14 The A-TRAU Framing Protocols

29.0073GPPGeneral requirements on interworking between the Public Land Mobile Network (PLMN) and the Integrated Services Digital Network (ISDN) or Public Switched Telephone Network (PSTN)Release 17TS

14.1 A-TRAU’ Protocol

The A-TRAU’ protocol is defined as follows:

– A-TRAU’ frames are transmitted in regular intervals of 10ms;

– an A-TRAU’ frame consists of two consecutive A-TRAU frames (as defined in 3GPP TS 48.020 [28]) each with a length of 320 bit;

– the A-TRAU’ protocol is used on a plain 64 kbit/s channel without substreams;

– the same A-TRAU’ format is used for the transparent and non-transparent transmission mode;

– in transparent mode the number of data bits in an A-TRAU’ frame depend on the user rate only, each user rate corresponds to a fixed number of data bits (see below);

– in non-transparent mode A-TRAU’ frames contain always complete RLP frames, rate adaptation is performed by means of the M2 bit;

– the M1-bit is used to identify 1^st and 2^nd frame in both transmission modes.

14.1.1 Frame layout for the different transparent user rates

The number of data bits in an A-TRAU’ frame depend on the user rate only, each user rate corresponds to a fixed number of data bits in an A-TRAU’ frame.

Table 20: A-TRAU’ frame layout for transparent user rate

Date Rate	Number of data bits per A-TRAU’ frame
33.6 kbit/s	336
28.8 kbit/s	288

The data bits are inserted in the A-TRAU’ frame starting with D1 of Data field 1 of the first A-TRAU frame. The unused bits are filled with binary ‘1’.

14.1.2 A-TRAU’ frame format

One A-TRAU’ frame consists of two consecutive A-TRAU frames. Figure 20 shows the format of one A‑TRAU frame.

	bit number
Octet number	0	1	2	3	4	5	6	7
0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	0	0	0	0	0
2	1	C1	C2	C3	C4	C5	M1	M2
3	Z1	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7
4	D8	D9	D10	D11	D12	D13	D14	D15	36 bit data field 1
5	D16	D17	D18	D19	D20	D21	D22	D23
6	D24	D25	D26	D27	D28	D29	D30	D31
7	D32	D33	D34	D35	D36	Z2	D1	D2
8	D3	D4	D5	D6	D7	D8	D9	D10
9	D11	D12	D13	D14	D15	D16	D17	D18	36 bit data field 2
10	D19	D20	D21	D22	D23	D24	D25	D26
11	D27	D28	D29	D30	D31	D32	D33	D34
12	D35	D36	Z3	D1	D2	D3	D4	D5
13	D6	D7	D8	D9	D10	D11	D12	D13
14	D14	D15	D16	D17	D18	D19	D20	D21	36 bit data field 3
15	D22	D23	D24	D25	D26	D27	D28	D29
16	D30	D31	D32	D33	D34	D35	D36	Z4
17	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8
18	D9	D10	D11	D12	D13	D14	D15	D16	36 bit data field 4
19	D17	D18	D19	D20	D21	D22	D23	D24
20	D25	D26	D27	D28	D29	D30	D31	D32
21	D33	D34	D35	D36	Z5	D1	D2	D3
22	D4	D5	D6	D7	D8	D9	D10	D11
23	D12	D13	D14	D15	D16	D17	D18	D19	36 bit data field 5
24	D20	D21	D22	D23	D24	D25	D26	D27
25	D28	D29	D30	D31	D32	D33	D34	D35
26	D36	Z6	D1	D2	D3	D4	D5	D6
27	D7	D8	D9	D10	D11	D12	D13	D14
28	D15	D16	D17	D18	D19	D20	D21	D22	36 bit data field 6
29	D23	D24	D25	D26	D27	D28	D29	D30
30	D31	D32	D33	D34	D35	D36	Z7	D1
31	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8	D9
32	D10	D11	D12	D13	D14	D15	D16	D17
33	D18	D19	D20	D21	D22	D23	D24	D25	36 bit data field 7
34	D26	D27	D28	D29	D30	D31	D32	D33
35	D34	D35	D36	Z8	D1	D2	D3	D4
36	D5	D6	D7	D8	D9	D10	D11	D12
37	D13	D14	D15	D16	D17	D18	D19	D20	36 bit data field 8
38	D21	D22	D23	D24	D25	D26	D27	D28
39	D29	D30	D31	D32	D33	D34	D35	D36

Figure 20: A-TRAU 320 bit frame

Data Bits (Dxx):

The 288 data bits of an A-TRAU frame are divided in eight fields of 36 bits.

Control bits (C Bits):

C1 to C4:

The Control bits C1 to C4 define the used data rate. C1 to C4 in the first A-TRAU frame indicate the data rate in send direction.

C1 to C4 in the second A-TRAU frame indicate the used data rate in backward direction. This is required for Rate Control that is required in uplink direction. For details on Rate Control see 3GPP TS 25.415 [42].

Table 21: A-TRAU’ control bits

C1	C2	C3	C4	Radio Interface User Rate
1	0	1	1	57,6 kbit/s
1	0	0	1	43,2 kbit/s
1	0	1	0	33,6 kbit/s
1	0	0	0	28,8 kbit/s
0	1	1	1	14,4 kbit/s

C5:

C5 is not used, it is set to binary ‘1’.

Bit M1:

An A-TRAU’ frame is made of two consecutive A-TRAU which build the transport container for 576 data bits. Bit M1 is used to determine the order of the A-TRAU frames within an A-TRAU’ frame.

The two M1 bits are referred to as the Frame Start Identifier. The FSI value is 01. These values are assigned to the M1 bit as shown below:

Table 22: Frame Start Identifier

	M1 bit
First A-TRAU frame	0
Second A-TRAU frame	1

Bit M2:

The M2 bit is used to indicate ‘valid’ A-TRAU’ frames. The M2 bit in both of the two consecutive A-TRAU frames relating to an A-TRAU’ frame shall have the same value.

Transparent mode:

In transparent mode M2 is clamped to binary ‘0’.

Non-transparent mode:

In non-transparent mode M2 is used for DTX. If DTX is applied, M2 is set to binary ‘1’. If DTX is not to be applied, M2 bit is set to binary ‘0’. The DTX handling is used in both directions for rate adaptation purpose. This means that the sending entity will insert ‘fill RLP-frames’ with DTX set to binary ‘1’ in case no RLP-frame is available.

Fill frames are also sent in order to adapt the RLP transmission frequency to the AIUR. The ratio between RLP frames and ‘fill’ RLP frames is defined in the following table:

Table 23: RLP transmission frequency

AIUR	Ratio between RLP and ‘fill’ RLP frames
57.6 kbit/s	Only valid frames
43.2 kbit/s	3 valid frame followed by 1 ‘fill’ frame
28.8 kbit/s	1 valid frame followed by 1 ‘fill’ frame
14.4 kbit/s	1 valid frame followed by 3 ‘fill’ frames

Z bits:

The bits Zi are used for Framing Pattern Substitution mechanism. This mechanism is defined in 3GPP TS 48.020 [28].

Mapping of A-TRAU’ frames to PCM time slots:

A-TRAU’ frames shall be mapped octet aligned to PCM time slots. I.e. bit number 0 to 7 of each octet of an A-TRAU’ frame shall be mapped to bit number 0 to 7 of the PCM time slot.

14.2 A-TRAU’’ Protocol

The RLP frame length of 240 bit shall be used. For the transfer of this RLP frame length the A-TRAU’’ protocol is introduced. An A-TRAU’’ frame has the same layout as the A-TRAU’ frame and contains two A-TRAU frames.

One RLP frame with the length of 240 bit is contained in one A-TRAU frame. The A-TRAU’’ protocol is only used for the non-transparent services.

In Figure 21, the format of the A-TRAU frame for the RLP frame length of 240 is shown.

	Bit number
Octet number	0	1	2	3	4	5	6	7
0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	0	0	0	0	0
2	1	C1	C2	C3	C4	C5	M1	M2
3	Z1	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7
4	D8	D9	D10	D11	D12	D13	D14	D15	36 bit data field 1
5	D16	D17	D18	D19	D20	D21	D22	D23
6	D24	D25	D26	D27	D28	D29	D30	D31
7	D32	D33	D34	D35	D36	Z2	D1	D2
8	D3	D4	D5	D6	D7	D8	D9	D10
9	D11	D12	D13	D14	D15	D16	D17	D18	36 bit data field 2
10	D19	D20	D21	D22	D23	D24	D25	D26
11	D27	D28	D29	D30	D31	D32	D33	D34
12	D35	D36	Z3	D1	D2	D3	D4	D5
13	D6	D7	D8	D9	D10	D11	D12	D13
14	D14	D15	D16	D17	D18	D19	D20	D21	36 bit data field 3
15	D22	D23	D24	D25	D26	D27	D28	D29
16	D30	D31	D32	D33	D34	D35	D36	Z4
17	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8
18	D9	D10	D11	D12	D13	D14	D15	D16	36 bit data field 4
19	D17	D18	D19	D20	D21	D22	D23	D24
20	D25	D26	D27	D28	D29	D30	D31	D32
21	D33	D34	D35	D36	Z5	D1	D2	D3
22	D4	D5	D6	D7	D8	D9	D10	D11
23	D12	D13	D14	D15	D16	D17	D18	D19	36 bit data field 5
24	D20	D21	D22	D23	D24	D25	D26	D27
25	D28	D29	D30	D31	D32	D33	D34	D35
26	D36	Z6	D1	D2	D3	D4	D5	D6
27	D7	D8	D9	D10	D11	D12	D13	D14
28	D15	D16	D17	D18	D19	D20	D21	D22	36 bit data field 6
29	D23	D24	D25	D26	D27	D28	D29	D30
30	D31	D32	D33	D34	D35	D36	Z7	D1
31	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8	D9
32	D10	D11	D12	D13	D14	D15	D16	D17
33	D18	D19	D20	D21	D22	D23	D24	D25	36 bit data field 7
34	D26	D27	D28	D29	D30	D31	D32	D33
35	D34	D35	D36	Z8	D1	D2	D3	D4
36	D5	D6	D7	D8	D9	D10	D11	D12
37	D13	D14	D15	D16	D17	D18	D19	D20	36 bit data field 8
38	D21	D22	D23	D24	D25	D26	D27	D28
39	D29	D30	D31	D32	D33	D34	D35	D36

Figure 21: Use of A-TRAU frame for RLP frame size of 240 bits

Data Bits (Dxx):

The 288 data bits of an A-TRAU frame are divided in eight fields of 36 bits.

Only 240 data bits will be used. The data bits D25 … D 26 of the data field 7 and the data bits D1 … D36 of the data field 8 are set to ‘1’ in of transfer of 240 bit long RLP frames.

Control bits (C Bits):

C1 to C4:

The Control bits C1 to C4 define the used data rate. C1 to C4 in the first A-TRAU frame indicate the data rate in send direction.

C1 to C4 in the second A-TRAU frame indicate the used data rate in backward direction. This is required for Rate Control in uplink direction.

Table 24: A-TRAU control bits for A-TRAU”

C1	C2	C3	C4	Radio Interface User Rate
1	0	0	0	28,8 kbit/s
0	1	1	0	38,4 kbit/s
0	1	0	1	19,2 kbit/s
0	1	0	0	9,6 kbit/s

C5:

The C5 bit indicates that the A-TRAU’’ protocol is used and one A-TRAU frame contains one RLP frame with the length of 240 bit. In this case C5 is set binary ‘0’.

Bit M1:

For A-TRAU’’ the M1 bit in each A-TRAU frame is always set to 1.

Bit M2:

A-TRAU’’ protocol is only used in non-transparent mode.

The M2 is used for DTX. If DTX is applied, M2 is set to binary ‘1’. If DTX is not to be applied, M2 bit is set to binary ‘0’. The DTX handling is used in both directions for rate adaptation purpose. This means that the sending entity will insert ‘fill RLP-frames’ with DTX set to binary ‘1’ in case no RLP-frame is available.

Fill frames are also sent in order to adapt the RLP transmission frequency to the AIUR. The ratio between RLP frames and ‘fill’ RLP frames is defined in the following table for the A-TRAU’’ protocol:

Table 25: RLP transmission frequency

AIUR	Ratio between RLP and ‘fill’ RLP frames
38,4 kbit/s	Each A-TRAU frame is valid
28,8 kbit/s	An A-TRAU’’ frame with two valid frames is followed by an A-TRAU’’ frame containing one valid frame and one fill frame.
19,2 kbit/s	Each A-TRAU’’ frame contains one valid frame and one fill frame.
9,6 kbit/s	An A-TRAU’’ frame with one valid frame and one fill frame is follows by an A-TRAU’’ frame containing two fill frames

Z bits:

The bits Zi are used for Framing Pattern Substitution mechanism. This mechanism is defined in 3GPP TS 48.020 [28].

Mapping of A-TRAU’’ frames to PCM time slots:

A-TRAU’’ frames shall be mapped octet aligned to PCM time slots. I.e. bit number 0 to 7 of each octet of an A-TRAU’ frame shall be mapped to bit number 0 to 7 of the PCM time slot.