واجهة المستخدم

تم تعريف الطبقة الفيزيائية Um في سلسلة مواصفات GSM 05.xx، مع تقديمها ونظرة عامة عليها في GSM 05.01. بالنسبة لمعظم القنوات، تقوم الطبقة Um L1 بإرسال واستقبال إطارات تحكم 184 بت أو إطارات تشفير صوتي 260 بت عبر واجهة الراديو في دفعات 148 بت، دفعة واحدة لكل فترة زمنية. تتكون هذه الطبقة من ثلاث طبقات فرعية:

1. مودم الراديو. هذا هو جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي الفعلي، والذي تم تحديده إلى حد كبير في GSM 05.04 و 05.05.
2. التعدد والتوقيت. يستخدم نظام GSM تقنية TDMA لتقسيم كل قناة راديوية إلى ما يصل إلى 16 قناة مرور أو ما يصل إلى 64 قناة تحكم. تم تحديد أنماط التعدد في معيار GSM 05.02.
3. الترميز. تم تعريف هذه الطبقة الفرعية في GSM 05.03.

تحتوي القناة الفيزيائية على 26 إطارًا بتقنية TDMA، يتكون كل إطار من 114 بتًا من المعلومات. ويبلغ طول كل إطار من هذه الإطارات الـ 26، والتي تُسمى أيضًا بالإطارات المتعددة، 120 مللي ثانية.

تم تعريف طبقة ربط البيانات Um ، LAPDm ، في GSM 04.05 و 04.06. LAPDm هو النظير المتنقل لـ LAPD الخاص بـ ISDN.

تم تعريف طبقة شبكة Um في معيار GSM 04.07 و04.08، وتتألف من ثلاث طبقات فرعية. يجب على جهاز المشترك إنشاء اتصال في كل طبقة فرعية قبل الوصول إلى الطبقة الفرعية الأعلى التالية.

1. مورد الراديو (RR). تتولى هذه الطبقة الفرعية إدارة تخصيص وتحرير القنوات المنطقية على وصلة الراديو. وعادةً ما يتم إنهاؤها في وحدة تحكم المحطة الأساسية (BSC).
2. إدارة التنقل (MM). تقوم هذه الطبقة الفرعية بمصادقة المستخدمين وتتبع تحركاتهم من خلية إلى أخرى. وعادةً ما تنتهي في سجل موقع الزائر (VLR) أو سجل موقع المنزل (HLR).
3. التحكم بالمكالمات (CC). تربط هذه الطبقة الفرعية المكالمات الهاتفية، وهي مأخوذة مباشرةً من توصية ITU-T Q.931 . يوفر الملحق E من معيار GSM 04.08 جدولًا بالفقرات المتوافقة في كلٍ من GSM 04.08 وتوصية ITU-T Q.931، بالإضافة إلى ملخص للاختلافات بينهما. تنتهي طبقة التحكم بالمكالمات الفرعية في مركز تبديل الرسائل (MSC) .

ترتيب الوصول هو RR، MM، CC. أما ترتيب التحرير فهو عكس ذلك. تجدر الإشارة إلى أن أياً من هذه الطبقات الفرعية لا ينتهي في محطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) نفسها. تعمل محطة الإرسال والاستقبال الأساسية القياسية لشبكة GSM فقط في الطبقتين 1 و2.

تُعرف هذه القنوات من نقطة إلى نقطة باسم قنوات Bm ، وهي تُقابل قناة ISDN B. تستخدم قنوات نقل البيانات تقنية التداخل القطري ثماني الدفعات (Break)، حيث تبدأ كتلة جديدة مع كل دفعة رابعة، وتحتوي كل دفعة على بتات من إطارين مختلفين. يُعزز نمط التداخل هذا مقاومة قناة نقل البيانات (TCH) لفقدان الدفعات الفردية، إذ أن فقدان دفعة واحدة يُفقد 1/8 فقط من بتات القناة. يعتمد ترميز قناة نقل البيانات على نوع نقل البيانات أو مُشفّر الصوت المُستخدم، حيث أن معظم المُشفّرات قادرة على التغلب على فقدان الدفعات الفردية. تستخدم جميع قنوات نقل البيانات بنية TDMA متعددة الإطارات (26 إطارًا).

تتوافق هذه القنوات من نقطة إلى نقطة مع قناة ISDN D ويشار إليها باسم قنوات Dm .

هذه قنوات أحادية البث وقنوات بث عامة لا يوجد لها نظائر في شبكة الخدمات الرقمية المتكاملة (ISDN). تُستخدم هذه القنوات بشكل حصري تقريبًا لإدارة موارد الراديو. تشكل قناتا الوصول إلى الوسائط (AGCH) والوصول إلى موارد الراديو (RACH) معًا آلية الوصول إلى الوسائط لشبكة Um.

تسمح قواعد تعدد الإرسال في معيار GSM 05.02 بمشاركة قنوات فيزيائية مع مجموعات محددة فقط من القنوات المنطقية. ترد المجموعات المسموح بها لأنظمة الفتحة الواحدة في القسم 6.4.1 من معيار GSM 05.02. إضافةً إلى ذلك، يُسمح باستخدام مجموعات محددة فقط من هذه المجموعات في فتحات زمنية أو نطاقات تردد معينة، ولا يُسمح إلا لمجموعات محددة من المجموعات بالتواجد معًا في محطة إرسال واستقبال واحدة. تهدف هذه القيود إلى استبعاد تكوينات محطات الإرسال والاستقبال غير المنطقية، وهي موضحة في القسم 6.5 من معيار GSM 05.02.

أكثر التركيبات شيوعاً هي:

• التركيبة الأولى : TCH/F + FACCH/F + SACCH. تُستخدم هذه التركيبة لنقل البيانات بكامل السرعة. ويمكن استخدامها في أي مكان باستثناء C0T0.
• التركيبة الثانية : TCH/H + FACCH/H + SACCH. تُستخدم هذه التركيبة لنقل البيانات بنصف المعدل عندما تكون هناك حاجة إلى قناة واحدة فقط. ويمكن استخدامها في أي مكان باستثناء C0T0.
• التركيبة الثالثة : قناتان TCH/H + قناتان FACCH/H + قناتان SACCH. تُستخدم هذه التركيبة لنقل البيانات بنصف السعر. ويمكن استخدامها في أي مكان باستثناء C0T0.
• التركيبة الرابعة : FCCH + SCH + BCCH + CCCH. هذه هي التركيبة القياسية لـ C0T0 للخلايا المتوسطة والكبيرة. لا يمكن استخدامها إلا على C0T0.
• التركيبة V : FCCH + SCH + BCCH + CCCH + 4 SDCCH + 2 SACCH. [(5×1)+(5×1)+(1×4)+(3×4)+(4×4)+(2×4)+1 خامل=51 إطار متعدد الإطارات] هذه هي تركيبة C0T0 النموذجية للخلايا الصغيرة، والتي تسمح لمحطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) باستبدال سعة CCCH غير الضرورية بمجموعة من 4 SDCCHs. يمكن استخدامها فقط على C0T0.
• التركيبة السادسة : BCCH + CCCH. تُستخدم هذه التركيبة لتوفير سعة CCCH إضافية في الخلايا الكبيرة. ويمكن استخدامها على C0T2 أو C0T4 أو C0T6.
• التركيبة السابعة : 8 قنوات SDCCH + 4 قنوات SACCH. [(8×4)+(4×4)+3 قنوات خاملة = 51 إطارًا متعدد الإطارات]. تُستخدم هذه التركيبة لتوفير سعة إضافية لقنوات SDCCH في الخلايا المتوسطة والكبيرة. ويمكن استخدامها في أي مكان باستثناء C0T0.

على عكس قناة U في شبكة ISDN، فإن قنوات Um غير متصلة سلكيًا، لذا تتطلب واجهة Um آلية لإنشاء وتخصيص قناة مخصصة قبل أي عملية أخرى. تم تعريف إجراء إنشاء موارد الراديو Um في القسم 3.3 من معيار GSM 04.08، وهو الإجراء الأساسي للوصول إلى الوسائط في Um. يستخدم هذا الإجراء قناة التحكم المركزية (CCCH) (قناة التحكم في وضع الإرسال PCH وقناة الوصول إلى الوسائط AGCH) كوصلة هابطة أحادية البث، وقناة الوصول إلى الراديو RACH كوصلة صاعدة مشتركة. في أبسط صورة، تتلخص خطوات العملية فيما يلي:

1. الترحيل. ترسل الشبكة رسالة طلب ترحيل RR (GSM 04.08، القسمان 9.1.22 و9.1.23) عبر قناة التحكم الرئيسية (PCH)، مستخدمةً رقم تعريف المشترك الدولي (IMSI) أو رقم تعريف المشترك عبر الهاتف (TMSI) كعنوان. لا يسمح نظام GSM بالترحيل باستخدام رقم تعريف الجهاز الدولي (IMEI) (GSM 04.08، القسم 9.1.22.3 كاستثناء للتعريف الوارد في 10.5.1.4). تحدث خطوة الترحيل هذه فقط للمعاملات التي تبدأها الشبكة.
2. الوصول العشوائي. تُرسل المحطة المتنقلة نبضة بيانات عبر قناة الوصول العشوائي (RACH). تُشفّر هذه النبضة علامة معاملة مكونة من 8 بتات، بالإضافة إلى رمز تعريف المحطة الأساسية (BSIC) للمحطة الأساسية (BTS) المُخدِّمة. يُشفّر عدد متغير من البتات الأكثر أهمية في العلامة سبب طلب الوصول، بينما تُختار البتات المتبقية عشوائيًا. في الطبقة الثالثة (L3)، تُعرض هذه العلامة كرسالة طلب قناة الوصول العشوائي (RR Channel Request) (GSM 04.08 9.1.8). كما تُسجّل المحطة المتنقلة حالة ساعة TDMA عند إرسال نبضة RACH. في حال بدء المعاملة من قِبل المحطة المتنقلة، تُعدّ هذه الخطوة الأولى.
3. التخصيص. على قناة الوصول إلى الوصول (AGCH)، ترسل الشبكة رسالة التخصيص الفوري (RR) (القسم 9.1.18 من معيار GSM 04.08) لقناة مخصصة، عادةً ما تكون قناة التحكم المخصصة (SDCCH). تُوجَّه هذه الرسالة إلى جهاز الهاتف المحمول (MS) بتضمين علامة 8 بت من حزمة RACH المقابلة، وطابع زمني يُشير إلى حالة ساعة TDMA عند استلام حزمة RACH. في حال عدم توفر قناة مخصصة للتخصيص، يمكن لمحطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) الرد برسالة رفض التخصيص الفوري (RR)، والتي تُوجَّه بنفس الطريقة وتحتوي على فترة انتظار لمحاولة الوصول التالية. لا يخضع المتصلون في حالات الطوارئ الذين يتلقون رسالة الرفض لفترة الانتظار، ويمكنهم إعادة المحاولة فورًا.
4. إعادة المحاولة. إذا لم يتم الرد على طلب الوصول العشوائي (RACH) في الخطوة 2 بتخصيص أو رفض تخصيص في الخطوة 3 خلال فترة زمنية محددة (عادةً ما تكون في حدود 0.5 ثانية)، فسيعيد الجهاز المحمول تنفيذ الخطوة 2 بعد تأخير عشوائي قصير. قد تتكرر هذه العملية من 6 إلى 8 مرات قبل أن يُنهي الجهاز المحمول محاولة الوصول.

لاحظ أن هناك احتمالًا ضئيلًا، وإن لم يكن معدومًا، أن يرسل جهازان متنقلان (MS) نبضات RACH متطابقة في الوقت نفسه في الخطوة 2. إذا وصلت هذه النبضات إلى محطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) بقدرة متقاربة، فلن يكون بالإمكان فك تشفير مجموع الإشارات اللاسلكية الناتجة، وسينتقل كلا الجهازين المتنقلين إلى الخطوة 4. أما إذا كان هناك فرق كافٍ في القدرة، فسترى محطة الإرسال والاستقبال الأساسية نبضة RACH الأقوى وتستجيب لها. سيستقبل كلا الجهازين المتنقلين تخصيص القناة الناتج ويستجيبان له في الخطوة 3. ولضمان التعافي من هذه الحالة، يستخدم نظام Um "إجراء حل التنازع" في الطبقة الثانية (L2)، الموصوف في معيار GSM 04.06 5.4.1.4، حيث يتم إعادة إرسال إطار رسالة الطبقة الثالثة (L3) الأول من الجهاز المتنقل، والذي يحتوي دائمًا على شكل من أشكال هوية الجهاز المتنقل، إلى الجهاز المتنقل للتحقق منه.

تُحدد إجراءات تحديث الموقع في القسمين 4.4.1 و7.3.1 من معيار GSM 04.08. ويتم تنفيذ هذه الإجراءات عادةً عند تشغيل الجهاز أو دخوله منطقة موقع جديدة ، ولكن يمكن تنفيذها أيضًا في أوقات أخرى كما هو موضح في المواصفات. وتتلخص خطوات هذه العملية، في أبسط صورها، فيما يلي:

1. يقوم كل من جهاز الهاتف المحمول وجهاز الإرسال والاستقبال بإجراءات إنشاء قناة الراديو.
2. على القناة المخصصة التي تم إنشاؤها حديثًا، يرسل جهاز الهاتف المحمول رسالة طلب تحديث موقع MM تحتوي إما على IMSI أو TMSI. وتشير الرسالة أيضًا إلى إنشاء اتصال في الطبقة الفرعية MM.
3. تقوم الشبكة بالتحقق من هوية الهاتف المحمول في سجل موقع المستخدم (HLR) أو سجل موقع الزائر (VLR) وتستجيب برسالة قبول تحديث موقع الهاتف المحمول (MM Location Updating Accept).
4. تقوم الشبكة بإغلاق قناة Dm عن طريق إرسال رسالة تحرير قناة RR.

هناك العديد من التفسيرات المحتملة لهذه المعاملة، بما في ذلك:

• المصادقة
• التشفير
• تخصيص TMSI
• استعلامات عن أنواع الهوية الأخرى
• تم رفض تحديث الموقع

هذه هي عملية إجراء مكالمة صادرة من جهاز الهاتف المحمول، والمحددة في القسمين 5.2.1 و7.3.2 من معيار GSM 04.08، ولكنها مأخوذة بشكل كبير من معيار ISDN Q.931. في أبسط صورها، تتلخص خطوات هذه العملية فيما يلي:

1. يبدأ جهاز الهاتف المحمول (MS) إجراءات إنشاء قناة الراديو ويتم تخصيص قناة Dm له، وعادةً ما تكون قناة SDCCH. يؤدي هذا إلى إنشاء الاتصال في الطبقة الفرعية L3 RR.
2. الرسالة الأولى التي يتم إرسالها على جهاز Dm الجديد هي طلب خدمة وضع اتصال MM، والذي يتم إرساله من قبل جهاز MS. تحتوي هذه الرسالة على معرف المشترك (IMSI أو TMSI) ووصف للخدمة المطلوبة، وهي في هذه الحالة MOC.
3. تتحقق الشبكة من تفعيل المشترك في سجل موقع المشترك (HLR) وتستجيب برسالة قبول خدمة وضع اتصال إدارة الوسائط (MM). يؤدي هذا إلى إنشاء الاتصال في الطبقة الفرعية الثالثة لإدارة الوسائط (L3 MM). (هذا تبسيط للأمر. في معظم الشبكات، يتم إنشاء وضع إدارة الوسائط (MM) من خلال عمليات المصادقة والتشفير في هذه المرحلة).
4. يقوم نظام إدارة الرسائل بإرسال رسالة إعداد بطاقة الائتمان، والتي تحتوي على رقم الطرف المطلوب.
5. بافتراض أن رقم الطرف المتصل به صحيح، فإن استجابة الشبكة تتضمن رسالة متابعة المكالمة CC.
6. تقوم الشبكة بإرسال رسالة تعيين RR لنقل المعاملة من SDCCH إلى TCH+FACCH.
7. بمجرد أن يحصل نظام إدارة الشبكة (MS) على التوقيت عبر قناة نقل البيانات (TCH) وقناة التحكم في الوصول (FACCH)، فإنه يستجيب عبر قناة التحكم في الوصول الجديدة (FACCH) برسالة "اكتمل تعيين سجل الموارد". ومن هذه اللحظة فصاعدًا، تتم جميع عمليات التحكم عبر قناة التحكم في الوصول (FACCH).
8. عند التحقق من التنبيه في الوجهة المطلوبة، ترسل الشبكة رسالة تنبيه CC.
9. عندما يرد الطرف المتصل به، ترسل الشبكة رسالة CC Connect.
10. ردّت شركة مايكروسوفت برسالة تأكيد الاتصال. عند هذه النقطة، تكون المكالمة نشطة.

يمكن أن تتم عملية تخصيص TCH+FACCH في أي وقت أثناء المعاملة، وذلك بحسب إعدادات الشبكة. وهناك ثلاث طرق شائعة:

• التخصيص المبكر . تقوم الشبكة بتخصيص قناة الإرسال (TCH) وقناة التحكم في الوصول (FACCH) بعد إرسال إشارة بدء المكالمة (CC Call Proceeding)، وتُكمل إعداد المكالمة على قناة التحكم في الوصول (FACCH). يتيح ذلك استخدام أنماط النطاق الداخلي (مثل أنماط الرنين أو الانشغال) التي تُنشئها الشبكة. هذا هو المثال الموضح.
• التعيين المتأخر . لا تقوم الشبكة بتخصيص قناة النقل (TCH) وقناة توجيه الترددات (FACCH) إلا بعد بدء التنبيه. وهذا يُجبر الجهاز المحمول (MS) على توليد الأنماط محليًا نظرًا لعدم وجود قناة النقل (TCH) لنقل الصوت بعد.
• التخصيص المبكر جدًا . تقوم الشبكة بتخصيص فوري لقناة TCH+FACCH عند إنشاء سجل التوجيه الأولي، وتُجري العملية بالكامل على قناة FACCH. لا تُستخدم قناة SDCCH. ولأن التخصيص الفوري يُشغّل قناة FACCH في وضع الإشارة فقط، يجب على الشبكة إرسال رسالة تعديل وضع قناة سجل التوجيه في مرحلة ما لتفعيل جزء TCH من القناة.

هذه هي معاملة مكالمة واردة إلى MS، كما هو محدد في GSM 04.08 القسمين 5.2.2 و 7.3.3، ولكن تم أخذها إلى حد كبير من ISDN Q.931.

1. تبدأ الشبكة إجراءات إنشاء قناة الراديو وتخصص قناة Dm للجهاز المحمول، وعادةً ما تكون قناة SDCCH. وهذا يُنشئ الاتصال في الطبقة الفرعية L3 RR.
2. يرسل الجهاز المتنقل الرسالة الأولى على جهاز Dm الجديد، وهي رسالة استجابة الترحيل RR. تحتوي هذه الرسالة على هوية الجهاز المتنقل (IMSI أو TMSI) وتشير أيضًا إلى محاولة اتصال في الطبقة الفرعية MM.
3. تتحقق الشبكة من هوية المشترك في سجل موقع المشترك (HLR) وتتأكد من استدعاء جهاز الهاتف المحمول (MS) بالفعل. يمكن للشبكة بدء عملية المصادقة والتشفير عند هذه النقطة، ولكن في أبسط الحالات، يمكنها ببساطة إرسال رسالة إعداد التحكم في المكالمات (CC Setup) لبدء التحكم في المكالمات وفقًا لمعيار Q.931.
4. يرد النظام برسالة تأكيد المكالمة.
5. تقوم الشبكة بإرسال رسالة تعيين RR لنقل المعاملة من SDCCH إلى TCH+FACCH.
6. بمجرد أن يحصل نظام إدارة الشبكة (MS) على التوقيت عبر قناة نقل البيانات (TCH) وقناة التحكم في الوصول (FACCH)، فإنه يستجيب عبر قناة التحكم في الوصول الجديدة (FACCH) برسالة "اكتمل تعيين سجل الموارد". ومن هذه اللحظة فصاعدًا، تتم جميع عمليات التحكم عبر قناة التحكم في الوصول (FACCH).
7. يبدأ نظام إدارة الرسائل (MS) في إرسال التنبيهات (الرنين، وما إلى ذلك) ويرسل رسالة تنبيه CC إلى الشبكة.
8. عندما يجيب المشترك، يرسل جهاز الهاتف المحمول رسالة CC Connect إلى الشبكة.
9. تستجيب الشبكة برسالة تأكيد اتصال CC. عند هذه النقطة، تكون المكالمة نشطة.

كما هو الحال في MOC، يمكن أن يحدث تعيين TCH+FACCH في أي وقت، مع وجود ثلاث تقنيات شائعة تتمثل في التعيين المبكر والمتأخر والمبكر جدًا.

تُعرَّف عملية إنهاء المكالمة في القسمين 5.4 و7.3.4 من معيار GSM 04.08. وتُنفَّذ هذه العملية بنفس الطريقة سواءً بدأها جهاز الهاتف المحمول أو الشبكة، والفرق الوحيد هو عكس الأدوار. هذه العملية مأخوذة من السؤال 931.

1. يرسل الطرف (أ) رسالة قطع الاتصال برقم CC.
2. يرد الطرف "ب" برسالة "إصدار نسخة CC".
3. يرد الطرف (أ) برسالة "اكتمل تحرير نسخة التحكم".
4. تقوم الشبكة بتحرير اتصال RR باستخدام رسالة تحرير قناة RR. وتأتي هذه الرسالة دائمًا من الشبكة، بغض النظر عن الطرف الذي بدأ عملية التحرير.

تم تحديد خطوات المعاملة الخاصة برسائل MO-SMS في القسمين 5 و6 والملحق ب من معيار GSM 04.11. في أبسط الحالات، أي التسليم الخالي من الأخطاء خارج نطاق مكالمة قائمة، يكون تسلسل المعاملة كما يلي:

1. تقوم الدولة بإنشاء قناة اتصال مشتركة باستخدام إجراء إنشاء سجل الاتصال القياسي.
2. يقوم نظام إدارة المحتوى بإرسال طلب خدمة إدارة التكوين،
3. يقوم جهاز MS ببدء وضع الإطارات المتعددة في SAP3 باستخدام إجراء LAPDm SABM العادي.
4. يرسل جهاز MS رسالة CP-DATA (L3، GSM 04.11 القسم 7.2.1)، والتي تحمل رسالة RP-DATA (L4، GSM 04.11 القسم 7.3.1) في RPDU الخاص بها.
5. تستجيب الشبكة برسالة CP-ACK (L3، GSM 04.11 القسم 7.2.2).
6. تقوم الشبكة بتسليم وحدة بيانات بروتوكول الشبكة (RPDU) إلى مركز تبديل الرسائل (MSC).
7. يستجيب مركز تبديل الرسائل برسالة RP-ACK (L4، GSM 04.11 القسم 7.3.3).
8. ترسل الشبكة رسالة CP-DATA إلى MS، حاملة حمولة RP-ACK في RPDU الخاص بها.
9. يستجيب الجهاز برسالة CP-ACK.
10. تقوم الشبكة بتحرير قناة التحكم الرقمي الخاصة (SDCCH) باستخدام رسالة تحرير قناة RR. وهذا يعني إغلاق الطبقة الفرعية MM ويؤدي إلى تحرير الطبقتين L2 وL1.

تم تحديد خطوات المعاملة لخدمة الرسائل النصية القصيرة (MT-SMS) في القسمين 5 و6 والملحق ب من معيار GSM 04.11. في أبسط الحالات، أي التسليم الخالي من الأخطاء خارج نطاق مكالمة قائمة، يكون تسلسل المعاملة كما يلي:

1. تقوم الشبكة بإرسال الاستدعاءات إلى جهاز MS باستخدام إجراء الاستدعاء القياسي.
2. يقوم جهاز MS بإنشاء قناة SDCCH باستخدام إجراء استجابة الترحيل القياسي RR، مما يعني وجود اتصال بالطبقة الفرعية CC.
3. تقوم الشبكة بتفعيل وضع الإطارات المتعددة في SAP3.
4. تقوم الشبكة بإرسال رسالة RP-DATA كوحدة بيانات بروتوكول المعالجة (RPDU) في رسالة CP-DATA.
5. يستجيب الجهاز المحمول برسالة CP-ACK.
6. يقوم نظام إدارة المحطة بمعالجة وحدة بيانات بروتوكول الشبكة (RPDU).
7. يقوم جهاز MS بإرسال رسالة CP-DATA إلى الشبكة تحتوي على رسالة RP-ACK في RPDU.
8. تستجيب الشبكة برسالة CP-ACK.
9. تقوم الشبكة بتحرير قناة التحكم الرقمي الخاصة (SDCCH) باستخدام رسالة تحرير قناة RR. وهذا يعني إغلاق الطبقة الفرعية MM ويؤدي إلى تحرير الطبقتين L2 وL1.

تم تفصيل إجراءات المصادقة الخاصة بـ Um في القسم 4.3.2 من GSM 04.08 والقسم 3.3.1 من GSM 03.20، وملخصها هنا:

1. تقوم الشبكة بتوليد قيمة عشوائية مكونة من 128 بت، RAND.
2. ترسل الشبكة RAND إلى MS في رسالة طلب مصادقة MM.
3. يقوم جهاز MS بإنشاء قيمة تجزئة 32 بت تُسمى SRES عن طريق تشفير RAND باستخدام خوارزمية تُسمى A3، باستخدام Ki كمفتاح. SRES = A3(RAND,Ki) . وتقوم الشبكة بإجراء عملية حسابية مماثلة لـ SRES.
4. يقوم نظام إدارة الشبكة (MS) بإرسال قيمة SRES الخاصة به في رسالة استجابة مصادقة RR.
5. تقوم الشبكة بمقارنة قيمة SRES المحسوبة بالقيمة التي يُرجعها جهاز MS. إذا تطابقت القيمتان، يتم التحقق من هوية جهاز MS.
6. يقوم كل من جهاز المحطة والشبكة بحساب مفتاح تشفير بطول 64 بت، يُرمز له بـ Kc، من RAND و Ki باستخدام خوارزمية A8. Kc = A8(RAND,Ki) . ويحفظ كلا الطرفين هذه القيمة لاستخدامها لاحقًا عند تفعيل التشفير.

لاحظ أن هذه المعاملة تحدث دائمًا بشكل واضح، حيث لا يتم إنشاء مفتاح التشفير إلا بعد بدء المعاملة.

يُطبَّق تشفير GSM، المسمى "التشفير" في المواصفات، على بتات القناة في النبضات اللاسلكية، بمستوى منخفض جدًا في الطبقة الأولى (L1)، بعد تطبيق ترميز تصحيح الأخطاء الأمامية. وهذا يُعدّ ثغرة أمنية أخرى هامة في GSM للأسباب التالية:

• يؤدي التكرار المتعمد في المشفر التلافيفي إلى تقليل مسافة التفرد للبيانات المشفرة و
• يمكن استخدام كلمة التكافؤ للتحقق من صحة فك التشفير.

تتضمن معاملة GSM النموذجية أيضًا إطارات LAPDm الخاملة ورسائل معلومات نظام SACCH في أوقات يمكن التنبؤ بها، مما يتيح هجومًا نصيًا واضحًا معروفًا .

تُسمى خوارزمية التشفير في نظام GSM باسم A5. يوجد أربعة أنواع من A5 في نظام GSM، ولكن الأنواع الثلاثة الأولى فقط هي التي يتم استخدامها على نطاق واسع:

• A5/0 - لا يوجد تشفير على الإطلاق
• A5/1 : تشفير أقوى، مخصص للاستخدام في أمريكا الشمالية وأوروبا
• A5/2 : تشفير ضعيف، كان مخصصًا للاستخدام في أجزاء أخرى من العالم، ولكنه الآن غير معتمد من قبل GSMA
• A5/3 : تشفير أقوى بتصميم مفتوح

التشفير وظيفة من وظائف موارد الراديو، وتُدار عبر رسائل في الطبقة الفرعية لموارد الراديو من الطبقة الثالثة (L3). يرتبط التشفير بالمصادقة لأن مفتاح التشفير (Kc) يُولّد خلال هذه العملية. يبدأ التشفير برسالة أمر وضع التشفير لموارد الراديو (RR Ciphering Mode Command)، التي تُشير إلى متغير A5 المُستخدم. يبدأ الجهاز المتنقل (MS) التشفير، ثم يستجيب برسالة اكتمال وضع التشفير لموارد الراديو (RR Ciphering Mode Complete) بنص مُشفّر.

من المتوقع أن تحجب الشبكة الخدمة عن أي جهاز محمول لا يدعم بروتوكول A5/1 أو A5/2 (GSM 02.09 القسم 3.3.3). كان دعم كلا البروتوكولين A5/1 وA5/2 في الجهاز المحمول إلزاميًا في المرحلة الثانية من نظام GSM ( GSM 02.07 القسم 2) حتى أوقفت جمعية GSMA دعم بروتوكول A5/2 في عام 2006.

هوية المشترك المؤقتة للهاتف المحمول (TMSI) هي هوية مؤقتة مكونة من 32 بت، تُستخدم لتجنب إرسال هوية المشترك الدولية للهاتف المحمول (IMSI) بشكل غير مشفر على شبكة Um. يتم تعيين هوية TMSI بواسطة وحدة التحكم في محطة القاعدة (BSC)، وهي ذات معنى فقط ضمن شبكة محددة. يتم تعيين هوية TMSI بواسطة الشبكة باستخدام أمر إعادة تخصيص TMSI الخاص بشبكة الهاتف المحمول (MM TMSI Reallocation Command)، وهي رسالة لا تُرسل عادةً إلا بعد بدء التشفير، وذلك لإخفاء العلاقة بين TMSI وIMSI. بمجرد إنشاء هوية TMSI، يمكن استخدامها لإخفاء هوية المشترك في المعاملات اللاحقة. تجدر الإشارة إلى أنه يجب إنشاء هوية المشترك قبل المصادقة أو التشفير، لذا يجب بدء أول معاملة في شبكة جديدة عن طريق إرسال هوية IMSI بشكل غير مشفر.