图3.5展示了GERAN网络的用户面A-mode和Iumode接口。最初,2G(A-mode)网络协议显示为灰色。电路交换域用户面做了语音传输。
A-mode的电路交换域用户平面协议模型比较简单:只有物理信道和逻辑信道映射在时间片上。BTS支持移动数据加密,该业务由BSC和核心网控制。
图3.5 2G电路交换用户面[12]
最初,GSM的语音编解码器是RPE-LTP(Regular Pulse Excited Long Term Prediction,规则脉冲激励长期预测编码),带宽为13kbit/s。在移动语音业务与传统的PSTN网络连接前,需要码型转换和速率适配单元(TRAU)的码型转换。语音在MS(Mobile Station,移动台)和TRAU或者MSC之间传输。GERAN在Um空中接口和A接口之间传输语音码片。如果是Iu模式,语音传输会有更多选择。
实际上,TRAU通常部署在接近核心网的地方(MSC),因为这样可以节省传输时隙。一个GSM编码的语音通道占用16kbit/s带宽,而传统的PSTN网络中A-law或者u-low编码的语音占64kbit/s语音带宽。
半速率语音需要5.6kbit/s带宽,改进的全速率语音(EFR)需要12.2kbit/s带宽,可以提高语音质量。AMR(Adaptive Multi-Rate,自适应多速率)根据信道质量自适应调整传输速率,也可以改善半速率和全速率信道质量。AMR信道编码会占用部分系统容量。
最初2G标准的A接口是基于TDM的接口。在3GPPRel-7中,控制平面[24]引入了基于IP的A接口。3GPPRel-8定义了基于IP的A接口的用户面协议栈,包括RTPAJDP/IP[25]。BBS/MGW使用了两个连续的UDP端口:一个用于RTP(Real-time Transport Pro-tocol,实时传输协议);另一个用于RTCP(RTP Control Protocol,RTP控制协议)。RTCP端口是可选的。UDP端口同时用于接收和发送双向连接。IP层以下,可以使用任何L2协议,但3GPP要求是局域网。
如果RTCP协商成功,就可以使用RTP多路复用技术。多个RTP用户连接可以承载在一个UDP/IP数据包中。采用RTP多路复用时,需要包含一个附加的多路复用包头,多路复用包头格式在文献[25,26]中定义。一个UDP/IP数据包包含多个RTP包可以节省系统带宽。RTP报头可以压缩。
2G电路交换域控制平面如图3.6所示。(www.daowen.com)
图3.6 2G电路交换控制面[12]
图3.6展示了GERAN电路交换域A-mode和Iu-mode接口的控制面。最初的2G(A-mode)协议用灰色显示。
NAS(Non-Access Stratum,非接入层)信令(MM/UMM/CC/SS)在GERAN网络中透传。在A接口,NAS信令在DTAP(Direct Transfer Application Part,直接传输应用部分)中传输。
BSC负责无线资源的管理,无线资源即图3.6中的RR(Radio Resource,无线资源)。BSC与BTS和移动终端用RR消息同时通信。部分从移动终端(MS)到BSC的消息通过BTS透传。在空中接口上,BTS将RR消息映射到在空口传输的RR消息。
在CS交换控制面A-mode中,LAPD是Abis接口的控制面协议。LAPDm表示空中接口上的LAPD协议,LAPD表示BTS和BSC之间Abis接口的协议。RR消息由LAPD协议传输。
LAPD是基于ISDN的规范。GSM规范参考了EN300125和CCITT Recommendation Q.921。对一个BTS可以在Abis接口建立多条LAPD链接,用于承载信令、操作和维护以及层2管理流程。LAPDTEI(Terminal Endpoint Identifiers,终端端点标识符)用于定位链路端点。
A-mode接口支持IP结构的SIGTRAN控制面协议栈,协议栈结构为BSSAP/SCCP/M3UA/SCTP/IP。BSSAP包括BSSMAP(BSS Management Application Part,BSS管理应用部分)和DTAP(Direct Transfer Part,直接传输部分)。BSSMAP是BSS与核心网之间的消息。SCCP是7号CCITT系统信令的信令连接控制部分,M3UA(Message Transfer Part3 User Ad-aptation Layer,消息传送第3部分用户适配层)是SCTP的改版。
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