Gunnar Heine. GSM- Signalisierung. verstehen und praktisch anwenden. Grundlagen, Meßtechnik, Meßbeispiele. Mit 250 Abbildungen 2., verbesserte Auflage

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1 EH Funktechnik Gunnar Heine GSM- Signalisierung verstehen und praktisch anwenden Grundlagen, Meßtechnik, Meßbeispiele Mit 250 Abbildungen 2., verbesserte Auflage Franzis'

2 Inhalt 1 Einführung Zu diesem Buch Mobilfunk Global System for Mobile Communication (GSM) Die Systemarchitektur von GSM => ein Netz aus Zellen Die GSM-Subsysteme im Überblick Allgemeines Was ist Signalisierung? Darstellung von Messages 23 2 Die Mobilstation und das Subscriber Identity Module (SIM) Das Subscriber Identity Module (SIM) Das SIM als Datenbank Vorteile für den Endkunden Die Mobilstation Mobilstationstypen Funktionalitäten Die Mobilstation als Meßgerät 29 3 Das Base Station Subsystem (BSS) Die Base Transceiver Station (BTS) Architektur und Funktionen der BTS Das Transmission/Reception - Modul (TRX) DasO&M-Modul Die Takt-Module Ein-und Ausgangsfilter t~ BTS-Konfigurationen Die Standardkonfiguration ' Die Schirmzellenkonfiguration Sektorisierte (Collocated) BTS's Der Base Station Controller (BSC) Architektur und Funktionen des BSC Das Koppelnetz Die Abis-Interface TCE's (Terminal Control Elements) Die A-Interface TCE's (Terminal Control Element) Die Datenbank (DB) Das Zentralmodul 37

3 Anbindung ans OMC Die Transcoding Rate and Adaption Unit (TRAU) Funktion der Transcoding Rate and Adaption Unit Standortwahl : Die Beziehung zwischen TRAU o BSS 39 4 Das Network Switching Subsystem (NSS) Home Location Register (HLR) & Authentication Center (AuC) Das Visitor Location Register (VLR) : Das Mobile-services Switching Center (MSC) MSC <-> Gateway-MSC? Das Zusammenspiel zwischen MSC und VLR Das Equipment Identity Register (EIR) 45 5 Das OSI-Referenzmodell Gründe für eine Standardisierung Die Umsetzung ins OSI-Referenzmodell Datentypen im OSI-Referenzmodell Datenverarbeitung im OSI-Referenzmodell Vorteil des OSI-Referenzmodells Die 7 Schichten (Layer) des OSI-Referenzmodells Layer 1/Physical Layer Layer 2/Data Link Layer Layer 3/Network Layer Layer 4/Transport Layer Layer 5/Session Layer Layer 6/Presentation Layer Layer 7/Application Layer? Verständnisprobleme 54 6 Das Abis-Interface Kanalkonfigurationen Anschlußmöglichkeiten der BTS an den BSC BTS-Anschaltung in Reihenschaltung BTS-Anschaltung in Starkonfiguration: Signalisierung auf dem Abis-Interface Der OSI-Protokollstack auf dem Abis-Interface Die Schicht Das Link Access Protokoll im D-Kanal Der LAPD-Rahmen Unterschiede zwischen LAPD/Modulo 128 und Modulo Die Parameter einer LAPD-Message Die Schicht Die Schicht 3 auf dem RSL (SAPI0) Message Discriminator und T-Bit Der Message Typ Die Schicht 3 auf dem Operation & Maintenance Link (SAPI 62) Die Inbetriebnahme des Abis-Interface 91

4 Inhalt 7 Das Air-Interface in GSM Die Struktur des Air-Interface Das FDMA/TDMA-Schema Rahmenhierarchie und Frame Numberin GSM Synchronisation zwischen Uplink und Downlink Physikalische vs. Logische Kanäle Logische Kanäle, Logische Kanalkonfigurationen Das Mapping von logischen auf physikalische Kanäle Mögliche Kombinationen Interleaving Signalisierung auf dem Air-Interface Die Schicht LAPDm-Signalisierung Die drei Formate des LAPDm-Rahmens Der Kopf eines LAPDm-Rahmens Unterschiede zwischen LAPD und LAPDm Rahmentypen in LAPDm Die Schicht Protocol Discriminator (PD) Radio Resource Management (RR) Mobility Management (MM) Call Control (CC) Transaction Identifier (TI)/Skip Indicator Der Message-Typ Der Message-Typ/Die Bits Das Signalisierungssystem Nr Das SS7-Netzwerk Der Message Transfer Part (MTP) Die Messagetypen in SS Allgemeines Die Fill In Signal Unit (FISU) Die Link Status Signal Unit (LSSU) Die Bedeutung des Statusfeldes Die Message Signal Unit (MSU) Adressierung und Weglenkung von Messages Fehlererkennung und Fehlerkorrektur SS7 Netzwerk Management und Test SS7 Netzwerk Test Mögliche Fehlerfälle Verhalten bei Überlast Verhalten bei Ausfall/Inbetriebnahme eines SP/STP Verhalten bei Ausfall/Inbetriebnahme einer SS7-Verbindung Weitere Fehlerfälle Formatierung von SS7 Management- und Test-Messages Die Messages im SS7 Netzwerk Management und Test Erläuterungen zu den Message-Typen im SS7 Netzwerk Management Erläuterungen zu den Message-Typen im SS7 Netzwerk Test 152

5 " 0 9 Der SCCP (Signalling Corinection Control Part) Funktionen des SCCP : ' Die Dienste des SCCP/Verbindungslos <-> Verbindungsorientiert Das SCCP-Message Format Die SCCP-Messages Funktionen der SCCP-Messages Parameter in SCCP-Messages CaPA/CdPA => Calling Party Address/Called Party Address (> 2 Byte) C bzw. Credit (1 Byte) EO =} Ende der Optionalen Parameter (1 Byte) MT => Message Typ (1 Byte) PC => Protokoll Klasse (1 Byte) RC => Release Cause (1 Byte) RF => Refusal Cause (1 Byte) RT => Return Cause (1 Byte) Source Local Reference + Destination Local Reference (je 3 Byte) S/R => Segmenting/Reassembling (1 Byte) S/S => Sequencing/Segmenting (2 Byte) SSN => SubSystem Number (1 Byte) Das Prinzip einer SCCP-Verbindung Das A-Interface Allgemeines Dimensionierung Signalisierung auf dem A-Interface Der Base Station Subsystem Application Part (BSSAP) Die Messagestruktur im Base Station Subsystem Application Part Message Typen im Base Station Subsystem Management Application Part (BSSMAP) Transaction Capabilities- und Mobile Application Part (TCAP/MAP) TCAP (Transaction Capabilities Application Part), Allgemeines zu TCAP Adressierung in TCAP Die interne Struktur von TCAP Parameter- und Datenkodierung in TCAP Die Formatierung des TAG-Feldes Die Darstellung des Längenfeldes Die TCAP-Messages.< Die TCAP-Messages in GSM Die Dialogue Portion Die Component Portion Der Mobile Application Part (MAP) Die Kommunikation zwischen MAP und seinem Anwender MAP-Services Die Richtungsabhängigkeit von MAP-Services Allgemeine MAP-Services Spezielle MAP-Services 208

6 Local Operation Codes im Mobile Application Part Die Zusammenarbeit von Anwender, MAP und TCAP Allgemeines Verlauf eines Dialoges Szenarien Der Location Update Der Location Update im BSS, Der Location Update im NSS Der Equipment-Check Der Mobile Originating Call (MOC) Der Mobile Originating Call im BSS Der Mobile Originating Call im NSS Der Mobile Terminating Call (MTC) Der Mobile Terminating Call im BSS Der Mobile Terminating Call im NSS Das Handover Die Meßergebnisse von BTS und Mobilstation Die Handover-Szenarien Synchronized vs. Non-Synchronized Der Intra-BTS-Handover Der Intra-BSC-Handover Der Intra-MSC-Handover Der Inter-MSC Handover und der Subsequent Handover Quality of Service (QoS) Die Messmittel OMC vs. Protokolltester Der Protokolltester ' ? Signalisierungs-Analyse in GSM : Die automatische Auswertung von Messergebnissen Die manuelle Analyse von Messergebnissen Tips & Tricks Verbindungsorientierter SCCP-Modus (connectionoriented) Verbindungsloser SCCP-Modus (connectionless) Auf dem Abis-Interface Wo im Tracefile findet man welchen Parameter? Allgemeine Informationen Statistische Informationen Fehleranalysen auf Abis- und A-Interface Die wichtigsten Fehlermeldungen Der Clear Request (CLR_REQ)/A-Interface Der Assignment Failure auf A-, Abis- und Air-Interface Der Connection Failure (CONN_FAIL) Die Error Indication (ERRJND) Fehleranalysen im BSS CLeaR REQuest/Cause Value: '0' = Normal Event - Radio Interface Message, Failure 293

7 CLeaR REQuest/Cause Value: '1' = Normal Event - Radio Interface Failure CLeaR REQuest/Cause Value: '20'hex = Resources Unavailable- Equipment Failure ASSignment FAILure/Cause Value: '50'hex Invalid Message - Terrestrial Circuit Already Allocated ASSignment FAILure/Cause Value: '22'hex Resources Unavailable - Requested Terrestrial Resource Unavailable Glossary 301 Stichwortverzeichnis 391