WirelessBR

Formatos dos Quadros

Tipos de Quadros

• Existem 4 tipos de formato de quadros:

          – A

          – B

          – A bis

          – B bis

• Todos os quadros são formados por conjunto de campos de 8 bits chamados de octetos

Quadro A

• Utilizado pelos canais DCCH para manter o canal de controle ativo mesmo quando não há conteúdo de mensagem sendo transmitido

• Campos do quadro A:

          • Address field

          • Control field

          • Lenght Indicator

          • Fill bits

• Denote que este quadro não possui um campo específico para transmissão de dados de sinalização, onde então o fill bits é utilizado para enviar uma espécie de "mensagem nula"

Ilustração – Quadro A

Quadro B

• Utilizado pelos canais DCCH que tem alguma mensagem a ser transmitida

• Este quadro possui então um campo próprio para trafegar a informação

• Campos do quadro B:

            • Address field

            • Control field

            • Lenght Indicator

            • Information Field

            • Fill bits

Formatos A bis e B bis

• São utilizados para troca de mensagens que não necessitam de confirmação, não possuindo o campo control field

                         • Em geral são mensagens de baixa prioridade dos canais BCCH, PCH e AGCH que são transmitidos pela base, e esta "não se importa" se o móvel recebeu ou não a mensagem

• Nenhum campo deste quadro possui tamanho fixo

• A diferenciação entre os quadros A bis e B bis é análoga ao dos quadros A e B

Ilustração Quadros – A bis B bis

Campos dos Quadros

• Tamanho máximo de 1 octeto (8 bits)

• Usado para endereçar o SAP (service access point)

          – Existem 2 tipos de SAP para uso na interface rádio:

                     • Para sinalização

                     • Short message – Embora seja tráfego de usuário, este é transportado como se fosse dado de sinalização

• Slots do Addrees Field:

         • X – Reservado

         • LPD – assume sempre a sequencia 00 "protocol discriminator"

         • SAPI – 000 Usado para sinalização, 011 usado para SMS

         • C/R – Indica se o quadro é de comando (0) ou de resposta a algum comando (1)

          • E/A – Indica se o octeto é ou não o último do campo de endereço. Atualmente sempre "setado"com o bit 1 = único octeto para endereço

• Contém também apenas 1 octeto, e só existe nos quadros A e B

• Possui as seguintes funções:

         – Informar dentre os 3 tipos existentes que tipo de quadro A e B são:

                    • Information (I)

                    • Supervisory (S)

                     • Unnumbered (U)

        – Controle das mensagens enviadas e recebidas, através da numeração N(S) e N(R).

• Os slots do control field serão descritos com detalhes adiante.

Tipos dos Quadros A e B – Information Frame

• Carrega informação da camada 3

• É numerado (possui N(S) e N(R)) para controle de mensagens enviadas com sucesso.

Tipos dos Quadros A e B – Supervisory Frame

• Utilizado pela camada 2 para "conversar entre si" podendo então:

       – Utilizando os campos de controle de número de mensagens enviadas, atuar na reemissão de algum quadro importante que fora perdido.

Tipos dos Quadros A e B – (Unnumbered Frame)

• Oferece funcionalidades adicionais a camada 2

• Não possuem campos de controle de envio de mensagens N(S) e N(R)

• Funcionalidades deste quadro serão descritas no slide "slots do control field"

• Para cada tipo de quadro o campo de controle possui diferentes "slots":

           – N(S) --> Achado apenas no quadro I, indicando o número do quadro que está sendo transmitido, possui 3 bits portanto a contagem é "módulo 8"

           – N(R) --> Achado nos quadros S e I indica o número do próximo quadro esperado, também possui 3 bits

          – Poll/Final -->® Indica se um comando enviado espera uma resposta (1) ou não (0)

          – S e N --> Bits de supervisão cada combinação indica uma funcionalidade.

                            • Para quadro S tem-se:

                                           – SS = 00 --> Receive Ready: Receptor pronto para receber novos frames

                                           – SS = 01 -->  Receive Not Ready: Temporariamente receptor não pode receber novos frames

                                           – SS = 10 ® Reject Frame: Ocorre quando há perda de quadros, e o

transmissor tem que recomeçar novamente a partir de um determinado quadro

                          • Para o quadro U tem-se ao todo 5 bits:

                                         – UUUUU = 00111 --> SABM command: Habilita contagem módulo 8
(permite então transmissão de multiplos quadros)

                                         – UUUUU = 01000 --> DISC: Termina operação de multiplos quadros

                                          – UUUUU = 01100 --> UA Response: Enviado em resposta ao SAMB

                                          – UUUUU = 00000 -->  Indica que quadros não enumerados de baixa
prioridade estão sendo transmitidos

                                          – UUUUU = 00011 --> DM: Disconect Mode

• Não contém número fixo de octetos (mas no caso do GSM utiliza apenas 1) tendo os seguintes slots:

                 – L – Indica o número de octetos do frame que contém este campo

                – M – Indica se a mensagem veio inteiramente ou será completada no próximo quadro.

                 – EL – Sempre "setado" em 1 para inficar que o campo lenght possui apenas 1 octeto.

• Presente somente nos formatos B e B bis

• Sempre vem após o campo lenght

• Carrega informação proveniente da camada 3 (network layer) e seu tamanho depende de qual canal lógico (camada 1) a informação será mapeada

           – Se a informação é menor do que um quadro comum o resto deste é preenchido com bits do campo fill bits

Layer 3 – Network Layer

Introdução

• A camada de rede é a última estrutura da interface MS-BTS

• É conhecida também como camada de sinalização

• Este protocolo tem as funções que permite o estabelecimento, manutenção e término da ligação. Também possui funções que possibilitam os serviços suplementares

• As informações da camada 3 são mapeadas na camada 2 no campo information.

Sub-Camadas

• A camada de rede é formada por 3 subcamadas:

     – Radio Resource Management (RR)

     – Mobility Management (MM)

     – Connection Management (CM)

• Subcamada intimamente ligada a camada física da interface rádio, com as funções:

      • Alocação e liberação de canais

      • Controle de Potência

      • Handover

      • Algorítimo de frequency hoppinp

• Enfim esta subcamada tem a função de prover todas as funcionalidades para a alocação do canal móvel.

• A rede fixa não tem subcamada equivalente pois o meio físico esta sempre alocado para um
determinado terminal.

• Funções providas:

       • Checagem do ID do equipamento incluindo a verificação se usuário esta permitido a usufruir dos serviços

       • Provisão de segurança para o móvel

       • Existindo uma conexão RR é provida uma conexão MM

• Para executar funções acima a camada utiliza procedimentos pré-determinados tais como:

       • Atualização da localização

       • Autentificação.

• Gerencia todas as funções para controle de chamada

• Para troca de mensagens desta subcamada, a conexão MM tem que estar estabelecida.

Estrutura da Mensagem da Camada de Rede

• Tem-se abaixo os campos da mensagem:

         • TI --> É um ponteiro para distinguir entre possíveis conexões CM em paralelo.

         • Protocol Discriminator ®Mostra qual a natureza da mensagem a ser transmitida (RR, MM, CM, call control, SMS service, etc...)

         • Message Type ®Indica a função específica da mensagem. Utiliza 6 bits que possibilita a diferenciação de até 64 funcões diferentes.

         • Information Elements ® Pode haver um ou mais IE’s na mensagem.

Existem IE’s obrigatórios e opcionais:

         – IE obrigatório -->  Carregam informação da mensagem

         – IE opcional --> Informam ao receptor da mensagem o propósito desta.

Analogia entre as Camadas: 1 2 e 3

• A camada 3 (camada de rede) é o chefe que envia as ordens (mensagens) para a camada 2 (data link layer) que faz o papel de secretária, onde esta envelopa e endereça a mensagem enviando o malote para o carteiro (camada 1 – física)

• A secretária da "outra ponta" recebe o malote do carteiro e lendo o endereçamento repassa a informação para o chefe referenciado (camada 3)

• Denote que cada camada inclui campos e informações que lhe são peculiares para desempenhar suas atividades, sendo transparentes as outras camadas.

Funções das outras Interfaces Internas da Rede GSM

Interface A – BSC/MSC

• Canais de tráfego e enlaces de sinalização SS7

• Capacidade n-vezes 2 Mbits

• Funções da interface A:

               • Tráfego de voz e dados

               • Gerência de BSS (ex. alocação de canais)

               • Controle de chamadas

               • Gerência de Mobilidade

              • Serviços suplementares  

               • Serviços de mensagens curtas

Interface A bis – BSC/BTS

• Canais de tráfego e controle

• Taxa básica 16 Kbps

• Capacidade n-vezes 2 Mbits

• Funções da interface:

        • Tráfego de voz e dados

        • Sinalização entre BSC e BTS

        • Transporte de informação de sincronização para BTS

Interface A sub – BSC/TRAU

• Interface entre BSC e TRAU

• Faz o ajuste das taxas de transmissão para 16 Kbps

• Multiplexa para canais de 2 Mbits

Interface B – MSC/HLR

• Enlaces de sinalização SS7

• Interface de sinalização apenas

• Funções providas:

                 • Requisição do número da estação móvel em roaming (MSRN) por parte do MSC, para o estabelecimento de uma chamada terminando em um usuário em Roaming

                • Transmissão de informações para o encaminhamento de uma terminação de chamada para um usuário em roaming

Interface D – VLR/HLR

   • Apenas interface de sinalização (SS7)

   • Transmissão de dados dos usuários móveis entre HLR e VLR

   • Funções implementadas:

           • Transferência de parâmetro de autentificação

           • Registro e atualização da localização do usuário

           • Recuperação dos registros de localização dos usuários

           • Manutenção e autenficação do perfil do usuário.

Interface E – MSC/MSC

• Estabelecimento de conexões entre áreas de serviços de MSC’s distintos

• Conexões de tráfego e de sinalização SS7

• Funcões implementadas:

           • Tráfego de voz e dados

           • Handover entre MSC’s

           • Disponibilização de informações de controle para handover

           • Estabelecimento e liberação de conexões

Interface G – VLR/VLR

• Transferência de informações dos usuários durante o procedimento de registro da  localização

• Enlaces de sinalização SS7

• Funções implementadas:

             • Registro da localização

             • Transferências das triplas de autenticação e cifragem

Interface F – MSC/EIR

• Validação de terminais através da Identidade Internacional do Equipamento Móvel (IMEI)

• Enlaces de sinalização SS7

Interface H – HLR/AC

• Obtenção dos parâmetros de autenticação dos usuários móveis

• Interface interna – protocolo não padronizado