức của điện thoại cố định. Hai nhược điểm cơ bản của hệ thống GSM là: chuyển mạch kênh hiện tại không thích ứng được với các tốc độ số liệu cao, và trong hệ thống GSM một kênh vẫn ở trạng thái mở ngay cả khi không có lưu lượng đi qua nó. Sự phát triển của mạng Internet cũng đòi hỏi khả năng hỗ trợ truy cập Internet và thực hiện thương mại điện tử di động. Nhìn chung các thuê bao di động hiện nay, đặc biệt với điện thoại di động GSM, thực tế không thể vượt qua được ngưỡng 9,6kbps (nhỏ hơn nhiều so với 56,6kpbs mà một kết nối Internet truyền thống có thể đạt được). Để giải quyết những vấn đề trên. ITU đã đưa ra một chuẩn chung cho thông tin di động thế hệ 3 trong một dự án gọi là IMT-2000. Chuyển sang thế hệ thứ ba là quá trình tất yếu, nhưng chí phí đầu tư quá lớn nên đòi hỏi có một giải pháp quá độ mà có thể chấp nhận cả từ phía nhà sản xuất, nhà khai thác và khách hàng. Đó chính là công nghệ thế hệ 2G mà tiêu biểu là Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS. GPRS đã khắc phục được các nhược điểm chính của thông tin chuyển mạch kênh truyền thống bằng cách chia nhỏ số liệu thành từng gói nhỏ rồi truyền đi theo một trật tự quy định và chỉ sử dụng các tài nguyên vô tuyến khi một người dùng thực sự cần phát hoặc thu. Trong khoảng thời gian khi không có số liệu này được phát, kết nối tạm ngừng họat động nhưng nó lập tức kết nối lại ngay khi có yêu cầu. Thông qua việc sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến như vậy, hàng trăm khách hàng có thể đồng thời chia sẻ một băng thông và được một cell duy nhất phục vụ. Tốc độ dữ liệu trong GPRS có thể tăng lên tới 171Kb/s bằng cách sử dụng 8TS TDMA với tốc độ tối đa của một khe là 21.4Kb/s. Tốc độ này hơn 10 lần tốc độ cao nhất của một hệ thống GSM hiện nay và gấp đôi tốc độ truy nhập Internet theo cách truyền thống. Chính vì vậy, đã có nhiều nhà sản xuất hàng đầu thế giới đưa ra thị trường các sản phẩm về GPRS, trong đó phải kể đến NOKIA, ERICSSON, và NOTEL. ở Việt Nam hiện nay, việc khai thác mạng Internet đã đưa các dịch vụ thông tin điện tử tới người sử dụng, thương mại điện tử cũng đã được cung cấp và ngày càng thu hút số lượng khách hàng lớn. Thông tin di động với kỹ thuật GSM cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ thông qua số lượng thuê bao, vùng phủ sóng và số lượng dịch vụ đang cung cấp cho khách hàng. Thực tế cho thấy việc sử dụng các dịch vụ số liệu phải theo phương thức chuyển mạch kênh, gây lãng phí tiềm năng mạng, nhất là phần vô tuyến. Điều đó không thể

đáp ứng nhu cầu đa dạng hiện nay khi đưa vào khai thác các dịch vụ thông tin hình ảnh, Internet, thương mại điện tử. Do những yếu tố về kinh tế và kỹ thuật đã nêu trên, yêu cầu phát triển dịch vụ GPRS là một trong những cách tốt nhất để sớm đưa hệ thông thông tin di động nước ta tiến lên thế hệ thứ 3 trong tương lai.
1.2 Các dịch vụ của GPRS

Dịch vụ

Các dạng dịch vụ
PtP: Dịch vụ mạng không kết nối (ONS). PtP: Dịch vụ mạng hướng kết nối (CONS) PtM- Multicast (PtM- M) PtM- IP- Multicast (PtM- M) PtM- Group Call (PtM- G)

Đặc điểm
Khả năng truyền dữ liệu gói giữa hai điểm đầu cuối thông tin thông qua dịch vụ không kết nối như Internet hoặc thông qua dịch vụ hướng kết nối như X25.

Điểm tới điểm (Point- to- Point)

Truyền dữ liệu gói từ một điểm đến một vùng địa lý. Dịch vụ Muticast được định nghĩa như trong giao thức IP. Truyền dữ liệu gói đến một nhóm các điểm thu nhận được định nghĩa trước trong vùng địa lý.

Điểm tới đa điểm (Point- toMultiPoint)

Bảng 1.1: Các dịch vụ mạng GPRS
1.3 Các tính năng mới trong GPRS

-

-

Các tốc độ dữ liệu của người sử dụng cao hơn trong mỗi kênh lưu lượng TCH ở giao diện vô tuyến: từ 9.05Kb/s; 13.4Kb/s; 15.6Kb/s cho tới 21.4Kb/s với bốn kiểu mã hoá khác nhau (CS1, CS2, CS3, CS4) kết hợp với sử dụng nhiều kênh lưu lượng (8 kênh lưu lượng có thể được sử dụng cho một người dùng). Các kênh vô tuyến mới được sử dụng, khả năng ấn định các kênh này là mềm dẻo từ 1 đến 8 TS vô tuyến có thể được sử dụng cho một máy phát. Nhiều người sử dụng chia sẻ các khe thời gian, các kênh hướng xuống và các kênh hướng lên xác định độc lập. Các tài nguyên vô tuyến chỉ được sử dụng khi truyền dữ liệu. Cải tiến hiệu quả truy cập tới cùng các tài nguyên vô tuyến vật lý. Tính cước dựa trên dữ liệu được truyền. Các tốc độ của người dùng cao hơn khi truy cập tới Internet hoặc các mạng dữ liệu khác.

1.4 Các chức năng chính của GPRS

1.4.1 Các chức năng điều khiển truy cập mạng
-

-

Đăng ký: Sự phân công tĩnh hoặc động giữa định danh di động và giao thức dữ liệu gói (PDP) của người dùng, địa chỉ của người dùng trong mạng PLMN và điểm truy cập của người dùng tới mạng chuyển mạch gói bên ngoài. Nhận thực và uỷ quyền: Tạo hiệu lực của các yêu cầu dịch vụ của người dùng. Chấp thuận: Tính toán các tài nguyên mạng theo yêu cầu QoS, giới hạn, dự trữ các tài nguyên sẵn có. Lọc các bản tin: Lọc các bản tin không chấp thuận hoặc không yêu cầu. Thích nghi với các đầu cuối: Thích nghi các gói dữ liệu từ đầu cuối theo dạng thích hợp với mạng GPRS. Lưu trữ các thông tin tính cước. Chuyển tiếp: Các nút với các chức năng chuyển tiếp được sử dụng để chuyển tiếp các bản tin. Định tuyến: Xác định nút cho các bước nhảy kế tiếp trong tuyến đi tới nút đích. ánh xạ và biên dịch địa chỉ: Chuyển đổi một địa chỉ theo giao thức của mạng bên ngoài thành địa chỉ của mạng hiện tại. Địa chỉ này có thể được sử dụng cho việc định tuyến trong PLMN. Đóng gói: Thêm các thông tin điều khiển vào dữ liệu để định tuyến các gói giữa các nút hoặc nút và MS. Truyền dẫn: Chuyển giao các đơn vị dữ liệu đã dược đóng gói trong mạng PLMN tới các điểm mà tại đó sẽ mở gói các đơn vị dữ liệu này. Truyền dẫn dữ liệu theo hai hướng điểm- điểm. Nén dữ liệu: Tối ưu hoá việc sử dụng đường truyền vô tuyến. Mật mã: bảo vệ dữ liệu của người dùng và báo hiệu qua đường truyền vô tuyến. Xác định vị trí MS trong mạng PLMN và với một mạng PLMN khác.

1.4.2 Các chức năng điều khiển và định tuyến gói
-

-

-

1.4.3 Quản lý di động 1.4.4 Quản lý tuyến logic Thiết lập các tuyến logic: Khi MS kết nối vào các dịch vụ GPRS. Duy trì tuyến logic: Giám sát tình trạng của tuyến logic. Giải phóng tuyến logic: Ngừng sử dụng các tài nguyên vô tuyến đã được sử dụng trong kết nối logic.

1.4.5 Quản lý tài nguyên vô tuyến

-

-

Quản lý Um: Quản lý việc thiết lập các kênh vật lý và xác định các tài nguyên vô tuyến được phân phối cho GPRS. Lựa chọn Cell: Lựa chọn Cell tối ưu nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu của Cell và tránh tắc nghẽn. Truyền dẫn trên Um: Trao đổi dữ liệu gói giữa MS và BSS với quá trình điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn qua kênh vô tuyến, ghép kênh các gói trên kênh vô tuyến vật lý, phân biệt gói trong MS, phát hiện và sửa lỗi, điều khiển luồng. Quản lý đường truyền giữa BSS và SGSN: Thiết lập và giải phóng tĩnh hoặc động các đường truyền dựa trên tải tối đa trong mỗi Cell. Các chức năng khai thác, vận hành bảo dưỡng phù hợp với GPRS.

1.4.6 Quản lý mạng 1.4.7 Một số ứng dụng của GPRP GPRS cung cấp một loạt các dịch vụ mới đáng chú ý cho người sử dụng. - Khả năng di động: Cho phép duy trì truyền thông dữ liệu và thoại không đổi trong khi người dùng di chuyển. - Tính tức thời: Cho phép người dùng có thể kết nối khi cần bất chấp vị trí và phiên đăng nhập dài. - Khả năng định vị: Cho phép người dùng có được các thông tin thích hợp để xác định vị trí hiện thời của họ. Kết hợp các đặc tính trên sẽ tạo ra ứng dụng rộng rãi cho người dùng như: - Trong mạng máy tính không dây: Các ứng dụng: văn phòng lưu động, thư điện tử, nhắn tin thời gian thực, truy cập Internet, truyền file, giao dịch tài chính, thẻ tín dụng, thương mại điện tử.... - Trong quản lý lưu lượng: di động GPRS trên ô tô, quản lý nhanh, điều khiển tàu hoả, dẫn đường, thu phí xa lộ tự động... - Trong đo lường từ xa: thống kê định kỳ, chỉ thị lỗi, báo động, điều khiển từ xa... - Các ứng dụng khác: tin tức, dự báo thời tiết, xổ số trực tuyến...

Chương II: Cấu trúc mạng GPRS
2.1 Cấu trúc tổng thể của mạng GPRS

Các tài nguyên vô tuyến được cấp phát linh động trong GPRS. Việc sử dụng này dường như mâu thuẫn với cấu trúc chuyển mạch kênh, với các kênh tốc độ 16Kb/s hoặc 64Kb/s trong GSM. Trong trường hợp kết nối người dùng có tốc độ từ vài byte/s tới hơn 100Kb/s và ngược lại gây khó khăn trong việc cấp phát tài nguyên trong chế độ cố định. Do vậy phải sử dụng một hạ tầng chuyển mạch gói trong mạng GPRS nhưng trong mạng này còn có cả phần chuyển mạch kênh. Khả năng có một phần chuyển mạch kênh trung gian trong mạng GSM thực sự không có ý nghĩa bởi vì tính linh hoạt, mềm dẻo của truyền dẫn gói trên giao diện vô tuyến và trong các mạng dữ liệu như Internet, Intranet....ETSI khuyến nghị phương thức chuyển mạch gói và thiết bị chuyển mạch gói trong mạng GPRS. Mạng GPRS sử dụng lại các thành phần mạng trong GSM hiện tại nhưng có thêm một số phần tử mạng , giao diện, giao thức mới.
Phần tử mạng GSM
Đầu cuối thuê bao (TE) BTS BSC Mạng lõi (Core Network) Các cơ sở dữ liệu (VLR, HLR...)

Các sửa đổi hay nâng cấp cho GPRS
Toàn bộ các đầu cuối thuê bao mới cần thiết cho các dịch vụ GPRS. Nó tương thích với GSM đối với các cuộc gọi. Nâng cấp phần mềm trên BTS hiện tại. BSC đòi hỏi nâng cấp phần mềm, giống như cần thêm một phần cứng mới là PCU (Packet Control Unit). Triển khai GPRS đòi hỏi cài đặt các phần tử mạng lõi mới được gọi là SGSN và GGSN Các cơ sở dữ liệu liên quan trong mạng đòi hỏi nâng cấp phần mềm để sử dụng các cuộc gọi và các chức năng đưa ra bởi GPRS

Bảng 2.1. Một số yêu cầu cho mạng GPRS

* Kiến trúc mạng GPRS và các giao diện (hình 2.2) TE: (Terminal Equitment): thiết bị đầu SMS-GMSC (Short Message Service cuối Gateway MSC): tổng đài cổng di động ME: (Mobile Equitment): đầu cuối di cho dịch vụ tin ngắn động SMS-IWMSC (Short Message Service BSS: (Base Station Subsystem): phân hệ Interworking MSC): tổng đài liên kết di trạm gốc động cho dịch vụ tin ngắn SGSN: (Serving GPRS Support Node): SM-SC (Short Message service Service nút hỗ trợ dịch vụ GPRS Center): trung tâm dịch vụ tin ngắn GGSN:(Gateway GPRS Support Node): Billing System: Hệ thống lập hoá đơn

nút hỗ trợ cổng giao tiếp GPRS MSC/VLR: Mobile Switching Center/ Vistor Location Register: tổng đài di động/ Bộ ghi định vị tạm trú HLR (Home Location Register): bộ ghi định vị thường trú EIR (Equitment Identity Register): thanh ghi nhận dạng thiết bị

PDN (Packet Data Network): Mạng dữ liệu gói CFG (Charging gateway Functionality): cổng chức năng tính cước BG (Border Gateway): cổng giao tiếp

E
MSC/VL R

SMS-GMSC SMSIWMSC

SM-SC

C
HLR

Gd Gs D Gn Gc
GGSN

A
TE MT BSS

Gi
PDN

SGSN

R

Um Gn
SGSN

Gb Gp
GGSN SGSN Other PLMN

T E

Ga
CFG EIR

Ga

Billing System

Gf

Signalling Interface Signalling and Data Transfer Interface

Hình 2.2 Kiến trúc tổng thể mạng GPRS và các giao diện
2.2 Các thành phần trong mạng GPRS

Do việc sử dụng lại các thành phần trong mạng GSM hiện tại nên trong mạng GPRS vẫn có các phần tử là MSC, HLR, VLR, BSS, EIR. Ngoài ra còn có thêm một số nâng cấp về phần cứng SGSN, GGSN, MS, BSS và một số nâng cấp về phần mềm. 2.2.1 Thiết bị di động MS (Mobile Station) Các thiết bị di động trong GPRS được chia thành 3 lớp A,B,C. - Lớp thiết bị A hỗ trợ đồng thời các dịch vụ GPRS và GSM. Sự hỗ trợ gồm các hoạt động đồng thời: vào mạng, hoạt hoá, giám sát và truyền dẫn. Một thiết bị lớp A có thể phát hoặc thu nhận đồng thời các cuộc gọi trên hai dịch vụ. Trên các dịch vụ chuyển mạch kênh hiện có, các mạch ảo GPRS sẽ được treo hoặc thiết lập trạng thái bận.

-

-

Lớp thiết bị B có thể giám sát đồng thời các kênh GPRS và GSM nhưng chỉ hỗ trợ một dịch vụ tại một thời điểm. Một thiết bị lớp B có thể hỗ trợ đồng thời các quá trình:vào mạng, hoạt hoá, giám sát nhưng không truyền dẫn. Trong thiết bị lớp A thì các mạch ảo không bị ngắt khi có lưu lượng chuyển mạch kênh mà chỉ bị treo hoặc bận. Do đó người dùng có thể nhận hoặc truyền các cuộc gọi lần lượt trên chế độ gói hoặc trên chế độ chuyển mạch kênh. Lớp thiết bị C chỉ hỗ trợ việc truy cập không đồng thời. Người dùng phải lựa chọn loại dịch vụ để kết nối tới. Do đó, một thiết bị lớp C có thể thu hoặc truyền các cuộc gọi liên lạc từ dịch vụ mà người dùng chọn. Dịch vụ này nếu không được chọn thì sẽ không thực hiện được. Khả năng hỗ trợ cho dịch vụ tin ngắn là tuỳ chọn. Đây là nút mạng mới trong mạng GPRS. GGSN tương đương với GMSC trong GSM. Các đặc điểm của GGSN: Thủ tục GTP tạo kênh truyền dẫn: GTP là thủ tục của GPRS, được thiết kế để tạo kênh truyền dẫn dữ liệu của người dùng và báo hiệu giữa các nút GPRS trong mạng đường trục GPRS. GTP đóng gói các đơn vị dữ liệu sử dụng các giao thức PDP điểm- điểm. Các kênh truyền GTP và các đường dẫn có thể được thiết lập giữa hai GSN dùng bất cứ loại giao diện vật lý nào mà nó cung cấp IP như Gn, Gp. Các chức năng điều khiển truy nhập mạng: Các chức năng cung cấp trong GGSN để thực hiện chức năng truy nhập mạng được GPRS quy định kèm theo sự kiểm tra và nhận thực MS thông qua RADIUS. Quản lý di động: Được dùng để giữ liên lạc vùng hiện thời của MS trong PLMN hay trong PLMN khác. GGSN cung cấp việc quản lý di động trong cùng SGSN như được đề cập ở GPRS. Liên mạng Internet, Intranet: GGSN cung cấp liên mạng chạy trên giao thức IP. Liên mạng được yêu cầu bất cứ khi nào PLMN cung cấp GPRS và bất cứ mạng khác liên kết để thực hiện yêu cầu dịch vụ của GPRS. Định tuyến gói tin và chuyển tiếp: Các chức năng chính được thực hiện là chuyển tiếp, đóng gói, tạo kênh truyền và uỷ nhiệm DHCP. Với GPRS, một kênh truyền GPRS được xác định bởi một cặp SGSN-GGSN, và đặc tả bởi số nhận dạng kênh truyền (Tunel ID). Tất cả các bản tin liên quan đến người dùng được định tuyến bên trong mỗi kênh truyền bằng mọi cách đến nhà cung cấp dịch vụ Internet/ Intranet. Việc chọn GGSN được thực hiện bởi SGSN và tuỳ thuộc vào đích đến mong muốn. Quản lý mạng đường trục: Các chức năng quản lý mạng cung cấp các cơ cấu để hỗ trợ các chức năng hoạt động, quản trị và quản lý liên quan đến GPRS. Quản lý dữ liệu cước: Chức năng thu thập dữ liệu này cần thiết để hỗ trợ quá trình tính cước trong GPRS.

2.2.2 Nút cổng giao tiếp hỗ trợ GPRS- GGSN

-

-

-

-

-

-

-

Chất lượng dịch vụ: Trong GPRS, chất lượng dịch vụ được kết hợp với bối cảnh PDP. Chất lượng dịch vụ được xem như là thông số độc lập với nhiều thuộc tính về trao đổi dữ liệu. Nó xác định chất lượng dịch vụ mong muốn theo các thuộc tính: Lớp quyền ưu tiên; Lớp trễ; Lớp thông lượng dữ liệu cực đại; Lớp thông lượng dữ liệu trung bình. SGSN là một phần tử mạng mới trong mạng GPRS. Nó có một số đặc điểm sau: Phục vụ MS thông qua giao diện Gb. Thiết lập và điều khiển một mô tả quản lý di động . Thiết lập bối cảnh PDP để sử dụng cho quá trình định tuyến. Giao diện Gp cung cấp chức năng bảo mật hơn cho giao diện của giao diện Gn dùng cho quá trình truyền thông liên PLMN. Qua giao diện Gs với MSC/VLR hỗ trợ chức năng vào mạng và rời mạng thông qua SGSN. Điều này tạo ra sự tổ hợp của quá trình vào mạng và rời mạng GPRS/IMSI. Do đó tiết kiệm được tài nguyên vô tuyến. Kết hợp cả hai quá trình cập nhật vùng định vị (LA) và vùng định tuyến (RA) bao gồm các quá trình cập nhật có tính chu kỳ sẽ tiết kiệm tài nguyên vô tuyến. Bản tin cập nhật kết hợp LA, RA được gửi từ MS tới SGSN. Sau đó SGSN chuyển tiếp bản tin cập nhật LA tới VLR. Tìm gọi dành cho một kết nối chuyển mạch kênh CS thông qua SGSN. Các thủ tục cảnh báo các dịch vụ phi GPRS. Thủ tục định danh. Thủ tục cập nhật thông tin về quản lý tuyến.

2.2.3 Nút dịch vụ hỗ trợ GPRS- SGSN -

-

-

2.2.4 Phân hệ trạm gốc BSS 2.2.4.1 Phân chia chức năng giữa BSC và BTS Các chuẩn về GPRS không mô tả chi tiết sự phân chia các chức năng giữa BSC và BTS. Tuỳ theo cách thực hiện thì các chức năng có thể thuộc về BTS hoặc BSC. Ngoài các chức năng có trong GSM thì BSC có một số chức năng mới thuộc về hai phần mới trong nút mạng này: - Đơn vị điều khiển giao thức PCU (Packet Control Unit). - Đơn vị điều khiển kênh CCU (Channel Control Unit). 2.2.4.2 Đơn vị điều khiển giao thức PCU và đơn vị điều khiển kênh CCU PCU là phần mới dùng trong GPRS. PCU có thể đặt ở BTS hoặc BSC hoặc GSN. PCU có một số đặc điểm: - Kết hợp LLC và RLC, phân đoạn LC với RLC. - Điều khiển truy nhập kênh truyền.

- Cấp phát kênh số liệu ở hướng xuống và hướng lên. - Điều khiển việc truyền lại và ARQ. - Một PCU chỉ phục vụ một BSC và chỉ có một PCU trong một BSC. PCU cần lập các quá trình xử lý cho tất cả các cuộc gọi: Lựa chọn các gói sẽ gửi tiếp; Điều khiển luồng: Điều khiển thay đổi Cell theo hướng mạng. Một cách thực hiện PCU:

BTS

BSC

PCU
DL2

SGSN

Abis

n*16 Kb/s

Gb

Hình 2.3. Một cách thực hiện PCU PCU bao gồm: Phần mềm trung tâm và các thiết bị phần cứng với phần mềm cục bộ. PCU có thể có nhiều bộ xử lý cục bộ (RPP). Một RPP được định cấu hình đến cả hai hướng giao diện Abis và giao diện Gb hoặc chỉ là Abis. RPP phân phối các khung PCU giữa giao diện Abis và Gb. Nếu chỉ có một RPP thì nó sẽ làm việc với cả hai hướng: Abis và Gb. Nếu có nhiều RPP thì mỗi RPP có thể chỉ làm việc với Abis hoặc cả hai. Các RPP truyền thông với nhau thông qua mạng Ethernet. PCU kết nối tới các thiết bị ở phía Gb qua chuyển mạch nhóm (chuyển mạch tốc độ thấp). Các RPP nối tới chuyển mạch thông qua DL2, tới CP qua bus nối tiếp RP. 2.2.4.3 Đơn vị điều khiển kênh CCU CCU có các chức năng: - Mã hóa kênh, sửa lỗi trước FEC, chèn xen. - Đo lường vô tuyến (Chất lượng tín hiệu thu, mức công suất, sự sớm định thời). 2.2.5 Bộ định vị thường trú HLR Các thông tin lưu giữ trong HLR: IMSI: ( International Mobile Subscriber Identifier)- là khoá nhận dạng chính. MSISDN: Dùng cho dịch vụ tin ngắn. SGSN number: Địa chỉ trong mạng SS7 của SGSN hiện đang phục vụ MS. SGSN Address: Địa chỉ IP của SGSN hiện đang phục vụ MS. Các tham số SMS: Có liên quan đến MS. Loại bỏ MS khỏi GPRS: Thông báo về MS và bối cảnh PDP bị loại bỏ cho SGSN. MNSG: Khi không tìm thấy qua một SGSN thì MS sẽ bị đánh dấu là không tìm thấy cho GPRS ở SGSN có thể cả ở GGSN.

-

-

-

Danh sách các GGSN: Chỉ số GSN và địa chỉ IP tối ưu của GGSN được kết nối khi trạng thái tích cực của MS được phát hiện và MNRG được thiết lập. Chỉ số GSN là chỉ số của GGSN hoặc GSN có giao thức hội tụ. Kiểu PDP: Kiểu giao thức dữ liệu gói X25, IP... Địa chỉ PDP: Địa chỉ theo giao thức dữ liệu gói. Trường này có thể bỏ trống nếu sử dụng quá trình đánh địa chỉ động. Kiểu QoS của thuê bao: Dùng cho bối cảnh PDP được thiết lập ở mức mặc định nếu không có yêu cầu về một dạng QoS riêng biệt. Địa chỉ VPLMN: Mô tả MS chỉ được sử dụng điểm truy cập dịch vụ APN trong Domain của HPLMN hay không được sử dụng cả Domain của VPLMN. Tên điểm truy cập VPN: Là một nhãn phù hợp với các chuẩn về DSN nhằm mô tả điểm dịch vụ của các mạng dữ liệu gói. Các chức năng mới trong HLR: Chèn xen dữ liệu về các thuê bao. Xoá các dữ liệu về các thuê bao. Gửi thông tin định tuyến cho SMS. Báo cáo tình trạng truyền SM. Gửi thông tin định tuyến cho GPRS. Báo cáo lỗi.

2.2.6 Bộ ghi định vị tạm trú VLR MSC/VLR kết nối với SGSN nhờ giao diện Gs. Để hỗ trợ giao diện Gs thì MSC/VLR phải nâng cấp phần mềm. Gs được dùng cho kết nối với các đầu cuối. Các đầu cuối này sử dụng cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói GPRS. Có hai hoạt động chính trên giao diện Gs: - Cập nhật kết hợp vùng định vị LA và vùng định tuyến RA: Khi MS sử dụng cả hai dịch vụ GSM và GPRS thì quá trình cập nhật LA, RA được thực hiện cùng một cách để tiết kiệm tài nguyên vô tuyến nếu MS được hỗ trợ chế độ hoạt động mạng. Khi MS vào một vùng định tuyến mới trong quá trình hoạt động mạng I (Mode I), MS sẽ gửi bản tin yêu cầu cập nhật vùng định tuyến tới SGSN. Tiếp đó SGSN đưa quá trình cập nhật LA tới MSC/VLR bằng cách biên dịch RAI thành một chỉ số VLR. MSC/VLR trả lại tuỳ chọn 1 VLR TMSI tới MS qua SGSN. SGSN và MSC/VLR báo cáo độc lập với nhau về vùng định tuyến mới của MS cho HLR. - Tìm gọi chuyển mạch kênh trên GPRS: MSC/VLR thực hiện tìm gọi cho các hoạt động chuyển mạch kênh qua SGSN. Trong Mode I, quá trình tìm gọi cho CS và GPRS cùng được thực hiện. Nghĩa là mạng gửi bản tin tìm gọi cho các dịch vụ chuyển mạch kênh trên cùng kênh như sử dụng các dịch vụ chuyển mạch gói. MSC/VLR cũng hỗ trợ gửi SMS trên GPRS. MSC/VLR có thể yêu cầu SGSN để

nhận thông tin về liên hệ vô tuyến tiếp theo với MS. Điều này có thể sử dụng để bắt đầu quá trình truyền SMS. Nếu gửi một SMS qua GSM không thành công thì MSC/VLR có thể truyền lại SMS đó khi SGSN thông báo cho MSC/VLR về liên hệ vô tuyến với MS. 2.2.7 Trung tâm nhận thực AUC Thủ tục nhận thực cho GPRS tương tự như GSM. Sự thay đổi trong bảo mật cho GPRS chỉ liên quan đến quá trình bảo mật và không yêu cầu nâng cấp trong AUC. Trong GPRS, thuật toán A5 mới cho quá trình mật mã được xây dựng có nghĩa là SGSN phải hỗ trợ cho thuật toán này. 2.2.8 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR Kết nối với SGSN qua giao diện Gf. EIR trong GPRS có chức năng tương tự như trong GSM. 2.2.9 Tổng đài cổng di động cho dịch vụ tin ngắn SMS-GMSC và tổng đài liên kết di động cho dịch vụ tin ngắn SMS-IWMSC SGSN kết nối với SMS-GMSC và SMS-IWMSC thông qua giao diện Gd. Gd là một giao diện dựa trên MAP (Mobile Aplication Protocol). Nút mạng này cho phép gửi và nhận các tin ngắn (SM) trên các kênh vô tuyến GPRS. 2.2.10 Cổng chức năng tính cước (CGF) CGF (Charging Gateway Funtion) là phần tử mạng đường trục. CGF kết nối với GGSN và SGSN thông qua giao diện Ga và được nối với hệ thống lập hoá đơn (Billing System). CGF có nhiệm vụ lưu trữ thông tin tính cước từ các phần tử mạng khác (SGSN, GGSN, BG...). Giao diện Ga giữa CGF và các phần tử SGSN, GGSN, BG... là giao diện chuẩn, giao diện giữa CGF và hệ thống lập hoá đơn có thể thực hiện độc lập. CGF có thể xử lý dữ liệu trước khi đưa đến hệ thống lập hoá đơn. 2.2.11 Hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS

OSS cung cấp khả năng hỗ trợ quản lý cho tất cả các phần tử mạng có chức năng GPRS trong mạng GSM.
OSS

BSC

MSC

HLR

SGS N

GGS N

BTS

OSS

BSC

MSC

HLR

SGS N

GGS N

Hình 2.4. Các phần tử mạng trong GPRS.  OSS cung cấp các hoạt động hỗ trợ cho SGSN và GGSN. - Quản lý lỗi: Kiểm soát các cảnh báo như đăng nhập, xử lý sau, chuyển tới các hệ thống của nhiều nhà cung cấp. Chức năng này được tích hợp với các chức năng quản lý lỗi OSS khác. Cảnh báo được hiển thị bằng các danh sách và các biểu tượng của phần tử mạng trên bản đồ địa lý thay đổi theo màu sắc, khuôn dạng và kích thước khi có các cảnh báo mới. - Quản lý hoạt động: Giao diện mở OSS để nhận dữ liệu hoạt động có thể thích nghi để thu nhận dữ liệu từ SGSN và GGSN. - Quản lý cấu hình: Cấu hình và vận hành của SGSN và GGSN được thực hiện với trình duyệt Web của OSS. Các file có thể được lưu trữ giữa OSS và các GSN với các chức năng điều khiển file chuẩn.  OSS hỗ trợ các chức năng GPRS trong MSC, VLR, AUC: Các dịch vụ GPRS cần tới MSC, VLR, AUC do vậy các chức năng quản lý lỗi, quản lý hoạt động và quản lý cấu hình được tích hợp đầy đủ với các chức năng OSS khác để quản lý vùng và các phần tử mạng.  OSS hỗ trợ các chức năng GPRS trong BSS. - Quản lý lỗi: Quá trình kiểm soát có liên quan đến GPRS được tích hợp đầy đủ với các chức năng quản lý lỗi khác cho BSC và BTS. OSS có khả năng phân tích và xử lý để đưa ra những lưu ý đặc biệt đối với các vấn đề của GPRS. - Quản lý hoạt động: Các hoạt động thống kê cho các chức năng khác trong BSS. Tất cả các thống kê về GPRS có thể được chuyển cho nhà khai thác dưới dạng đồ thị. - Quản lý cấu hình: Chức năng thiết lập tham số cho các chức năng trong BSC và BTS được gần với các chức năng quản lý cấu hình OSS khác. Sự tích hợp này cho phép nhân chia tối ưu dung lượng vô tuyến giữa mọi người dùng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói trong mạng.
BTS

2.2.12 Mạng đường trục trong GPRS Giao tiếp giữa các nút mạng SGSN, GGSN và các phần tử mạng dữ liệu bên ngoài thông qua mạng đường trục GPRS và các giao diện dữ liệu chuẩn. Có hai loại mạng đường trục trong GPRS: - Mạng đường trục nội bộ PLMN: Là mạng IP kết nối các GSN trong cùng một mạng PLMN. - Mạng đường trục liên PLMN: Là mạng IP kết nối các GSN và các mạng đường trục nội bộ PLMN thuộc các mạng PLMN khác nhau. Mỗi mạng đường trục nội bộ là một mạng IP riêng chỉ dành riêng cho dữ liệu và báo hiệu. Mạng IP riêng là mạng trong đó một số cơ cấu điều khiển truy nhập được áp dụng

nhằm đạt một mức độ bảo mật yêu cầu. Hai mạng đường trục nội bộ được liên kết với nhau thông qua giao diện Gp sử dụng các cổng tiếp giáp BG (Border Gateway) và một mạng đường trục liên PLMN được cho bởi một thoả thuận chuyển mạng bao gồm tính bảo mật của BG. Tuy nhiên, BG không được quy định trong phạm vi và mục tiêu của GPRS. Đường trục liên PLMN có thể là mạng dữ liệu gói tức là một mạng Internet hoặc một đường dành riêng.
Packet Data Network Inter-PLMN Backbone Gi Gp

Gi

GGSN

BG

BG

GGSN

Intra-PLMN Backbone

Intra-PLMN Backbone

SGSN

SGSN

SGSN

Hình 2.5. Mạng đường trục nội bộ và mạng đường trục liên PLMN Kết nối giữa BSS và SGSN thông qua giao diện Gb. Giao diện này là giao tiếp giữa SGSN với một hoặc nhiều BSS. Gb dựa trên các kết nối điểm-điểm gọi là kết nối ảo dịch vụ mạng. Kỹ thuật Frame Relay- FR được sử dụng như một mạng truyền dẫn. Nghĩa là kết nối ảo dịch vụ mạng được xắp xếp vào một kết nối ảo vĩnh viễn FR. Giữa SGSN và BSS có thể có một hoặc nhiều kết nối ảo dịch vụ mạng và do đó có nhiều kết nối ảo vĩnh viễn FR. Kết nối ảo vĩnh viễn FR có thể được cung cấp bằng kết nối trực tiếp điểm- điểm giữa SGSN và BSS hoặc bằng một mạng FR trung gian.
2.3 Quá trình đánh chỉ số, địa chỉ, chỉ số nhận dạng

Ngoài các chỉ số nhận dạng, đánh địa chỉ như trong GSM như: IMSI, TMSI, MSISDN, MSRN... thì trong mạng GPRS còn sử dụng thêm một số chỉ số khác. 2.3.1 Nhận dạng các MS Chỉ số nhận dạng liên kết tạm thời TLLI (Temprorary Logical Link Identifier). Một TLLI được MS hoặc SGSN tạo ra dựa trên P-TMSI hoặc được tạo ra trực tiếp. TLLI gồm 32 bit được đánh số từ 0-31 (Bit 0 có trọng lượng thấp nhất).

Chỉ số TLLI cục bộ (Local TLLI) do MS tạo ra, MS này có một giá trị P-TMSI hợp lệ: - Bit 31, 30 đặt bằng 1. - Bit 0-29 đặt bằng bit 0-29 của P-TMSI. Chỉ số TLLI ngoài (Foreign TLLI) do MS tạo ra: - Bit 31=”1”, bit 30=”0”. - Bit 0-29 đặt bằng bit 0-29 của P-TMSI. MS tạo ra một TLLI ngẫu nhiên (Random TLLI): Bit 31=”1”, bit 27-30 đặt bằng “1”, các bit còn lại đặt ngẫu nhiên. SGSN tạo ra TLLI bổ trợ (Auxiliary TLLI): Bit 31=”0”, bit 28-30 đặt bằng “1”, bit 27=”0”, các bit còn lại đặt ngẫu nhiên.
Bit 31 1 1 0 0 0 0 0 Bit 30 1 0 1 1 1 1 0 Bit 29 T T 1 1 1 0 X Bit 28 T T 1 1 0 X X Bit 27 T T R A X X X Bit 26 T T R A X X X Type of TLLI Local TLLI Foreign TLLI Random TLLI Auxiliary TLLI Reserved Reserved Reserved

Bảng 2.6: Cấu trúc TLLI 2.3.2 Xác định địa chỉ của MS 2.3.2.1 Địa chỉ IPv4 Địa chỉ MS theo giao thức IPv4 được sử dụng khi người dùng thuê bao dịch vụ truy cập mạng dựa trên giao thức IP. Địa chỉ này dùng để truy cập vào các mạng dữ liệu gói bên ngoài (PDN). Các mạng này có thể là mạng công cộng hoặc mạng riêng, kiểu địa chỉ sử dụng là kiểu địa chỉ tĩnh hoặc động. Tên logic IPv4: Trong mạng IP tất cả các địa chỉ IP có tên logic dựa trên quá trình biến đổi DNS. Nghĩa là các máy chủ WWW có thể kiểm tra các máy khách có sử dụng máy chủ có địa chỉ IP để đặt tên ánh xạ dành riêng. - Với địa chỉ tĩnh ánh xạ có thể được cố định: Ví dụ: hannu-kari.gprs.sonera.fi biến đổi thành 141.200.44.151 - Với địa chỉ IP động quá trình ánh xạ phức tạp hơn: Ví dụ: host123-sub33.gprs.sonera.fi biến đổi thành 141.200.33.123. 2.3.2.2 Địa chỉ X25

Được sử dụng khi người dùng thuê bao dịch vụ truy cập X.25. Tương tự như trong IP, địa chỉ X.25 có thể là địa chỉ mạng công cộng hoặc là mạng riêng và địa chỉ tĩnh hoặc động. 2.3.2.3 Địa chỉ IPv6 Có khả năng được sử dụng ở thông tin di động trong tương lai vì: - Có khoảng địa chỉ rất rộng (mã hoá bằng 128 bit). - Định tuyến dữ liệu hiệu quả hơn trong mạng cố định. - Có nhiều phương thức đánh địa chỉ. Tên logic tương tự như IPv4. 2.3.3.Nhận dạng vùng định vị và trạm gốc 2.3.3.1 Nhận dạng vùng định tuyến RAI
LAI RAI RAC

Hình 2.7 Cấu trúc của RAI LAI: Nhận dạng vùng định vị, tương tự như trong GSM. RAC (Routing Area Code): Mã vùng định tuyến, là một mã có chiều dài cố định 1 octet, xác định một vùng định tuyến RA trong một vùng định vị LA. Các SGSN phục vụ vùng định tuyến RA nào đó có thể được xác định bằng cách sử dụng chức năng DNS trong mạng đường trục và trong quá trình quy ước tên logic. Tên logic của một vùng định tuyến: RACxxxx.LACyyyy.MNCzzzz.MCCwwww.GPRS Trong đó: x,y,z.w được mã hoá dạng số hệ 16.

2.3.3.2 Số nhận dạng Cell (CI- Cell identifier) và số nhận dạng toàn cầu Cell (CGI- Cell Global Identifer).
MCC MNC LAI CGI LAC CI

Hình 2.8 Cấu trúc của CGI BSS và các Cell thuộc về BSS đó được nhận dạng trong vùng định vị hoặc vùng định tuyến bằng cách thêm một số nhận dạng Cell vào số nhận dạng vùng định vị hoặc vùng định tuyến. CI có chiều dài cố định là 2octet và được mã hoá ở hệ đếm 16. CGI bao gồm LAI và CI. CI là chỉ số duy nhất trong một vùng định vị. 2.3.4 Địa chỉ GSN
GSN Address Address Type 2 bit Address Length 6 bit Address 4-6 octet

Hình 2.9. Cấu trúc địa chỉ GSN
Địa chỉ GSN bao gồm: - Address Type: Kiểu địa chỉ, là một mã cố định (2 bit) để nhận dạng kiểu địa chỉ được sử dụng trong trường địa chỉ (Address). - Address Length: Chiều dài địa chỉ, là một mã cố định (6bit) chỉ thị độ dài của trường địa chỉ (Address). - Address: Địa chỉ GSN có độ dài thay đổi. Có thể là địa chỉ IPv4, IPv6. • Nếu Address Type=0 và Address Length=4: địa chỉ IPv4. • Nếu Address Type=1 và Address Length=16: địa chỉ IPv6. Tên logic của GSN: Cho phép tham khảo tới một GSN bằng cách biên dịch tên logic địa chỉ IP vật lý. Quá trình này được thực hiện nhờ GPRS DNS server. Ví dụ: Tên logic của SGSN: SGSNxxxx.MNCyyyy.MCCzzzz.GPRS. Trong đó x,y,z là các số hệ 16.

2.3.5 Số nhận dạng thiết bị di động quốc tế và chỉ số phiên bản phần mềm (IMISV)
6 digits 2 digits 6 digits 2 digits

TAC

FAC
IMEI 16 digits

SRN

SVN

Hình 2.11. Cấu trúc IMISV IMISV bao gồm: TAC: Mã công nhận kiểu. FAC: Mã lắp ráp lần cuối. SNR: Số xeri máy. SVR: Chỉ số phiên bản phần mềm của ME.

2.3.6 Chỉ số nhận TMSI gói (P-TMSI). Có tính năng tương tự như TMSI trong phần chuyển mạch kênh. P-TMSI làm giảm các trường hợp khi các nhận dạng thực MS được gửi trên giao diện vô tuyến. P-TMSI sử dụng để tạo TLLI trong một số trường hợp. Xác nhận P-TMSI: SGSN tạo sự xác nhận (một giá trị mà chỉ có SGSN và MS biết). Lý do cần xác nhận P-TMSI là: - Các bản tin cập nhật RA được gửi dưới dạng không mật mã. - Người truy cập bất hợp pháp có thể gửi các bản tin cập nhật RA giả với mục đích làm rối loạn cho người dùng hợp pháp. - Với quá trình xác nhận P-TMSI thì nó có khả năng nhận thực người dùng trong suốt quá trình xử lý cập nhật RA ngay cả khi không có mật mã.

Chương III: Giao diện vô tuyến
3.1 Kênh logic dữ liệu gói.

Các kênh logic dữ liệu gói được xắp xếp vào các kênh vật lý dành cho dữ liệu gói. Kênh vật lý dành cho dữ liệu gói được gọi là kênh dữ liệu gói (PDH). 3.1.1 Kênh điều khiển chung PCCCH (Packet Common Control Channel) PCCCH gồm các kênh logic dùng báo hiệu điều khiển chung dữ liệu gói. Kênh điều khiển truy cập ngẫu nhiên PRACH (Packet Random Access Channel) được sử dụng ở hướng lên. MS sử dụng PRACH để khởi đầu quá trình truyền dữ liệu hoặc thông tin báo hiệu. Kênh PRACH được xắp xếp vào cụm kênh truy cập AB. Kênh nhắn tin PPCH (Packet Paging Channel) được sử dụng ở hướng xuống. PPCH sử dụng các nhóm tìm gọi một MS trước khi truyền gói theo hướng xuống. PPCH sử dụng các nhóm tìm gọi để cho phép sử dụng chế độ DRX. PPCH có thể được sử dụng cho tìm gọi trong cả dịch vụ chuyển mạch gói lẫn chuyển mạch kênh. Tìm gọi cho dịch vụ chuyển mạch kênh trên PPCH được ứng dụng cho các MS lớp A và B trong chế độ vận hành mạng I. Kênh cho phép truy cập PAGCH (Packet Access Grant Channel) được sử dụng ở hướng xuống. PAGCH chỉ sử dụng trong giai đoạn thiết lập kênh truyền gói để thông báo kênh được chỉ định cho một MS trước khi truyền gói. Kênh thông báo PNCH (Packet Notification Channel): được sử dụng ở hướng xuống. PNCH được sử dụng để gửi một thông báo quảng bá điểm-đa điểm (Pointto-Multi Point Multicast) đến một nhóm trước khi truyền gói PTM-M. Chế độ DRX giám sát PNCH. Hơn nữa, một chỉ thị bản tin PTM-M mới có thể được gửi trên các kênh tìm gọi riêng rẽ với mục đích thông báo cho các MS quan tâm đến PTM-M khi các MS này lắng nghe PNCH.

-

-

-

3.1.2 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) Chỉ có ở hướng xuống, PBCCH quảng bá thông tin hệ thống. Nếu PBCCH không được cấp phát thì thông tin hệ thống cho dữ liệu gói sẽ được quảng bá trên BCCH. 3.1.3 Kênh lưu lượng, Kênh lưu lượng dữ liệu gói PDTCH (Packet Data Traffic Channel) PDTCH là kênh được cấp phát cho truyền dữ liệu. Được dành riêng tạm thời cho một hoặc một nhóm MS trong trường hợp PTM-M. Nếu sử dụng nhiều khe thời gian một MS có thể sử dụng nhiều kênh PDTCH song song để truyền gói riêng rẽ. Tất cả các kênh lưu lượng gói đều là kênh song hướng (uplink-PTDCH/U, downlink-PTDCH/D).

3.1.4 Các kênh điều khiển riêng Kênh điều khiển liên kết PACCH (Packet Associated Control Channel): PACCH truyền thông tin báo hiệu tới một MS đã xác định. Thông tin báo hiệu bao gồm thông tin điều khiển công suất và thông tin trả lời. PACCH cũng mang các bản tin chỉ định, chỉ định lại kênh truyền bao gồm: chỉ định dung lượng các kênh PTDCH và việc chiếm kênh PACCH. PACCH chia sẻ tài nguyên với các kênh PTDCH, đó là quá trình chỉ định hiện tại cho một MS. Hơn nữa, MS đang chỉ sử dụng dịch vụ chuyển mạch gói thì có thể tìm gọi các dịch vụ chuyển mạch kênh trên PACCH. Kênh điều khiển sớm định thời, hướng lên PTCCH/U (Packet Timing Advance Channel/ Uplink) để truyền các cụm truy nhập ngẫu nhiên để cho phép đánh giá sự sớm định thời của một MS trong chế độ truyền gói. Kênh điều khiển sự sớm định thời, hướng xuống PTCCH/D (Packet Timing Advance Channel/ Downlink) để truyền các quá trình cập nhật thông tin sớm định thời tới nhiều MS. Một kênh PTCCH/D được sử dụng với nhiều PTCCH/U.

-

-

3.2 Sắp xếp các kênh logic vào kênh vật lý.

Các kênh logic khác nhau có thể được sắp xếp trên cùng kênh vật lý. Việc chia sẻ kênh vật lý dựa trên các khối của 4 cụm liên tiếp, trừ kênh PTCCH. Các kênh PRACH cà PTCCH/U được sắp xếp vào cụm truy cập AB. Tất cả các kênh logic khác các khối vô tuyến bao gồm 4 cụm NB. Chỉ trừ một số bản tin ở kênh PACCH hướng lên bao gồm 4 cụm AB liên tục.. 3.2.1 Các kênh điều khiển chung PCCCH. Tại một thời điểm, các kênh logic PCCCH được sắp xếp vào nhiều kênh vật lý hơn các kênh logic CCCH. PCCCH không được cấp phát vĩnh cửu trong cell. Khi PCCCH không được cấp phát thì CCCH sẽ được sử dụng để khởi đầu quá trình truyền gói. Một MS có thể sử dụng chỉ một tập con các kênh PCCCH, tập con này được sắp xếp vào kênh vật lý. Kênh PCCCH được sắp xếp vào một hoặc nhiều kênh vật lý theo một đa khung 52 khung. Trong trường hợp của PCCCH thì PBCCH và PDTCH chia sẻ cùng các kênh vật lý (PDCH). Việc tồn tại và cấp phát kênh PCCCH được quảng bá trong cell. Kênh truy cập ngẫu nhiên PRACH: PRACH được sắp xếp vào một hoặc nhiều kênh vật lý. Các kênh vật lý hướng lên chứa PRACH được MS tìm thấy nhờ sự quảng bá thông tin trên PBCCH và BCCH. PRACH được xác định bàng cờ trạng thái hướng lên USF đánh dấu tự do. USF được quảng bá liên tục trên kênh hướng xuống tương ứng. Hơn nữa, một phần cố định được xác định trước của cấu trúc đa khung cho PDCH có thể được sử dụng chỉ cho PRACH và thông tin về quá trình sắp xếp trên kênh vật lý được quảng bá trên

PBCCH. Trong suốt các chu kỳ này MS không phải giám sát USF được quảng bá đồng thời ở hướng xuống. Kênh tìm gọi PPCH: được sắp xếp vào một hoặc nhiều kênh vật lý. Sự sắp xếp chính xác trên mỗi kênh vật lý tuân theo một luật xác định trước sử dụng cho PCH. Các kênh vật lý chứa PPCH được MS tìm thấy nhờ quảng bá thông tin trên PBCCH. Kênh cho phép truy cập PAGCH: được sắp xếp vào một hoặc nhiều kênh vật lý. Sự sắp xếp chính xác trên mỗi kênh vật lý tuân theo một luật xác định trước. Các kênh vật lý mà PAGCH sắp xếp vào cũng tuân theo một luật định trước trên kênh vật lý được MS tìm thấy dựa vào sự quảng bá thông tin trên PBCCH. Kênh thông báo PNCH: được sắp xếp vào một hoặc nhiều khối trên PCCCH. Quá trình sắp xếp chính xác tuân theo một luật định trước. Sự sắp xếp được MS nhận ra nhờ sự quảng bá thông tin trên kênh PBCCH. 3.2.2 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH. Được sắp xếp vào một hoặc nhiều kênh vật lý. Sự sắp xếp chính xác trên mỗi kênh vật lý tuân theo một luật xác định trước dành cho kênh BCCH. Sự có mặt của PCCCH và sự có mặt của kênh PBCCH được chỉ thị trong BCCH. 3.2.3 Kênh điều khiển sớm định thời PTCCH. Có hai loại đa khung được sử dụng để mang PTCCH. Trên PTCCH/U sử dụng các cụm truy cập AB, trên PTCCH/D sử dụng cụm bình thường NB kết hợp thành một khối vô tuyến. 3.2.4 Các kênh lưu lượng PDTCH. Kênh lưu lượng dữ liệu gói: Một PDTCH được sắp xếp vào một kênh vật lý. Có 8 DTCH với các khe thời gian khác nhau nhưng có cùng tần số có thể được cấp phát cho MS ở cùng một thời điểm. - Kênh điều khiển liên kết PACCH. PACCH được cấp phát động bằng khối dựa trên cùng kênh vật lý mang các kênh PDTCH. Tuy nhiên, việc cấp phát một khối PACCH được sử dụng trên kênh vật lý chỉ mang một PCCCH khi MS thăm dò để phúc đáp một bản tin chỉ định ban đầu. PACCH là một kênh song hướng, nó cấp phát động cho cả hướng lên và hướng xuống bất chấp việc chỉ định PDTCH ở hướng lên và hướng xuống. Khi kênh PDTCH được chỉ định ở hướng lên, MS giám sát liên tục các khe thời gian hướng xuống tương ứng để xem xét khả năng xuất hiện của PACCH. MS có thể sử dụng việc chỉ định kênh hướng lên cho việc gửi các khối PACCH khi cần thiết. Trong trường hợp cấp phát động mở rộng, nếu các kênh do mạng chỉ định mà không cho phép MS sử dụng nhiều TS giám sát USF trên tất cả các kênh PDCCH được chỉ định thì các khối PACCH sẽ được sắp xếp vào một PDCH trong các PDCH đã được chỉ định. -

Khi kênh PDTCH được chỉ định ở hướng xuống, mọi sự xuất hiện của một khối PACCH hướng lên được xác định bằng cách thăm dò nhờ một khối trong các khối ưu tiên hướng xuống (truyền trên cùng PDCH). Mạng có thể sử dụng việc chỉ định hướng xuống để gửi các khối PACCH khi cần. Trong suốt quá trình cấp phát hướng lên, một MS sử dụng cấp phát cố định phải giám sát TS chứa PACCH được chỉ định trong khi tất cả các khối hướng lên không chỉ định các TS liên tục. Số lượng các TS liên tục phụ thuộc vào khả năng sử dụng nhiều TS của MS. Mạng sẽ truyền một khối PACCH tới một MS sử dụng cấp phát cố định chỉ trong khoảng trống có cùng kích thước khi cấp phát hướng lên với PACCH. Trong khi truyền dẫn hướng xuống mạng sẽ không gửi dữ liệu tới MS trong lúc truyền các TS chứa PACCH hướng lên hoặc trong một số TS đến trước và sau khối PACCH hướng lên. Số lượng TS đến trước và sau các TS chứa PACCH phụ thuộc vào khả năng sử dụng nhiều TS của MS bán song công. 3.2.5 Chia sẻ kênh hướng xuống Các kênh logic khác nhau có thể được ghép hướng xuống trên cùng kênh vật lý (PDCH). Kiểu bản tin cho phép phân biệt các kênh logic. Chỉ số nhận dạng MS cho phép phân biệt các kênh PDTCH và PACCH được chỉ định cho các MS khác nhau. Trong chế độ truyền kép, mạng có thể cấp phát một PDCH dành riêng cho MS. Ngay cả trường hợp cấp phát độc quyền mạng sẽ sử dụng chỉ số nhận dạng MS và kiểu bản tin. 3.2.6 Chia sẻ kênh hướng lên. Tương tự như trường hợp hướng xuống chỉ không có cấp phát độc quyền.
3.3 Giao diện vô tuyến Um.

3.3.1 Các nguyên tắc quản lý tài nguyên vô tuyến. 3.3.1.1 Cấp phát tài nguyên cho GPRS. a. Khái niệm chủ tớ (Master- Slave) Có ít nhất một kênh PDCH hoạt động như một kênh chủ chứa các kênh điều khiển chung mang tất cả các báo hiệu điều khiển cần thiết cho việc khởi đầu quá trình truyền gói (PCCCH) khi báo hiệu hiện tại không được CCCH mang. Kênh PDCH có thể là kênh dữ liệu người dùng và báo hiệu riêng (PDTCH và PACCH). Các kênh PDCH khác hoạt động như các kênh tớ được sử dụng để truyền dữ liệu của người dùng và cho báo hiệu riêng. b. Khái niệm dung lượng theo yêu cầu GPRS không cần các PDCH được cấp phát vĩnh viễn. Việc cấp phát dung lượng cho GPRS có thể dựa trên sự cần thiết truyền gói hiện tại, tại đó yêu cầu nguyên lý “dung lượng theo yêu cầu”. Nhà khai thác có thể quyết định cung cấp tài nguyên vật lý vĩnh viễn hoặc tạm thời cho dung lượng GPRS.

Khi các PDCH bị tắc nghẽn do lưu lượng của GPRS và nhiều tài nguyên cần trong Cell, mạng có thể cấp phát thêm các kênh vật lý như PDCH. Tuy nhiên, kênh PDCH không chứa kênh PCCCH. Khi không có kênh PCCCH được cấp phát trong cell thì tất cả các MS truy cập nhờ CCCH. Để đáp ứng một yêu cầu về kênh gửi trên CCCH từ MS muốn truyền gói GPRS, mạng có thể chỉ định các tài nguyên trên PDCH cho truyền dữ liệu hướng lên. Sau khi truyền MS có thể trở lại kênh CCCH. Khi PCCCH được cấp phát trong một cell, tất cả các MS đã truy cập vào mạng sẽ theo dõi kênh này. PCCCH có thể được cấp phát hoặc như kết quả của yêu cầu tăng lên trong quá trình truyền dữ liệu gói hoặc khi nào đủ kênh vật lý trong một cell. Thông tin về PCCCH được quảng bá trên BCCH. Khi dung lượng PCCCH không đủ, mạng có khả năng cấp phát thêm các tài nguyên PCCCH trên một hoặc nhiều PDCH. Nếu mạng giải phóng PCCCH cuối cùng thì MS thực hiện lại quá trình lựa chọn cell. c. Các thủ tục hỗ trợ dung lượng theo yêu cầu Số lượng kênh PDCH được cấp phát trong cell có thể tăng hoặc giảm theo yêu cầu với các nguyên tắc sau: - Giám sát tải: Tính năng giám sát tải có thể giám sát tải của các kênh PDCH và số lượng các kênh PDCH được cấp phát trong một cell có thể tăng, giảm theo yêu cầu. Chức năng giám sát tải có thể được thực hiện như một phần chức năng lớp MAC, chức năng cấp phát kênh chung trong BSC sử dụng cho các dịch vụ GSM. - Cấp phát động các kênh PDCH: Các kênh chưa sử dụng có thể được cấp phát như các kênh PDCH để tăng chất lượng dịch vụ tổng thể GPRS. Dựa trên yêu cầu về tài nguyên vô tuyến cho các dịch vụ có quyền ưu tiên cao hơn thì có thể cấp phát lại các kênh PDCH. d. Giải phóng kênh PDCH không mang kênh PCCCH Việc giải phóng nhanh kênh PDCH là một đặc tính quan trọng để chia sẻ động cùng các tài nguyên vô tuyến cho các dịch vụ chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. Có các khả năng sau: - Đợi tất cả các chỉ định để kết thúc kênh PDCH đó. - Khai báo riêng biệt tất cả người dùng mà có sự chỉ định trên PCH đó. Các bản tin chỉ định hướng lên và hướng xuống có thể được sử dụng với mục đích này. Phía mạng phải thông báo trên các kênh PACCH riêng biệt cho mỗi MS có liên quan. - Quảng bá thông báo về quá trình cấp phát lại: phương thức nhanh và đơn giản để quảng bá bản tin giải phóng PDCH trên tất cả các kênh PDCH có cùng sóng mang với kênh PDCH đã được giải phóng. Tất cả MS giám sát khả năng xuất hiện kênh PACCH trên kênh vật lý và thông báo. Trong thực tế có thể kết hợp các phương thức. 3.3.1.2 Cấu trúc đa khung PDCH.

Cấu trúc đa khung của PDCH bao gồm 52 khung TDMA được chia thành 12 khối, mỗi khối có 4 khung, 2 khung trống, 2 khung dành cho kênh PTCCH.
52 khung TDMA B0 B1 B2 T B3

B4

B5 X B6

B7

B8 T B9 B10 B11 X

Trong đó: X: khung trống.

T: khung dùng cho PTCCH. B0-B11: Các khối vô tuyến. Hình 3.1. Cấu trúc đa khung cho PDCH. Sắp xếp các kênh logic vào các khối theo thứ tự sau: B0,B6,B3,B9,B1,B7,B4,B10,B2,B8,B5,B11. Một PDCH chứa PCCCH được chỉ thị trên BCCH. Kênh PDCH này là kênh duy nhất chứa các khối PBCCH. Trên hướng xuống của PDCH, khối đầu tiên (B0) được sử dụng là PBCCH. Nếu cần thiết có thể sử dụng thêm 3 khối nữa trên cùng PDCH cho PBCCH. Một số kênh PDCCH thêm vào chứa PCCCH được chỉ thị trên PBCCH. Trên một số kênh PDCH chứa PCCCH (có hoặc không có PBCCH) có tới 12 khối trong danh sách theo thứ tự các khối được sử dụng cho PAGCH, PNCH, PDTCH hoặc PACCH ở hướng xuống. Các khối còn lại sử dụng cho PPCH, PAGCH, PNCH, PDTCH hoặc PACCH ở hướng xuống. Trong tất cả các trường hợp việc sử dụng các khối được chỉ thị bằng kiểu bản tin. Trên kênh PDCH hướng lên chứa PCCCH tất cả các khối trong đa khung có thể sử dụng như các kênh PRACH, PDTCH, hoặc PACCH. Khối đầu tiên chỉ sử dụng cho PRACH. MS có thể lựa chọn hoặc bỏ qua USF (xem như trạng thái FREE) hoặc sử dụng USF để xác định PRACH bằng cách tương tự đối với các khối khác. Việc sắp xếp các kênh vào đa khung được điều khiển bằng các tham số, các tham số này được quảng bá trên PBCCH. Trên PDCH không chứa PCCCH, tất cả các khối có thể sử dụng cho PDTCH hoặc PACCH. Việc sử dụng hiện thời được chỉ định bằng kiểu bản tin. Hai khung được sử dụng cho PTCCH và hai khung trống cũng như các khung PTCCH có thể được MS sử dụng để đo lường tín hiệu và xác định BSIC. 3.3.1.3 Cấu trúc đa khung cho kênh bán tốc PDCH/H Cấu trúc đa khung cho kênh bán tốc PDCH/H gồm 52 khung TDMA chia thành 6 khối (mỗi khối 6 khung) và hai khung trống. Kênh PDCH/H không sử dụng cho kênh PCCCH. Trên PDCH/H tất cả các khối được sử dụng cho PDTCH hoặc PACCH. Việc sử dụng các khối được chỉ thị bằng kiểu bản tin. PDCH/H chỉ được cấp phát cho MS cùng kết hợp với một TCH/H ở kênh con khác trong kênh vô tuyến.

3.3.1.4 Sắp xếp thông tin PBCCH Một MS khi đã truy cập vào GPRS sẽ không cần giám sát BCCH nếu đang tồn tại PBCCH. Tất cả các thông tin cần thiết cho GPRS và một số thông tin cho các dịch vụ chuyển mạch kênh sẽ được quảng bá trên PBCCH. Để thuận tiện cho quá trình sử dụng MS, mạng được yêu cầu truyền các bản tin thông tin hệ thống (PSI) trong các đa khung riêng biệt và các khối PBCCH riêng biệt trong các đa khung. Khi không có kênh PCCCH được cấp phát , MS dựa vào CCCH và thu tất cả các thông tin hệ thống trên BCCH. Vài thông tin hệ thống riêng biệt cần thiết trong trường hợp này sẽ được quảng bá trên BCCH. 3.3.2 Các chế độ sử dụng tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource) 3.3.2.1 Chế độ trống gói (Packet Idle Mode) Chế độ này không được sử dụng cho một MS hỗ trợ chế độ truyền kép DTM mà đang có kết nối RR. Một MS hỗ trợ DTM đang có một kết nối RR và không được cấp phát tài nguyên thì ở trong chế độ chuyên dụng. Trong chế độ trống không có TBF, các lớp cao hơn có thể yêu cầu truyền các LLC PDU. Các PDU này có thể khởi đầu quá trình thiết lập TBF và chuyển tới chế độ truyền gói. Trong chế độ này MS lắng nghe PBCCH và lắng nghe kênh con tìm gọi dành chế độ nhóm tìm gọi MS. Nếu không có PCCCH trong cell thì MS lắng nghe BCCH và các kênh con tìm gọi thích hợp. MS lớp A có thể đồng thời sử dụng các chế độ dịch vụ khác nhau. MS lớp B hoặc lớp C đều ra khỏi chế độ trống trước khi chuyển vào chế độ chuyên dụng, chế độ thu theo nhóm hoặc phát theo nhóm. 3.3.2.2 Chế độ truyền gói (Packet Tranfer Mode) Không dùng chế độ này cho MS hỗ trợ chế độ truyền kép DTM mà đang có kết nối RR. MS có hỗ trợ DTM với kết nối RR đang sử dụng và với tài nguyên được cấp phát. Nghĩa là đang ở chế độ truyền kép. ở chế độ này MS được cấp phát tài nguyên vô tuyến cung cấp một TBF trên một hoặc nhiều kênh vật lý. MS có khả năng truyền liên tục một hoặc nhiều LLC PDU. Cùng lúc TBF được thiết lập ở hướng ngược lại khả năng truyền LLC PDU có thể bằng chế độ truyền có phúc đáp lớp RLC hoặc không có phúc đáp. Khi lựa chọn một cell, MS rời khỏi chế độ truyền gói chuyển vào chế độ trống. ở đó MS được chuyển giao sang cell mới. Sau đó nhận thông tin hệ thống và trở lại chế độ truyền gói trong cell mới.

Trong khi hoạt động ở chế độ truyền gói, MS lớp A có thể vào các chế độ dịch vụ RR khác nhau. MS lớp B và lớp C rời khỏi cả chế độ trống và chế độ truyền gói trước khi vào chế độ chuyên dụng, thu hoặc truyền theo nhóm. 3.3.2.3 Chế độ truyền kép (Dual Tranfer Mode) Trong chế độ truyền kép MS đang có kết nối RR và được cấp phát tài nguyên vô tuyến để cung cấp chế độ TBF trên một hoặc nhiều kênh vật lý. Có thể truyền liên tục một hoặc nhiều LLC PDU. Cùng lúc các TBF có thể thiết lập theo hướng ngược lại. Quá trình truyền các LLC PDU có thể sử dụng chế độ truyền lớp RLC có phúc đáp hoặc không có phúc đáp. Trong chế độ truyền kép MS thực hiện tất cả các nhiệm vụ của chế độ chuyên dụng. Các lớp cao hơn có thể yêu cầu: - Giải phóng tất cả các tài nguyên gói để khởi đầu quá trình chuyển sang chế độ chuyên dụng. - Giải phóng tất cả các tài nguyên RR để khởi đầu quá trình chuyển sang chế độ trống và chế độ gói. Khi chuyển sang cell mới MS rời khỏi chế độ truyền kép vào chế độ chuyên dụng. MS có thể chuyển giao sang cell mới và nhận các bản tin thông tin hệ thống gửi trên ACCH, tiếp đó vào chế độ truyền kép trong cell mới. 3.3.2.4 Chuyển đổi giữa các chế độ hoạt động RR Có 4 trạng thái RR chế độ MS trong chế độ hoạt động của MS lớp A không hỗ trợ DTM. Bốn trạng thái này là sự tổ hợp của thiết bị có hai chế độ chuyển mạch với hai trạng thái RR. - Trên phần chuyển mạch kênh: Chế độ trống và chế độ chuyên dụng. - Trên phần chuyển mạch GPRS: Chế độ trống gói và chế độ truyền gói.
Dedicate d/Packet Idle RR establishment TBF release Packet Access Dedicate d/Packet Transfer RR establishment

RR release

RR release

Idle /Packet Idle

TBF release Packet Access

Idle/ Packet Transfer

Hình 3.3. Các chế độ chuyển đổi RR và chuyển đổi chế độ MS lớp A (không hỗ trợ DTM) Đối với chế độ A có hỗ trợ DTM và MS lớp B có 3 chế độ: - Chế độ trống gói. - Chế độ truyền gói.

Chế độ chuyên dụng. Đối với MS lớp A có hỗ trợ DTM thì có thêm chế độ RR: chế độ truyền kép. Chế độ này có thể chỉ được đưa vào qua thủ tục yêu cầu gói trong lúc MS ở chế độ chuyên dụng.
Class A
Packet releas e Packet reques t

-

Dual Transfer

RR realese PDCH assignment

Dedicate d RR establishme nt

Dual Transsfe r TBF releas e

RR realese

Class B

Dual Transsfe r

Packet access

Hình 3.4. Các chế độ hoạt động RR và chuyển đổi chế độ MS lớp A (hõ trợ DTM) và lớp B.

Đối với MS lớp C thì chỉ truy cập mạng GSM hoặc GPRS. - Khi truy cập mạng GSM (rời mạng GPRS) có hai chế độ RR: chế độ trống và chế độ chuyên dụng. - Khi truy cập mạng GPRS (rời mạng GSM) có hai chế độ RR: chế độ trống và chế độ truyền gói. 3.3.3 Phân lớp của giao diện vô tuyến Giao diện vô tuyến GPRS có thể được mô hình hoá thành một phân cấp các lớp logic với các chức năng riêng biệt. Lớp vật lý được chia thành hai lớp con riêng biệt: - Lớp vật lý vô tuyến (Physical RF): Thực hiện điều chế cao tần dòng bit thu được từ lớp liên kết vật lý. Lớp này cũng giải điều chế để thu. - được dòng bit và truyền nó tới lớp liên kết vật lý. - Lớp liên kết vật lý (Physical Link): Cung cấp các dịch vụ chế độ truyền thông tin trên kênh vật lý giữa MS và mạng. Các chức năng này bao gồm: tạo khung dữ liệu, mã hoá khung dữ liệu, phát hiện sửa lỗi truyền dẫn trên đường truyền vật lý. Lớp này sử dụng dịch vụ của lớp vật lý vô tuyến. Các lớp cấp thấp của lớp liên kết dữ liệu (Data Link): Các lớp này cung cấp các dịch vụ truyền thông tin trên lớp vật lý của giao diện vô tuyến GPRS. Các chức năng này bao gồm các thủ tục sửa lỗi sau được thực hiện bằng quá trình truyền lại có lựa chọn các khối có lỗi. Chức năng điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn được chia sẻ giữa các MS và mạng. Lớp RLC/MAC sử dụng các dịch vụ của lớp liên kết vật lý. Lớp trên của RLC/MAC như LLC sử dụng các dịch vụ do lớp này cung cấp.

SNDCP LLC RLC MAC Phys. Link Phys. RF MS

SNDCP LLC RLC MAC Phys. Link Phys. RF Um MS

Hình 3.5. Mô hình tham khảo MS- Mạng
3.3.4. Lớp vật lý vô tuyến

Lớp này được sử dụng như nền tảng cho GPRS với một số chức năng như: điều chế, giải điều chế... 3.3.5 Lớp liên kết vật lý Hoạt động trên lớp vật lý vô tuyến và cung cấp kênh vật lý giữa MS và mạng. 3.3.5.1 Các dịch vụ của lớp Mục đích của lớp là vận chuyển thông tin qua giao diện vô tuyến GSM bao gồm thông tin RLC/MAC . Lớp này hỗ trợ nhiều MS trên cùng một kênh vật lý. Cung cấp quá trình truyền thông giữa MS và mạng. Điều khiển các chức năng cung cấp các dịch vụ cần thiết để duy trì khả năng truyền thông trên kênh vô tuyến vật lý giữa mạng và MS. Các quá trình chuyển giao không được sử dụng trong GPRS mà được thay bằng quá trình MS lựa chọn lại cell. Mã hoá sửa lỗi trước(FEC): Cho phép phát hiện sửa lỗi các từng mã được phát và cảnh báo các từ mã sai. Chèn xen một khối vô tuyến vào 4 cụm trong các khung TDMA liên tục. Thực hiện thủ tục phát hiện tắc nghẽn. Các chức năng điều khiển lớp liên kết vật lý: Các thủ tục đồng bộ bao gồm xác định và hiệu chỉnh sự sớm định thời của MS để điều chỉnh các thay đổi truyền sóng. Các thủ tục giám sát và nâng cao chất lượng tín hiệu trên đường truyền vô tuyến. Các thủ tục lựa chọn và lựa chọn lại cell. Các thủ tục điều khiển công suất phát. Các thủ tục tiết kiệm năng lượng cho MS, ví dụ thu gián đoạn (DRX).

3.3.5.2 Các chức năng của lớp. -

3.3.5.3 Cấu trúc khối vô tuyến (Radio Block). Một khối vô tuyến sử dụng cho truyền dữ liệu bao gồm:MAC header, RLC header, khối dữ liệu RLC.
Radio Block MAC header RLC header RLC Data BSC

Hình 3.6. Cấu trúc khối vô tuyến cho truyền dữ liệu

Phần tiêu đề MAC: Chứa các trường điều khiển. Các trường này khác nhau ở hướng lên và hướng xuống. Phần này có chiều dài 8 bit. - Phần tiêu đề RLC: Chứa các trường điều khiển. Các trường này khác nhau ở hướng lên và hướng xuống. Phần này có chiều dài thay đổi. - Trường dữ liệu RLC: Chứa các octet của một hoặc nhiều LLC PDU. - Chuỗi kiểm tra khối BCS được sử dụng để phát hiện lỗi. Một khối vô tuyến sử dụng cho truyền bản tin báo hiệu gồm có: một tiêu đề MAC và một khối điều khiển RLC/MAC. Khối này luôn được truyền trên 4 cụm bình thường NB.
Radio Block MAC Header RLC/MAC Control Message BCS

-

Hình 3.7. Cấu trúc khối vô tuyến cho truyền dữ liệu Tiêu đề MAC chứa các trường điều khiển, các trường này khác nhau ở hướng lên và hướng xuống và có chiều dài cố định. Khối điều khiển RLC/MAC chứa một bản tin điều khiển RLC/MAC. BCS được sử dụng để phát hiện lỗi.

3.3.5.5 Mã hoá kênh Trong GPRS sử dụng 4 kiểu mã hoá kênh CS-1,CS-2,CS-3,CS-4 cho các kênh lưu lượng dữ liệu gói. Tất cả các kênh điều khiển gói trừ PRACH và PTCCH/D luôn được mã hoá theo kiểu CS-1. Đối với các cum truy cập trên PRACH có hai kiểu mã hoá được sử dụng riêng. CS-1 là bắt buộc cho GPRS. a. Mã hoá kênh PTCCH Bốn kiểu mã hoá được sử dụng trong các khối vô tuyến GPRS mang các khối dữ liệu Radio Block RLC. Bước đầu tiên là thêm vào BSC để phát hiện lỗi. Đối với CS-1,CS-2,CS-3 bước tiếp theo bao gồm tiền mã hoá USF CS-1), thêm 4 bit đuôi và một lần nữa mã hoá bán tốc để (trừ BCS phát hiện lỗi, sau đó trích bit để được tốc độ mã hoá theo yêu cầu. Còn đối với CS-4 không Rate 1/2 convolution coding có mã hoá phát hiện lỗi.
Puncturing

456 bit

Hình 3.8. Quá trình mã hoá theo kiểu CS-1,CS-2,CS-3
Radio Block

Block code

No coding

456 bit

Hình 3.9. Quá trình mã hoá theo kiểu CS-4. Các tham số mã hoá: Chiều dài của mỗi trường. Số lượng các bit được mã hoá. Số lượng các bit được trích bỏ. Tốc độ dữ liệu bao gồm RLC header và thông tin RLC.
Radio.Block Excl.USF and BCS 181 268 312 428 40 16 16 16 4 4 4 BCS Tail Coded Prunctured bits 456 588 676 456 bits 0 132 220 Data Rate (Kb/s) CS-1 CS-2 CS-3 CS-4 1/2 ≈ 2/3 ≈ 3/4 1 3 3 3 3 3 6 6 12 9.05 13.4 15.6 21.4

Scheme Code USF Pre-code Rate USF

Bảng 3.10. Các tham số mã hoá

CS-1 có cùng kiểu mã hoá như SACCH trong GSM. Nó chứa mã xoắn bán tốc cho FEC và một mã FRIE 40 bit cho BCS. CS-2,CS-3 được trích bit, có cùng tốc độ mã hoá xoắn như CS-1 cho FEC, CS-4 không có FEC.

Có 4 kiểu mã hoá đều sử dụng 16 bit CRC cho BCS. CRC được tính toán dựa trên toàn bộ khối dữ liệu không được mã hoá bao gồm cả MAC header. USF có 4 trạng thái biểu thị bằng 3 bit nhị phân trong MAC header. Đối với CS-1 toàn bộ khối vô tuyến được mã hoá xoắn, USF cần được giải mã như phần dữ liệu. Tất cả các kiểu mã hoá khác phát ra cùng 12 bit mã hoá cho USF. USF có thể được giải mã như mã khối hoặc như phần dữ liệu. b. Mã hoá kênh PACCH,PBCCH,PAGCH,PPCH,PNCH và PTCCH Mã hoá các kênh trên sử dụng kiểu mã hoá CS-1. Kênh PTCCH hướng lên dùng kiểu mã hoá tương tự như của PRACH. c. Mã hoá kênh PRACH Có hai kiểu cụm truy cập có thể được truyền trên PRACH: Cụm truy cập 8bit và một cụm truy cập 11bit gọi là cụm truy cập mở rộng. MS sẽ hỗ trợ cả hai loại cụm này. 3.3.5.6 Quá trình lựa chọn lại cell Trong chế độ trống gói và chế độ truyền gói trong GPRS, MS thực hiện quá trình lựa chọn lại cell, trừ MS trong chế độ chuyên dụng tại đó mạng xác định lại cell cho các thủ tục chuyển giao. Tiêu chuẩn lựa chọn lại cell mới là C31,C32 được cung cấp để hoàn chỉnh tiêu chuẩn lựa chọn lại cell trong GSM. C31 là tiêu chuẩn về cường độ tín hiệu dùng để quyết định lựa chọn lại cell được ưu tiên có được sử dụng hay không. Các cell thực hiện tiêu chuẩn C31 thì cell nào có mức ưu tiên cao nhất sẽ được chọn. Nếu có nhiều hơn một cell có mức ưu tiên cao nhất thì cell nào có giá trị C32 cao hơn sẽ được chọn. C32 là tiêu chuẩn cải tiến của C2. C32 áp dụng một giá trị độ lệch và trễ riêng rẽ cho từng cell. Các giá trị trễ áp dụng cho quá trình lựa chọn lại cell, yêu cầu cập nhật lại cell hoặc vùng định tuyến. Thủ tục lựa chọn lại cell dùng cho MS truy cập vào GPRS nếu một PBCCH tồn tại trong cell đang phục vụ MS đó. Nếu PBCCH không được cấp phát thì MS sẽ thực hiện thủ tục lựa chọn lại cell theo tiêu chuẩn C2. a. Đo lường cho quá trình lựa chọn lại cell MS đo lường cường độ tín hiệu trên các tần số BCCH của cell và các cell lân cận, tính toán trung bình mức thu trên mỗi tần số. MS sẽ kiểm tra BSIC của các cell chỉ có các kênh với cùng BSIC mà được quảng bá cùng BA-GPRS trên PBCCH sẽ được xem xét cho quá trình lựa chọn lại cell. Khi số lượng kênh PDCH hướng xuống được chỉ định cho các loại MS sử dụng nhiều TS không cho phép các kênh này đo lường trong khung TDMA, mạng sẽ cung cấp các cửa sổ đo lường để đảm bảo MS có thể thực hiện đo lường theo yêu cầu. Mạng cung cấp các khoảng không tích cực trong suốt quá trình cấp phát tĩnh để cho MS đo lường công suất cell kề bên và phát hiện BSIC.

b. Quảng bá thông tin Kênh PBCCH quảng bá các tham số về lựa chọn cell của GPRS cho cell phục vụ và các cell cận kề được đề cập đến trong danh sách BA-GPRS. Một danh sách BA-GPRS xác định các cell cận kề (bao gồm cả BSIC) được sử dụng để xem xét quá trình lựa chọn lại cell GPRS. 3.3.5.7 Sự sớm định thời Thủ tục sớm định thời sử dụng để thu được giá trị chính xác của sự sớm định thời mà MS phải tuân theo khi truyền các khối vô tuyến hướng lên. Thủ tục này không được sử dụng ở chế độ truyền kép mà được sử dụng ở chế độ chuyên dụng. Thủ tục sớm định thời gồm hai phần: - Khởi đầu quá trình đánh giá sự sớm định thời. - Cập nhật liên tục sự sớm định thời. a. Khởi đầu quá trình đánh giá sự sớm định thời Dựa trên cụm truy cập mang bản tin yêu cầu kênh thủ tục Packet Uplink Assigment hoặc Packet Downlink Assigment mang giá trị của sự sớm định thời được đánh giá cho MS. MS sử dụng giá trị này cho truyền dẫn hướng lên cho tới khi thủ tục cập nhật liên tục sự sớm định thời cho một giá trị mới. Có hai trường hợp đặc biệt - Khi sử dụng bản tin Packet Queuing Notification thì giá trị ước lượng ban đầu trở nên quá cũ để gửi bản tin Packet Downlink (Uplink) Assigment. - Khi bản tin Packet Downlink (Uplink) Assigment được gửi không có giá trị tìm gọi ưu tiên mà không có sự sớm định thời hợp lệ. Mạng có thể thực hiện: - Sử dụng bản tin Packet Polling Request để khởi đầu quá trình truyền bản tin Packet Control Acknowledgement. Bản tin này được định dạng bằng 4 cụm truy cập. Từ đó sự sớm định thời được đánh giá. - Gửi bản tin Packet Downlink (Uplink) Assigment không có thông tin sớm định thời. ở trường hợp này MS chỉ có thể bắt đầu truyền dữ liệu hướng lên sau khi sự sớm định thời đạt được bằng thủ tục cập nhật liên tục sự sớm định thời. - Bit thăm dò trong bản tin Packet Downlink (Uplink) Assigment có thể được thiết lập để khởi đầu quá trình truyền bản tin Packet Control Acknowledgement. Trường hợp này có thể được sử dụng nếu thông tin hệ thống chỉ thị bản tin Packet Control Acknowledgement có chứa các cụm truy cập. Trong trường hợp thông tin sự sớm định thời không được cung cấp trong bản tin chỉ thị thì MS không được phép truyền các cụm bình thường NB ở hướng lên cho tới khi MS nhận được một giá trị sớm định thời hợp lệ trong bản tin Packet Timing Advance/Power Control hoặc thủ tục cập nhật liên tục sự sớm định thời. b. Cập nhật liên tục sự sớm định thời

MS trong chế độ truyền gói sẽ sử dụng thủ tục cập nhật sự sớm định thời liên tục. Thủ tục này được truyền trên kênh PTCCH đã được cấp phát cho MS. Truyền gói hướng lên: Trong bản tin Packet Uplink Assigment, MS chỉ định chỉ dẫn sự sớm định thời TAI và PTCCH. ở hướng xuống trong bản tin Packet Downlink Assigment, MS được chỉ định TAI và PTCCH. TAI xác định rõ kênh con PTCCH mà MS sử dụng. Trên hướng lên MS sẽ gửi cụm truy cập của PTCCH đã được chỉ định. PTCCH được mạng sử dụng để phát hiện sự sớm định thời. Mạng phân tích cụm truy cập thu được và xác định các giá trị sớm định thời mới cho tất cả các MS thực hiện thủ tục cập nhật liên tục sự sớm định thời mới cho tất cả các MS thực hiện thủ tục cập nhật liên tục sự sớm định thời trên PDCH. Các giá trị sự sớm định thời này được gửi thông qua một bản tin báo hiệu hướng xuống trên PTCCH/D. Mạng có thể gửi thông tin sự sớm định thời cùng trong bản tin Packet Timing Advance/Power control và Packet Uplink Ack/Nack trên PTCCH. c. .Sự sắp xếp các cụm truy cập hướng lên và hướng xuống vào nhóm 8 đa khung 52 khung - Giá trị TAI chỉ ra vị trí mà tại đó một khe được dành riêng cho MS gửi một cụm truy cập (VD: TAI=1 chỉ ra đa khung n và khung trống là 2). Giá trị TAI xác định kênh con PTCCH được sử dụng. - Mọi đa khung PDCH thứ hai bát đầu bằng một bản tin TA hướng xuống. - BTS sẽ cập nhật giá trị sớm định thời trong bản tin TA kế tiếp, theo cụm truy nhập. Một MS truyền đi một cụm truy nhập trong các khung đánh số 0,2,4,6. MS nhận giá trị sự sớm định thời được cập nhật trong bản tin TA2. MS có thể tìm giá trị sự sớm định thời được cập nhật trong TA3,4 hoặc 1 nhưng chỉ phải nhận các giá trị này nếu TA2 không được nhận chính xác. MS ở trạng thái truyền dẫn sẽ bỏ qua các bản tin TA cho tới khi MS gửi cụm truy nhập đầu tiên. Điều này tránh sử dụng các giá trị sự sớm định thời thu được từ cụm truy nhập đã được gửi trước đó mà cùng sử dụng TAI.

52 multiframe number n TAI=0 uplink B0 Downlink B1 B2 0

TAI=1

B3

B4

B5

1

B6

B7

B8 2

B9

B10

B11 3

TA-message 1

TA-message 1 TAI=3

52 multiframe number n+1 TAI=2 uplink

B0
Downlink

B1

B2 4

B3

B4

B5

5

B6

B7

B8 6

B9

B10

B11 7

TA-message 1

TA-message 1 TAI=5

52 multiframe number n+2 TAI=4 uplink

B0
Downlink

B1

B2 8

B3

B4

B5

9

B6

B7

B8 10 B9
TA-message 2

B10

B11 11

TA-message 2

52 multiframe number n+3 TAI=6 T AI=6 uplink

TAI=7

B0

B1

B2 12 B3

B4

B5 13

B6

B7

B8 14 B9
TA-message 2 TAI=9

B10

B11 15

Downlink TA-message 2 52 multiframe number n+4 uplink TAI=8

B0
Downlink

B1

B2 16 B3
TA-message 3

B4

B5 17

B6

B7

B8 18 B9
TA-message 3

B10

B11 19

52 multiframe number n+5 TAI=10 uplink

TAI=11

B0
Downlink

B1

B2 20 B3

B4

B5 21

B6

B7

B8 22 B9
TA-message 3 TAI=13

B10

B11 23

TA-message 3 52 multiframe number n+6 TAI=12 uplink

B0

B1

B2 24 B3

B4

B5 25

B6

B7

B8 26 B9
TA-message 4 TAI=15

B10

B11 27

Downlink TA-message 4 52 multiframe number n+7 TAI=14 uplink

B0
Downlink

B1

B2 20 B3
TA-message 4

B4

B5 21

B6

B7

B8 22 B9
TA-message 4

B10

B11 23

B0-B11 Radio Block Các khung trống được đánh từ 1-31 (số lẻ) Các khung PTCCH được đánh từ 1-31 (số chẵn). Hình 3.11. Sắp xếp các cụm truy nhập hướng lên và các bản tin báo hiệu sự sớm định thời hướng xuống. 3.3.5.8 Thủ tục điều khiển công suất Thủ tục điều khiển công suất làm tăng hiệu quả phổ và làm giảm công suất tiêu thụ ở MS. ở hướng lên MS tuân theo một thuật toán điều khiển công suất linh động, theo thuật toán này mạng có thể tối ưu qua một loạt các tham số. Thuật toán này có thể được sử dụng cho cả điều khiển công suất vòng mở và vòng đóng.

ở hướng lên, MS thực hiện điều khiển công suất. Bởi vậy không cần mô tả các thuật toán hiện thời nhưng cần thông tin về quá trình thực hiện ở hướng xuống. MS phải trao đổi các báo cáo chất lượng kênh với BTS. Điều khiển công suất không sử dụng trong dịch vụ quảng bá điểm-điểm. a. Công suất phát của MS MS tính toán giá trị công suất cao tần PCH, để sử dụng kênh PDCH riêng biệt hướng lên đã chỉ định cho MS. PCH = min [ Γ0 − ΓCH − α ( C + 48) , Pmax ] dBm.
ΓCH : tham số điều khiển công suất đặc trưng của kênh. Tham số này được gửi tới MS trên bất cứ bản tin chỉ định nào. Mạng có thể gửi các giá trị ΓCH mới trên các kênh

PACCH hướng xuống. Γ0 : hằng số phụ thuộc băng tần. α ⊂ [ 0...1] : tham số hệ thống, α được quảng bá trên PBCCH. C: mức tín hiệu thu tại MS. Pmax: công suất phát cực đại cho phép trong cell. Trong trường hợp truy cập bằng PRACH hoặc RACH không sử dụng PCH mà sử dụng Pmax. b.Công suất phát của BTS BTS sẽ phát công suất không đổi trên các khối vô tuyến PDCH chứa PBCCH hoặc chứa PPCH. Công suất này có thể thấp hơn công suất phát cho BCCH. Sự khác biệt này được quảng bá trên PBCCH. Trên các khối vô tuyến PDCH quá trình điều khiển công suất hướng xuống có thể được sử dụng. Do đó mạng có thể thực hiện một thủ tục điều khiển công suất hướng xuống dựa trên bản tin báo cáo chất lượng kênh. Mạng sẽ đảm bảo công suất phát hiệu quả cho MS. 3.3.5.9 Các hoạt động của MS khi có các khung trống và các khung PTCCH. MS sử dụng khung trống và PTCCH của đa khung với các nhiệm vụ : - Nhận dạng BSIC cho chọn lựa lại cell. - Các thủ tục sớm định thời liên tục. - Đo lường nhiễu cho quá trình điều khiển công suất. Trong suốt các khung PTCCH khi MS nhận các bản tin thì MS cũng có thể đo lường nhiễu. Khi truyền các cụm truy cập MS có thể đo lường nhiễu trên một số kênh. MS sẽ lập lịch biểu để nhận dạng BSIC, sử dụng các khung PTCCH còn lại và các khung trống cũng như xem xét các yêu cầu về đo lường nhiễu. Khi MS đồng bộ với một BTS thì MS biết được sự định thời của kênh SCH. Do đó chỉ một vài khung được dùng cho nhận dạng BSIC. Trong các khung này MS cũng có thể đo lường nhiễu trên một vài kênh. Khi MS đồng bộ với một BTS mới thì nó phải ưu tiên nhiệm vụ nhận dạng BSIC. MS có

thể sử dụng sau đó một nửa các khung PTCCH và khung trống, nghĩa là số lượng tương tự dùng cho chuyển mạch kênh. Các khung PTCCH và khung trống còn lại sẽ sử dụng cho đo lường nhiễu. 3.3.5.10 Thu gián đoạn DRX. DRX được sử dụng khi MS ở chế độ tróng gói. DRX độc lập với các trạng thái MM: Ready và Standby. Quá trình thoả thuận các tham số DRX là của mỗi MS. Một MS có thể chọn các tham số để sử dụng DRX hoặc không. Các tham số sau được thiết lập: - DRX/Non-DRX indicator: Cho biết MS có thể sử dụng DRX hoặc không. - DRX period: Tham số điều kiện cho các MS sử dụng DRX để xác định nhóm tìm gọi thích hợp. - Non-DRX timer: Tham số điều kiện cho các MS sử dụng DRX để xác định khoảng thời gian mà chế độ Non-DRX được giữ sau khi ra khỏi chế độ truyền gói. Sự hỗ trợ đặc tính này là tuỳ chọn ở phía mạng và thông tin về giá trị cực đại của khoảng thời gian trên trong cell được quảng bá trên PBCCH. 3.3.6.Lớp điều khiển liên kết vô tuyến và điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn RLC/MAC. (Radio Link Control/Medium Access Control) 3.3.6.1 Các dịch vụ của lớp Chức năng MAC quy định các thủ tục cho phép nhiều MS chia sẻ phương tiện truyền dẫn chung gồm nhiều kênh vật lý. MAC cung cấp sự điều khiển quá trình truyền dữ liệu đồng thời, các thủ tục tránh tranh chấp, phát hiện và khôi phục lỗi. Các chức năng của MAC có thể cung cấp cho MS khả năng sử dụng đồng thời nhiều kênh vật lý. Chức năng RLC quy định các thủ tục cho một quá trình truyền lại có lựa chọn các khối dữ liệu phân phối không thành công. Chức năng RLC/MAC quy định hai chế độ hoạt động: - Hoạt động không có phúc đáp. - Hoạt động có phúc đáp. 3.3.6.2 Các chức năng lớp RLC/MAC a. Lớp MAC - Cung cấp quá trình ghép kênh dữ liệu và báo hiệu điều khiển trên cả hai hướng: hướng lên và hướng xuống. Quá trình ghép kênh được thực hiện ở phía mạng. ở hướng xuống được thực hiện bằng một công cụ phân chia hoạt động theo thời gian. Trên hướng lên ghép kênh được thực hiện bằng quá trình cấp phát phương tiện truyền dẫn cho từng người dùng riêng rẽ. - MAC sử dụng cho truy nhập kênh truyền từ hướng MS, phân tích quy trình truy nhập kênh bao gồm phát hiện, khôi phục tranh chấp.

Sử dụng cho truy nhập kênh truyền hướng đến MS, phân chia theo thời gian các quy trình truy nhập. - Điều khiển quyền ưu tiên. b. Lớp RLC - Các giao diện nguyên thuỷ cho phép trao đổi các PDU lớp LLC giữa lớp LLC và lớp MAC. - Phân đoạn và lắp ghép lại các LLC PDU vào/từ các khối dữ liệu RLC. - Các thủ tục sửa lỗi sau (BEC) cho phép truyền lại có lựa chọn các từ mã sai. - Truyền các từ mã theo điều kiện kênh truyền nghĩa là thích ứng liên kết. Chú ý: Chuỗi kiểm tra các khối để phát hiện lỗi là do lớp liên kết vật lý cung cấp. 3.3.6.3 Các hàm dịch vụ nguyên thuỷ

-

Tên hàm Request RLC/MACDATA X

Indicatio n

Response

Confirm

Giải thích Truyền dẫn PDU với lớp trên. Sử dụng chế

X

độ hoạt động phúc đáp. Lớp cao hơn có thể yêu cầu chất lượng truyền dẫn cao hơn nhờ các tham số nguyên thuỷ.

RLC/MACUNITDAT A RLC/MACSTATUS X X X

Trao đổi PDU của lớp trên. Sử dụng chế độ không phúc đáp. Chỉ thị một lỗi xảy ra trên giao diện vô tuyến. Nguyên nhân lỗi cũng được chỉ thị.

Bảng 3.12. Các hàm dịch vụ nguyên thuỷ lớp RLC/MAC. 3.3.6.4 Mô hình hoạt động Mỗi PDCH là một phương tiện truyền dẫn được chia sẻ giữa các MS và các mạng, trừ chế độ truyền kép. Trong chế độ truyền kép một PDCH có thể được dành riêng cho một MS. Hướng truyền thông chỉ có thể giữa một MS và mạng. Giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý hướng lên và hướng xuống không đối xứng và độc lập. Hướng xuống truyền dẫn thông tin từ mạng đến các MS và không yêu cầu quá trình điều khiển tranh chấp. Hướng lên được các MS chia sẻ và yêu cầu các thủ tục điều khiển tranh chấp. Quá trình PLMN cấp phát các tài nguyên vô tuyến và MS sử dụng các tài nguyên vô tuyến có thể được chia thành hai phần: - PLMN cấp phát các tài nguyên vô tuyến cho GPRS ở cả hai hướng một cách đối xứng.

Các tài nguyên vô tuyến được cấp phát ở hướng lên và hướng xuống cho các loại dịch vụ điểm-điểm, quảng bá điểm-đa điểm, cuộc gọi theo nhóm được sử dụng độc lập với nhau. Cấp phát cho hướng lên và hướng xuống một cách độc lập cho phép các MS trao đổi dữ liệu trên cả hai hướng đồng thời, cũng có thể cấp phát nhiều kênh PTDCH cho một MS. Việc truy nhập từ MS vào GPRS sử dụng một giao thức riêng dành dựa trên Sloted-Aloha. Các đơn vị giao thức mạng N-PDU được phân đoạn thành các đơn vị dữ liệu theo giao thức mạng con (SN-PDU) do SNDCP thực hiện. Các SU-PDU được đóng gói vào một hoặc nhiều khung LLC. Các khung LLC được phân đoạn thành các khối dữ liệu RLC. ở lớp RLC/MAC giao thức ARQ có lựa chọn giữa MS và mạng cho pháp truyền lại các khối dữ liệu RLC có lỗi. Khi một khung LLC hoàn chỉnh được truyền thành công qua lớp RLC nó được đưa tới lớp LLC.

-

Heade r

data
Control Compression Data Compresstion Segmentation

Network layer SNDCP layer

SNDCP Header N-PDU đã phân đoạn

LLC layer FH FCS Information field

LLC frame

BH Info.field Info.field BCS

BCS

BH

Info.field

BC

SBH

RLC/MAC layer Physical layer

Channel Coding Interleaving Normal Normal Information Normal Burst Normal NormalNormal Normal Normal BurstBurstBurstBurst Burst Burst Burst BurstBurst Burst Burst BurstBurst Burst

FH: Frame Header FCS: Frame Check Sequence

BH: Block header BCS: Block Check Sequence

Hình 3.13. Truyền và thu dòng dữ liệu trong GPRS
Lớp TCP IP SNDCP LLC Kích thước cực đại của PDU (octet) 64K 64K
1560

Kích thước tiêu đề (octet) 20 20 2-3 1-36

1560

RLC/MAC

20-50

3

Bảng 3.12. Phân đoạn PDU a. Ghép kênh các MS trên cùng PDCH • Cờ trạng thái hướng lên USF- Cấp phát động USF được sử dụng trong PDCH cho phép ghép kênh các khối vô tuyến từ các MS. USF được sử dụng trong chế độ truy nhập động phương tiện truyền dẫn và chế độ truy nhập phương tiện truyền dẫn mở rộng. USF chỉ sử dụng ở hướng xuống. USF gồm 3bit đầu ở đầu của mỗi khối vô tuyến được gởi ở hướng xuống. Ba bit này mã hoá được 8 trạng thái khác nhau của USF (R1,R2,..R7,FREE), các trạng thái này được sử dụng để ghép kênh các lưu lượng hướng lên. Trên PDCCH một giá trị USF được sử dụng để dánh dấu PRACH (USF=FREE). Các giá trị USF (R1,R2,..R7,FREE) khác được dành riêng ở hướng lên cho các MS. Trên PDCH không mang PCCCH 8 giá trị được sử dụng cho MS (R1,R2,..R7,FREE) Một giá trị USF sẽ được sử dụng để ngăn chặn tình trạng tranh chấp trên kênh hướng lên khi MS không có USF sử dụng kênh hướng lên. Các USF chỉ ra khối vô tuyến tiếp theo ở hướng lên hoặc chuỗi 4 khối vô tuyến hướng lên. Các MS có thể được ghép kênh động trên cùng PDCH bằng cách sử dụng USF. Khi cấp phát tài nguyên vô tuyến hướng lên cho MS mạng sử dụng điều chế GMSK và USF phải chỉ ra chuỗi 4 khối vô tuyến hướng lên. • Cấp phát cố định. Trong cấp phát USF cố định, hướng lên của PDCH được dành riêng cho một MS trong suốt một khoảng thời gian nào đó thì có thể được sử dụng để ghép các MS hướng lên. Với lý do đồng bộ nếu các MS được ghép trên PDCH thì ít nhất một khối vô tuyến cứ 360ms trên hướng xuống phải sử dụng GMSK. • Cấp phát độc quyền. Dành riêng phần hướng lên của PDCH cho duy nhất một MS trong suốt thời gian tồn tại của TBF. Trong cấp phát độc quyền tất cả các khối hướng lên trên PDCH được MS sử dụng để truyền dữ liệu. b. Luồng tạm thời các khối dữ liệu TBF TBF là một kết nối vật lý được hai thực thể RR sử dụng để hỗ trợ cho quá trình trao đổi vô hướng các LLC PDU trên các kênh vật lý dữ liệu gói. TBF được cấp phát tài nguyên vô tuyến trên một hoặc nhiều PDCH và gồm có một số khối RLC/MAC mang một hoặc nhiều LLC PDU. TBF có tính chất tạm thời và được duy trì trong quá trình trao đổi dữ liệu. c. Nhận dạng TBF Mỗi TBF được mạng chỉ định một số nhận dạng luồng dữ liệu tạm thời TFI. TFI được chỉ định là số duy nhất cho mỗi hướng và được sử dụng cùng với nhận dạng của MS trong lớp RLC/MAC. Giá trị TFI có thể được sử dụng đồng thời cho TBF ở các hướng đối diện.

TFI được chỉ định là bản tin chỉ định tài nguyên trước khi trao đổi các khung LLC trong cùng TBF từ/tới MS. Giá trị TFI tương tự có trong mọi RLC header thuộc về một TBF xác định được coi là bản tin điều khiển kết hợp với việc truyền khung LLC để xác định địa chỉ các thực thể RLC ngang hàng. Chiều dài của TFI là 7 bit. d. Các chế độ truy nhập phương tiện truyền dẫn Có 4 mô hình: - Cấp phát động. - Cấp phát động mở rộng. - Cấp phát cố định. - Cấp phát độc quyền. Chế độ truy cập cấp phát động hoặc cấp phát cố định được sử dụng trong tất cả các mạng GPRS. Cấp phát động mở rộng và độc quyền là tuỳ chọn. Cấp phát động và cấp phát tĩnh được sử dụng cho tất cả các MS. Cấp phát động độc quyền sử dụng trong tất cả các MS có chế độ DTM. e. Chế độ phúc đáp cho hoạt động của RLC/MAC Quá trình trao đổi các khối dữ liệu RLC trong chế độ RLC/MAC có phúc đáp do thủ tục ARQ có lựa chọn cùng với việc đánh số các khối dữ liệu trong một cửa sổ và phía thu gửi bản tin Packet Uplink Ack/Nack hoặc Packet Downlink Ack/Nack khi cần. Mọi bản tin phúc đáp sẽ phúc đáp tất cả các khối dữ liệu RLC thu đúng cho đúng đến một số thứ tự khối được chỉ thị BSN. Do đó có sự dịch chuyển về phía đầu cửa sổ gửi ở phía gửi. Một mô tả khởi đầu tại cùng khối dữ liệu RLC được dùng để yêu cầu lựa chọn các khối dữ liệu thu được bị lỗi do truyền lại. Phía gửi truyền lại các khối dữ liệu RLC bị lỗi. Bản tin Packet Ack/Nack không chứa các thay đổi ở sự chỉ định hiện thời (do không phải phúc đáp khi gửi từ trên xuống). Một Packet Ack/Nack bị lỗi thì không quan trọng do một bản tin mới có thể được tạo ra bất kỳ lúc nào. Trong bản tin Packet Downlink Ack/Nack MS có thể tuỳ chọn một TBF hướng lên.Trong bản tin Packet Uplink Ack/Nack mạng có thể chỉ định các tài nguyên hướng lên cho MS ở chế độ cấp phát tĩnh. Khi thu được dữ liệu từ MS mạng sẽ cấp phát thêm các tài nguyên vô tuyến cho quá trình truyền lại dựa trên các khối bị lỗi nhận được từ MS. Thủ tục phúc đáp của lớp LLC không có trong thủ tục phúc đáp dựa trên lớp RLC/MAC. f. Chế độ không phúc đáp cho hoạt động của RLC/MAC Quá trình trao đổi các khối dữ liệu RLC trong chế độ không phúc đáp RLC/MAC do việc đánh số các khối dữ liệu RLC điều khiển và không có thủ tục truyền lại. Phía thu trích ra dữ liệu từ các khối dữ liệu RLC thu được và giữ chiều dài của thông tin bằng cách thay thế các khối dữ liệu RLC bị lỗi bằng thông tin giả. Các công cụ và định dạng tương tự để gửi các bản tin tạm thời có phúc đáp được sử dụng như trong chế độ có phúc đáp để mang báo hiệu cần thiết (giám sát chất lượng kênh

hướng xuống hoặc sự sớm định thời chính xác cho trao đổi dữ liệu hướng lên). Các trường thông tin để đánh dấu các khối RLC lỗi có thể được sử dụng để đo lường thêm về chất lượng kênh. Phía phát (MS hoặc mạng) truyền một số khối vô tuyến sau đó thăm dò phía thu xem có gửi bản tin phúc đáp hay không. Bản tin Packet Uplink Ack/Nack và Packet Downlink Ack/Nack không có sự thay đổi trong chỉ định hiện tại. Một Packet Ack/Nack bị lỗi thì không quan trọng do một bản tin mới có thể được tạo ra bất kỳ lúc nào. Trong bản tin Packet Downlink Ack/Nack, MS có thể tuỳ chọn một TBF hướng lên. Tong bản tin Packet Uplink Ack/Nack mạng có thể chỉ định các tài nguyên hướng lên cho MS ở chế độ cấp phát tĩnh. g. Truyền gói từ MS • Truy nhập hướng lên. - Trên (P)RACH: trường hợp này xét tới tất cả các MS trong chế độ trống gói và cũng sử dụng cho MS trong chế độ chuyên dụng nếu không có DTM. Một MS khởi đầu quá trình truyền gói bằng cách gửi bản tin Packet Channel Request trên PRACH hoặc RACH. Mạng sẽ đáp ứng bằng PAGCH (AGCH) tương ứng. MS có khả năng sử dụng phương thức truyền gói một hoặc hai giai đoạn: • Một giai đoạn: Bản tin Packet Channel Request được trả lời bằng bản tin Packet Uplink Assigement để dành riêng tài nguyên trên kênh PDCH cho truyền các khối vô tuyến hướng lên. • Hai giai đoạn: Bản tin Packet Channel Request được đáp ứng bằng Packet Uplink Assigement. Bản tin này dành riêng các tài nguyên hướng lên để truyền bản tin Packet Resource Request.Truy nhập hai giai đoạn có thể được MS hoặc mạng khởi đầu (Mạng có thể yêu cầu MS gửi bản tin Packet Resource Request bằng cách đặt tham số trong các bản tin Packet Uplink Assigement). MS có thể yêu cầu chế độ này trong bản tin Packet Channel Request. Mạng có thể yêu cầu MS gửi Packet Resource Request hoặc tiếp tục truy nhập một giai đoạn.
MS Packet Channel Request Packet Uplink Assigement PRACH or AGCH
(Option) (Option)

Network PRACH or RACH

Packet Resource Request Packet Uplink Assigement

PACCH PACCH

Hình 3.14. Truy nhập và cấp phát cho truy nhập một hoặc hai giai đoạn, truyền gói hướng lên Trên kênh DCCH chính: Chỉ sử dụng cho các MS trong chế độ chuyên dụng có hỗ trợ DTM. Thủ tục này chuyển MS từ chế độ chuyên dụng sang chế độ truyền kép.

Một MS có DTM sẽ khởi đầu một quá trình truyền gói trong chế độ chuyên dụng bằng cách giữ một bản tin DTM Request trên DCCH chính. Bản tin DTM Request chuyển các mô tả về các tài nguyên được yêu cầu cho truyền gói hướng lên.Bản tin này được đáp ứng bằng một trong ba bản tin chế độ DTM: + DTM Assigement Command: Khi mạng cấp phát một TBF và quá trình cấp phát lại tài nguyên của kết nối RR là cần thiết. + Packet Assigement Command: Khi mạng cấp phát một TBF và không cần quá trình cấp phát lại tài nguyên của kết nối RR. + Main DCCH Assigement Command: Khi kênh DCCH chính của kết nối RR được sử dụng như kênh gói. Nếu có cấp phát lại tài nguyên của kết nối (qua một bản tin DTM Request) MS gửi bản tin Assigement Complete trên kênh DCCH mới sau khi kênh này được thiết lập.
DTM Request DTM Assignment Command Packet Assignment Command Main DCCH Assignment Command Assignment Complete or or Main DCCH Main DCCH Main DCCH Network Main DCCH Main DCCH

Hình 3.15: Truy nhập và cấp phát cho thủ tục yêu cầu gói, truyền gói hướng lên • Cấp phát động- Cấp phát động mở rộng
MS Data Block Data Block Data Block(last in send window) Packet Uplink Ack/Nack Data Block Data Block Data Block Packet Uplink Assigement Packet Control Acknowlegement Data Block Data Block (last) Packet Uplink Ack/Nack (final) Network PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH

Hình 3.16: Truyền dữ liệu hướng lên trong quá trình cấp phát động - Truyền gói hướng lên: bản tin Packet Uplink Assigement chứa danh sách kênh PDCH và giá trị USF tương ứng cho mỗi PDCH. Môt giá trị TBF duy nhất được gắn vào trong khối dữ liệu và khối điều khiển RLC có liên quan đến TBF, MS giám sát các USF trên kênh PDCH được cấp phát và truyền các khối vô tuyến trên kênh PDCH mang USF. Các khối vô tuyến này truyền các giá trị USF dành riêng cho MS. Do mỗi khối vô tuyến có một số nhận dạng TFI nên tất cả các khối vô tuyến nhận được đều được kết hợp mang tính hiệu chỉnh đối với một khung LLC và một MS đặc thù. Do đó, việc thay đổi trạng thái của USF, các kênh PDCH có thể “được đóng” hoặc “được mở” một cách khá linh động đối với một MS nhất định và do vậy tạo ra cơ chế cấp phát kênh mềm dẻo. Nếu tài nguyên được mạng chỉ định trong trường hợp mở rộng không cho phép MS sử dụng nhiều TS giám sát USF trên tất cả các kênh PDCH thì luật sau được áp dụng: - Mọi thời điểm mà MS nhận được USF của nó trên kênh PDCH hướng xuống (Ví dụ: trên TS0 trong khi TS0,2,3 đã được chỉ định) nó sẽ xem xét khối hướng lên tương ứng và tất cả các khối vô tuyến kế tiếp từ danh sách các PDCH được chỉ định để cấp phát (Ví dụ: trên 0,2,3). Do đó nếu mạng cấp phát một khối tới MS này trên tất cả các PDCH kế tiếp trong danh sách. Đối với mỗi khối đã được cấp phát mạng sẽ đặt giá trị USF dành riêng cho MS này. - Trong suốt chu kỳ mà các khối được truyền sẽ giám sát USF trên mỗi PDCH trong danh sách PDCH. Trong danh sách các kênh này đã được chỉ định cho tới khi PDCH được sử dụng cho truyền dẫn. Thuật toán dành riêng kênh cũng có thể được thực hiện nếu được chỉ định. Điều này cho phép các MS riêng rẽ truyền dữ liệu trong không gian giới hạn trước mà không bị ngắt. MS có thể cho phép sử dụng các tài nguyên hướng lên miễn là có các dữ liệu được xếp hành sẵn sàng ở lớp RLC/MAC để được truyền đi. Trong quá trình truyền dữ liệu sử dụng ARQ có lựa chọn. • Cấp phát cố định. Sử dụng bản tin Packet Uplink Assigement để truyền thông tin về kênh hướng lên cố định được cấp phát cho MS. Cấp phát cố định bao gồm một khung khởi đầu, chỉ định khe thời gian và chỉ định khối đại diện cho các khối đã được chỉ định cho mỗi TS. MS đợi cho đến khi khung khởi đầu được chỉ thị và sau đó truyền các khối. Cấp phát cố định không sử dụng USF mà MS tự do truyền ở hướng lên và không cần giám sát hướng xuống với USF. Giá trị USF không sử dụng chỉ để ngăn cản không cho các MS khác truyền dữ liệu. Nếu sự ấn định hiện thời không đủ để truyền các khung LLC, MS có thể yêu cầu thêm các kênh ở một trong các khối đường lên đã được chỉ định. Một TFI duy nhất dược cấp phát cho mỗi khối điều khiển và số liệu RLC có liên quan đến TBF đó. Do mỗi khối vô

tuyến có một số nhận dạng nên các khối vô tuyến nhận được sẽ kết hợp mang tính hiệu chỉnh với một khung LLC và một MS đặc thù. Số lượng các khối mà một MS yêu cầu trong bản tin yêu cầu cấp phát ban đầu và tiếp theo sẽ chỉ chiếm một số lượng khối điều khiển và khối dữ liệu mà MS muốn gửi. MS không yêu cầu thêm các khối cho truyền lại các khối bị lỗi. Sử dụng ARQ lựa chọn cho chế độ phúc đáp ở RLC/MAC. • Cấp phát độc quyền. Sử dụng các bản tin Packet Uplink Assigement, Packet Timeslot Reconfigure, DTM Assigement Command hoặc Packet Assigement để truyền thông tin về sự cấp phát tài nguyên hướng lên độc quyền. Cấp phát độc quyền gồm khung khởi động và một chỉ định về khe thời gian. MS chờ khi thấy khung khởi đầu thì sẽ truyền các khối vô tuyến. Cấp phát độc quyền không sử dụng USF hay mô tả về chỉ thị khối. MS tự do truyền ở hướng lên và không cần giám sát ở hướng xuống với USF. Giá trị USF không sử dụng chỉ để ngăn cản không cho các MS khác truyền dữ liệu. Một giá trị TBF duy nhất được cấp phát và sau đó gắn vào các khối dữ liệu RLC và khối điều khiển có liên quan đến TBF này. Sử dụng ARQ lựa chọn cho chế độ phúc đáp ở RLC/MAC. • Giải phóng tài nguyên. Được MS khởi đầu bằng cách đếm ngược đến cặp khối vô tuyến cuối cùng. Để giải phóng tài nguyên MS sử dụng công cụ dựa trên bản tin Packet Uplink Ack/Nack được phúc đáp cuối cùng và một đồng hồ. • Sau khi MS gửi khối dữ liệu RLC cuối cùng, phúc đáp được mạng chấp nhận, mạng có thể phúc đáp lại chính các USF đó cho một số người dùng khác ngay khi mà khối dữ liệu thuộc về TBF được thu đúng. Tiếp theo trong trường hợp tất cả các khối dữ liệu được thu đúng thì mạng gửi bản tin Packet Uplink Ack/Nack, bản tin này ngay lập tức được phúc đáp trong khoảng thời gian khối hướng lên được dành riêng. Quá trình giải phóng sớm hoặc thay đổi chỉ định cho MS có thể được khởi đầu: - Do mạng với một bản tin xác định. - Trong chế độ kép, do quá trình giải phóng kết nối RR. - Hoặc do thiết lập một kết nối RR. 3.3.6.5 Cấu trúc khối RLC/MAC. • Cấu trúc khối RLC/MAC: Có một số khối vô tuyến dùng cho trao đổi các bản tin báo hiệu và dữ liệu.
RLC/MAC header MAC header Spare RLC header RLC Data Unit

RLC datablock MAC header Signalling CTR header RLC/MAC

RLC/MAC controlblock RLC/MAC block

Hình 3.17. Cấu trúc khối RLC/MAC. • Khối vô tuyến GPRS cho trao đổi dữ liệu: Gồm: Một tiêu đề MAC (MAC header), một tiêu đề RLC (RLC header) và một khối dữ liệu RLC (RLC data block). Trường RLC DataUnit chứa các octet của một hoặc nhiều LLC PDU.
Radio Block

MAC header Unit

RLC header

RLC Data

Hình 3.18. Cấu trúc khối GPRS cho trao đổi dữ liệu • Khối vô tuyến GPRS cho bản tin điều khiển.
Radio Block

MAC header Block

RLC/MAC Control

Hình 3.19. Cấu trúc khối GPRS cho bản tin điều khiển . a. Các khối dữ liệu RLC Khối dữ liệu (Data Block) RLC gồm có một RLC header, một đơn vị dữ liệu RLC và các bit dự trữ. Một khối RLC/MAC chứa một khối RLC có thể được mã hoá bằng cách sử dụng các kiểu mã hoá CS-1,CS-2,CS-3,CS-4. Các khối RLC/MAC được mã hoá bằng CS-1 không chứa các bit dự trữ.
Kiểu mã hóa kênh Kích thước khối dữ liệu RLC không có bit dự trữ (octet) CS-1 CS-2 CS-3 CS-4 22 32 38 52 0 7 3 7 22 32+7/8 38+3/8 52+7/8 Số lượng các bit trống Kích thước khối dữ liệu RLC (octet)

Bảng 3.20. Kích thước khối dữ liệu RLC.

Chương IV: Giao thức truyền dẫn và báo hiệu trong GPRS
Cấu trúc thông tin dữ liệu gắn liền với nguyên tắc phân chia lớp giao thức và phân biệt giữa mặt phẳng báo hiệu và truyền dẫn. Mặt phẳng báo hiệu chứa các giao thức điều khiển và hỗ trợ việc truyền thông tin người dùng. Các chức năng có liên quan đến GPRS bao gồm: điều khiển kết nối, định tuyến và quản lý di động. Mặt phẳng truyền dẫn gồm có các giao thức dùng cho truyền thông tun người dùng và các thủ tục kèm theo như điều khiển luồng, phát hiện và khôi phục lỗi. Hình 4.1 sau giới thiệu mặt phẳng truyền dẫn tới 3 lớp theo mô hình tham khảo OSI:
Applicati on IP/X25 SNDCP LLC RLC MAC GSM RF MS Um Relay
RLC MAC BSSGTP GSM RF L1-bis BSS Network Service

Relay
SNDCP

IP/X 25
GTP

LLC BSSGP
Network Service L1-bis

UDP/T CP IP L2 L1 SGSN

GTP UDP/TC P IP L2 L1 Gn

Gb

GGSN

Gi

Hình 4.1. Mặt phẳng truyền dẫn GPRS. 4.1 Giao thức thiết lập kênh truyền dẫn GPRS (GTP)

4.1.1 Tổng quan GTP là giao thức cho các nút GSN trong mạng đường trục GPRS. Giao thức này gồm các thủ tục về báo hiệu và truyền dữ liệu GTP. GTP định nghĩa giao diện Gn giữa các GSN trong cùng một mạng PLMN và giao diện GP giữa các GSN của các mạng PLMN khác nhau. GTP được sử dụng cho việc truyền các gói dữ liệu của nhiều giao thức (X25,TCP/IP) trên mạng đường trục giữa các GSN. Trong mặt phẳng báo hiệu, GTP mô tả giao thức điều khiển và quản lý một tuyến truyền dẫn. Tuyến này cho phép các SGSN tạo quyền truy cập mạng GPRS cho một MS. Báo hiệu được dùng cho tạo, thay đổi và xoá bỏ kênh truyền. Trong mặt phẳng truyền dẫn GTP sử dụng một cơ chế thiết lập kênh truyền để cung cấp dịch vụ truyền dẫn dữ liệu gói của người dùng. Khả năng lựa chọn tuyến phụ thuộc vào dữ liệu của người dùng có cần một liên kết tin cậy hay không. Giao thức GTP chỉ được thực hiện giữa các SGSN và GGSN và là mối quan hệ nhiều-nhiều. 4.1.2 Mặt phẳng báo hiệu

Mặt phẳng báo hiệu có quan hệ với các chức năng quản lý di động của GPRS như kết nối với mạng GPRS, cập nhật vùng định tuyến GPRS, thiết lập các bối cảnh PDP. Báo hiệu giữa các GSN thực hiện bằng giao thức GTP.
GTP Path Protocol GSN GTP Path Protocol GSN

Gn,Gp

Hình 4.2. Chồng giao thức mặt phẳng báo hiệu.

4.1.2.1 Tiêu đề khung GTP trong báo hiệu
octet 1 2 3-4 5-6 7-8 9 10 11 12 13-20 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 7 Version 6 5 PT 4 1 3 1 2 1 1 SNN

Message Type Length Sequence Number Flow Label SNDCP-PDU LLC Number 1 1 1 TID 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Bảng 4.3. Tiêu đề khung GTP Luồng báo hiệu GTP được liên kết logic với các kênh GTP nhưng lại tách rời với các GTP này. Với mỗi cặp GSN-GSN thì có một hoặc nhiều tuyến truyền. Trên mỗi tuyến này lại có nhiều kênh truyền. Một tuyến truyền được duy trì bằng các bản tin trả lời, do đó phát hiện được lỗi trong kết nối giữa GSN. - SNN: được thiết lập bằng “0”. - Message Type: Thiết lập giá trị duy nhất cho từng kiểu bản tin báo hiệu. - Length: Chiều dài bản tin, không kể phần tiêu đề. - SNDCP N-PDU: Không được sử dụng cho bản tin báo hiệu. Phía phát đặt bằng “255” còn phái thu bỏ qua. - Sequence Number: Tạo ra sự hợp lệ về số thứ tự cho một kênh hoặc một tuyến. Trong tập hợp liên tục các số thứ tự 0-65535 nếu số nào được sử dụng sẽ xác định rõ một bản tin yêu cầu báo hiệu gửi trên tuyến hoặc truyền trên kênh. Trong bản tin trả lời, báo hiệu SN sẽ được sao chép từ bản tin yêu cầu báo hiệu mà GSN yêu cầu. - TID=”1”. Dùng để chỉ ra các bối cảnh PDP trong GSN đích.

-

Flow Label: Trong bản tin quản lý tuyến FL không được sử dụng và thiết lập bằng “0”. Trong các bản tin quản lý kênh và quản lý di động thì trường FL được thiết lập theo yêu cầu và chỉ ra luồng GTP cần thiết cho các bản tin yêu cầu tạo bối cảnh PDP.

4.1.2.2 Các định dạng bản tin báo hiệu

Message Type (Dec) 0 1 2 3 4 5 6 7 8-15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Dự trữ. Echo Request

Signalling Message

Echo Response Version Not Support Node Alive Request Node Alive Response Redirection Request Redirection Response Dự trữ. Không được gửi Create PDP Context Request Create PDP Context Response Update PDP Context Request Update PDP Context Response Delete PDP Context Request Delete PDP Context Response Create AA PDP Context Request Create AA PDP Context Response Delete AA PDP Context Request Delete AA PDP Context Response Error Indication PDU Notification Request PDU Notification Response PDU Notification Reject Request PDU Notification Response Dự trữ. Không được gửi Send Routing Information for GPRS Request Send Routing Information for GPRS Response Failure Report Request Failure Report Response Note MS GPRS Present Request

37 38-47 48 49 50 51 52 53-239 240 241 242-254 255

Note MS GPRS Present Response Dự trữ. Không được gửi Identification Request Identification Response SGSN Context Request SGSN Context Response SGSN Context Acknowledge Dự trữ. Không được gửi Data Record Transfer Request Data Record Transfer Response Dự trữ. Không được gửi T-PDU

Bảng 4.4. Các dạng bản tin báo hiệu.

4.1.2.3 Các phần tử thông tin trong bản tin báo hiệu Mỗi bản tin chứa một số phần tử thông tin tuỳ theo kiểu bản tin báo hiệu. Các bản tin này có thể là bắt buộc, tuỳ chọn hoặc có điều kiện. Mỗi phần tử thông tin chỉ xuất hiện một lần trong mỗi bản tin báo hiệu trừ các phần tử Authentification Triplet, PDP Context, Flow Label Data II thì một phần tử thông tin có thể xuất hiện nhiều lần.
8 octet 1-20 21-n GTP header Các phần tử thông tin 1

Hình 4.5 GTP header và các phần tử thông tin.

Các phần tử thông tin trong GTP sử dụng các định dạng mã hoá là TLV (Type, Length, Value) hoặc TV (Type, Value). Trong các bản tin báo hiệu thì các phần tử thông tin sẽ được sắp xếp theo trường Type có chỉ số tăng dần. Trường Length chứa chiều dài phần tử thông tin. Các bit trong trừng này được truyền đi với giá trị đã xác định, phía thu không tính toán các bit này. Bit có trọng lượng cao nhất trong trường Type của định dạng TV bằng “0”, của TLV bằng “1”.
1 1 8 0
8 1

1 1

Định dạng TV

Định dạng TLV

Hình 4.6 Trường Type

Giá trị trường Type (Hệ 10) 1 2 3 4 5 6 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 127 128 129 Cause IMSI RAI TLLI

Phần tử thông tin

Số octet

2 9 7 5 5 4 2 29 2 4 2 2 2 3 3 4 5 Tuỳ thuộc kiểu địa chỉ Tuỳ thuộc số bộ ba nhận thực

P-TMSI QoS Profile Reordering Required Authentification Triplet MAP Cause P-TMSI Signature MS Validated Recovery Selection Mode Flow Label Data I Flow Label Signalling Flow Label Data II Charging ID End User Address MM Context

130

PDP Context

Tuỳ thuộc số bộ ba nhận thực

131 132 133 251 255

Access Point Name Protocol Configution Options GSN Address Charging Gateway Address Private Extention

Tuỳ thuộc vào giá trị APN Tuỳ thuộc giao thức Tuỳ thuộc kiểu địa chỉ 7 7

Bảng 4.7 Giá trị trường Type

• Bối cảnh MM: Chứa các tham số về quản lý di động MS và bảo mật cần thiết cho quá trình chuyển giao giữa các SGSN trong thủ tục cập nhật vùng định tuyến liên SGSN. • Bối cảnh PDP:

Chứa các tham số về quản lý phiên SM (session management). SM được định nghĩa cho một địa chỉ mạng dữ liệu gói. Bối cảnh PDP dùng cho chuyển giao giữa các SGSN trong bản tin cập nhật vùng định tuyến. 4.1.3 Mặt phẳng truyền dẫn Các kênh truyền dẫn được sử dụng để truyền dẫn các T-PDU đã được đóng gói giữa một cặp GSN xác định cho các MS riêng biệt. Số nhận dạng TID trong GTP header sẽ cho biết một T-PDU thuộc về kênh nào. Theo cách này các gói sẽ được GTP ghép và giải ghép giữa một cặp GSN-GSN xác định. TID được sử dụng trong bản tin êu cầu tạo bối cảnh PDP khi báo hiệu. Kích thước của T-PDU cực đại có thể truyền dẫn mà không cần phân đoạn ở GGSN hoặc MS là 1503octet. GGSN sẽ phân đoạn, từ chối hoặc huỷ bỏ các T-PDU vượt quá kích thước cực đại. Quyết định phân đoạn hay huỷ bỏ tuỳ theo giao thức trên mạng dùng dữ liệu gói. 4.1.3.1 Chồng giao thức (Protocol Stack)
End User Protocol GTP Path Protocol End User Protocol GTP Path Protocol

GSN

Gn,Gp

GSN

Hình 4.8. Chồng giao thức trong mặt phẳng truyền dẫn.

Giao thức GTP truyền dẫn các T-PDU thông qua các mạng đường trục GPRS. Các TPDU được truyền dẫn trong một kênh giữa các cặp GSN. T-PDU được đóng gói trong GPDU. G-PDU là một gói với GTP header và một T-PDU. Path Protocol xác định tuyến truyền có thể sử dụng TCP/IP hoặc UDP/IP. GTP header xác định kênh truyền. Nhiều kênh truyền có thể được ghép trên một tuyến truyền. 4.1.3.2 GTP header trong truyền dẫn Cờ SNN: GTP header có chứa trường SNDCP N-PDU nếu cờ LNF=”1”. Message Type: Thiết lập bằng 255 để báo rằng đây là T-PDU. Length: Kích thước của T-PDU không kể phần tiêu đề. Sequence Number: Dùng để quyết định có huỷ bỏ hay không một T-PDU thu được. GSN thiết lập trường này bằng 0 cho T-PDU đầu tiên trong một kênh truyền và tăng dần cho mỗi T-PDU tiếp theo. Sau khi đạt tới 65535 thì quay trở lại 0. Khi cần trao đổi dữ liệu giữa các GSN thì GSN phía thu sẽ đặt bộ đếm bằng 0. Bộ đếm này xác định “số thứ tự cần thiết”. Dựa trên giá trị nhận được và “số thứ tự cần thiết”, GSN

-

-

-

có thể quyết định có huỷ bỏ hay không T-PDU nhận được. GSN sẽ sắp xếp lại các T-PDU thu được theo thứ tự nếu cờ Order trong bối cảnh PDP được thiết lập. Trong trường hợp này, nếu thấy cần thiết GSN phía thu sẽ xem xét số lượng cựa đại của các khung thu được và thời gian dài nhất đã trôi qua để khẳng định T-PDU đã bị mất. SNDCP N-PDU Number: Chỉ sử dụng nếu và chỉ nếu cờ SNN bằng “1”. Trong trường hợp này SGSN cũ sẽ sử dụng trường này trong thủ tục cập nhật vùng định tuyến liên SGSN để thông báo cho SGSN mới chỉ số N-PDU được chỉ định cho TPDU. Nếu một chỉ số N-PDU không được SNDCP chỉ định cho T-PDU hoặc nếu TPDU được truyền dẫn sử dụng quá trình không phúc đáp ngang hàng LLC thì SNN=”1”. Flow Label: Chỉ thị luồng mà T-PDU thuộc về đó. Trường này được phía thu của luồng chọn trong suốt thủ tục hoạt hoá bối cảnh, cập nhật bối cảnh hoặc thay đổi SGSN. TID: Chứa nhận dạng kênh truyền T-PDU. TID được SGSN sử dụng để tìm kiếm bối cảnh MM và PDP.

4.1.4 Giao thức IP sử dụng trong GTP 4.1.4.1 Phân đoạn IP Phân đoạn có thể tránh được, một số trường hợp không sử dụng phân đoạn: - Phân đoạn không có hiệu quả do IP header hoàn chỉnh bị thu đúp trong mỗi fragment. - Nếu một fragment bị mất thì toàn bộ gói này sẽ bị huỷ. Đây là lí do vì sao sử dụng đường truyền không có fragment. Bằng cách sử dụng khôi phục MTU tuyến, ứng dụng có thể tìm thấy MTU. Kích thước cực đại của một T-PDU có thể truyền dẫn mà không bị phân đoạn ở GGSN hoặc MS là 64KB. Tất cả các kết nối trên mạng đường trục có các giá trị MTU lớn hơn tổng giá trị cực đại các kích thước của header trong ts để tránh phân đoạn trong mạng đường trục. 4.1.4.2 Truyền gói từ MS SGSN: Một gói truyền từ MS sẽ được đóng gói ở SGSN cùng với GTP header, IP header, UDP hoặc TCP header. Nếu gói IP lớn hơn MTU của kết nối đầu tiên tới GGSN thì SGSN sẽ thực hiện phân đoạn các gói IP nếu gói IP lớn hơn MTU của bất cứ kết nối nào giữa GGSN và SGSN. Bộ định tuyến Router: Bất kỳ Router trên mạng đường trục có thể phân đoạn gói IP nếu cần thiết. GGSN: GGSN lắp ghép lại các IP fragment nhận được từ các SGSN. Nếu có fragment bị mất thì gói sẽ bị huỷ bỏ.

-

4.1.4.3 Truyền gói đến MS GGSN: Một gói được trạm chủ đóng gói ở GGSN cùng với GTP header IP header, UDP hoặc TCP header. Nếu gói IP lớn hơn MTU của kết nối đầu tiên tới SGSN thì GGSN sẽ thực hiện phân đoạn các gói IP nếu gói IP lớn hơn MTU của bất cứ kết nối nào giữa GGSN và SGSN. Bộ định tuyến Router: Bất kỳ Router trên mạng đường trục có thể phân đoạn gói IP nếu cần thiết. SGSN: SGSN lắp ghép lại các IP fragment nhận được từ các GGSN. Nếu có fragment bị mất thì gói sẽ bị huỷ bỏ. SGSN cũ: Một gói cùng với GTP header IP header, UDP hoặc TCP header. Nếu gói IP lớn hơn MTU của kết nối đầu tiên tới SGSN mới thì SGSN cũ sẽ thực hiện phân đoạn các gói IP nếu gói IP lớn hơn MTU của bất cứ kết nối nào giữa SGSN cũ và SGSN mới. Bộ định tuyến Router: Bất kỳ Router trên mạng đường trục có thể phân đoạn gói IP nếu cần thiết. SGSN mới: SGSN mới sẽ lắp ghép lại các IP fragment nhận được từ các SGSN cũ. Nếu có fragment bị mất thì gói sẽ bị huỷ bỏ.

-

4.1.4.4 Truyền dẫn từ SGSN cũ sang SGSN mới -

-

4.2 Giao thức hội tụ phụ thuộc mạng con SNDCP (Subnetwork Dependent Convergenc Protocol)

4.2.1 Tổng quan Tập hợp thực thể giao thức dựa trên SNDCP bao gồm các giao thức mạng được dùng chung. Các gaio thức này sử dụng cùng thực thể SNDCP, thực thể này cho phép thực hiện ghép dữ liệu đến các nguồn khác nhau, sau đó gửi tiếp bằng cách sử dụng các dịch vụ do lớp LLC cung cấp, Nhận dạng điểm truy cập dịch vụ mạng NSAPI là chỉ dẫn tới bối cảnh của PDP sử dụng các dịch vụ do SNDCP cung cấp. Một PDP có thể có nhiều bối cảnh PDP và NSAPI. Tuy nhiên, PDP sẽ sử dụng các NSAPI được cấp phát một cách riêng rẽ. Mỗi NSAPI ở trạng thái tích cực sẽ sử dụng các dịch vụ được SAPI cung cấp trong lớp LLC. Nhiều NSAPI có thể liên kết với cùng một SAPI.
PD P PD P PD P N-PDU NSAPI

SNDCP
SN-PDU SAPI

LLC

Hình 4.8. Ghép các giao thức khác nhau.

4.2.2. Các dịch vụ nguyên thuỷ SN-DATA: Yêu cầu nguyên thuỷ được sử dụng bởi người sử dụng SNDCP cho phát xác nhận các N-PDU mà ở đó sự biểu thị nguyên thuỷ được sử dụng bởi SNDCP để phân phát N-PDU cho người sử dụng SNDCP tương ứng. Lớp LLC xác nhận phát và nhận thành công. - SN-UNITDATA: Yêu cầu nguyên thuỷ được sử dụng bởi người sử dụng SNDCP cho phát không xác nhận các N-PDU. Sự vận chuyển nguyên thuỷ NSAPI này cho nhận dạng PDP sử dụng dịch vụ, ví dụ IP, X.25. Biểu thị nguyên thuỷ được sử dụng bởi thực thể SNDCP để phân phát N-PDU cho người sử dụng SNDCP. - SN-XID : Yêu cầu nguyên thuỷ được sử dụng bởi người sử dụng SNDCP cho yêu cầu khởi đầu thực thể để phân phát các thông số nhận diện thay đổi được yêu cầu (XID). Sự biểu thị nguyên thuỷ được sử dụng bởi thực thể SNDCP để phân phát các thông số XID cho người sử dụng SNDCP. Thêm nữa, đáp ứng nguyên thuỷ được sử dụng bởi người sử dụng SNDCP để phân phát các thông số XID được thoả thuận cho thực thể ngang hàng và cuối cùng, xác nhận nguyên thuỷ được sử dụng bởi thực thể SNDCP để phân phát các thông số XID đã thoả thuận cho người sử dụng SNDCP. 4.2.3 Các chức năng dịch vụ SNDCP thực hiện các chức năng sau: ánh xạ các hàm nguyên thuỷ SN-DATA vào các hàm nguyên thuỷ LL-DATA. ánh xạ các hàm nguyên thuỷ SN-UNITDATA vào các hàm nguyên thuỷ LLUNITDATA. Ghép các kênh N-PDU từ một hoặc nhiều thực thể lớp mạng vào kết nối LLC thích hợp. Thiết lập, thiết lập lại và giải phóng hoạt động đẳng cấp có phúc đáp của LLC. Lưu trữ tạm thời các N-PDU ở SNDCP cho các dịch vụ có phúc đáp. Quản lý việc phân phối theo thứ tự cho mỗi SAPI một cách độc lập. Nén các thông tin điều khiển giao thức dư thừa tại thực thể nén và giải nén ở thực thể thu. Phương thức nén đặc trưng cho các giao thức sử dụng ở lớp mạng hoặc lớp giao vận. Nén các thông tin dữ liệu người dùng dư thừa tại thực thể phát và giải nén ở thực thể thu. Quá trình nén được thực hiện độc lập cho mối SAPI và có thể thực hiện độc lập cho mỗi bối cảnh PDP. Các tham số nén được thoả thuận giữa MS và SGSN. -

-

-

Phân đoạn và lắp ghép lại: Sau khi các thông tin được nén thì được phân đoạn với chiều dài cực đại LL-PDU. Các thủ tục này được thực hiện độc lập với giao thức lớp mạng đang sử dụng. - Thoả thuận các tham số XID giữa các thực thể SNDCP đẳng cấp sử dụng quá trình trao đổi XID. - Thứ tự các chức năng ở phía phát: + Nén thông tin điều khiển giao thức. + Nén dữ liệu người dùng. + Phân đoạn các thông tin đã được nén vào các SN-DATA hoặc SN-UNITDATA. - Thứ tự các chức năng ở phía thu: + Lắp ghép lại các SN-PDU. + Giải nén dữ liệu người dùng. + Giải nén thông tin điều khiển giao thức. 4.2.4 Các chức năng giao thức 4.2.4.1 Ghép kênh các N-PDU Trường NSAPI được sử dụng cho việc xác định một cạp kiểu PDP và địa chỉ PDP đặc thù. Cặp này được sử dụng cho các dịch vụ lớp do lớp SNDCP cung cấp. MS cấp phát động các NSAPI trong quá trình hoạt hoá bối cảnh PDP. Phân lớp SM phân phối NSAPI tới lớp SNDCP bằng hàm nguyên thuỷ SNSM-ACTIVE.indication. Trong quá trình truyền thực thể SNDCP sẽ thêm giá trị NSAPI vào trong mỗi N-PDU. Thực thể SNDCP đẳng cấp sử dụng NSAPI để xác định người dùng SNDCP mà N-PDU cần được chuyển tới.
PDP Type NSAPI được cấp phát 12 13 Địa chỉ PDP 133.12.75.111 13254

Bảng 4.10. Ví dụ về cấp

IP X25

phát NSAPI

4.2.4.2 Thiết lập và giải phóng hoạt động đẳng cấp có phúc đáp của LLC Lớp SNDCP sử dụng cho quá trình thiết lập, thiết lập lại và giải phóng hoạt động đẳng cấp có phúc đáp của LLC. Quá trình thiết lập lại và giải phóng hoạt động đẳng cấp có phúc đáp của LLC cũng có thể khởi đầu tại lớp LLC. Việc thoả thuận tham số SNDCP XID có thể thực hiện cùng với thủ tục thiết lập hoặc thiết lập lại sử dụng hàm LL-XID. Thiết lập lại: Lớp SNDCP có thể khởi đầu quá trình thiết lập lại cho một SAPI theo một điều kiện nào đó, ví dụ như khi phát hiện lỗi ở thực thể nén dữ liệu V.42bis. Lớp LLC có thể khởi đầu quá trình thiết lập lại cho một SAPI. LLC thông báo cho NSDCP bằng hàm LL-ESTABLISH.indication.

Lớp SNDCP sẽ khởi đầu quá trình thiết lập và thiết lập lại bằng cách gửi hàm LLESTABLISH.indication tới lớp LLC SAP thích hợp. Các tham số SNDCP XID có thể có trong hàm này. Sau khi gửi LL-ESTABLISH.indication, lớp SNDCP sẽ hoãn việc truyền các hàm SN-DATA và SN-UNITDATA tới LLC SAP mà hàm LL-ESTABLISH.indication được truyền tới. Việc truyền các hàm SN-DATA và SN-UNITDATA sẽ được thực hiện tiếp khi thủ tục thiết lập kết thúc thông qua một trong các cách sau: - Thành công: Nhận được hàm LL-ESTABLISH.confirm. - Có lỗi: Nhận được hàm LL-RELEASE.indication.

SNDCP Originator SNDCP user

LLC SABM UA

SNDCP user

Receiver SNDCP

LLC

LL-ESTAB ind

LL-ESTAB ind

Hình 4.11 Lớp LLC khởi đầu quá trình thiết lập lại.

-

-

Thành công sau khi có sự phân tích xung đột (nhận được hàm LLESTABLISH.indication và gửi hàm LL- ESTABLISH.Response). Dựa trên cách thức hàm LL-ESTABLISH.indication, nếu có một khối SNDCP XID trong hàm thì thực thể SNDCP đẳng cấp sẽ trả lời bằng một hàm LLESTABLISH.Response. Thủ tục giải phóng: Lớp SNDCP sẽ khởi đầu thủ tục giải phóng bằng cách gửi một hàm LL- ESTABLISH.Response tới lớp LLC SAP thích hợp. Tham số Local được thiết lập nếu việc giải phóng là kết quả của quá trình thu nhận hàm SNSMDEATIVE.indication còn nếu không phải hàm này thì tham số Local sẽ không được thiết lập.
SNDCP Originator SNDC LLC user P LLESTAB req SABM LLC SNDC Receiver SNDCP user P

LLESTAB ind LLESTAB res

UA LLESTAB ind

Hình 4.12 Quá trình thiết lập, thiết lập lại do SNDCP khởi đầu

4.2.4.3 Lưu trữ đệm các N-PDU Các N-PDU được lưu trữ đệm tại lớp SNDCP trước khi được nén, phân đoạn và truyền dẫn tới lớp LLC. Quá trình thu nhận một hàm SNSM-DEACTIVE.indication khởi đầu việc xoá bộ đệm cho NSAPI có liên quan. Đối với việc truyền dẫn có phúc đáp, một thực thể SNDCP sẽ lưu trữ đệm một NPDU cho tới khi truyền dẫn thành công tất cả các SN-PDU mang một phân đoạn của NPDU và các SN-PDU được LLC xác nhận bằng hàm LL-DATA.confirm hoặc hàm SNSMWINDOW.ind. Tại SGSN mỗi hàm LL-DATA.res được gửi tới LLC thì có hàm LLDATASEND.ind trả lời lại cho SNDCP ngay khi mà số thứ tự do LLC gửi đến được gán cho LLC PDU. Hàm LL-DATASEND.ind chứa số thứ tự do LLC gửi đến. ở thực thể SNDCP, các N-PDU được lưu trữ đệm đã được thu nhận đầy đủ và được phúc đáp bằng hàm LL-DATA.confirm thì bị huỷ bỏ. Còn trong truyền dẫn không phúc đáp thì SNDCP sẽ huỷ N-PDU ngay lập tức sau khi N-PDU này được truyền tới LLC. 4.2.4.4.Quản lý truyền dẫn Lớp SNDCP sẽ giữ lại thứ tự truyền dẫn các N-PDU của mỗi NSAPI giữa các thực thể đẳng cấp. Thứ tự truyền dẫn các N-PDU từ các NSAPI có thể được thay đổi theo các mô tả QoS. 4.2.4.5 Nén thông tin điều khiển giao thức Đặc tính nén thông tin điều khiển giao thức là một đặc tính tuỳ chọn của SNDCP. Việc thoả thuận các thuật toán được hỗ trợ và các thuật toán được thực hiện giữa MS và SGSN nhờ sử dụng tham số XID. Mỗi thực thể SNDCP hỗ trợ nén thông tin điều khiển giao thức sẽ có thể thoả thuận một hoặc nhiều thực thể nén thông tin điều khiển giao thức với định dạng SNDCP XID. Quá trình thoả thuận được thực hiện nhờ sử dụng sự thoả thuận về tham số cho mỗi thực thể XID. Thực thể khởi đầu định nghĩa một tập hợp các thực thể nén được yêu cầu cùng thuật toán và tham số cho mỗi thực thể nén. Tập hợp các thực thể và các tham số, thuật toán của chúng được đưa tới thực thể đẳng cấp. Thực thể đẳng cấp trả lời bằng một tập hợp các thực thể đã thoả thuận cùng tham số và thuật toán của chúng. Thực thể đẳng cấp sẽ lựa chọn các giá trị tham số đã đề nghị hoặc các giá trị thiết lập cho các thực thể đã thoả thuận. 4.2.4.6 Nén dữ liệu Nén dữ liệu là đặc tính tuỳ chọn của SNDCP. Được sử dụng cho cả hai loại hàm nguyên thuỷ SN-DATA và SN-UNITDATA.

Nếu sử dụng nén dữ liệu thì sẽ thực hiện trên N-PDU chưa phân đoạn bao gồm cả thông tin điều khiển giao thức có thể đã được nén. Nhiều NSAPI có thể sử dụng cùng một thực thể nén dữ liệu chung nghĩa là cùng thuật toán nén và cùng bảng mã. Các thực thể nén dữ liệu riêng biệt được sử dụng cho trao đổi dữ liệu có phúc đáp (SN-DATA) và dữ liệu không có phúc đáp (SN-UNITDATA).Nhiều NSAPI có thể cùng được liên kết với một SAPI nghĩa là chúng cùng một mô tả QoS. Mỗi thực thể SNDCP hỗ trợ nén dữ liệu có khả năng thoả thuận một hoặc nhiều thực thể nén dữ liệu với định dạng SNDCP XID. Qua trình thoả thuận sẽ được thực hiện nhờ tham số XID.
8 Octet 1 Octet 2 Octet 3 .... Octet n X 7 X 6 X 5 4 3 2 1 Algorithm Type Length =n-2 High-order octet .... Low-order octet

Bảng 4.13. Định dạng trường nén dữ liệu cho quá trình thoả thuận SNDCP XID

Bit X: bit dự trữ, được đặt bằng “1”. Nếu SN-PDU thu được bit này có giá trị bằng “1”thì sẽ bỏ qua trường này không báo lỗi. 4.2.4.7 Phân đoạn và lắp ghép lại Quá trình phân đoạn do thực thể SNDCP thực hiện để đảm bảo bất kỳ SN-PDU được truyền có độ dài không lớn hơn N201 (tham số lớp LLC xác định số lượng cung cấp cực đại các octet trong trường dữ liệu). Thực thể SNDCP phía thu sẽ lắp ghép lại các segment theo đúng N-PDU gốc (NPDU này có thể được nén). Thủ tục phân đoạn và lắp ghép có sự khác nhau giữa hai chế độ có phúc đáp và không phúc đáp. a. Phân đoạn Một PDU (có thể được nén) sẽ được phân đoạn thành một hoặc nhiều SN-PDU. Chiều dài mỗi SN-PDU không vượt quá N201I (chế độ phúc đáp) và N201U (chế độ không phúc đáp). Bit F trong SNDCP header được đặt bằng “1” trong segment đầu tiên và bằng “0” trong các segment tiếp theo. Trong hoạt động đẳng cấp không có phúc đáp của LLC, SNDCP header có các trường PCOM và DCOM nếu bit F bằng “1”và không nếu bit F bằng “0”. Trong hoạt động đẳng cấp có phúc đáp của LLC, SNDCP header có các trường PCOM và DCOM nếu bit F bằng “0”và không nếu bit F bằng “1”. Bit M trong SNDCP header đặt bằng “0” cho segment cuối cùng và bằng “1” cho các segment trước đó. Nếu chỉ có SN-PDU được tạo ra từ một N-PDU thì bit F bằng “1”và bit M bằng “0”.

b. Lắp ghép lại các SN-PDU Trong quá trình lắp ghép, giá trị PCOM và DCOM của một N-PDU được lấy từ segment đầu tiên (F=”1”). Trong hoạt động đẳng cấp có phúc đáp của LLC chỉ số N-PDU được lấy ra từ segment đầu tiên. Thực thể SNDCP phía thu ở một trong ba trạng thái thu nhận sau: - Trạng thái thu segment: Trong đó thực thể SNDCP chờ bit F được thiết lập bằng “1” trong SN-PDU tiếp theo. - Trạng thái thu segment tiếp theo: Trong đó thực thể chờ bit F được thiết lập bằng “0” trong SN-PDU tiếp theo. - Trạng thái huỷ bỏ: Thực thể SNDCP huỷ bỏ SN-PDU thu được. c. Phân đoạn và lắp ghép lại trong chế độ có phúc đáp: xem phần a,b d. P hân đoạn và lắp ghép lại trong chế độ không phúc đáp Chỉ số segment được sử dụng bởi tính chất không tin cậy của chế độ không phúc đáp. Chỉ số segment là một số thứ tự được gán cho mỗi SN-UNITDATA.PDU. Số thứ tự đặt bằng “0” cho SN-UNITDATA.PDU của một N-PDU và tăng lên 1 cho SNUNITDATA.PDU tiếp theo. Trong chế độ này sử dụng bộ đếm 16. Các Segment thu được thuộc về cùng N-PDU sẽ được sắp xếp lại nếu cần thiết. Nếu đồng hồ (tuỳ theo cách thực hiện) đạt tới thời điểm xác định trước khi thu được các segment thì chúng sẽ bị huỷ bỏ. 4.2.4.8 Thoả thuận các tham số XID Quá trình thoả thuận các tham số giữa các thực thể SNDCP đẳng cấp có thể thực hiện để đảm bảo truyền thông tin một cách tối ưu. Các tham số gọi là tham số định danh trao đổi SNDCP (SNDCP XID). Thoả thuận các tham số có thể do thực thể SNDCP tại MS hặc SGSN khởi đầu. Nếu các tham số SNDCP XID bị thay đổi , quá trình thoả thuận sẽ được khởi đầu trước khi trao đổi dữ liệu. MS sẽ khởi đầu quá trình thoả thuận SNDCP XID dựa trên hàm SNSMACTIVE.ind. SGSN sẽ khởi đầu dựa trên hàm SGSN-MODIFY.ind nếu một NSAPI được tạo ra hoặc nếu thay đổi trong mô tả QoS cho một NSAPI hiện tại. Cả hai lớp SNDCP và LLC đều có khả năng khởi đầu quá trình thoả thuận XID.
SNDCP Originator SNDCP user SNXID.req Receiver SNDCP SNXID.ind SNDCP user

LLC XID

LLC

LL-XID.req

SN-XID.cnf

LL-XID.cnf

XID

LL-XID.res

SNXID.ind SNXID.res

Hình 4.14 Thủ tục thoả thuận SNDCP XID. 4.2.4.9 Trao đổi dữ liệu a.Trao đổi dữ liệu có phúc đáp Thực thể SNDCP sẽ khởi đầu quá trình truyền dữ liệu có phúc đáp chỉ khi bối cảnh PDP cho NSAPI (được xác định trong bản tin SN-DATA.res) được hoạt hoá và hoạt động có phúc đáp lớp LLC đã được thiết lập. Chỉ số N-PDU trong chế đọ có phúc đáp là một số được gan cho mỗi N-PDU mà SNDCP nhận được qua hàm SN-DATA.res. Các chỉ số N-PDU cho các NSAPI khác nhau được gán độc lập. Tiêu đề SNDCP của segment đầu tiên chứa chỉ số N-PDU. Có hai biến là Send N-PDU và Receive N-PDU sẽ được sử dụng cho mói NSAPI trong hoạt động đẳng cấp có phúc đáp lớp LLC. Khi một NSAPI được hoạt hoá, khi chế độ hoạt động đẳng cấp LLC thay đổi từ không phúc đáp sang có phúc đáp dựa trên hàm SNSM-MODIFY.ind hoặc khi nhận hàm LL-RESET.ind lúc đó hai biến này được thiết lập bằng 0. Hai biến này có giá trị từ 0-255.
SNDCP user

Originator
SNDCP

LLC

LLC

Receiver SNDCP

SNDCP user

SNDATA.req

LLDATA.req LLDATASENT .res LLDATA.cnf

Ack

LLDATA.ind SN-DATA.ind

Hình 4.15. Trao đổi dữ liệucó phúc đáp SNDCP. Dựa trên hoạt động của hàm SN-DATA.res, thực thể SNDCP sẽ gán giá trị hiện tại cảu chỉ số Send N-PDU cho chỉ số N-PDU của N-PDU thu được, tăng chỉ số của Send NPDU lên 1, thực thể nén, phân đoạn tiếp đó gửi SN-PDU trong hàm LL-DATA.res. Các NPDU được lưu trong bộ đệm tại thực thể SNDCP. Các N-PDU này bị xoá bỏ khi SNDATA PDU chuyển segment cuối cùng của N-PDU và segment này được xác nhận bằng hàm LL-DATA.cnf. Trong quá trình hoạt động bình thường (không ở trạng thái khôi phục). Khi thực thể SNDCP đẳng cấp nhận được các SN-PDU trong hàm LL-DATA.ind, SNDCP sẽ lắp ghép và giải nén các SN-PDU để thu được N-PDU đồng thời tăng chỉ số Receiver N-PDU lên 1, chuyển N-PDU lên SNDCP user bằng hàm SN-DATA.ind. SNDCP user được xác định bằng trường NSAPI trong SN-PDU. Trong trạng thái khôi phục, sau khi lắp ghép và giải nén các SN-PDU:

- Nếu chỉ số N-PDU của N-PDU thu được bằng chỉ số Receiver N-PDU, tiếp đó chỉ số Receiver N-PDU sẽ tăng lên 1 thì N-PDU sẽ rời khỏi trạng thái khôi phục cho các N-PDU thu được và cho tất cả các N-PDU tiếp theo nếu không sẽ bị huỷ bỏ. - Nếu một SN-PDU (T=”0”) do NSAPI thu được mà không sử dụng chế độ phúc đáp thì PDU sẽ bị bỏ qua mà không báo lỗi. b.Trao đổi dữ liệu không phúc đáp
SNDCP user

SNDCP user

Originator SNDCP

LLC

LLC

Receiver SNDCP

SNUNITDATA .req LLUNITDATA .req LLUNITDATA .ind SNUNITDATA .ind

Hình 4.16. Trao đổi dữ liệu không phúc đáp SNDCP. Thực thế SNDCP khởi đầu quá trình truyền dữ liệu không phúc đáp khi bối cảnh PDP cho NSAPI (được xác định trong SN-DATA.res) đã được hoạt hoá. Thực thể SNDCP có thể khởi đầu việc truyền dữ liệu không phúc đáp ngay cả khi hoạt động đẳng cấp không phúc đáp không được thiết lập cho NSAPI này. Chỉ số N-PDU (không phúc đáp) được duy trì cho mỗi N-PDU do SNDCP thu được qua hàm SN-UNITDATA.res. Các chỉ số N-PDU cho các NSAPI khác nhau được gán độc lập. Phần tiêu đề của mọi SN-UNITDATA PDU đều chứa chỉ số N-PDU. Chỉ số Send N-PDU (không phúc đáp) sẽ được duy trì cho mốin sử dụng hoạt động đẳng cấp không có phúc đáp của LLC dựa trên hoạt động của hàm SNSM-MODIFY.ind hoặc khi thu nhận một hàm LL-RESET.ind thì chỉ số này được thiết lập bằng “0”. Chỉ số Send N-PDU có giá trị từ 0-4095. Dựa trên hoạt động của hàm SN-UNITDATA.res, thực thể SNDCP sẽ được gán giá trị hiện tại của chỉ số Send N-PDU cho chỉ số N-PDU của N-PDU thu được, tăng chỉ số của Send N-PDU lên 1, thực hiện nén, phân đoạn, tiếp đó gửi các SN-PDU trong hàm LLUNITDATA.res đến lớp LLC. Các N-PDU này bị xoá ngay khi dữ liệu được chuyển tới lớp LLC. Khi thực thể đẳng cấp nhận các SN-PDU trong hàm LL-UNITDATA.ind thì thực thể SNDCP sẽ lắp ghép và giải nén để thu được N-PDU, tiếp đó chuyển lên SNDCP user bằng hàm SN-UNITDATA.ind. SNDCP user được xác định bằng trường NSAPI trong SN-PDU. Nếu một SN-UNITDATA PDU (“T=1”) được một NSAPI thu mà không sử dụng chế độ phúc đáp, PDU sẽ bỏ qua mà không báo lỗi.

Thực thể SNDCP sẽ phát hiện các SN-PDU bị mất, sẽ huỷ các SN-PDU thu đúp và sắp xếp lại các SN-PDU sai thứ tự nếu cần thiết. 4.2.4.10. Các tham số XID
Parameter Type 0 1 2 Sense Of Negotiation Down

Parameter Version Number Data Compression Protocol Control Information

Length 1 Variable Variable

Format 0000bbbb

Range Defaul Value Units 0-15 0 Depend on Algorithm

Bảng 4.17: Các tham số XID

4.2.5 Các định dạng SNDCP Mỗi SN-PDU chứa một số nguyên các octet bao gồm phần tiêu đề và phần thông tin. Một SN-PDU chỉ chứa dữ liệu của một N-PDU. Có hai định dạng khác nhau cho hai chế độ trao đổi dữ liệu.
8 Octet 1 Octet 2 Octet 3 .... Octet n Data segment X 7 F DCOMP N-PDU Number Ack.mode 6 T 5 M 4 3 NSAPI PCOMP 2 1

Hình 4.18. Định dạng SN-DATA.PDU

8 Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 .... Octet n X

7 F

6 T

5 M

4

3 NSAPI PCOMP

2

1

DCOMP Segment number N-PDU Number Ack.mode Data segment

N-PDU number Unack.mode

Hình 4.18. Định dạng SN-UNITDATA.PDU Trong đó: - Bit M: M=0: segment cuối cùng của N-PDU. M=1: không phải segment cuối cùng của N-PDU. - Bit T: Kiểu SN-PDU T=0: SN-DATA.PDU T=1: SN-UNITDATA.PDU. - Bit F: chỉ thị segment đầu tiên F=0: SN-PDU không phải là segment đầu tiên. F=1: SN-PDU là segment đầu tiên. - Bit X: bit dự trữ. Trường NSAPI:
NSAPI 0 1 2-4 5-15 ý nghĩa Cơ chế giải phóng cho các mở rộng sau này Thông tin P-t-M Multicast Dự trữ Các giá trị NSAPI được cấp phát động

Trường DCOMP: Mã hoá nén dữ liệu.
DCOM P 0 1-14 15 Không nén Chỉ ra các nhận dạng nén đã được thoả thuận động Dự trữ ý nghĩa

-

Trường PCOMP: Mã hoá nén dữ liệu. (Cấu trúc như trường DCOMP).

PDU . -

Segment Number: Có giá trị từ 0-15. Đây là số thứ tự của các segment từ một NN-PDU Number: Chỉ số N-PDU trong cả hai chế độ tao đổi dữ liệu. 0-255: Chế độ có phúc đáp. 0-4095: Chế độ không phúc đáp.
4.3 Giao thức lớp LLC

4.3.1 Tổng quan LLC được xem như một phân lớp trong lớp 2 của mô hình OSI. Mục đích của LLC là vận chuyển thông tin giữa các thực thể lớp 3 trong MS và SGSN. LLC sẽ hỗ trợ: - Nhiều MS ở giao diện Um. - Nhiều thực thể ở lớp 3 trong MS. LLC bao gồm các chức năng: - Cung cấp một hoặc nhiều kết nối logic, các kết nối này được phân biệt bằng DLCI. - Điều khiển thứ tự để duy trì đúng thứ tự các khung khi chuyển qua kết nối logic. - Phát hiện lỗi truyền dẫn, định dạng trên một kết nối logic. - Khôi phục các lỗi đã được phát hiện. - Thông báo các lỗi không khôi phục được. - Điều khiển luồng. - Mật mã. Các chức năng lớp LLC cung cấp các quá trình trung gian của việc trao đổi thông tin qua các liên kết đẳng cấp giữa MS và SGSN. Các dịch vụ cung cấp cho các lớp thấp hơn: - Việc giới hạn LLC PDU cho phép lớp LLC xác định octet đầu tiên và cuối cùng trong LLC PDU. - Chuyển địa chỉ MS (TLLI) của mỗi LLCPDU giữa MS và SGSN. Yêu cầu cho lớp LLC: - Cung cấp một liên kết logic có độ tin cậy cao giữa MS và SGSN. - Độc lập với các giao thức ở giao diện vô tuyến ở lớp dưới. - Hỗ trợ các khung thông tin với chiều dài có thể thay đổi được. - Hỗ trợ trao đổi dữ liệu đẳng cấp. - Hỗ trợ trao đổi dữ liệu có phúc đáp và không phúc đáp. - Cho phép trao đổi thông tin giữa SGSN với một hoặc nhiều MS sử dụng cùng các tài nguyên vô tuyến. Mỗi khung LLC sẽ có nhận dạng duy nhất của MS gửi và nhận thông tin. - Cho phép trao đổi dữ liệu với các chỉ tiêu dịch vụ khác nhau.

- Cung cấp chức năng bảo mật dữ liệu người dùng nhờ quá trình mật mã. - Hỗ trợ quá trình bảo mật khi nhận dạng người dùng. 4.3.2 Cấu trúc lớp LLC 4.3.2.1 Thực thể liên kết LLE Các thủ tục liên kết logic gồm các thực thể liên kết logic LLE điều khiển luồng thông tin giữa các kết nối riêng rẽ. Có thể có nhiều LLE trên mỗi TLLI. Các chức năng được mỗi LLE cung cấp là: - Trao đổi thông tin không phúc đáp. - Trao đổi thông tin có phúc đáp. - Điều khiển luồng trong ABM. - Phát hiện lỗi khung. LLE phân tích trường điều khiển của khung thu được và cung cấp các đáp ứng và các chỉ thị lớp-lớp thích hợp. LLE phân tích các hàm nguyên thuỷ dịch vụ lớp LLC và truyền khung yêu cầu và đáp ứng thích hợp. Có một LLE cho mỗi DLCI. 4.3.2.2 Thủ tục ghép kênh ở phía phát khung, thủ tục ghép kênh phát và chèn FCS, thực hiện chức năng mật mã khung và cung cấp quá trình phân tích tranh chấp ở lớp LLC trên SAPI giữa các LLE. ở phía thu khung, thủ tục ghép kênh thực hiện chức năng giải mật mã khung và kiểm tra FCS. Nếu khung không có lỗi, thủ tục này phân phối khung tới đúng LLE dựa trên DLCI. 4.3.2.3 Thực thể quản lý liên kết logic LLME LLME thực hiện quản lý tài nguyên. Các tài nguyên này có tác động đến các kết nối riêng biệt. Có một LLME trên mỗi TLLI. LLME cung cấp các chức năng sau: - Khởi đầu các tham số. - Xử lý lỗi. - Kết nối các hướng điều khiển luồng. 4.3.3 Cấu trúc khung LLC Trong tất cả các quá trính trao đổi đẳng cấp ở lớp LLC được thực hiện trong các khung. Tiêu đề khung gồm trường địa chỉ và các trường điều khiển, từ 2-37 octet. - Trường địa chỉ(Address Field): có độ dài 1 octet. Chứa SAPI và DLCI mà khung hướng xuống được dành sẵn và DLCI phát khung hướng lên. - Trường điều khiển (Control Field): có độ dài từ 1-3 octet. Khung giám sát có trường địa chỉ với độ dài thay đổi có thể lên tới 32 octet.
8 7 6 5 4 3 2 1

Address Field (1octet) Control Field (variable length, max 36 octets)

Information Field (variable length, max N201octets ) FCS Field

Hình 4.19: Định dạng khung LLC. Trường thông tin:(Information Field): Nếu có thì nằm sau trường điều khiển. Trường chuỗi kiểm tra khung FCS (FCS Field): Trường FCS gồm 24 bit mã kiểm tra vòng CRS. Mã CRC-24 dùng để phát hiện lỗi bit trong trường tiêu đề của khung và trường thông tin. Trường FCS chứa giá trị của một quá trình tính toán CRC. Quá trình dựa trên toàn bộ nội dung của trường thông tin và phần tiêu đề, trừ khung UI truyền trong chế độ không phúc đáp. Trong trường hợp này trường FCS chứa giá trị của quá trình tính toán dựa trên phần tiêu đề khung và N202 octet đầu tiên. Quá trinhg tính toán CRC được thực hiện trước khi mật mã ở phía phát và sau khi giải mã ở phía thu. Đa thức sinh CRC-24: G(x)= x24 + x23+ x21+ x20+ x19+ x17 + x16+ x15+ x13+ x8+ x7+ x5+ x4+ x2+1. 4.3.4.Trường địa chỉ (Address Field)
8 PD 7 C/R 6 X 5 X 4 3 SAPI 2 1

-

Hình 4.20: Định dạng trường địa chỉ Bit PD: Chỉ thị đây là khung LLC (PD=”1”) hay là khung tiếp theo giao thức khác. Nếu thu được bit PD=”1” thì khung được coi là hợp lệ. Bit C/R: Chỉ thị đây là khung yêu cầu hay đáp ứng. (Command/Response)
Type Command Command Response Response Direction SGSN to MS SGSN to MS MS to SGSN MS to SGSN Value 1 0 0 1

Bảng 4.21. Bit C/R Bit X: bit dự trữ, được mã hoá là 0. Trường nhận dạng điểm truy cập dịch vụ (SAPI): mô tả được 16 điểm truy cập dịch vụ.
SAPI 0000 Related Service Reserved SAP Name --

0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

GPRS Mobility Management Tunnelling of message 2 User Data 3 Reserved User Data 5 Reserved SMS Tunnelling of message 8 User Data 9 Reserved User Data 11 Reserved Reserved Reserved Reserved

LLGMM TOM2 LL3 -LL5 -LMSMS TOM8 LL9 -LL11 -----

Bảng 4.22. Các giá trị trường SAPI 4.3.5 Trường điều khiển Trường điều khiển xác định kiểu khung LLC. Có 4 loại định dạng trường điều khiển: - Trao đổi thông tin có xác nhận (Khung I-I format). - Các chức năng giám sát (Khung S- S format). - Trao đổi thông tin không có xác nhận. (Khung UI- UI format). - Các chức năng điều khiển (Khung U- U format).
Format I format (I+S) S format UI format U format 1 1 1 0 1 1 8 0 7 A 6 X N(S) N(R) A 0 1 X N(R) X V(U) P/F M4 M3 X X X 5 4 3 N(S) N(R) S1 N(R) S1 V(U) E M2 PM M1 S2 S2 2 1

Hình 4.23: Định dạng trường điều khiển. Bit A: Bit yêu cầu phúc đáp. Bit E: Bit chức năng mật mã. Mn: Bit chức năng không đánh số. P/F: bit P/F. Là bit F nếu khung là khung yêu cầu và là bit P nếu là khung đáp ứng.

N(R): số thứ tự thu ở phía phát. N(S): Số thứ tự phát ở phía thu.

Sn:Bit chức năng giám sát. X: Bit dự trữ.

• Khung I: Dùng để thực hiện trao đổi thông tin giữa các thực thể lớp 3. Chức năng của N(S), N(R), A là độc lập. Nghĩa là mỗi khung I có mọt số thứ tự N(S), N(R) có thể phúc đáp các khung I bổ sung được LLE thu nhận. Bit A có thể đặt bằng 0 hoặc 1. Khung I cũng có thể chứa các thông tin giám sát. • Khung S: Thực hiện điều khiển giám sát liên kết logic như phúc đáp các khung I và yêu cầu tạm thời quá trình truyền khung I. Chức năng của N(R) và bit A là độc lập. Mỗi khung S có một giá trị N(R) có thể có hoặc không phúc đáp khung I do LLE thu được và bit A có thể đặt bằng 0 hoặc 1. • Khung UI: Thực hiện trao đổi thông tin giữa các thực thể lớp 3 mà không cần phúc đáp, không có quá trình kiểm tra số thứ tự được thực hiện cho các khung UI. Do đó một khung UI có thể bị mất mà không thông báo cho thực thể lớp 3 nếu có một quá trình loại bỏ liên kết logic xảy ra trong khi truyền khung. Thông tin có thể được mật mã hoặc không tuỳ thuộc vào bit E. Khung cũng chứa bit PM cho phép trao đổi thông tin không được bảo vệ. • Khung U: cung cấp thêm các chức năng điều khiển liên kết logic. Định dạng này không chứa số thứ tự. Bit P/F có thể đặt bằng 0 hoặc 1. ý nghĩa các bit trong trường điều khiển: - Bit P/F: Tất cả các khung U chứa bit P/F. Trong khung yêu cầu bit này được xem là bit P, còn trong khung đáp ứng thì được coi là bit F. Bit P=”1” do LLE sử dụng để yêu cầu khung trả lời từ LLE ngang hàng. Bit F=”1” do LLE sử dụng để chỉ thị khung đáp ứng là kết quả của khung yêu cầu. - Bit A: Tất cả các khung I và S đều chứa bit A. Bit A=”1” do LLE sử dụng để yêu cầu một phúc đáp từ LLE ngang hàng (khung I+S hoặc S). Còn nếu đặt bằng 0 thì không yêu cầu LLE ngang hàng gửi phúc đáp. - Mỗi khung I và UI đều được đánh số thứ tự từ 0-511. Quá trình tính toán trên các tham số và các biến mà có liên quan đến số thứ tự đều được thực hiện theo cơ số 512 (N(S), N(R), N(U)...). 4.3.6 Các khung LLC yêu cầu và đáp ứng
Encoding S1 0 0 1 1 S2 0 1 0 1 M4 0 M3 0 M2 0 M1 1

Format Command RR ACK I+S RNR SACK -

Reponse RR ACK RNR SACK DM

DISC SABM U XID NULL

FRMR XID -

-

-

0 0 1 1 0

1 1 0 0 0

0 1 0 1 0

0 0 0 1 0

Bảng 4.24: Các khung yêu cầu và đáp ứng. 4.3.6.1 Các khung U • Khung SABM: sử dụng để đưa MS hoặc SGSN đã được đánh địa chỉ và trong chế độ hoạt động ABM có phúc đáp. Một LLE sẽ xác nhận việc chấp nhận khung SABM yêu cầu bằng khung UA thích hợp đầu tiên. Khung SABM cũng chứa trường thông tin. Nếu có trường này thì nó chứa các tham số XID. Tham số XID cho phép thoả thuận các tham số lớp LLC và lớp 3 với khung yêu cầu là khung UA. • Khung DISC: được truyền nhằm kết thúc hoạt động ABM. không có trường thông tin trong khung DISC. Ưu tiên thực thi khung yêu cầu, LLE nhận khung này sẽ xác nhận sự chấp nhận khung DISC yêu cầu bằng cách truyền khung UA đáp ứng. LLE truyền khung DISC sẽ kết thúc hoạt động ở chế độ ABM khi nó nhận được khung UA hoặc DM đáp ứng. • Khung UA: Một LLE sử dụng để phúc đáp lại quá trình thu và chấp nhận các khung ở chế độ thiết lập (SABM hoặc DISC). Các khung ở chế độ thiết lập không hoạt động cho tới khi khung UA đáp ứng được truyền đi. Khung UA chỉ chứa trường thông tin đi đáp ứng lại khung SABM. Khung UA chứa các tham số XID với các giá trị XID đã được thoả thuận. • Khung DM: Được một LLE sử dụng để thông báo cho thực thể đẳng cấp với nó là LLE này ở trong trạng thái hoạt động ABM có thể không thực hiện được. Một LLE sẽ truyền một khung DM để trả lời cho các khung yêu cầu không hợp lệ và không hoạt động. Không có trường thông tin trong khung DM. • Khung FRMR: Được một LLE thu, có chức năng thông báo điều kiện từ chối khung không có khả năng khôi phục bằng cách truyền lại khung tương tự: - Thu một khung điều khiển đáp ứng hoặc yêu cầu không được định nghĩa hoặc không thực hiện được. - Thu một khung S hoặc một khung I với chiều dài không đúng. - Trường thông tin của FRMR tiếp theo trường điều khiển, gồm có 10 octet cho biết lí do của khung FRMR. Chỉ có 6 octet của trường điều khiển được truyền. Nếu có nhiều hơn thì các octet không được sử dụng đặt bằng 0. • Khung XID: Được sử dụng để thoả thuận và thoả thuận lại các tham số của lớp LLC và lớp 3. Các khung XID có thể truyền trong ABM hoặc ADM.

8 1 2 3 .... n X L

7

6

5 Type

4

3

2

1

Lengt h X X

Length High- order octet Low- order octet

Hình 4.25. Trường tham số XID. Bit XL: XID Length cho biết trường Length có độ dài 2 hoặc 8 bit: - XL=”0”: Trường Length có độ dài 2 bit. - XL=”1”: Trường Length có độ dài 8 bit. Các tham số thoả thuận trong lớp LLC. - Version: số phiên bản của LLC. - IOV-UI: Giá trị offset mật mã đầu ra cho các khung UI, chung cho tất cả các SAPI của TLLI. - IOV-I: Giá trị offset mật mã đầu ra cho các khung I. - T200: Quá thời gian truyền lại. - N200: Chỉ số cực đại của quá trình truyền lại. - N201-U: Chiều dài cực đại của trường thông tin cho các khung UI và U. - N201-I: Chiều dài cực đại của trường thông tin cho các khung U. - mD: Kích thước bộ đệm khung I ở hướng xuống. - mU: Kích thước bộ đệm khung I ở hướng lên. - kD: Kích thước cửa sổ ở hướng xuống. - kU: Kích thước cửa sổ ở hướng lên. - Khoảng giá trị N201-U cho SAPI1 là 400-1520 octet, cho SAPI2,7,8 là 270-2520octet. Khung NULL: Được một LLE trong MS sử dụng để chỉ thị một quá trình cập nhật cell. Khung này chỉ được cho phép nếu bản tin thông báo cell (Cell Notification) được mạng truyền tới. Không có trường thông tin trong khung NULL. 4.3.6.2. Khung UI Sử dụng một thực thể lớp 3 yêu cầu truyền thông tin không có phúc đáp thì nó sẽ sử dụng khung UI để gửi thông tin tới thực thể đẳng cấp. Không có quá trình kiểm tra nào về số thứ tự các khung UI. Do đó, khung UI có thẻ bị mất mà không thông báo cho thực thể lớp 3 nếu có sự ngắt quãng liên kết logic xảy ra khi truyền các khung yêu cầu. 4.3.6.3 Khung kết hợp giữa khung U và I

Chức năng của khung I là trao đổi các khung được đánh số theo thứ tự mang các trường khung thông tin lớp 3 qua một liên kết logic. Khung này được sử dụng trong hoạt động ABM. Khung thông tin I có số thứ tự sẽ mang thông tin, các khung này được gọi là khung I+S. Một khung S gửi khi không có trường thông tin trao đổi. - Khung RR: Được một LLE sử dụng để chỉ thị sẵn sàng nhận khung I và phúc đáp các khung I đã được thu nhận trước đây với chỉ số < N(R)-1. - Khung ACK: Được một LLE sử dụng để phúc đáp một hoặc nhiều khung I. Các khung I đã được nhận đúng kể từ khung N(R)-1 và khung N(R)+1. - Khung SACK: Khung ACK: Được một LLE sử dụng để phúc đáp một hoặc nhiều khung I. Các khung I đã được nhận đúng kể từ khung N(R)-1trở về trước và cả khung được SACK bitmap chỉ thị đã nhận được đúng. - Khung RNR: Được một LLE sử dụng để chỉ thị bận, nghĩa là không thể nhận thêm các khung I. Giá trị N(R) trong khung phúc đáp lại các khung I có chỉ số <N(R)-1. 4.3.7 Trao đổi dữ liệu 4.3.7.1 Trao đổi dữ liệu không phúc đáp
Layer Originator LLC 3 LL-UNIDATA.
req

LLC Receiver Layer 3

UI
LL-UNIDATA. req

Hình 4.26. Trao đổi dữ liệu không phúc đáp. Trong quá trình trao đổi dữ liệu, thông tin lớp 3 được truyền trong các khung UI. Các khung UI không được phúc đáp ở lớp LLC. Không có thủ tục khôi phục lỗi hay truyền lại nhưng các lỗi trong truyền dẫn và định dạng khung được phát hiện. Các khung UI thu đúp sẽ bị hủy bỏ, không có thủ tục điều khiển luồng. Có hai chế độ trao đổi: - Chế độ có bảo vệ: Trường FCS dựa trên trường tiêu đề và trường thông tin. - Chế độ không có bảo vệ: Trường FCS dựa trên trường tiêu đề và các octet đầu tiên của trường thông tin. Tất cả các SAPI dữ liệu và SAPI điều khiển có thể được sử dụng. Các thông tin chuyển từ lớp 3 xuống lớp LLC bằng hàm LL-UNITDATA.res (L3-PDU, Protect, Cipher). L3-PDU sẽ được truyền bằng khung UI tới LLE đẳng cấp. Bit M và bit E được đặt với đúng các tham số Protect và Cipher thu được từ lớp 3. Khi thu được khung UI, trường thông tin sẽ được chuyển tới đúng thực thể lớp 3 bằng hàm LL-UNITDATA.ind (L3-PDU).

4.3.7.2 Trao đổi dữ liệu có phúc đáp Thông tin lớp 3 được truyền trong khung I có đánh chỉ số. Khung I được phúc đáp ở lớp LLC. Các thủ tục khôi phục lỗi hay truyền lại dựa trên quá trình truyền lại các khung I không có phúc đáp. Nhiều khung I có thể không phúc đáp tại cùng một thời điểm. Nếu các lỗi không được sửa chữa ở lớp LLC thì không có thông báo cho thực thể quản lý di động GPRS. Trong quá trình này không có thủ tục điều khiển luồng. Có quá trình thiết lập phiên truyền bằng cách sử dụng khung yêu cầu SABM. Trong quá trình này thì chỉ sử dụng SAPI dữ liệu.
a. Thủ tục thiết lập

Layer 3

Originator

LLC

LLC

Laye Receiver r3

LLESTABLISH.re q LLESTABLISH.cnf

SAB M UA

LLESTABLISH.ind LLESTABLISH.re s

Hình 4.27. Thủ tục thiết lập.

Dùng để thiết lập hoạt động ABM giữa một SGSN và một MS. Lớp 3 sẽ yêu cầu quá trình thiết lập hoạt động ABM bằng cách sử dụng hàm LL-ESTABLISH.res. Các khung khác trừ khung U và UI thu được trong suốt các thủ tục thiết lập bị bỏ qua. Một LLE truyền khung yêu cầu SABM để khởi đầu hoạt động ABM. Tất cả các điều kiện hiện tại được xoá, bộ đếm truyền lại được đặt lại, đồng hồ T200 được thiết lập lại. Tất cả các khung yêu cầu trong chế độ thiết lập lại được truyền với bit P=”1”. Các thủ tục thiết lập được lớp 3 khởi đầu tương đương với việc huỷ bỏ tất cả các hàm LL-DATA.res và khung UI đã sẵn sàng. Một LLE nhận được một khung SABM, nếu LLE được phép chuyển vào trạng thái ABM thì LLE sẽ: - Thông báo cho lớp 3 bằnh cách sử dụng hàm LL-ESTABLISH.ind. - Nếu khung SABM chứa tham số XID là layer3-parameters thì LLE sẽ đợi hàm LL-ESTABLISH.res từ lớp 3. - Trả lời bằng khung UA với bit F được đặt bằng bit P trong khung SABM. - Thiết lập lại đồng hồ T200 nếu đồng hồ này đang hoạt động. - Đặt V(R),V(S),V(A) và B bằng 0. - Chuyển tới trạng thái ABM.

- Xoá tất cả các điều kiện hiện tại nếu có. - Xoá điều kiện bận ở phía thu ngang hàng hiện tại. Khi LLE thu được khung UA với bit F bằng “1” nó sẽ: - Thiết lập lại đồng hồ T200. - Đặt V(R),V(S),V(A) và B bằng 0. - Chuyển tới trạng thái ABM và thông báo cho lớp 3 bằng hàm LLESTABLISH.ind hoặc LL-ESTABLISH.cnf. b. Thủ tục giải phóng

Layer Originator LLC 3 LLESTABLISH.re q LLESTABLISH.cnf DISC UA or DM

Receiver Layer 3 LLC

LLESTABLISH.ind

Hình 4.28. Thủ tục giải phóng Lớp 3 yêu cầu kết thúc hoạt động ABM bằng cách sử dụng hàm LL-RELEASE.res. Tất cả các khung trừ khung U và UI thu được trong thủ tục giải phóng sẽ bị bỏ qua. Tất cả các hàm LL-DATA.res và các khung I đã sẵn sàng sẽ bị huỷ bỏ. Nếu tham số Local trong hàm LL-RELEASE.res chỉ thị giải phóng cục bộ thì LLE sẽ chuyển vào trạng thái ADM, thiết lập lại đồng hồ T200 và thông báo cho lớp 3 bằng hàm LL-RELEASE.cnf. Một LLE khởi đầu yêu cầu giải phóng hoạt động ABM bằng cách truyền khung DISC với bit F đặt bằng “1”. Đồng hồ T200 được thiết lập và quá trình truyền lại được thiết lập lại. Một LLE nhận được khung DISC trong trạng thái ABM sẽ truyền khung UA với bit F được thiết lập bằng giá trị bit P trong khung DISC. Một hàm LL-RELEASE.ind được chuyển tới lớp 3 và LLE chuyển vào trạng thái ADM. Nếu LLE phía phát khung nhận được : - Hoặc khung UA với bit F bằng “1”. - Hoặc khung DM trả lời với bit F bằng “1”, chỉ thị rằng LLE đẳng cấp đã ở trong trạng thái ADM. Thì nó sẽ chuyển vào trạng thái ADM và thiết lập lại đồng hồ T200. LLE thông báo cho lớp 3 bằng hàm LL-RELEASE.cnf. c. Trao đổi dữ liệu

Originator Layer LLC 3 LL-DATA.req LLLLDATASEND.req ESTABLISH.cn f LL-DATA.cnf I+S

L Receiver ayer LLC 3

I or I+S

LL-DATA.ind

Hình 4.29. Trao đổi dữ liệu. Sau khi truyền khung UA trả lời khung SABM hoặc nhận được khung UA trả lời cho khung SABM đã được phát đi thì khung I và khung S có thể được truyền hoặc thu. Mỗi LLE sẽ lưu trữ quá trình truyền các khung I nghĩa là LLE sẽ lưu trữ thứ tự truyền của khung I. Việc lưu trữ này để quyết định các khung I nào có thể phải truyền lại. Do trong quá trình truyền lại bộ nhớ truyền lạo không cần phải theo đúng thứ tự. • Một khung trong cửa sổ thu thì : - Có thể được thu nhận: khung này được thu đúng. - Hoặc không được thu nhận: khung không được thu đúng. • Một khung trong cửa sổ thu thì: - Có thể chưa được truyền. - Hoặc được truyền: Khung đã được truyền (truyền lại) nhưng LLE không biết nếu khung đã được LLE đẳng cấp thu nhận. - Được phúc đáp: Khung đã được LLE đẳng cấp phúc đáp. - Được đánh dấu để truyền lại: LLE truỳen lại khung I. Khung I khi truyền đi thì chỉ số N(S) tăng lên. Khi các khung I được truyền lại thì khung có chỉ số N(S) thấp nhất sẽ được truyền lại. LLE phát hiện các khung bị mất theo cách trên • Truyền các khung I. Thông tin được truyền từ lớp 3 bằng hàm LL-DATA.res, sau đó được truỳen bằng khung I. Các tham số của điều khiển là N(S) và N(R) sẽ được chỉ định các giá trị V(S), V(R). V(S) tăng lên 1 sau khi truyền xong một khung I. Khi được phép truyền một khung, LLE sẽ thực hiện một trong các quá trình theo thứ tự sau: - Nếu có một số khung được đánh dấu để truyền lại nếu LLE không ở trong điều kiện bận của phía thu đẳng cấp thì LLE sẽ tăng bộ đếm truyền lại cho khung có số thứ tự N(S) thấp nhất ở phía gửi. Nếu bộ đếm truyền lại vượt quá giá trị N200 thì LLE sẽ bắt đầu thủ tục thiết lập lại. Nếu không vượt thì LLE truyền lại khung I.

Nếu LLE có một khung I mới cần truyền và nếu V(S)<V(A)+k (k: số lượng cực đại các khung I) và nếu LLE không ở trạng thái bận ở phía thu đẳng cấp thì khung I đó sẽ được truyền. - Nếu LLE có một khung phúc đáp cần truyền thì LLE sẽ truyền khung S. Nếu LLE muốn yêu cầu khung phúc đáp thì bit A của khung cần truyền được đặt bằng “1”. Khi SGSN hoặc MS ở trạng thái bận nó có thể tiếp tục truyền các khung I cho thấy rằng không có trạng thái bận ở phía thu đẳng cấp. • Thu các khung I. Khi LLE không ở trạng thái bận thu và nhận khung I hợp lệ có N(S) bằng giá trị V(R) hiện tại LLE sẽ: - Chuyển trường thông tin của khung tới lớp 3 nhờ hàm LL-DATA.ind. - Tăng V(R) thêm 1. - Nếu bit A bằng “1” thì LLE sẽ trả lời thực thể đẳng cấp bằng khung RR,RNR,SACK hoặc ACK. Khi LLE nhận một khung I hợp lệ có N(S) không thuộc khoảng V(R)<N(S)<V(R)+k thì LLE sẽ huỷ khung thu đúp. Khi LLE không ở trạng thái bận thu và nhận khung I hợp lệ với khoảng giá trị V(R)<N(S)<V(R)+k, LLE sẽ lưu khung I cho tới khi tất cả các khung từ V(R) đến N(S)-1 được thu đúng. LLE sẽ sử dụng trường điều khiển của khung I thu được khi lưu khung. Tiếp đó LLE sẽ chuyển trường thông tin của khung I lên lớp 3 bằng hàm LL-DatA.ind và đặt V(R)=N(S)+1. 4.3.7.3 Thủ tục thoả thuận XID Các tham số lớp LLC và lớp 3 có thể được thoả thuận trong chế độ ADM hoặc ABM. Quá trình thoả thuận được thực hiện bằng sự trao đổi các khung XID hoặc bằng sự trao đổi các khung SABM và UA. Sau khi thoả thuận thành công các tham số bằng các khung SABM và UA, thực thể LLE sẽ hoạt động trong chế độ ABM.
Layer Originator LLC 3 LL-XID.req XID UA or DM Layer Receiver LLC 3

-

LL-XID.ind LL-XID.res

LL-XID.cnf

Hình 4.30. Thủ tục thoả thuận XID ở lớp 3. LLE sẽ tạo ra một khung yêu cầu XID chứa các tham số mà LLE muốn thoả thuận và thiết lập đồng hồ T200. LLC đẳng cấp dựa trên khung yêu cầu XID sẽ trả lại một khung

đáp ứng XID chứa danh sách giá trị tham số mà LLE này được hỗ trợ. Bộ đếm T200 sẽ được thiết lập lại khi thu được khung đáp ứng XID. Các khung XID được truyền với bit P/F đặt bằng “1”. Hàm LL-XID.ind có thể được gửi cho lớp 3 nếu N201-I hoặc N201-U bị thay đổi. Các khung XID cũng có thể sử dụng các thoả thuận các tham số lớp 3. Lớp 3 gửi các tham số tới LLE bằng hàm LL-XID.req. LLE sẽ tạo ra một khung yêu cầu XID chứa các tham số lớp 3 và có thể các tham số lớp LLC nếu có một tham số cần được thoả thuận. LLE đẳng cấp dựa trên khung yêu cầu XID thu được sẽ truyền các tham số cần được thoả thuận. LLE đẳng cấp dựa trên khung yêu cầu của XID thu được sẽ chuyển các tham số lớp 3 cho lớp 3 và dựa trên hàm L-Xid.res, LLE sẽ trả lại một khung đáp ứng XID chứa danh sách các giá trị tham số mà LLE đẳng cấp hỗ trợ. Các tham số lớp 3 mà thu được từ LLE đẳng cấp sẽ được chuyển tới lớp 3 bằng hàm LL-XID.cnf. LLE đã phát ra yêu cầu XID sẽ thiết lập lại đồng hồ T200 khi khung XID được truyền lại và khi khung XID được trả lời.
4.4 Báo hiệu trong mạng GPRS

Mặt phẳng báo hiệu bao gồm các giao thức điều khiển và hỗ trợ cho các chức năng truyền dẫn: Điều khiển các kết nối truy cập mạng GPRS như: kết nối mạng, rời mạng... Điều khiển các đặc tính kết nối mạng đã được thiết lập như hoạt hoá một địa chỉ PDP. Điều khiển định tuyến của kết nối mạng đã được thiết lập với mục đích hỗ trợ quá trình di động người dùng. Điều khiển chỉ định các tài nguyên mạng cho phù hợp với sự thay đổi về các yêu cầu của người dùng. 4.4.1 Báo hiệu MS-SGSN
GMM/SM LLC RLC MAC GSM RF MS Um Relay RLC MAC
service

GMM/SM BSSGP
Network

LLC BSSGP
Network Service

GSM RF bis

L1 BSS Gb

L1 bis SGSN

Hình 4.31. Mặt phẳng báo hiệu MS-SGSN. Thủ tục GMM/SM: Thủ tục này hỗ trợ chức năng quản lý di động như kết nối mạng, rời mạng GPRS, bảo mật, cập nhật RA,LA, hoạt hoá bối cảnh PDP, ngưng hoạt bối cảnh PDP. 4.4.2 Báo hiệu SGSN-HLR

MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 SGSN Gr

MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 HLR

Hình 4.32. Mặt phẳng báo hiệu MS-SGSN. Trong đó: - MAP: Giao thức hỗ trợ trao đổi báo hiệu với HLR. - TCAP, SCCP, MTP3, MTP2 là các giao thức để hỗ trợ cho MAP. 4.4.3 Báo hiệu SGSN-MSC/VLR
BSSAP+ SCCP MTP3 MTP2 L1 SGS N Gs BSSAP+ SCCP MTP3 MTP2 L1 MSC/VLR

Hình 4.31. Mặt phẳng báo hiệu SGSN-MSC/VLR. 4.4.4. Báo hiệu SGSN-EIR
MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 SGSN Gf MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 EIR

Hình 4.33. Mặt phẳng báo hiệu SGSN-EIR. 4.4.5 Báo hiệu SGSN-SMS-GMSC hoặc SGSN-SMS-IWMSC
MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 SGSN Gd MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 SMS-MSC

Hình 4.34. Mặt phẳng báo hiệu SGSN-SMS-GMSC hoặc SGSN-SMS-IWMSC. 4.4.6. Báo hiệu GSN-GSN.
GTP UDP IP L2 L1 Gn

.

GTP UDP IP L2 L1 GSN

GSN Hình 4.34. Mặt phẳng báo hiệu GSN-GSN.

Trong đó: - GTP: Giao thức này thiết lập kênh truyền dữ liệu người dùng và bản tin báo hiệu giữa các SGSN và GGSN, giữa các SGSN trong mạng đường trục GPRS. - UDP: Giao thức này dùng để trao đổi các bản tin báo hiệu giữa các GSN. 4.4.7 Báo hiệu GGSN-HLR Tuyến báo hiệu tuỳ chọn này cho phép một GGSN trao đổi thông tin báo hiệu với một HLR. Có hai cách thực hiện báo hiệu này: - Nếu trong GGSN có giao diện SS7 thì giao thức MAP có thể được sử dụng giữa GGSN và HLR. - Nếu không có giao diện SS7 tại GGSN, một số GSN có giao diện SS7 được thiết lập trong mạng PLMN. Ví dụ như GGSN có thể sử dụng như bộ chuyển đổi giao thức GTP-toMAP cho phép báo hiệu giữa GGSN và HLR. 4.4.7.1 Báo hiệu GTP và HLR dựa trên giao thức MAP
MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 GGSN GTP
Interworking

MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 GcMAP
SCCP

HLR

MAP

GTP Hình 4.34. Mặt phẳng báo hiệu GTP vad HLR dựa trên MAP. TCAP TCAP UDP 4.4.7.2 Báo hiệu GTP và HLR dựa trên GTP và MAP IP L2 L1 GGSN Gn IP L2 L1 GSN MTP3 MTP2 L1 Gc UDP SCCP MTP3 MTP2 L1 HLR

Hình 4.35. Mặt phẳng báo hiệu GGSN dựa trên GTP và MAP. Trong đó: - GTP: giao thức thiết lập kênh truyền các bản tin báo liệu giữa GGSN và GSN chuyển đổi giao thức trong mạng đường trục. - Interworking: Cung cấp liên kết giữa GTP và MAP trong báo hiệu GGSN-HLR. 4.5. Kết nối với mạng dữ liệu gói PDN sử dụng giao thức IP

GPRS hỗ trợ kết nối với các mạng dựa trên giao thức IP. Các mạng này có thể là Intranet hoặc Internet. 4.5.1 Mô hình kết nối với PDP
Gi TE

PLMN GPRS Network

IP Networ TE k

Hình 4.36. Kết nối với mạng IP Khi kết nối với mạng IP thì GPRS có thể sử dụng IPv4 hoặc IPv6. Điểm kết nối với mạng IP được gọi là điểm tham khảo Gi. GGSN dùng cho kết nối với mạng IP là điểm truy cập của mạng dữ liệu GPRS. Trương trường hợp này mạng GPRS được xem như một mạng IP hoặc mạng con. Trong mạng IP, việc kết nối với các mạng con được thông qua các IP Router. Điểm tham khảo Gi nằm giữa GGSN với mạng IP. Đối với mạng IP thì GGSN được xem như một router bình thường. Các lớp L1,L2 trong giao thức được dành cho các nhà khai thác thực hiện. Các nhà khai thác thoả thuận việc kết nối với mạng IP. Trong GGSN không thực hiện quá trình nén dữ liệu hoặc tiêu đề. 4.5.2 Truy cập Intranet, Internet qua GRPS Truy cập Intranet, Internet có liên quan đến những chức năng đặ thù như nhận thực người dùng, uỷ quyền người dùng, mật mã giữa MS và Intranet/ISP, cấp phát địa chỉ động trong không gian địa chỉ của PLMN/Intranet/ISP.

Với mục đích này GPRS cần có khả năng: - Truy cập trong suốt tới Internet. - Truy cập không trong suốt tới Internet/ISP. 4.5.2.1 Truy cập trong suốt tới Internet
PLMN GPRS Network GGS N DHCP

Gi
Operato r Specific IP Network External IP Network

Firewall/Proxy

DSN

Hình 4.37. Một mô hình kết nối với PDN ở trường hợp trong suốt. Trong trường hợp này: - MS được gán một địa chỉ trong không gian địa chỉ của nhà khai thác. Địa chỉ được gán trong subscription là địa chỉ tĩnh hoặc trong quá trình hoạt hóa bối cảnh là địa chỉ động. Địa chỉ này sử dụng cho việc truyền gói giữa Internet và GGSN và trong GGSN. - MS không cần gửi yêu cầu nhận thực trong quá trình hoạt hoá bối cảnh PDP và GGSN không cần trong một số phần của quá trình nhận thực và uỷ quyền người dùng. Trường hợp truy cập trong suốt cung cấp ít nhất một dịch vụ ISP cơ bản. Do vậy có thể có một dịch vụ để tạo ra một kênh truyền với mạng Intranet. Cấu hình ở mức người dùng có thể được thực hiện giữa TE và Intranet, giữa TE với mạng GPRS là trong suốt đối với thủ tục này. Truyền thông giữa GPRS và Intranet có thể thực hiện trên bất cứ mạng nào kể cả những mạng không bảo mật như Internet. Không có giao thức bảo mật cụ thể giữa GPRS và Intranet bởi sự bảo mật đảm bảo nền tảng end-to-end giữa MS và Intranet bằng “giao thức Intranet”.
Intranet Protocol IP PPP or L2 TE PPP or L2 Bearer MT GPRS IP
GPRS BearerL2

Internet Protocol IP IP PPP or L2 Intranet

GGSN

Hình 4.38. Truy cập trong suốt tới Intranet. Quá trình nhận thực người dùng và mật mã dữ liệu được thực hiện trong “giao thức Intranet” nếu một trong hai quá trình đó là cần thiết. “Giao thức Intranet” có thể cũng mang địa chỉ IP của không gian địa chỉ Internet. Một thí dụ của “giao thức Intranet” là IPSec. Nếu IPSec được sử dụng thì phần tiêu đề nhận thực IPSec hoặc tiêu đề bảo mật có thể được

sử dụng cho nhận thực người dùng và bảo mật dữ liệu. ở đây có quá trình thiết lập kênh truyền với IP riêng trong IP công cộng. 4.5.2.2 Truy nhập không trong suốt Intranet hoặc ISP MS được gán địa chỉ trong không gian địa chỉ Intranet/ISP. Địa chỉ được gán trong subscription là địa chỉ tĩnh hoặc trong quá trình hoạt hoá bối cảnh PDP là địa chỉ động. Địa chỉ này sử dụng cho việc truyền gói giữa Intranet/ISP và GGSN và trong GGSN. ở đây yêu cầu liên kết giữa GGSN và một server cấp phát địa chỉ như: RADIUS, DHCP....Server này nằm trong Internet/ISP. MS gửi yêu cầu nhận thực trong quá trình hoạt hoá bối cảnh PDP và GGSN yêu cầu nhận thực người dùng dựa vào một server như RADIUS, DHCP... Các tuỳ chọn về cấu hình giao thức có thể bị hạn chế (nếu MS yêu cầu trong quá trình hoạt hoá bối cảnh PDP) dựa vào một server như RADIUS, DHCP...
TE MT SGSN GGSN
DHCP/ RADIUS

ISP
DHCP/ RADIUS

PPP/L2

PPP/ L2

SM

UDP SM
Lower Layer

UDP IP

GTP
Lower Layer

GTP
Lower Layer

IP
Lower Layer

Phy. Layer

Phy.Lay Lower er Layer

Lower Layers

Hình 4.39. Mặt phẳng báo hiệu trong trường hợp không trong suốt. Quá trình truyền thông giữa GPRS và Intranet có thể được thực hiện trên bất kỳ mạng nào kể cả những mạng không bảo mật như Internet. Trong trường hợp bảo mật kém giữa GGSN và Intranet/ISP thì có thể có mọt giao thức bảo mật cụ thể giữa GGSN và Intranet/ISP. Giao thức bảo mật này được thoả thuận giữa nhà khai thác GPRS và nhà quản trị Intranet/ISP.

Chương V: Truyền dữ liệu trên mạng GPRS
5.1 Quản lý di động

5.1.1 Các trạng thái của quá trình quản lý di động Các hoạt động của MM có liên quan đến thuê bao GPRS được đặc trưng bằng một trong 3 trạng thái MM khác nhau. Trong trường hợp truy cập đích danh, trạng thái MM có liên quan đén các hoạt động MM của một thuê bao. Trạng thái MM không phụ thuộc vào số lượng và trạng thái của các bối cảnh PDP cho thuê bao này. Trong trường hợp truy cập vô danh: trạng thái MM liên quan đến các hoạt động MM của MS có số nhận dạng TLLI bổ trợ. • Trạng thái trống (IDLE): Thuê bao không liên kết với quá trình quản lý di động. Bối cảnh trong MS và SGSN nắm giữ thông tin định tuyến hoặc định vị không hợp lệ của thuê bao. Các thủ tục quản lý di động liên quan đến thuê bao không được thực hiện. MS thực hiện quá trình xử lý hoặc chọn mạng GPRS, lựa chọn, lựa chọn lại cell. Trường hợp này không có khả năng thực hiện truyền dữ liệu từ/đến MS. MS được xem như không liên lạc. Để thiết lập bối cảnh MM trong MS hoặc GPRS, MS thực hiện quá trình kết nối mạng GPRS (GPRS Attach). • Trạng thái chờ (STANDBY): Thuê bao được liên kết với quá trình quản lý di động. MS và SGSN thiết lập bối cảnh MM cho thuê bao (sử dụng IMSI). Trạng thái này có thể thực hiện trao đổi thông tin báo hiệu hoặc tìm gọi. MS có thể nhận các tìm gọi cho các dịch vụ chuyển mạch kênh quá SGSN nhưng không có khả năng truyền, nhận dữ liệu. MS thực hiện các thủ tục cập nhật RA, lựa hcọn và lựa chọn lại cell. MS thực thi các thủ tục MM để thông báo cho SGSN khi MS vào vùng RA mới. MS không thông báo cho SGSN về việc thay đổi cell trong một vùng RA. Do đó, thông tin định vị trong bối cảnh SGSN MM chưa thể có chỉ số RAI cho các MS. MS có thể khởi đầu quá trình hoạt hoá và ngưng hoạt hoá các bối cảnh PDP trong trạng thái STANDBY. Một bối cảnh PDP sẽ được hoạt hoá trước khi truyền hoặc nhận dữ liệu cho bối cảnh PDP này. SGSN có thể phải gửi dữ liệu hoặc thông tin báo hiệu cho một MS. SGSN sẽ gửi mật bản tin yêu cầu tìm gọi trong RA mà MS trong đó nếu PPF được thành lập. Nếu PPF được xoá thì không thực hiện quá trình tìm gọi. Trạng thái MM trong MS cũng thay đổi thành READY khi dữ liệu hoặc thông tin báo hiệu được MS gửi đi, trạng thái MM của SGSN thay đổi thành READY khi nhận được dữ liệu từ MS. MS mạng hoặc khởi đầu thủ tục rời mạng (Deâtch) để chuyển sang trạng thái IDLE. Các bối cảnh MM và PDP bị xoá bỏ.

• Trạng thái sẵn sàng (READY): Bối cảnh MM trong SGSN tương ứng với bối cảnh MM trong STANDBY được mở rộng bằng thông tin định vị thuê bao ở mức cell. MS thực hiện các thủ tục MM để cung cấp cho mạng thông tin về cell hiện thời. MS thực hiện lựa chọn, hoặc chon lại cell cục bộ hoặc có thể điều khiển quá trình lựa chọn hoặc lựa chọn lại cell. MS có thể hoạt hoá hoặc ngưng hoạt hoá các bối cảnh PDP trong trạng thái READY cho dù tài nguyên vô tuyến có được cấp phát hay không, bối cảnh MM còn trong trạng thái READY ngay khi không có dữ liệu để truyền. Trạng thái READY được giám sát bằng một đồng hồ. Mọt bối cảnh MM chuyển từ READY sang STANDBY khi đồng hồ này bị vượt quá. Để chuyển từ READY sang IDLE thì MS khởi đầu thủ tục rời mạng (Detach). 5.1.2 Chuyển đổi trạng thái Quá trình chuyển từ một trạng thái sang trạng thái tiếp theo phụ thuộc vào trạng thái hiện tại và sự kiện xảy ra (Ví dụ GPRS Attach).
IDLE
GPRS Attach GPRS Detac h GPRS Attach Implicit Detach Or Cancel Locatio

IDLE
GPRS Detach Or Cancel Location

READY
READY Timer expiry Or Force to STANDBY

READY
PDU Reception

n
PDU Transmision

MM State Modle of MS

STAND BYYBY

MM State Modle of MS

STAND BYYBY

Hình 5.1. Mô hình trạng thái trong quản lý di động. • Chuyển từ IDLE sang READY: GPRS Attach: Quá trình MS yêu cầu truy cập và một tuyến liên kết logic tới một SGSN được khởi đầu. Các bối cảnh MM được thiết lập ở MS và SGSN. • Từ STANDBY sang IDLE: - Implicit Detach: Các bối cảnh MM và PDP trong SGSN trở lại trạng thái IDLE và INACTIVE. Các bối cảnh MM và PDP trong SGSN có thể bị xoá. Bối cảnh PDP trong SGSN bị xoá. - Cancel Location: SGSN nhận bản tin MAP Cancel Location từ HLR và loại bỏ các bối cảnh MM và PDP. • Từ STANDBY sang READY. - PDU transmission: MS gửi 1 LLC-PDU tới SGSN, trả lời một bản tin tìm gọi. - PDU reception: SGSN nhận 1 LLC-PDU từ MS.

• Từ READY sang STANDBY. - READY timer expiry: bối cảnh MS và SGSN trở lại trạng thái STANDBY. - Force to STANDBY: SGSN chỉ thị một sự trở lại ngay lập tức trạng thái STANDBY trước khi đồng hồ READY kết thúc. - Abôrmal RLC Condition: Bối cảnh M trong SGSN trở lại trạng thái STANDBY khi có vấn đề truyền gói trên giao diện vô tuyến hoặc trong trường hợp ngừng không thể khôi phục được một quá trình truyền trên giao diện vô tuyến. • Từ READY sang IDLE: - GPRS Detach: MS hoặc mạng yêu cầu các bối cảnh MM trở lại trạng thái IDLE và bối cảnh PDP trở lại trạng thái INACTIVE. SGSN có thể xoá bối cảnh MM và PDP. Các bối cảnh PDP trong SGSN sẽ bị xoá. - Cancel Location: SGSN nhận một bản tin MAP Cancel Location từ HLR và loại bỏ các bối cảnh MM và PDP. 5.1.3 Quan hệ giữa SGSN và MSC/VLR Có một sự kết hợp giữa SGSN và MSC/VLR để tạo ra mối qua hệ giữa SGSN và MSC/VLR. Sự kết hợp này được tạo ra khi VLR lưu trữ chỉ số của SGSN và ngược lại. Sự liên kết này được dùng cho các MS có cả 2 quá trình truy cập GPRS và GSM. Sự kết hợp hỗ trợ các hoạt động sau: - Truy cập và rời mạng IMSI sang SGSN. Điều này tạo ra khả năng kết nối và rời mạng kết hợp GPRS và IMSI, tiết kiệm được tài nguyên vô tuyến. - Kết hợp cập nhật RA và LA gồm cập nhật có tính chu kỳ, do vậy tiết kiệm được tài nguyên vô tuyến. - Tìm gọi cho chuyển mạch kênh thông qua SGSN. - Các thủ tục cảnh báo các dịch vụ phi GPRS. - Thủ tục nhận dạng. - Thủ tục thông tin MM. 5.1.4 Chức năng kết nối mạng (Attach) Chức năng này kết nối mạng được thiết lập với SGSN. MS thiết lập thông qua quá trình kết nối mạng IMSI qua SGSN với thủ tục cập nhật kênh kết hợp LA/RA nếu chế độ mạng là chế độ I. Trong chế độ II, III hoặc nếu MS không kết nối mạng thì MS tạo quá trình kết nối như trong GSM. Một MS lớp A có kết nói mạng IMSI mà đang bận ở kết nối chuyển mạch kênh sẽ sử dụng thủ tục kết nối mạng GPRS (không kết hợp) khi nó đang thực hiện quá trình kết nối mạng GPRS. Trong thủ tục kết nối mạng, MS cung cấp số nhận dạng của nó và chỉ thị kiểu kết nối mạng để được thực thi. Số nhận dạng cung cấp cho mạng là P-TMSI hoặc IMSI. P-TMSI và RAI (được kết hợp với P-TMSI) sẽ được cung cấp nếu MS có một giá trị P-TMSI hợp

lệ. Nếu MS không có P-TMSI hợp lệ, MS sẽ cung cấp IMSI. Các kiểu khác nhau của kết nối mạng là kết nối mạng GPRS và kết nối kết hợp GPRS và ISMI. Tại lớp RLC/MAC, MS sẽ nhận dạng bản thân nó bằng TLLI cục bộ hoặc TLLI ngoài nếu MS đã kết nối GPRS và đang kết nối IMSI. Mặt khác MS sẽ nhận dạng bản thân với một TLLI ngoài hoặc một TLLI ngẫu nhiên nếu không có P-TMSI hợp lệ. TLLI ngoài hoặc TLLI ngẫu nhiên được sử dụng như một chỉ số nhận dạng trong suốt thủ tục két nối mạng cho đến khi có một P-TMSI mới được cấp phát. Sau khi thực thi kết nối GPRS, trạng thái MS là READY và các bối cảnh MM được thiết lập trong MS và SGSN. Tiếp đó MS có thể hoạt hoá bối cảnh PDP. MS có kết nối TMSI mà chỉ hoạt động trong chế độ lớp C sẽ tuân theo thủ tục kết nối TMSI bình thường trước khi nó sử dụng kết nối GPRS. Một MS dạng này sẽ luôn rời mạng GPRS trước khi kết nối IMSI. Nếu mạng hoạt động ở chế độ I, thì MS mà thực hiện cả kết nối GPRS và IMSI sẽ thực hiện các thủ tục cập nhật kết hợp LA.RA. Nếu trong chế độ II, III thì một MS đã kết nối GPRS có khả năng kết nối GPRS lẫn IMSI sẽ thực hiện thủ tục cập nhật RA: - Hoặc truy cập các kênh điều kiện chung phi GPRS cho các hoạt động trong chuỷen mạch kênh. - Hoặc hoạt động chuyển mạch kênh không được yêu cầu, phụ thuộc vào thông tin hệ thống xác định quá trình rời mạng có rõ ràng sẽ không sử dụng để tránh tất cả các báo hiệu chuyển mạch kênh hoặc thực hiện một quá trình rời mạng IMSI quá các kênh điều kiện chung phi GPRS. 5.1.5 Chức năng rời mạng Chức năng này cho phép một MS thông báo với mạng là MS muốn tạo ra một quyền rời mạng GPRS hoặc IMSI từ phía mạng. Có những kiểu rời mạng khác nhau: - IMSI. - GPRS avf kết hợp của GPRS và IMSI (chỉ do MS khởi đầu). • MS rời mạng GPRS có thể chính xác hoặc không chính xác. - Rời mạng chính xác: mạng hoặc MS yêu cầu rời mạng một cách cụ thể. - Rời mạng không chính xác: mạng ngắt kết nối với MS mà không thông báo cho MS. • MS có thể tạo một quá trình rời mạng IMSI bằng một hoặc hai cách sau phụ thuộc vào nếu nó có rời mạng GPRS hay không. - MS đã rời mạng GPRS gửi một bản tin yêu cầu rời mạng tới GPRS để chỉ thị một quá trình rời mạng IMSI. Thủ tục rời mạng IMSI có thể kết hợp với rời mạng GPRS. - MS không kết nối với GPRS tạo quá trình rời mạng IMSI như trong GSM. Trong bản tin yêu cầu rời mạng từ phía MS chỉ có một chỉ thị cho biết lí do

-

rời mạng là vì tắt máy hay không. Chỉ thị này có thể cho biết bản tin chấp nhận rời mạng có cần phúc đáp hay không. Trong bản tin yêu cầu hướng mạng có thể là một chỉ thị để báo cho MS là mạng cần khởi đầu lại thủ tục rời mạng GPRS và ngưng hoạt hoá các bói cảnh PDP đã hoạt hoá trước đây.

5.2 Chức năng quản lý vị trí

• Chức năng quản lý vị trí gồm có: - Cung cấp các công cụ để lựa chọn cell và mạng PLMN. - Cung cấp một công cụ cho mạng biết về vùng định tuyến cho các MS đang ở trong trạng thái STANDBY và READY. - Cung cấp một công cụ cho mạng biết về nhận dạng cell cho các MS đang ở trong trạng thái READY. • Các thủ tục: PLMN sẽ cung cấp thông tin cho MS để: - Phát hiện MS khi nó vào một cell mới hoặc một RA mới. - Xác định MS khi nó thực hiện các cập nhật RA theo chu kỳ. MS phát hiện một cell mới bằng cách so sánh số nhận dạng cell (CI) với CI lưu trong bối cảnh MM của MS. MS phát hiện RA mới bằng cách so sánh có chu kỳ RAI lưu lượng trong bối cảnh MM của nó với RAI nhận được từ cell mới. MS sẽ xem hiện tượng trễ trong các đo lường cường độ tín hiệu. Khi MS ở trong một cell mới, có thể là một RA mới, nó chỉ thị một trong ba khả năng: - Một cập nhật về cell cần có. - Một cập nhật về RA cần có. - Một cập nhật về RA và LA cần có. Trong tất cả 3 khả năng trên MS lưu CI trong bối cảnh MM của nó. Nếu MS vào một PLMN mới, MS sẽ cập nhật thêm một RA hoặc chuyển về trạng thái IDLE. Các bản tin yêu cầu cập nhật RA sẽ được gửi không mật mã, trừ trường hợp cập nhật RA liên SGSN thì GGSN mới sẽ có khả năng xử lý yêu cầu này.
5.3 Trao đổi và định tuyến gói

Trạng thái INACTIVE mô tả dịch vụ dữ liệu cho một địa chỉ PDP của một thuê bao. Dịch vụ này không được hoạt hoá. Bối cảnh PDP chứa thông tin không định tuyến hoặc không ánh xạ để xử lý các PDP PDU liên quan đến địa chỉ PDP nói trên. Không có dữ liệu được trao đổi. Một sự thay đổi vị trí của thuê bao dẫn đến không cập nhật bối cảnh PDP trong trạng thái INACTIVE ngay cả khi thuê bao kết nối tới GPRS MM.

Các PDP PDU kết cuối tại MS được thu trong trạng thái này ở GGSN có thể khởi đầu thủ tục hoạt hoá bối cảnh PDP cho địa chỉ PDP của GGSN. Mặt khác, các PDU kết cuối trong GGSN đúng với giao thức mạng dữ liệu bên ngoài. MS khởi đầu quá trình chuyển từ INACTIVE sang ACTIVE bằng sự khởi đầu thủ tục hoạt hoá bối cảnh PDP. 5.3.2 Trạng thái hoạt động (ACTIVE) Trong trạng thái này bối cảnh PDP được hoạt hoá trong MS, SGSN và GGSN. Bối cảnh PDP chứa thông tin định tuyến và ánh xạ để trao đổi các PDP PDU giữa MS và SGSN theo một kiểu địa chỉ PDP cụ thể. Trạng thái ACTIVE được chấp nhận chỉ khi trạng thái MM của thuê bao là STANDBY hoặc READY. Một bối cảnh PDP được hoạt hoá cho một MS được chuyển sang trạng thái INACTIVE khi thủ tục ngưng hoạt hoá được khởi đầu. Tất cả các bối cảnh PDP được hoạt hoá được chuyển sang trạng thái INACTIVE khi trạng thái MM chuyển sang trạng thái IDLE.
READY
Active PDP Context Deactive PDP Context Or MM state change to IDLE

STAND BY

Hình 5.2. Mô hình trạng thái chức năng PDP. 5.3.3 Các chức năng hoạt hoá, sửa đổi, ngưng hoạt hoá bối cảnh PDP. Các chức năng này chỉ đầy đủ ở mức phân hệ mạng (NSS) và trong MS, không lên quan trực tiếp đến BSS. MS ở trong trạng thái STANDBY hoặc READY sẽ có thể khởi đầu các chức năng này ở bất kỳ thời điểm nào để hoạt hoá hoặc ngưng hoạt hoá một bối cảnh PDP. Dựa trên việc thu một bản tin yêu cầu hoạt hoá bối cảnh PDP, SGSN sẽ khởi đầu các thủ tục để thiết lập các bối cảnh PDP. Dựa trên việc thu một bản tin yêu cầu ngưng hoạt hoá bối cảnh PDP, SGSN sẽ khởi đầu các thủ tục để ngưng hoạt hoá bối cảnh PDP. MS không phải nhận bản tin chấp nhận hoạt hoá (ngưng hoạt hoá) bối cảnh PDP trước khi tạo ra bản tin yêu cầu hoạt hoá (ngưng hoạt hoá) bối cảnh PDP. Chỉ có thể có một yêu cầu có thể được tồn tại cho mọi NSAPI. Một SGSN có thể quyết định sửa đổi các tham số đã được thoả thuận trong thủ tục hoạt hoá một hoặc nhiều bối cảnh PDP. Các tham số có thể sửa đổi là: QoS và Radio Priority. SGSN có thể yêu cầu MS sửa đổi các tham số bằng cách gửi bản tin yêu cầu sửa đổi bối cảnh PDP.

5.3.4 Định tuyến và trao đổi gói - Định tuyến và trao đổi gói giữa một TE di động và một mạng bên ngoài (Giữa hai điểm tham khảo R và Gi). - Định tuyến và trao đổi gói giữa một TE di động và mạng GPRS (Giữa hai điểm tham khảo R và Gi qua giao diện Gp). - Định tuyến và trao đổi gói giữa các TE (Giữa các điểm tham khảo trong các MS khác nhau). Các PDP PDU được định tuyến và trao đổi giữa GGSN và MS như các N-PDU. Nếu PDP là PPP, kích thước cực đại của mối N-PDU là 1502 octet. Các trường hợp khác, kích thước cực đại của N-PDU là 1500 octet. Khi MS hoặc GGSN nhận một PDP PDU khác sẽ được định tuyến và truyền như một N-PDU. Còn nếu lớn hơn thì PDP PDU sẽ bị phân đoạn, huỷ bỏ hoặc từ chối tuỳ thuộc vào kiểu PDP và cách thực hiện. Giao thức dữ liệu gói trong MS có thể giới hạn kích thước cực đại của các PDP PDU để định tuyến và trao đổi (do bộ nhó của MS bị giới hạn) giữa SGSN và MS. Các PDP PDU được trao đổi bằng SNDCP. Giữa GGSN và SGSN các PDU được định tuyến và trao đổi bằng TCP/IP hoặc UDP/IP. Giao thức GTP trao đổi dữ liệu qua các kênh. 5.3.5 Chuyển tiếp dữ liệu Chức năng chuyển tiếp của nút mạng là trao đổi chính xác các PDU nhận từ một liên kết đến một liên kết. Tại SGSN và GGSN chức năng chuyển tiếp lưu trữ tất cả các PDP PDU hợp lệ cho tới khi các PDU này được chuyển tới nút mạng tiếp theo hoặc khi đạt tới thời gian lưu trữ cực đại. Thời gian lưu trữ cực đại phụ thuộc vào cách thực hiện và bị ảnh hưởng của kiểu PDP, QoS của PDP PDU, tình trạng tiêu thụ tài nguyên, các điều kiện bộ đệm. Việc huỷ bỏ giúp cho tài nguyên tránh các trao đổi vô ích đặc biệt là các tài nguyên vo tuyến. Chức năng chuyển tiếp trong SGSN và GGSN gắn thêm các số thứ tự vào các PDP PDU nhận được từ SNDCP và từ Gi. Trong SGSN có thể thực hiện việc đánh số và sắp xếp lại thứ tự các PDP PDU trước khi chuyển các PDU này tới các SNDCP. Trong GGSN cũng thực hiện đánh số, sắp xếp lại các PDP PDU trước khi chuyển các PDP PDU tới Gi. 5.3.6 Thích nghi đầu cuối gói Chức năng này thực hiện thích nghi các gói nhận và truyền từ TE theo một kiểu cho phù hợp với quá trình truyền dẫn trong GSM. Một đầu cuối di động (MT) cung cấp các giao tiếp chuẩn khác nhau cho TE: - MT giao tiếp nối tiếp không đồng bộ và hỗ trợ PAD (thiết bị đóng mở gói). PAD không nằm trong MT mà nằm trong TE. - MT giao tiếp nối tiếp đồng bộ.
5.4 Nhận thực và mật mã

5.4.1 Mật mã thông tin (Ciphering)

Thông tin qua lớp LLC sẽ được mật mã để bảo mật và khi lớp LLC nhận được thông tin đã mật mã từ phía phát thì nó giải mã các thông tin này.
MS BTS+BSC SGSN GPRS GSM

Hình 5.3. Phạm vi mật mã trong GPRS. 5.4.1.1 Thuật toán mật mã Thuật toán mật mã có 3 tham số đầu vào và một tham số đầu ra. • Đầu vào: - Khoá mật mã Kc. - Đầu vào phụ thuộc khung (Input). - Hướng trao đổi (Direction). • Đầu ra: Ouput.
Input Direction Kc Kc Ciphering Algorithm Output Uncipher Frame MS or SGSN Ciphering Algorithm Output Cipher Frame Input Direction




SGSN or MS

Decipher Frame

Hình 5.4. Môi trường mật mã GPRS
Parameter Kc Length 64bit Giải thích Tham số LLGMM-ASSIGN-REQ nhận được từ GMM. Một tham số phụ thuộc kiểu khung: - Nếu là khung thông tin I thì Input đặt bằng một giá trị ngẫu nhiên tại thời Input 32bit điểm thiết lập kết nối LLC và tăng lên 1 cho mỗi khung. - Nếu là khung thông tin và báo hiệu UI thì Input là một gía trị không lặp liên quan đến tiêu đề của khung. Ciphering Algorithm Output Uncipher Max 1523 octet Max 1523 Thuật toán mật mã GPRS được xác định bằng tham số Ciphering Algorithm trong hàm LLGM-ASSIGN-REQ nhận được từ GMM. Đầu ra của thuật toán mật mã. Khung I hoặc UI của lớp LLC được mật mã.

Frame Ciphered Frame Diciphered Frame Direction

octet Max 1523 octet Max 1523 octet 1 bit Khung I hoặc UI đã được mật mã. Chỉ có trường thông tin và trường PCS được mật mã hoá. Khung được mật mã được tạo ra bằng phép toán XOR giữa Output và trường thông tin và FCS của khung không mật mã. Khung I hoặc UI của lớp LLC được giải mật mã. Khung này được tạo ra bằng cách XOR Output với phần được mật mã của khung mật mã. =0: Hướng truyền khung LLC từ MS sang SGSN. =1: Hướng truyền khung LLC từ SGSN sang MS.

Bảng 5.5. Các tham số mật mã 5.4.1.2 Tham số Input • Đối với khung UI: Input=((IOV-UI⊗SX)+LFN+OC)mod 232. • Đối với khung I: Input=(IOV-I+LFN+OC)mod 232. Trong đó: - IOV-UI: là một giá trị 32 bit ngẫu nhiên do SGSN tạo ra. - IOV-I: là một giá trị 32 bit ngẫu nhiên do SGSN tạo ra. - LFN: chỉ số khung LLC trong tiêu đề khung LLC. LFN có chiều dài 9bit. Đối với khung I thì LFN=N(S) còn khung UI thì LFN=N(U). - OC: bộ đếm tràn kiểu nhị phân được tính toán duy trì độc lập ở phía phát và thu. - SX: là tham số 32 bit: SX=227.SAPI +223. - +: Cộng nhị phân. 5.4.2 Nhận thực Quá trình nhận thức và mật mã hoá tương tư như tronh GSM chỉ có thuật toán A5 là thuật toán mới cho quá trình mật mã và giải mã. HLR MS - No: số siêu khung (thời gian). AUC Kinhận thực mà phát ra SRES, sử dụng RAND và Ki. A3 A8 - A3: thuật toán - A5: thuật toán mật mã chuỗi, thuộc về MS, mà phát ra thông tin dưới dạng mật Bộ ba A3 A8 A5 Ki gồm: mã, sử dụng Kc. Số siêu khung No - RAND - A8: thuật toán tạo ra khoá mật mã phát ra Kc, sử dụng RAND và Ki. Kc SRES - RAND (Random Number): số ngẫu nhiên. - CKSN (Ciphering Key Sequence Number): Số trình tự mã hoá. (1) VLR - Ki (Individual Subscriber Authentication Key): khoá nhận thực thuê bao riêng RAND+CKSN Bộ ba: biệt được gán CKSN nhiên cùng với A3, A8.SRES=A3(RAND,Ki)=Signed ngẫu (3) -RAND (2) (5) Response -Kc SRES=A3(RAND,Ki) -SRES SRES=? SRES+CKSN - Kc=A8(RAND,Ki,A5)=Ciphering Key: Khoá mật mã (là một trình tự của các ký Kiểm tra sự nhận tự mà điều khiển thao tác mã hoá(4) giải mã). và thực
(6) Kc BSS No A5, (7)
Thông tin đã được bảo mật

(7) Kc=A8(RAND, Ki,A5)

Hình 5.6. Thủ tục nhận thực Bộ ba từ AUC qua HLR đến VLR. Bộ ba này được gán cho CKSN. VLR phát (RAND+CKSN) dưới dạng không mật mã qua MSC, BSS đến MS. Trong SISM của MS tính ra SRES=A3(RAND,Ki). MS phát (SRES +CKSN) dưới dạng không mật mã về VLR. ứng với CKSN xác định, hai giá trị SRES được so sánh kết quả: - Nếu trùng thì nhận thực. - Nếu không trùng thì không nhận thực. (6) VLR phát Kc (trong bộ ba) đến BSS. (7) ở giao diện vô tuyến, BSS và MS tính ra thuật toán mật mã để truyền tin. Cả hai bên có cùng một ngôn ngữ có các bản tin trao đổi để định thời bắt đầu. Quá trình trao đổi này xảy ra tự động trong suốt đối với người sử dụng. Sau quá trình này, truyền báo hiệu liên lạc và truyền kênh đã được cấp phát.
5.5 Quá trình truyền dữ liệu trên GPRS

(1) (2) (3) (4) (5)

5.5.1 Quá trình truyền dữ liệu của một MS trong HPLMN với một PDN bên ngoài Trong quá trình này thì: - TID và NSAPI nhận dạng bối cảnh PDP của MS trong SGSN. - TID nhận dạng bối cảnh PDP trong SGSn và GGSN.

-

Để truyền các gói từ MS, một SGSN cần có một sự chuyển đổi TLLI+NSAPI thành địa chỉ GGSN+TID. Để truyền gói tới MS, một SGSN cần có một sự chuyển đổi TID thành TUI+NSAPI.
MS BSS SGSN GGSN External PDN

SNDCP PDU(TLLI,NSAPI,PDP PDU) Context: TLLI+NSAPI-->GGSN+TID GTP PDU(TID,PDP PDU) Context: TID-->PDP context (PDP address) PDP PDU PDP PDU Context: PDP address-->TID-->SGSN+TID GTP PDU(TID,PDP PDU) Context:TID-->TLLI+NSAPI+RAI+CI SNDCP PDU(TLLI,NSAPI,PDP PDU)

Hình 5.7. Truyền dữ liệu MS trong HPLMN với một PDN. 5.5.2 Quá trình truyền dữ liệu của một MS chuyển vùng với một PDN MS chuyển vùng yới một PLMN khác và SGSN đang phục vụ MS nằm trong mạng được chuyển vùng tới (VPLMN) còn GGSN lại ở trong mạng PLMN chủ (HPLMN). Một GTP PDU kết cuối ở MS được chuyển từ GGSn sang SGSN qua mạng đường trục nội bộ trong HPLMN tới mạng đường trục liên PLMN và kết thúc tại mạng đường trục của VPLMN. Quá trình chuyển các gói có thể được tối ưu nếu địa chỉ PDP được VPLMN chỉ định động.
MS BSS SGSN GGSN PDN GGSN External PDN
SNDCP PDU(TLLI,NSAPI,PDP PDU)

Context: TLLI+NSAPI-->GGSN+TID

GTP PDU(TID,PDP PDU) Context: TID-->PDP context (PDP address) PDP PDU PDP PDU Context: PDP address-->TID-->SGSN+TID GTP PDU(TID,PDP PDU)

Context:TID-->TLLI+NSAPI+RAI+CI SNDCP PDU(TLLI,NSAPI,PDP PDU)

Hình 5.8. Truyền dữ liệu của một MS chuyển vùng với một mạng PDN. 5.5.3 Quá trình truyền dữ liệu từ MS đến MS qua cùng một SGSN.

Quá trình truỳen dữ liệu này dựa trên quá trình truyền dữ liệu của MS từ và tới một mạng PDN. Khi một GGSN nhận được một GTP PDU nà mở gói GTP PDU nó thu được địa chỉ MS đích cùng trong một mạng GPRS. Tiếp đó PDP PDU mà MS gửi đi bằng cách tương tự PDP PDU nhận được từ một mạng PDN. Trong trường hợp các giao thức hướng kết nối như X.25 thì trong GGSN cần có khả năng chuyển đổi DTE/DCE.
MS1 BSS1 SGSN1 GGSN1 PDN
SNDCP PDU(TLLI1,NSAPI1,PDP PDU) Context: TLLI1+NSAPI1-->GGSN+TID1 GTP PDU(TID1,PDP PDU) Context: TID1-->PDP context1 (PDP address1)

MS2

BSS2

SGSN2

Context: PDP address2-->TID2-->SGSN+TID2 GTP PDU(TID,PDP PDU) Context:TID2-->TLLI2+NSAPI2+RAI2+CI2 SNDCP PDU(TLLI2,NSAPI2,PDP

Hình 5.9. Truyền dữ liệu từ MS đến MS qua cùng một SGSN. 5.5.4 Quá trình truyền dữ liệu MS-MS qua các GGSN khác nhau Quá trình này dựa trên quá trình truyền dữ liệu giữa các MS qua cùng một GGSN nhưng khác với trường hợp trên là GGSN không điều khiển lưu lượng đi của MS1 và lưu lượng đến của MS2. Khi GGSN1 thu được địa chỉ đích từ PDPPDU và xác định được mạng con cần đưa các PDU tới, bảng định của GGSN này có một “đường tắt” tới GGSN2. Thay vì định tuyến các PDPPDU qua mạng PDN, GGSN có khả năng định tuyến qua mạng đường trục liên PLMN. - Nếu GGSN1 không biết “đường tắt” tà một nhà khai thác đến các nhà khai thác khác thì các PDPPDU được truyền qua mạng PDN. Đối với GGSN1 thì MS2 được xem như một nút mạng cố định bình thường. - Trong trường hợp các giao thức hướng kết nối X.25 thì trong GGSN thực hiện quá trình chuyển đổi DTE/DCE.
MS1 BSS1 SGSN1 GGSN1 PDN
SNDCP PDU(TLLI1,NSAPI1,PDP PDU) Context: TLLI1+NSAPI1-->GGSN+TID1 GTP PDU(TID1,PDP PDU) Context: TID1-->PDP context1 (PDP address1) GTP PDU Context: PDP address2-->TID2->SGSN+TID2 GTP PDU(TID,PDP PDU) Context:TID2-->TLLI2+NSAPI2+RAI2+CI2 SNDCP PDU(TLLI2,NSAPI2,PDP

MS2

BSS2

SGSN2

Hình 5.10. Truyền dữ liệu MS-MS qua các GGSN khác nhau.

Một số từ viết tắt.
A3 A5 A8 Authentication algorithm A3 Encryption algorithm A5 Ciphering key generating algorithm A8 Thuật toán nhận thực A3 Thuật toán nhận thực A5 Thuật toán tạo khoá mật mã A8

AB ABM ACK ADM APN ARQ ATM BCS BEC BER BG BH BS BSC BSIC BSS BSSAP+ BSSGP BTS C/R CA CCU CDR CG CGF CGI CI CONS CRC CS CS DCOMP DHCP DISC DL DM DNIC

Access Burst Asynchrouns Balanced Mode ACKnowledgement Asynchronous Disconnected Mode Access Point Name Automatic Repeat reQuest Asychronous Transfer Mode Block Check Sequence Backward Error Correction Bit Error Rate Border Gateway Block Header Billing System Base Station Controller Base transceiver Station Identity Code Base Station Subsystem Base Station System Application Part + Base Station System GPRS Protocol Base Transceiver Station Command/Response field bit Cell Allocation Channel Codec Unit Call Detail Record Charging Gateway Charging Gateway Functionality Cell Global Identification Cell Identify Connection-oriented network service Cyclic Redundancy Check Coding Scheme Circuit Switched Data COMPression Dynamic Host Confinguration Protocol DISconnect Data Link (layer) Disconnected Mode Data network identifier

Cụm truy nhập Chế độ cân bằng không đồng bộ Khung phúc đáp Chế độ ngắt kết nối khong đồng bộ Tên điểm truy nhập dịch vụ Yêu cầu tự động lặp lại Chế độ truyền không cân bằng Chuỗi kiểm tra khối Sửa lỗi sau Tốc độ lỗi bit Cổng tiếp giáp Tiêu đề khối Hệ thống lập hoá đơn Đơn vị điều khiển trạm gốc Mã nhận dạng trạm thu phát gốc Phân hệ trạm gốc Phần ứng dụng hệ thống trạm gốc Giao thức hệ thống trạm gốc + Trạm thu phát vô tuyến gốc Bit yêu cầu/ đáp ứng Số lượng kênh vô tuyến trong một cell Đơn vị mã hoá kênh Bản ghi chi tiết cuộc gọi Cổng tính cước Chức năng cổng tính cước Chỉ số nhận dạng toàn cầu của cell Nhận dạng cell Dịch vụ mạng hướng kết nối Chuỗi kiểm tra vòng dư Kiểu mã hoá kênh Chuyển mạch kênh Nhận dạng thuật toán nén dữ liệu người dùng được sử dụng cho N-PDU Khung ngắt kết nối Lớp liên kết dữ liệu Chế độ ngắt kết nối Nhận dạng mạng dữ liệu

DNS DRX DTE DTM DTX EIR ETSI F F/W FA FAC FBI FCS FEC FH FN FR FRMR GGSN GMM GMM/SM GMSC Ga Gb Gc Gd Gf Gi Gn Gp Gr Gs GPRS

Domain Name Server Discontinuous reception (mechanism) Data Terminal Equitment Dual Transfer Mode Discontinuous transmission (mechannism) Equipment Identity Register European Telecommunications Standards Institute First segment indicator bit Firewall Full Allocation Final Assembly Code Final Block Indicator Frame Check Sequence Forward Error Correction Frame Header Frame Number Full Rate FraMe Reject Gateway GPRS Support Node GPRS Mobility Management GPRS Mobility Management and Session Management Gateway Mobile-services Switching Center

Dịch vụ tên miền Phương thức thu gián đoạn Thiết bị đầu cuối dữ liệu Chế độ truyền kép Phương thức phát không liên tục Thanh ghi nhận dạng thiết bị Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu Bit chỉ thị segment đầu tiên Bức tường lửa Cấp phát kênh đầy đủ Mã lắp ráp lần cuối Nhận dạng khối RLC/MAC dữ liệu cuối cùng Chuỗi kiểm tra khung Sửa lỗi trước Tiêu đề khung Chỉ số khung TDMA Toàn tốc Khung thông báo từ chối yêu cầu Nút cổng giao tiếp hỗ trợ GPRS Thực thể quản lý di động Thực thể quản lý di động và quản lý phiên Tổng đài di động Giao diện thu thập dữ liệu tính cước (giữa SGSN hoặc GGSN với CGF) Giao diện giữa SGSN và BSS Giao diện giữa GGSN và HLR Giao diện giữa SMS-GMSC và SGSN, SMSIWMSC và SGSN Giao diện giữa SGSN và EIR Điểm tham khảo giữa mạng GPRS và mạng dữ liệu gói bên ngoài Giao diện giữa hai GSN trong cùng một mạng PLMN Giao diện giữa hai GSN trong các mạng PLMN khác nhau Giao diện giữa SGSN và HLR Giao diện giữa SGSN và MSC/VLR Dịch vụ vô tuyến gói chung

GRR GSM GSM MS GSM PLMN GSN GTP HDLC HLR HPLMN HR I ICMP IMEI IMSI IP IPv4 IPv6 ISDN ISP ISUP IWF IWMSC k K Kc Ki L1 L2TP L3 LA LAC LAI LAN LAPB LAPD LCP

General Packet Radio Server GPRS Radio Resources service access point Global System for Mobile communications GSM Mobile Station GSM Public Land Mobile Network GPRS support node GPRS Tunneling Protocol High Level Data Link Control Home Location Register Home PLMN Half Rate Information frame Internet Control Message Protocol International Mobile station Equitment Identity International Mobile Subscriber Identity Internet Protocol Internet Protocol version 4 Internet Protocol version 6 Intergrated Services Digital Network Inetrnet Service Provider ISDN User Part (of signalling system No.7) InterWorking Function InterWorking MSC Windows size Constraint length of the convolutional code Ciphering key Individual subscriber authentication key Layer 1 Layer-2 Tunnelling Protocol Layer 3 Location Area Location Area Code Location Area Identity Local Area Network Link Access Protocol Balanced Link Access Procedure on the D-channel Limk Control Protocol

Điểm truy nhập dịch vụ của các tài nguyên vô tuyến GPRS Hệ thống thông tin di động toàn cầu Thiết bị di động GPRS Mạng thông tin di động mặt đất GSM Nút mạng hỗ trợ GPRS Giao thức truyền dẫn GPRS Giao thức điều khiển liên kết logic mức cao Thanh ghi định vị thường trú Mạng PLMN thường trú Bán tốc Khung I Giao thức điều khiển bản tin Internet Chỉ số nhận dạng thiết bị di động quốc tế Chỉ số nhận dạng tthuê bao di động quốc tế Giao thức liên mạng Giao thức liên mạng phiên bản 4 Giao thức liên mạng phiên bản 6 Mạng số đa dịch vụ Nhà cung cấp dịch vụ Internet Phần người dùng của ISDN (cho báo hiệu số 7) Phần tử mạng có chức năng kết nối với mạng khác MSC tương tác Kích thước cửa sổ Chiều dài của mã xoắn Khoá mật mã Khoá nhận thực thuê bao riêng biệt Lớp 1 Giao thức truyền dẫn lớp 2 Lớp 3 Vùng định vị Mã vùng định vị Nhận dạng vùng định vị Mạng cục bộ Giao thức truy nhập liên kết cân bằng Thủ tục truy nhập liên kết trên kênh D

LI LL LLC LLE LLGMM LLM LL-PDU LNS LV M MA MAC MACN MAP MCC ME MF MNC MNS MO MS MSC MSISDN MSRN MT MTP MTP2 MTP3 MTU NB NCC NCP NDC NM NMC NMG NMN

Length Indicator Logical Link Logical Link Control Logical Link Entity LLC to GPRS Mobility Management service access point Logical Link management LLC-PDU L2TP Network Service Length and Value More bit used to indicate the last segment of NPDU Mobile Allocation Medium Access Control Mobile Allocation Channel Number Mobile Application Part Mobile Country Code Mobile Equipment MultiFrame Mobile Network Code Mobile Network Signalling Mobile Originated Mobile Station Mobile-services Switching center Mobile Station International ISDN Number Mobile Station Roaming Number Mobile Terminal Message Transfer Part Message Transfer Part layer 2 Message Transfer Part layer 3 Maximum Transmission Unit Nomal Burst Network (PLMN) Colour Code Network Control Protocol National Destination Code Network Management Network Management Center Network Management Gateway

Giao thức điều khiển liên kết Trường chỉ thị độ dài khối RLC/MAC Liên kết logic Điều khiển liên kết logic Thực thể liên kết logic điểm truy nhập dịch vụ giữa lớp LLC và thực thể quản lý di động GPRS trong lớp SNDCP Quản lý liên kết logic Đơn vị dữ liệu giao thức lớp LLC Dịch vụ mạng của giao thức truyền dẫn lớp 2 Định dạng kiểu phần tử thông tin trong giao thức GTP, kiểu: chiều dài, giá trị Các kênh vô tuyến cấp phát cho MS Lớp điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn Số lượng kênh vô tuyến cấp phát cho MS Phần ứng dụng di động Mã di động quốc gia Thiết bị di động Đa khung Mã mạng di động Báo hiệu mạng di động Truyền dữ liệu từ MS Máy thuê bao di động Ttổng đài di động Số ISDN của thuê bao Số chuyển vùng của thuê bao Đầu cuối di động Phần chuyển giao tin báo Phần chuyển giao tin báo lớp 2 Phần chuyển giao tin báo lớp 3 Đơn vị truyền dẫn cực đại Cụm bình thường Mã mạng Giao thức điều khiển mạng Mã nơi nhận trong nước Chức năng quản lý mạng Trung tâm quản lý mạng

NMSI N-PDU NS NSAP NSAPI NSDU NSS NT OMC OSI PACCH PAD PAGCH PBCCH PC PCCCH PCOMP PCU PDCH PDN PDP PDTCH PDU PH PHF PL PLMN PNCH PPCH PPF PPP PPSN PRACH PSDN PSPDN PSTN PTCCH PTM

Network Management Node National Mobile Station Identification number Network Protocol Data Unit Network Service Network Service access Point Network layer Service Access Point Identifier Network Service data unit Network and Switching Subsystem Network Termination Operations and Maintenance Center Open System Interconnection Packet Associate Control Channel Packet Assembler/Disassembler Packet Access Grant Channel Packet Broadcast Control Channel Power Control Packet Common Control Channel Protocol COMPression Packet Control Unit Packet Data Channel Packet Data Network Packet Data Protocol Packet Data Traffic Channel Protocol Data Unit Physical Layer Packet Handler Function Physical Link Public land mobile network Packet Notification Channel Packet Paging Channel Paging Proceed Flag Point to point Protocol Public Packet Switched Network Packet Random Access Channel Packet Switched Data Network Packet Switched Public Data Network Public Switched Telephone Network Packet Timing Advance Control Channel

Cổng quản lý mạng Nút quản lý mạng Nhận dạng máy di động quốc gia Đơn vị dữ liệu giao thức mạng Dịch vụ mạng Điểm truy nhập dịch vụ mạng Nhận dạng điểm truy cập dịch vụ mạng Đơn vị dữ liệu dịch vụ mạng Phân hệ mạng và chuyển mạch Đầu cuối mạng Trung tâm khai thác và bảo dưỡng Mô hình kết nối mở hệ thống Kênh điều khiển liên kết gói Đơn vị đóng mở gói Kênh cho phép truy nhập kiểu gói Kênh điều khiển quảng bá kiểu gói Điều khiển công suất Kênh điều khiển chung kiểu gói Nhận dạng thuật toán nén thông tin Đơn vị điều khiển gói Kênh dữ liệu gói Mạng dữ liệu gói Giao thức dữ liệu gói Kênh lưu lượng dữ liệu gói Đơn vị dữ liệu giao thức Lớp vật lý Chức năng điều khiển gói Lớp liên kết vật lý Mạng di động mặt đất công cộng Kênh thông báo kiểu gói Kênh nhắn tin kiểu gói Cờ cho phép tiếp tục nhắn tin Giao thức điểm -điểm Mạng chuyển mạch gói công cộng Kênh truy nhập ngẫu nhiên kiểu gói Mạng dữ liệu chuyển mạch gói Mạng dữ liệu công cộng kiểu chuyển mạch gói

P-TMSI PTP QoS RA RAB RAC RADIUS RAI RAND REJ RFC RLC RLP RNR RR S SABM SACK SAP SAPI SDU SGSN SIM SM SMS SM-SC SMSGMSC SMSIWMSC SN SNDC SNDCP SN-PDU SNR SNSM SP SPC

Point to Multipoint Packet-TMSI Point to point Quanlity of service Routeing Area Random Access Burst Routeing Area Code Remote Authentication Dial In User Service Routeing Area Identity RANDom number (user for authentication) REJect(ion) Radio Frequency Channel Radio Link Control Radio Link Protocol Receive Not Ready Receiver Ready Supervisory frame Set Asynchronous Balanced Mode Selective ACKnowledgement Service Access Point Service Access Point Identifier Service Data Unit Serving GPRS Support Node Subscriber identity Module Session Management Short Message Service Short Message service Service Center Short Message Service Gateway MSC Short Message Service Interworking MSC Subscriber Number SubNetwork Dependent Convergence SubNetwork Dependent Convergence Protocol SNDCP-PDU Serial NumbeR SNDCP-SM Signalling Point Signalling Point Code

Mạng thoại công cộng Kênh điều khiển sớm định thời kiểu gói Dịch vụ điểm -đa điểm TMSI dạng gói Dịch vụ điểm-điểm Chất lượng dịch vụ Vùng định tuyến Cụm truy nhập ngẫu nhiên Mã vùng định tuyến Dịch vụ nhận thực người dùng từ xa bằng quay số Nhận dạng vùng định tuyến Số ngẫu nhiên Khung REJ Kênh sóng mang Lớp điều khiển liên kết vô tuyến Giao thức liên kết vô tuyến Khung RNR Khung RR Khung S Chế độ cân bằng không đồng bộ Khung SACK (phúc đáp có lựa chọn) Điểm truy nhập dịch vụ Nhận dạng điểm truy nhập dịch vụ Đơn vị dữ liệu dịch vụ Nút dịch vụ hỗ trợ GPRS Module nhận dạng thuê bao Thực thể quản lý phiên Dịch vụ tin ngắn Trung tâm dịch vụ tin ngắn Tổng đài cổng phục vụ tin ngắn Tổng đài tương tác phục vụ tin ngắn Số thuê bao Lớp hội tụ phụ thuộc mạng con Giao thức hội tụ phụ thuộc mạng con Đơn vị dữ liệu giao thức lớp SNDCP Số seri máy

SRES SS SS7 SSN SVC TA TAC TBF TCAP TDMA TE TFI TI TIA TID TLLI TLV TMN TMSI TN TRAU TS TSC TUP TV UA UDP UI UNI USF V(S) VAD VLR VPLMN X XID

Signed RESponse (authentication) Supplementary Service Signalling System No.7 Sub-System Number Switched Virtual Circuit Timing Advance Type Approval Code Temporary Block Flow Transaction Capabilities Application Part Time Division Multiple Access Terminal Equipment Temporary Block Flow Transaction Identificatier Telecommunications Industry Association Tunnel Identifier Temprorary Logical Link Identifier Type, Length and Value Telecommunications Management Network Temporary Mobile Subscriber Identity Timeslot Number Transcorder and Rate Adaptor Unit Time Slot Training Sequence Code Telephone User Part (SS7) Type and Value Unnumbered Acknowledgement User datagram Protocol Unconfirmed Information User-to-Network Interface Uplink State Flag Send state variable Voice Activity Datection Visitor Location Register Visited PLMN Spare bit EXchange Identification

Thực thể quản lý phiên thuộc lớp SNDCP Điểm báo hiệu Mã điểm báo hiệu Sự đáp lại mật hiệu Dịch vụ phụ Hệ thống báo hiệu số 7 Số phân hệ Chuyển mạch kênh ảo Sự sớm định thời Mã công nhận Luồng tạm thời các khối vô tuyến Phần ứng dụng các khả năng giao dịch Đa truy nhập theo thời gian Thiết bị đàu cuối Nhận dạng tạm thời khung Nhận dạng giao dịch Hiệp hội công nghiệp Viễn thông Nhận dạng kênh truyền Nhận dạng tạm thời mức liên kết Định dạng kiểu phần tử thông tin trong giao thức GTP Mạng quản lý viễn thông Nhận dạng tạm thời thuê bao di động Chỉ số khe thời gian Khối chuyển đổi mã và tốc độ Khe thời gian Mã chuỗi huấn luyện Phần người dùng của điện thoại Định dạng kiểu phần tử thông tin, kiểu: loại, giá trị Khung UA Giao thức dữ liệu người dùng Khung UI Giao diện người dùng-mạng Cờ trạng thái hướng lên Biến trạng thái phía gửi Bộ phát hiện tích cực thoại Thanh ghi định vị tạm trú

Mạng PLMN tạm trú Bit dự phòng Nhận dạng trao đổi tham số



Tài liệu tham khảo Tài liệu download trên mạng:

- www.cisco.com - www.gsmworld.com  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Multiplexing and multiple access on the radio path (GSM 05.02).  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS), Service description, Stage 1 (GSM 02.06).  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS), Service description, Stage 2 (GSM 03.06).  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS), GPRS Tunnelling Protocol (GTP) across the Gn and Gp Interface (GSM 09.60).  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS). Mobile Station (MS)- Base Station System (BSS) interface; Radio Link Control/Medium Access Control (RLC/MAC) protocol (GSM 04.60)  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Numbering, addressing and identification (GSM 03.03)  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS)-GPRS ciphering algorithm requirements (GSM 01.61)  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS). Mobile Station (MS)-Serving GPRS Support Node (SGSN) Subnetwork Dependent Convergence Protocol (SNDCP) (GSM 04.65).  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS). Interworking between the Public Land Mobile Network (PLMN) supporting GPRS and Packet Data Networks (PDN) (GSM 09.61).  Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS). Mobile Station- Serving GPRS Support Node (MS-SGSN) Logical Link Control (LLC) layer specification (GSM 04.64)  General Packet Radio Service (GPRS), Technical Description, Ericsson.

Sponsor Documents

Or use your account on DocShare.tips

Hide

Forgot your password?

Or register your new account on DocShare.tips

Hide

Lost your password? Please enter your email address. You will receive a link to create a new password.

Back to log-in

Close