SCCP được sử dụng bởi hai phần ứng dụng : phần ứng dụng BSS BSSAP để điều khiển cuộc gọi và các nhiệm vụ liên quan và phần ứng dụng vận hành & bảo dưỡng BSS BSSOMAP cho các mục đích khai
Trang 14.2 Sử dụng SCCP
Trong mạng GSM, SCCP được sử dụng trong những trường hợp sau:
Ở giao diện A giữa MSC và BSC SCCP được sử dụng bởi hai phần ứng dụng : phần ứng dụng BSS (BSSAP) để điều khiển cuộc gọi và các nhiệm vụ liên quan và phần ứng dụng vận hành & bảo dưỡng BSS (BSSOMAP) cho các mục đích khai thác và bảo dưỡng Sử dụng giao thức lớp 0 và lớp 2
Các giao diện giữa các khối trong SS (MSC , VLR , HLR , AUC và EIR) sử dụng SCCP cùng với phần ứng dụng khả năng trao đổi (TCAP) và phần ứng dụng di động (MAP) Chỉ có giao thức lớp 0 được sử dụng TCAP điều khiển các quan hệ báo hiệu logic (các giao dịch) và các thủ tục do các giao dịch thực hiện Các số liệu đặc thù được đặt ở MAP
Ở giao diện A có thể có các quá trình liên quan hoặc không liên quan đến kênh của người sử dụng Chẳng hạn khi thiết lập cuộc gọi một số bản tin được trao đổi trước khi kênh của người sử dụng được ấn định cho cuộc gọi Để tránh
sự khác biệt không cần thiết cho các trường hợp khác nhau, trên toàn bộ mạng SCCP được sử dụng ở giao diện A (nghĩa là CIC không được sử dụng ở nhãn định tuyến) Nếu cần CIC trong bản tin thì nó được viết vào BSSAP hoặc BSSOMAP
Các lĩnh vực sau đây ở GSM có thể không sử dụng SCCP :
Giao diện vô tuyến giữa trạm di động và trạm gốc, giao diện Abis giữa trạm BTS và BSC
Quá trình thiết lập và xoá cuộc gọi giữa các MSC, phần người sử dụng liên quan đến kênh sử dụng, phương pháp báo hiệu liên kết kênh (MFC R2), các tiến trình liên quan đến mạng cố định
SCCP định địa chỉ : Nhiều địa chỉ SCCP được cần thiết để truy nhập các
thành phần của hệ thống di động và định tuyến các bản tin hoặc hỗ trợ sự trao đổi với các tổng đài của mạng cố định Các phần sau được coi là các điểm đầu cuối :
- Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC)
- Bộ ghi định vị thường trú (HLR)
- Bộ ghi định vị tạm trú (VLR)
4.2.1 Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC)
Địa chỉ của SCCP được yêu cầu trong những trường hợp sau :
Bởi VLR khi vị trí của một máy di động cần phải được xác định
Bởi VLR khi trả lời một sự trao đổi hoặc khởi tạo bởi MSC
Bởi HLR để công nhận một yêu cầu hoặc thông tin từ MSC
Trang 2 Bởi MSC khác trong trường hợp chuyển giao.
Trong trường hợp , VLR biết mã điểm báo hiệu (SPC) của MSC và có thể
sử dụng nó như một địa chỉ cho tin báo
Trong trường hợp và sự trao đổi được khởi tạo bởi chính MSC, vì vậy bản tin nhận được chứa thông tin cần thiết trong trường địa chỉ cuộc gọi Nếu cả hai thành phần cùng trong một quốc gia, được nối tới cùng một mạng báo hiệu thì địa chỉ được gửi đến có thể là SPC của MSC Nếu thành phần ở xa không cùng trong một mạng báo hiệu thì một tên toàn cầu phải được gửi ; đây là thông tin có thể là số roaming của trạm di động thích hợp hoặc một số được gửi trong dãy được phân cho MSC đó và sử dụng như một địa chỉ dịch vụ để nhận dạng tổng đài
Trong trường hợp , MSC được gọi là tổng đài lân cận MSC nguồn vì vậy biết nhận dạng và địa chỉ của MSC đích
4.2.2 Bộ ghi định vị thường trú HLR
HLR được gọi trong các trường hợp sau:
Bởi tổng đài cố định gọi MSC cổng khi một cuộc gọi tới thuê bao di động phải được thiết lập Sự hỏi này được sử dụng để biết được số roaming của máy di động
Bởi VLR khi phải thực hiện một thủ tục cập nhật vị trí
Bởi VLR khi nó phải yêu cầu hoặc gửi một vài số liệu liên quan tới một thuê bao nằm trong vùng của nó
Bởi một MSC khi phải thông tin trực tiếp tới HLR
Trong trường hợp , thông tin địa chỉ là số ISDN của thuê bao di động được gọi Nếu cả hai đầu cuối cần trao đổi nằm trong cùng một quốc gia, SCCP có thể dịch địa chỉ này thành mã điểm báo hiệu (SPC) của HLR Nếu chúng ở hai quốc gia khác nhau, số ISDN có thể được sử dụng như một tên toàn cầu để truy nhập tới HLR
Trong trường hợp có thể có hai trường hợp :
VLR và HLR cùng trong một quốc gia hoặc cùng một mạng PLMN Do
đó VLR có thể có một bảng giao dịch trong đó SPC của HLR có thể được biết từ những số đầu tiên của IMSI
VLR và HLR không cùng trong một quốc gia Để định tuyến bản tin cập nhật vị trí, số liệu duy nhất được biết bởi VLR là IMSI của thuê bao di động Số IMSI không tuân theo luật kế hoạch đánh số ISDN
Một cách giải quyết là sử dụng trực tiếp số IMSI như là tên toàn cầu để đánh địa chỉ HLR
Trang 3Trong trường hợp thứ nhất, VLR có sự trao đổi đầu tiên không phải với HLR, thủ tục cập nhật vị trí đã được thực hiện Vì vậy VLR đã chứa địa chỉ của HLR :
a Nếu cả hai cùng một quốc gia thì địa chỉ được chứa là SPC của HLR
b Nếu cả hai không cùng nằm trong cùng một quốc gia thì địa chỉ được chứa là một tên toàn cầu cho SCCP Địa chỉ này có thể là số ISDN quốc tế của thuê bao di động hoặc một số được cấp để chỉ rõ HLR Trong trường hợp này không khó khăn để tạo tuyến bản tin
Trong trường hợp thứ hai : trạm di động đã đăng ký trong VLR Khi GMSC muốn khởi tạo một sự trao đổi với HLR, nó yêu cầu từ VLR của nó địa chỉ của SCCP được gọi
4.2.3 Bộ ghi định vị tạm trú (VLR)
Sự trao đổi với VLR xuất hiện trong những trường hợp sau :
Khi một trong các MSC nối với VLR đó bắt đầu một cuộc hội thoại với nó
Khi một HLR muốn gửi một yêu cầu hoặc một vài thông tin tới VLR
Một VLR khác phải yêu cầu một số IMSI từ VLR đó
Trong trường hợp , do mối quan hệ đặc biệt giữa VLR và MSC của nó, MSC biết mã điểm báo hiệu (SPC) cần thiết để đánh địa chỉ cho các bản tin Khi cập nhật vị trí, VLR gửi đến HLR địa chỉ mà có thể được sử dụng trong
sự trao đổi HLR chứa nó và sau đó không có vấn đề gì để bắt đầu một sự trao đổi Vì vậy trường hợp đã được giải quyết
Địa chỉ này là :
Nếu cả hai cùng nằm trong một quốc gia (hoặc cùng trong một mạng báo hiệu), địa chỉ được chứa có thể là SPC của VLR
Nếu HLR được đặt ở nước ngoài, địa chỉ được gửi là một số ISDN được cấp để chỉ rõ VLR đó có thể được sử dụng như một tên toàn cầu cho SCCP định tuyến Trong trường hợp này, hai VLR trong mạng PLMN tương tự nhau sẽ hoàn toàn giống nhau do đó SPC của VLR đích sẽ được biết
4.3 Phần ứng dụng di động (MAP - Mobile Application)
Phần ứng dụng di động (MAP) cung cấp các thủ tục báo hiệu cần thiết được yêu cầu để trao đổi thông tin giữa các phần tử của mạng GSM Ở mô hình OSI, MAP ở trên TCAP Cả MAP và TCAP đều thuộc về lớp 7 TCAP có thể được
hỗ trợ bởi các lớp trình bày, lớp phiên và lớp vận chuyển, các dịch vụ và các giao thức, được gọi là phần dịch vụ trung gian (ISP) Đối với các dịch vụ không đấu nối được MAP sử dụng thì ISP được coi là trong suốt có nghĩa là không
Trang 4được sử dụng Vì vậy TCAP phối ghép phần điều khiển đấu nối báo hiệu SCCP cùng với phần chuyển giao bản tin MTP phục vụ như nhà cung cấp dịch vụ của mạng
MAP được chia thành 5 thực thể ứng dụng (AE : Application Entity) là : MAP
- MSC , MAP - HLR , MAP - VLR , MAP - EIR , MAP - AUC Tất cả các thực thể này mỗi cái được phân định một số phân hệ (SSN) Các SSN được SCCP sử dụng để định địa chỉ một thực thể nào đó của mạng GSM
Mỗi AE bao gồm một số các phần tử dịch vụ ứng dụng (ASE - Application Service Element) Các ASE được nhóm lại như là các ASE chung và các ASE đặc biệt TCAP là một ASE chung và luôn luôn chứa các MAP - ASE Các ASE hỗ trợ việc hòa mạng các AE và bao gồm một hoặc vài sự hoạt động với các lỗi và các tham số liên quan của chúng Những sự hoạt động được sử dụng kết hợp để thực hiện một nhiệm vụ nào đó
(Thực thể ứng dụng) MAP -MSC
ASE
1
ASE 2
ASE n Phần ứng dụng di động - MSC
TCAP (ASE) Phân lớp phần tử Phân lớp giao dịch
MAP-VLR
SCCP
MAP-EIR
MTP
Hình 4.2 Các thực thể ứng dụng (AE) và các phần tử dịch vụ ứng dụng
(ASE) trong MAP
Trang 5Các thủ tục được thực hiện trong MAP là :
1 Cập nhật vị trí
2 Huỷ bỏ vị trí
3 Quản lý các thông tin của thuê bao
4 Điều khiển, quản lý, thu nhận các dịch vụ thuê bao
5 Chuyển các số liệu bảo mật, nhận thực
6 Điều khiển các dịch vụ phụ
7 Thực hiện chuyển ô
Giao tiếp giữa MSC và BSS là giao tiếp A MSC và hệ thống trạm cơ sở (BSS) được nối với nhau nhờ một kênh PCM Ngoài một số các kênh thoại hoặc
số liệu còn có các khe thời gian dự trữ cho báo hiệu Số liệu báo hiệu khi đấu nối thiết lập cuộc gọi, chuyển ô, giải phóng cuộc gọi thường sử dụng kênh này và nó có thể phục vụ cho một hoặc nhiều trạm thu phát cơ sở (BTS) Các giao thức được sử dụng cho báo hiệu giữa MSC và BSS là BSSAP (BSS Application - Phần ứng dụng của BSS), SCCP và MTP
BSS
BSSAP
SCCP MTP
MSC
BSSAP
SCCP MTP
Giao tiếp A
Hình 4.3 Báo hiệu giữa MSC và BSS
Phân lớp phân bố
Phân lớp phân bố
Trang 6Phần điều khiển đấu nối báo hiệu (SCCP) cung cấp khả năng để mang thông tin giữa MSC và BSS SCCP cung cấp 2 nguyên tắc báo hiệu khác nhau là : Báo hiệu không đấu nối (CL) và Báo hiệu đấu nối định hướng (CO) Khi một số các tin báo liên quan được phát đi, sự đấu nối báo hiệu logic có thể được thiết lập và các tin báo đấu nối định hướng có thể được phát ở đấu nối báo hiệu BSSAP phát các tin báo liên quan với một MS cụ thể ở phương thức đấu nối định hướng SCCP
BSSAP xử lý 2 nhóm tín hiệu :
Tin báo chuyển giao trực tiếp giữa MSC và MS, chuyển giao qua BSS Sự chuyển giao này là điều khiển cuộc gọi (như lệnh rung chuông tới một MS
cụ thể) và các tin báo quản lý di động
Các tin báo quản lý BSS giữa MSC và BSS để quản lý nguồn, điều khiển chuyển ô, lệnh nhắn tin
BSSAP có 2 chức năng của người sử dụng khác nhau cho các nhóm ở trên
Đó là : Phần ứng dụng chuyển giao trực tiếp (DTAP) và Phần ứng dụng
quản lý BSS (BSSMAP).
Sự phân bổ tin báo BSSAP giữa BSSMAP và DTAP được thực hiện ở lớp giao thức trung gian giữa SCCP và BSS - MAP/DTAP, được gọi là phân lớp phân bổ Giao thức đối với phân lớp này bao gồm sự quản lý một hoặc hai octet khối số liệu phân bổ Mỗi tin báo BSSAP chứa trong trường số liệu của người
sử dụng SCCP phải có một khối số liệu phân bổ như là tiếp đầu theo tin báo của DTAP hoặc BSSAP cụ thể
DLCI : (Data Link Connection Identifier) : Nhận dạng đấu nối kênh số liệu
TI (Transfer Identifier) : Khối nhận dạng giao dịch
Phân biệt DLCI
Độ dài
Loại tin báo Phần tử thôngtin Phần tử thôngtin
Phân biệt
Độ dài Loại tin báo Phần tử thôngtin Phần tử thôngtin
Khối số liệu
phân bổ
Độ dài
Tin báo
DTAP BSSMAP
BSSAP
Trang 7PD : Khối phân biệt giao thức.
Tin báo DTAP cũng có một octet ở trường khối số liệu phân bổ, gọi là nhận dạng đấu nối kênh số liệu (DLCI) Nó thường được sử dụng để nhận dạng kênh
vô tuyến và cũng để xác định giá trị khối nhận dạng điểm truy nhập dịch vụ (SAPI - Service Access Point Identifier) sử dụng ở kênh vô tuyến (ví dụ SAPI =
0 nghĩa là báo hiệu) TI là khối nhận dạng giao dịch và PD là khối phân biệt giao thức
Có 3 loại tin báo xác định ở BSSAP là : tin báo BSSMAP, tin báo DTAP và tin báo khởi đầu MS
Các tin báo BSSMAP :
Các tin báo BSSMAP được sử dụng để quản lý nguồn, điều khiển chuyển ô Tin báo BSSMAP được chia thành tin báo không đấu nối và tin báo đấu nối định hướng
(Xem hình 4.6)
Các tin báo DTAP và khởi đầu MS :
Hình 4.4 Khuôn dạng của tin báo BSSAP
Mạng
BSSMAP
DTAP Tin báo khởi đầu MS
Hình 4.5 Sự khác biệt logic giữa các tin báo BSSMAP, DTAP và khởi đầu MS
Trang 8Các tin báo DTAP và khởi đầu MS được chuyển giao giữa MSC và MS, và được kết hợp với điều khiển cuộc gọi, quản lý sự chuyển dịch Những tin báo
này chứa 2 trường : Phân biệt giao thức (PD) và Nhận dạng giao dịch (TI) bên cạnh Loại tin báo và Các phần tử thông tin Mục đích của phân bổ giao
thức là để phân biệt giữa các tin báo thuộc về các thủ tục sau :
- Điều khiển cuộc gọi
- Quản lý sự di động
- Quản lý nguồn vô tuyến
- Điều khiển dịch vụ bổ sung
- Các thủ tục báo hiệu khác
Mục đích của nhận dạng giao dịch là để phân biệt giữa nhiều loại hoạt động
song song (các giao dịch) trong một trạm di động TI tương đương với chuẩn
cuộc gọi đã xác định ở giao thức lớp 3 cho ISDN (khuyến nghị Q.931 của CCITT)
Các tin báo BSSMAP
Không đấu nối
Chặn Thừa nhận chặn Nhắn tin (Paging) Thiết lập lại Thừa nhận thiết lập lại Mạch thiết lập lại Thừa nhận mạch thiết lập lại
Giải toả Thừa nhận giải toả
Đấu nối định hướng
Yêu cầu phân định Phân định xung
Sự cố phân định
Ra lệnh phương thức mật mã Hoàn thành phương thức mật mã
Cập nhật loại Lệnh xoá Xoá xong Yêu cầu xoá Thông tin đầy đủ của lớp 3 Lệnh chuyển ô
Sự cố chuyển ô Chuyển ô được thực hiện Yêu cầu chuyển ô Chấp nhận yêu cầu chuyển ô
Trang 9Có 3 loại tin báo DTAP chính :
Tin báo để quản lý sự di động Xem hình 4.7
Tin báo điều khiển cuộc gọi đấu nối chế độ mạch điện Xem hình 4.8
Tin báo cho cuộc gọi liên quan tới điều khiển dịch vụ bổ sung
Đối với loại tin báo này có một loại tin báo được xác định gọi là trang bị (Facility) Nó chứa một phần tử thông tin tên là "facility", ở phần tử này dịch vụ yêu cầu hỗ trợ được xác định
Hình 4.6 Các tin báo của BSSMAP
Tin báo để quản lý sự di
động
TIN BÁO ĐĂNG KÝ
Chấp nhận cập nhật vị trí
Bãi bỏ cập nhật vị trí
TIN BÁO BẢO VỆ
Bãi bỏ nhận thực
Yêu cầu nhận thực
Đáp lại nhận thực
Yêu cầu nhận dạng
ĐÁP LẠI NHẬN DẠNG TIN BÁO
QUẢN LÝ ĐẤU NỐI
Chấp nhận dịch vụ CM
Bãi bỏ dịch vụ
Hình 4.7 Các tin báo để quản lý sự di động
Tin báo để điều khiển cuộc gọi đấu nối chế độ mạch diện
TIN BÁO THIẾT LẬP CUỘC GỌI Báo hiệu chuông Khẳng định cuộc gọi Quá trình cuộc gọi Đấu nối Chấp nhận đấu nối Thiết lập khẩn cấp Tiến hành Thiết lập TIN BÁO GIAI ĐOẠN THÔNG TIN
CỦA CUỘC GỌI Sửa đổi Bãi bỏ sửa đổi TIN BÁO XOÁ CUỘC GỌI Cắt cuộc gọi Giải phóng Giải phóng xong TIN BÁO TẠP VỤ Khởi động DTMF Bãi bỏ khởi động DTMF
Trạng thái Điều tra trạng thái
Hình 4.8 Tin báo điều khiển cuộc gọi đấu
nối chế độ mạch điện
Trang 104.5 Báo hiệu giữa BSC và BTS (LAPD)
Giao tiếp giữa bộ điều khiển trạm cơ sở và trạm thu phát cơ sở (BTS) được gọi là giao tiếp A- bis Như vậy giao tiếp này ở trong hệ thống trạm cơ sở (BSS) Xem hình vẽ 4.9
Có 2 loại kênh thông tin giữa BSC và BTS
- Kênh lưu lượng - mang thoại hoặc số liệu cho các kênh vô tuyến
- Kênh báo hiệu - mang thông tin báo hiệu cho chính BTS hoặc cho các MS
Giao thức sử dụng để vận chuyển những tin báo báo hiệu giữa BSC và BTS là LAPD (lớp 2), nó có cấu trúc giống như giao thức lớp 2 ở ISDN (báo hiệu của kênh D)
LAPD cung cấp 2 loại tín hiệu :
- Chuyển giao thông tin không được thừa nhận, không đảm bảo phân phát khung thông tin đến địa chỉ đạt kết quả
- Chuyển giao thông tin được thừa nhận, và hệ thống đảm bảo khung thông tin tới được đích Cấu trúc khung trong LAPD được chỉ ra ở hình 4.10
F FCS Thông tin Độ dài Lệnh Địa chỉ F
N(R) P/F N(S) 0
Giao tiếp A-bis Giao tiếp A
Hệ thống trạm cơ sở
Hình 4.9 Giao tiếp A- bis
Trang 11TEI 1 SAPI CK 0
FCS : Kiểm tra tổng của một khung N(R) : Số trình tự phát N(S) : Số trình tự thu
F : Cờ đánh dấu sự bắt đầu, kết thúc của một khung
P/F : Bit hỏi / đáp
TEI : Nhận dạng điểm đầu cuối
SAPI : Nhận dạng điểm thâm nhập dịch vụ
C/R : Lệnh trả lời
Mỗi khung ở giao thức LAPD được giới hạn bởi cờ (Flag) ở dạng chuỗi 8 bit
01111110 Phía thu sử dụng cờ này để đồng bộ điểm khởi đầu của khung Để tránh việc gửi nhầm ở bên trong khung người ta sử dụng kỹ thuật chèn bit : phía phát chèn một số “0” sau năm bit “1” liên tiếp còn phía thu sẽ loại bỏ bit “0” này
Trường địa chỉ chứa khối nhận dạng điểm truy nhập dịch vụ (SAPI) và khối nhận dạng kết cuối của điểm cuối (TEI) được sử dụng để truy nhập vào thực thể đúng và chức năng đúng ở đầu thu
Trường điều khiển được sử dụng để điều khiển tuần tự và yêu cầu phát lại Trường điều khiển phân biệt giữa chế độ có công nhận và không công nhận Trong chế độ công nhận trường điều khiển chứa N(S) và N(R) để phát đi số thứ
tự phát và số thứ tự thu N(S) chỉ ra số thứ tự của khung được phát, còn N(R) chỉ ra số thứ tự mà phía phát khung này đang chờ thu Các số thứ tự được sử dụng để thực hiện giao thức điều khiển luồng có tên là “Cửa sổ trượt” Giao thức này cho phép phía phát một số khung nhất định (được gọi là “Kích thước cửa sổ”) mà không cần đợi sự công nhận cho mỗi khung
Việc đấu nối giữa BSC và BTS là nhờ một kênh PCM, ở đó một trong các kênh được dành cho báo hiệu, sử dụng giao LAPD Có vài chức năng ở BTS, thí
dụ có một số bộ thu phát (TRX) cũng được sử dụng để báo hiệu đến các máy di động Cũng có một số chức năng điều khiển cơ sở (BCF) trong BTS như bước nhảy tần số, các chức năng chung cho vị trí như là các cảnh báo bên ngoài, nguồn cung cấp
Quản lý đường truyền (LAPD): là chức năng cơ bản để đảm bảo các đường
truyền số liệu ở các kết nối vật lý 64 kbit/s giữa BSC và BTS Các đường truyền này được cung cấp cho các mục đích sau :
Đường truyền báo hiệu vô tuyến (RSL)
Đường truyền khai thác và bảo dưỡng (OML)
Hình 4.10 Cấu trúc khung của LAPD
