GSM上层协议及其在测试中的应用

1、GSM上层协议

　　GSM协议的设计本身参照了OSI(开放系统互联模型)，对协议栈的分层是按功能平面进行的，一层叠在一层上面。最底层完成信息在两个远距离实体之间的物理传输，要依赖物理介质。在每一层中，各实体通过交换信息，协同工作以提供上一层需要的服务，这些服务是对它下一层提供的服务的增强。层与层间实体的信息交换是通过业务接入点的一系列原语进行的。信息交换的路由功能是通过PD(ProtocolDiscriminator，协议鉴别器)和TI(TransactionIdentifier，事务标识符)实现的。信息流穿过不同实体间接口处的参考点的交换规则，称为信令协议。

　　图1表示了GSM数字移动通信系统的信令结构，横向是根据物理的设置，从最左边移动台开始，顺次接入系统的各种地面设施；纵向对应于各个功能层面，从最低的传输层开始，逐步到各种高层面。

　　图1  GSM数字移动通信系统的信令结构

　　1.1无线资源管理层

　　无线资源管理层的作用是在呼叫期间建立和释放移动台和MSC(移动业务交换中心)之间的稳定连接。

　　无线资源管理层的功能主要由移动台和BSC(基站控制器)完成。另外，由于切换过程的责任完成位于无线资源管理层内，因此MSC内实现的一部分功能也属于无线资源管理层。

　　无线资源管理层的子功能如下：

　　(1)初始化功能

　　接入和初始分配，移动台两个主要状态之间转换的功能，即从“空闲”模式到“专用”模式。移动台申请初始化的原因有三个：执行小区位置更新、应答一次寻呼、建立呼叫(包括附加业务请求，发送短消息请求)。

　　(2)寻呼功能

　　有三种模式，正常寻呼模式、完全寻呼模式、扩展寻呼模式。

　　(3)传输模式与加密模式管理功能

　　用GSM传输连在移动台和与合作网络的互联点之间携带用户信息的方式，包括：无线信道模式、加密模式、非连续传输模式。

　　(4)切换执行功能

　　在小区改变时，切换程序用于完全地修改分配给MS(移动台)的信道。

　　(5)无线资源管理对话释放功能

　　(6)负载管理功能

　　公用信道上的负载、业务信道上的负载、通用负载。

　　(7)SACCH(慢速随路信道)功能

　　●无线传输控制：在下行链路方向上，携带与功率控制和定时超前有关的命令；在上行链路方向上，携带测量报告以及移动台的相应应答。

　　●短信息。

　　●通用信息：监视测量过程的参数(监视的频率表，BSIC鉴别，BCCH频率指示)；控制无线链路失败监测的参数；上行链路不连续传输应用的要求；与规范的当前状态不直接相关的其他信息。

　　(8)频率重定义功能

　　用于改变与其它移动台同步的移动台使用的跳频信道的频率特性，以适应小区频率表的变化。

　　(9)通用信息广播功能

　　小区选择信息、空闲模式功能的信息、接入所需的信息、专用模式移动台的信息、小区识别码、报文安排和内容。

　　1.2移动性和安全性管理层

　　(1)位置管理和小区选择

　　(2)位置区划分和结构

　　(3)位置更新

　　(4)安全性管理

　　防止无权用户的接入、提供有权用户通信的保密性。

　　1.3通信管理层

　　(1)呼叫控制功能

　　移动终接呼叫路由、移动起始呼叫建立、移动终接呼叫建立。

　　(2)查询

　　呼叫释放、呼叫内功能。

　　(3)附加业务管理功能

　　电话无条件呼叫转发、所有基本业务忙时呼叫转发等。

　　(4)短消息功能(空闲状态和专用状态)

　　移动起始短消息、移动终接短消息。

　　移动终接呼叫建立程序见图2。

　　图2  移动终接呼叫建立程序