Гельгор А.Л. Сотовые сети мобильной связи стандарта UMTS (2011) (1151872), страница 8
Текст из файла (страница 8)
1.10. Модель стека для канала случайного доступаВзаимодействие логических каналов в стеке описывается в терминах специальных модулей MAC-подуровня (Media Access Control)канального уровня семиуровневой модели взаимодействия открытыхсистем (ВОС), либо различных её модификаций (см. разд. 2).Для каждого транспортного RACH-канала формируется выделенный модуль MAC-подуровня (Dedicated MAC, MAC-d), которыйиспользует услуги общего модуля MAC-подуровня (Common MAC,MAC-c/sh). Модуль MAC-c/sh, относящийся к ПТ, должен передать,используя функции взаимодействия (Interworking Function, IWF), всоответствующий (т.
е. находящийся на одном уровне) модульMAC-c/sh, который относится к контроллеру радиосети, некоторыйпакет данных (Protocol Data Unit, PDU). Для этого на физическомуровне (PHY) через радиоинтерфейс осуществляется передача пакетаданных кадра от ПТ к базовой станции. Далее, на БС происходит обработка полученного кадра, а именно, к нему добавляется заголовокпротокола кадра канала случайного доступа (RACH Frame Protocol,RACH FP), в результате чего формируется пакет данных канала случайного доступа (RACH FP PDU). Далее, сформированный пакет пе-48редается контроллеру радиосети, в котором из него извлекается пакетданных подуровня MAC-c/sh.Более подробное изложение особенностей функционированияпротоколов MAC-уровня системы UMTS в рамках данного пособияпредставляется нецелесообразным, поскольку требует как большогообъёма, так и необходимости описания взаимодействия с ниже- ивышележащими уровнями.49Вопросы и задания1.
Объясните понятие слоя сети. Приведите примеры протоколов,действующих на различных слоях сети UMTS.2. Какие функции сети UMTS относятся к слою доступа? Какиене относятся?3. Перечислите основные слои сети UMTS.4. Что такое хэндовер? Приведите классификацию хэндоверов.5. Что такое примитив? Изобразите пример временной диаграммы услуги, используя примитивы.6. Перечислите основные функциональные блоки сети UMTS.7. Что означает понятие прозрачной передачи?8.
Опишите понятие точки доступа к услуге.9. Входит ли тарификация в функции сети UMTS?10. Каково назначение интерфейса Iu?502. РАДИОИНТЕРФЕЙС СЕТЕЙ UMTSВ данной главе изучаются принципы функционирования протоколов радиоинтерфейса сетей UMTS, обеспечивающих физическуюпередачу пользовательских данных между различными ПТ, а такжеобмен служебной информацией между ПТ и функциональными узлами сети.Рассматривается совокупность логических, транспортных, физических каналов и их взаимное отображение в разных режимах на различных (под)уровнях.2.1.
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПРОТОКОЛОВРАДИОИНТЕРФЕЙСАПротоколы, функционирующие в границах радиоинтерфейса, относятся к трем уровням модели ВОС: физическому (уровень 1, L1),канальному (уровень 2, L2) и сетевому (уровень 3, L3).Как это обычно бывает, реальные протоколы, используемые всуществующих системах, в той или иной степени не соответствуютпредставлениям, заложенным в каноническую модель ВОС, поскольку требуют обеспечения непредусмотренных функциональных возможностей, так что привязка некоторых из них к стандартным уровням является достаточно условной. Несколько повысить степень адекватности теоретической модели к реальной системе можно посредством разделения канонических уровней на определенные подуровни,наделяя последние рядом дополнительных функций.Согласно технической документации, канальный уровень радиоинтерфейса сетей UMTS, описываемый спецификациями серии25.300, разделен на четыре подуровня:• подуровень управления доступом к среде (Medium Access Control, MAC-подуровень);• подуровень управления радиоканалом (Radio Link Control,RLC-подуровень);51• подуровень протокола совмещения пакетных данных (PacketData Convergence Protocol, PDCP-подуровень);• подуровень управления вещанием (Broadcast/Multicast Control,BMC-подуровень).С позиции распределения между функциональными узлами сетипротоколы радиоинтерфейса разделены между различными плоскостями: протоколы третьего (сетевого) уровня и также RLC-подуровняотнесены и в плоскость управления, и в пользовательскую плоскость;протоколы подуровней PDCP и BMC сосредоточены только в пользовательской плоскости.Те протоколы сетевого уровня, которые отнесены в плоскостьуправления, также распределены в несколько подуровней.
Самымнижним является подуровень управления радиоресурсами (Radio Resource Control, RRC-подуровень), взаимодействующий с протоколамиканального уровня — он ограничен в пределах сети радиодоступа.Следующим является подуровень “избегание дублирования” (Duplication Avoidance, DA), обеспечивающий услуги слоя доступа по отношению к более высоким уровням. Данный подуровень отнесен кслою доступа, но его функциональность ограничена базовой сетью.Более высокие подуровни — подуровень управления мобильностью (Mobility Management, MM) и подуровень управления вызовами(Call Control, CC) — считаются расположенными вне слоя доступа.На рис. 2.1 показана архитектура протоколов радиоинтерфейса.Каждый блок-прямоугольник соответствует определенному протоколу, а овалами помечены точки доступа, в которых происходит взаимодействие подуровней.
Точка доступа между физическим уровнем иMAC-подуровнем канального уровня представляет собой транспортные каналы, а точка доступа между подуровням RLC и MAC —логические каналы.RLC-подуровень обеспечивает существование трех типов точекдоступа — по одной для каждого режима функционирования:• режима с подтверждением;52• режима без подтверждения;• транспарентного (прозрачного) режима.Рис.
2.1. Архитектура протоколов радиоинтерфейсаПодуровни PDCP и BMC также доступны через соответствующиеточки доступа. Доступные услуги канального уровня связаны с радиоканалом, и та его часть, что относится к плоскости управления,называется каналом сигнализации. В плоскости управления взаимодействие между подуровнем DA и более высокими подуровнями —53управления мобильностью и управления вызовами — определяетсяточками доступа общего управления (General Control, GC), подтверждения (Notification, Nt) и выделенного управления (DedicatedControl, DC).Также на рис.
2.1 показаны соединения между подуровнями,обеспечивающие услуги локального, внутриуровневого управления.Между парами подуровней RRC и RLC, RRC и PDCP, RRC и BMCсуществует одинаковый управляющий интерфейс — это позволяетRRC-подуровню осуществлять конфигурацию и управление болеенизкими уровнями через соответствующие точки доступа.На RLC-подуровне и в плоскости управления, и в пользовательской плоскости обеспечивается механизм автоматического запроса наповторную передачу (Automatic Request for Retransmission, ARQ), жестко привязанный к используемому методу передачи.MAC-подуровень, в свою очередь, трактуется как совокупностьнескольких модулей: MAC-d, MAC-c/sh/m, MAC-hs/MAC-ehs,MAC-es/MAC-e, MAC-i/is и MAC-m.
Каждый модуль отвечает за определенное количество функций и используется с различными физическими и транспортными каналами.Услуги управления, позволяющие RRC-подуровню локально(т. е. без установки связи между равноправными устройствами) осуществлять управление более низкими уровнями, обеспечиваются соответствующими точками доступа C-SAP (Control Service AccessPoint). Как уже было сказано в разд. 1.3, произвольная услуга можетбыть определена посредством набора из базовых услуг — примитивов. В спецификациях по протоколам радиоинтерфейса UMTS приняты следующие принципы, лежащие в основе наименования примитивов.• Услуги-примитивы, обеспеченные точками доступа, расположенными между соседними (под)уровнями, должны быть снабженыпрефиксом по имени обеспечивающего (под)уровня: PHY, MAC,RLC, PDCP, BMS.54• Услуги-примитивы, обеспеченные точками доступа к приложениям, должны быть снабжены префиксом по имени обеспечивающего(под)уровня, т.
е. RRC.• Услуги-примитивы, обеспеченные точками доступа к управлению, должны быть дополнительно к префиксу обеспечивающего(под)уровня снабжены еще и префиксом “C”: CPHY, CMAC, CRLC,CPDCP, CBMS.Использование таких принципов приводит к следующей записиуслуг-примитивов.Примитивы между физическим уровнем и MAC-подуровнем:PHY-<Generic name>-<Type>.Примитивы между физическим уровнем и RRC-подуровнем(управление “над уровнем”, т. е.
обходя соседний уровень):CPHY-<Generic name>-<Type>.Примитивы между подуровнями MAC и RLC:MAC-<Generic name>-<Type>.Примитивы между подуровнями MAC и RRC (управление “надуровнем”):CMAC-<Generic name>-<Type>.Примитивы между RLC и более высокими подуровнями, междуRLC и RRC при передаче данных, между RLC и PDCP:RLC-<Generic name>-<Type>.Примитивы между подуровнями RLC и RRC для управленияRLC-подуровня (управление “над уровнем”):CRLC-<Generic name>-<Type>.Примитивы поверх Uu-слоя:UUS-<Generic name>-<Type>.Примитивы между подуровнем PDCP и внешностью слоя доступа:PDCP-<Generic name>-<Type>.Примитивы между подуровнем BMS и более высоким уровнем:BMC-<Generic name>-<Type>.55Примитивы между подуровнями BMS и RRC для управленияBMS-подуровня (управление “над уровнем”):CBMC-<Generic name>-<Type>.2.2.
УСЛУГИ И ФУНКЦИИ КАНАЛЬНОГО УРОВНЯОсновными услугами, обеспечиваемыми на MAC-уровне, являются:• передача данных;• перераспределение радиоресурсов и MAC-параметров;• предоставление отчетов об измерениях.Реализация таких услуг обеспечивается выполнением следующихфункций MAC-уровня.• Отображение логических каналов на транспортные каналы.• Выбор соответствующего транспортного формата для каждоготранспортного канала в зависимости от текущей скорости передачиданных от источника.• Приоритетное управление потоками данных, предназначеннымидля одного ПТ.• Приоритетное управление потоками данных, предназначеннымидля разных ПТ, посредством динамического планирования.• Идентификация различных ПТ в общем транспортном канале.• Мультиплексирование пакетов данных, полученных от болеевысокого уровня, в транспортные блоки, направляемые на физический уровень по транспортным каналам, а также обратные операциидемультиплексирования.• Измерение объема трафика.• Переключение типов транспортных каналов.• Шифрование.• Выбор класса доступа.• Реализация механизма гибридного ARQ (HARQ).• Сегментация и обратное восстановление данных.• Последовательное отображение пакетов данных более высокогоуровня на транспортные каналы.56Передача данных на MAC-подуровне обеспечивается посредством логических каналов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
