GSM移动通信系统原理培训讲义（九）-Um接口数据链路层协议LAPDm.ppt

1,上海徳立天通信技术有限公司 2002.1,gsm移动通信系统原理培训讲义 （九） um接口数据链路层协议lapdm,2,gsm系统专用协议群,dtap,dtap direct transfer application part,bssmap bss management application part,cm call management,mm mobile management,rr radio resource management,sccp signalling connection control part,map mobile application part,tcap transaction capability application part,isup isdn user part,mtp message transfer part,cm,mm,rr,sig. layer 2,layer 1 (air),sig. layer 2,sig. layer 1,mtp,sccp,bssmap,rr,(cm+mm),ms,bsc,mtp,mtp,sccp,sccp,cm,mm,bssmap,tcap,map,i,s,u,p,msc,sig. layer 2,layer 1,(air),bts,(cm),(mm),(rr),(cm),(mm),(rr),(cm),(mm),(lapdm),(lapdm),(lapd),sig. layer 2,sig. layer 1,(lapd),btsm,btsm,rr,btsm bts management,um interface,abis interface,a-interface,inter-msc,interface,3,lapdm包括下列功能 a) 在dm信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路连接之间是利用包含在各帧中的数据链路连接标示符来加以区别； b) 允许帧类型的识别； c) 顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序； d) 检测一数据链路连接上的帧格式差错和操作差错； e) 把不能修复的差错通知管理实体； f) 流量控制 g) 竞争建链,lapdm 功能,4,lapdm协议 （ um接口第二层,gsm04.05 04.06）,操作模式 非证实模式(unacknowledged mode) 第三层消息采用无编号帧又称ui帧(unnumbered information frame)发送 接收方对ui帧无须确认 不提供流量控制机制和错误恢复机制 证实模式(acknowledged mode) 该模式采用多帧操作方式 第三层消息采用编号帧又称i帧(numbered information frame)发送 接收方需要对i帧进行确认 顺序控制,保证对方第三层接收的消息次序与本方第三层提交的次序相同 提供流量控制机制和错误恢复机制,5,lapdm协议（ um接口第二层）,lapdm与第一层和第三层的接口,6,lapdm协议（ um接口第二层）,操作模式与信道的关系,7,lapdm协议（ um接口第二层）,帧格式,地址域,控制域,长度域,填充比特,信息域.,信息域,类型 a,类型 b,类型 bbis,类型a:在dcch上,当没有第三层消息要发,作为没有信息域的填充帧,长度域设为0. 类型b:用于在dcch上发送第三层消息,长度域设为信息域的长度 类型bbis:用于在bcch/pch/agch上发送第三层消息,长度=3,长度 =n201,长度=3,长度 =n201,长度 =n201,8,lapdm协议（ um接口第二层）,填充比特：0x2b 填充帧 当无线上必须发送而没有l3消息要发时，应发填充帧。,fill frame for dcch:,9,lapdm协议（ um接口第二层）,地址域格式:spare=0,lpd=00/01（01用于广播短消息）,sapi=0/3（3用于短消息）,10,lapdm协议（ um接口第二层）,控制域格式,长度域格式：m=1表示该帧仅含第三层消息的一部分，m=0表示该帧含有一条完整的第三层消息或第三层消息的最后一部分。,p/f：当该消息为命令时，该比特为p比特，表示询问（polling)比特,置“1”要求对方予以响应；当该消息为响应时，该比特为f比特，表示最后（final)比特，置“1”表示该响应是在对方要求下回的。,11,lapdm协议（ um接口第二层）,帧类型（仅适用于dcch） i帧：n(s)为发送序号，n(r)为接收序号，v(s)为发送状态变量，表示下一次要发送的i帧的序号，v(a)为确认状态变量，表示发送序号为v(a)-1的i帧已被对方确认，v(r)为接收状态变量，表示期望对方下一个i帧的发送序号为v(r)。对n(s)、n(r)、v(s)、v(r)和v(a)的操作均为模8操作。 监视帧 rr帧:用于对已接收的发送序号为n（r）-1的i帧进行确认 rej帧:用于要求对方重发发送序号为n（r）的i帧 rnr帧:用于通知对方本方忙，不能继续接收i帧 无编号帧 sabm帧:用于设置接收方为多帧证实模式 disc帧:用于设置接收方退出多帧证实模式 ua帧:用于通知对方已接收到sabm或disc ui帧 dm帧:用于通知接收方发送方不能保持在多帧证实模式,12,lapdm协议（ um接口第二层）,建立多帧操作模式 竞争下的建链方式 该情况对应于移动台在rach上发信道请求，网络在agch上给立即指配，由于可能有多个移动台几乎同时发信道请求，且它们使用的随机参考值相同，虽然网络只检测到一个移动台的信道请求，但其他移动台可能也会认为立即指配是发给自己的，它们也会到指定的dcch信道进行建链，此时就发生了竞争。lapdm协议通过采用竞争下的建链机制来解决这个问题。具体方法如下： 规定必须由移动台发起建链（发sabm帧），该sabm帧带有信息域，信息域中为一条第三层消息（cm业务请求、寻呼响应、位置更新请求或imsi detach）,并启动t200定时器。 网络在收到该sabm后，回ua帧，该ua也带有信息域，信息域中所带第三层消息与sabm中的第三层消息完全相同。 由于所带第三层消息含移动台的身份识别（imsi、tmsi等），该身份识别具有唯一性，移动台检查收到的ua中所含第三层消息与自己在sabm中发的第三层消息完全相同才可以认为建链成功，若发现不同，应认为建链失败，并离开该信道进入空闲状态。若t200定时器超时仍未检测到ua，则重发sabm，当重发n200次后，应会到空闲状态。,13,lapdm协议（ um接口第二层）,建立多帧操作模式 正常下的建链方式 该情况对应于移动台由sdcch收到网络的指配命令转到facch上建链或在sapi=0链路建立好后建立sapi=3的链路等。由于不存在竞争情况，因此采用正常建链方式。具体方法如下： 可以由网络或移动台发起建链（发sabm帧），该sabm帧不带信息域。 对方在收到该sabm后，回ua帧，该ua也不带信息域。 建链（发sabm回ua）的目的是使双方进入一个已知的初始状态，即v(s)、v(a)和v(r)均为0，清除i帧发送队列和接收队列。这样就为下面的多帧传送做好了准备。,14,lapdm协议（ um接口第二层）,终止多帧操作模式 正常释放 若收到第三层的释放链路命令“release request-normal release”,由数据链路层发disc帧，该disc帧不带信息域。 对方在收到该disc后，用“release indication”向第三层汇报，并回ua帧，该ua也不带信息域。 收到对方的ua后，用“release confirm”向第三层报告。 该方式主要用于在某个dcch信道上需要终止多帧操作模式，且不需要在后续的dcch信道上建立多帧操作模式。 本地释放 若收到第三层的释放链路命令“release request-local end release”,则单方终止多帧操作模式。不用发disc帧通知对方。 直接用“release confirm”向第三层报告。 该方式主要用于移动台从sdcch被指配到facch，对sdcch上原有多帧操作模式的终止。,15,lapdm协议（ um接口第二层）,多帧操作模式下信息的传送 i帧发送 收到第三层的原语“data request”后，将该原语带的第三层消息以i帧发送。 只有v(s)v(a)+1才可以进行i帧发送，否则该i帧应存入i帧队列。也就是说，只有在上一个i帧得到确认的条件下才允许发送随后的i帧。 发送i帧时，n(s)=v(s)，n(r)=v(r)，v(s)=v(s)+1 启动t200定时器。 i帧接收 若收到对方的i帧，检查该帧的n(r)是否等于v(r)，若等于，则该i帧为有效帧，否则，应回rej帧，rej帧中的n(r)=v(r),即要求对方重发发送序号为v(r)的i帧。只有有效帧才进行下一步处理。 若v(a)=n(r)=v(s),该i帧有效，v(a)=v(a)+1，否则应视为链路故障，用“error_indication“上报第三层，第三层应要求对该链路进行本地释放。 v(r)=v(r)+1。停止t200定时器。 若i帧队列中有i帧，则按照上面的方式发送i帧；否则发送rr，rr中的n(r)=v(r)。以此给确认该i帧。,16,lapdm协议（ um接口第二层）,多帧操作模式下信息的传送 rr帧接收 若v(a)=n(r)=v(s),该rr帧有效，v(a)=v(a)+1，否则应视为链路故障，用“error_indication“上报第三层，第三层应要求对该链路进行本地释放。 停止t200定时器。 若i帧队列中有i帧，则按照上面的方式发送i帧；若rr帧为command帧,则发送rr，rr中的n(r)=v(r)。,rej帧接收 若v(a)=n(r)=v(s),该rej帧有效，v(a)=v(a)+1，否则应视为链路故障，用“error_indication“上报第三层，第三层应要求对该链路进行本地释放。 停止t200定时器。 按照i帧发送规则重发发送序号等于n(r)的i帧。,17,lapdm协议（ um接口第二层）,多帧操作模式下信息的传送 t200超时 按照i帧发送规则重发i帧 若重发次数达到n200次，应用“error indication”向第三层报告。第三层应要求对该链路进行本地释放。,l3消息的拆分和拼装 若l3消息的长度大于n201，即一条i帧无法承载整条消息，应将l3消息拆分成多个i帧，并对m比特进行相应设置。 接收端根据m比特将多个i帧拼装成一条完整的l3消息。,18,lapdm协议（ um接口第二层）,多帧模式的暂停和恢复 在指配新信道时，或切换时，移动台需要在老信道上暂停多帧模式，本地释放，待在指定的新信道上建立好多帧模式后（正常建链），在新信道上予以恢复。如果在新信道上建链失败，应回老信道上重新正常建链后，再予以恢复。网络在发指配或切换命令后，暂停在老信道上的i帧传送，开启定时器t3107或t3103，当在新信道上收到移动台的指配完成或切换完成，则本地释放老信道，在新信道上恢复多帧模式，并停止定时器；当在老信道上收到指配失败或切换失败，则本地释放新信道，在老信道上恢复多帧模式，并停止定时器；当定时器超时，则新、老信道均本地释放。当多帧模式暂停时，未被确认的l3消息应在多帧模式恢复后重新发送。,19,lapdm协议（ um接口第二层）,dm 如果收到sabm但本方由于某种原因无法进入多帧模式，则发送dm 如果在空闲模式下收到i帧、监视帧或disc帧，应发送dm 收到dm的一方应通知高层，并进入空闲模式，,20,lapdm协议（ um接口第二层）,参数定义 n200的定义： n201的定义：,t200的定义：应满足以下公式。,系统响应时间：应满足以下公式,第二层链路连接和释放: 5 sacch: 5 sdcch 23 facch/f 34,fncomm1 + trmin = fncomm2 = fncomm1 + trmax,fnresp = fncomm + tresp +1