Обработка информации на физическом уровне осуществляется как решение следующих основных задач:

• помехоустойчивое канальное кодирование, позволяющее вы­являть и исправлять искаженные блоки, а при невозможности их исправления — информировать об этом RLC-уровень;

• перемежение бит в пределах передачи одного блока;

• мультиплексирование, заключающееся в создании пачек спе­циального вида и формировании из этих пачек кадров и мульти-кадров для передачи по радиоканалу.

В процессе канального кодирования из каждого RLC/MAC пакета формируется блок физических данных, размер которого при любой схеме кодирования составляет 456 бит. Далее такой блок подвергают перемежению, в результате чего возникает четыре бло­ка по 114 бит в каждом, и их передают по радиоинтерфейсу. Возможные параметры различных схем кодирования при GPRS представлены в табл. 15.3.

Радиочастотный подуровень подсети GPRS не отличается от традиционной сети GSM, т.е. в нем используются сигналы с тем же видом гауссовской частотной модуляции и минимальным сдвигом частоты, а также с такими же временными и спектральными характеристиками.

Соответственно аналогичные требования предъявляются и к приемопередающим трактам подсети GPRS.

Шифрование в сети GPRS

Главным отличием обеспечения информационной безопасности в сети GPRS от традиционной сети GSM является то, что наряду со стандартным алгоритмом шифрования существует возможность выбора соответствующих алгоритмов из широкого списка. Специализированная группа экспертов SAGE (ETSI Security Algorithms Group of Experts) разработала принципы шифрования при пакетной передаче данных. Эти алгоритмы предоставляются  производителям аппаратуры и сетевым операторам на основе лицензии при условии конфиденциальности. Как известно, в традиционной сети GSM шифрованию под­вергается информация между МС и БС для одного логического канала. Шифрование же в GPRS производится между ОУ и МС на уровне LLC, а БС в процессах шифрования никак не участвует. Кроме того, шифрование производится независимо в восходя­щем и нисходящем направлениях с использованием различных  ключей шифрования.

Поскольку при GPRS номер временного кадра не известен (а этот номер лежит в основе традиционного шифрования в GSM), то за его аналог берется номер LLC-пакета. Следовательно, ис­ходя из объема LLC-пакета шифрованию подвергаются данные объемом до 1 600 байт (в отличие от 114 бит в традиционной GSM).

Стандартный алгоритм использует симметричную схему шифрования, а основными параметрами при этом являются следующие: • ключ шифрования Кс длиной 64 бит. Как и при традиционной GSM, его генерирует МС в процессе аутентификации, и он совпадает с значением Кс, полученным ОУ от ДР в составе триплетов;

• INPUT — параметр, имеющий длину 32 бит и зависящий от типа LLC-пакетов. В случае использования 1-кадров, переносящих абонентские пакеты, значение INPUT устанавливается случай­ным образом и увеличивается на единицу для каждого нового I-кадра. Если же используются UI-кадры, переносящие как або­нентские пакеты, так и сигнализацию, значение INPUT пред­ставляет собой неповторяющееся 32-битовое число, определяе­мое из LLC-заголовка;

• DIRECTION — однобитовый параметр, определяющий на­правление передачи;

• OUTPUT — строка, содержащая зашифрованные данные. Ее минимальная длина составляет 3 байт, а максимальная — 1600 байт, что соответствует максимально возможной длине по­лезной части LLC-пакета, включая 3 байт проверочных символов FCS. При этом заголовок LLC-пакета не шифруется.

Принцип шифрования при GPRS с использованием введен­ных параметров поясняет рис. 15.16. На передающей стороне вхо­дящие в OUTPUT биты складываются по модулю 2 с битами ис­ходного сообщения PLAIN TEXT, что в результате дает зашифро­ванное сообщение CIPHERED TEXT. Соответственно для восста­новления исходного сообщения на приемной стороне биты за­шифрованного сообщения складываются по модулю 2 с битами строки OUTPUT. Для повышения эффективности процесса шиф­рования предусмотрена возможность генерирования на выходе алгоритма пакетов, содержащих требуемое число байт. Обычно используются или короткие (25 ...50 байт), или длинные (500... 1000 байт) пакеты.

Контрольные в опросы

1. Перечислите основные функциональные узлы сети GPRS и укажи­те их аналоги в традиционной GSM.

2. Какие характеристики определяются параметром QoS?

3. Опишите процедуру получения сетью адреса определенного узла.

4. Перечислите основные интерфейсы сети GPRS и поясните их на­значение.

5. Какие логические каналы, предназначенные для пакетной переда­чи данных, организованы в сети GSM/GPRS?

6. Каковы функции МАС-протокола GPRS?

7. Перечислите и кратко опишите протоколы передачи данных по Gn-нтерфейсу.

8. Раскройте структуру GTP-пакета.

9. В чем заключаются сходство и различие иерархической кадровой
структуры GPRS и традиционной GSM?

10. Для чего используется флаг установки соединения?

11. Опишите процедуру преобразования пакетных данных на LLC-уровне.

12. Чем отличаются принципы шифрования в GPRS и в традицион­ной GSM?

Глава 16