СТЕКИ ПРОТОКОЛОВ, КАНАЛЫ И УСЛУГИ, РЕАЛИЗОВАННЫЕ НА РАЗЛИЧНЫХУРОВНЯХ

Рис. 1.1. Обобщённая структура сети LTE

Стык между областью UE пользовательского оборудования и областью сети радиодоступа UTRAN называется Uu-интерфейсом; стык между областью сети радиодоступа и областью базовой сети EPC — S1-интерфейсом. Состав и функционирование различных протоколов, относящихся к интерфейсам Uu и S1, разделены на две так называемых плоскости: пользовательскую плоскость (UP, UserPlane) и плоскость управления (CP, ControlPlane).

Вне слоя доступа действуют механизмы управления мобильностью в базовой сети (EMM, EPC Mobility Management).

В пользовательской плоскости реализованы протоколы, обеспечивающие передачу пользовательских данных по радиоканалу. К плоскости управления относятся те протоколы, которые в различных аспектах обеспечивают соединение между ПТ и сетью. Также к этой плоскости относятся протоколы, предназначенные для транспарентной (прозрачной) передачи сообщений, относящихся к предоставлению различных услуг.

Область сети радиодоступа логически разделена на два уровня: уровень радиосети (RNL, RadioNetworkLayer) и уровень транспортной сети (TNL, TransportNetworkLayer). Взаимодействие входящих в область сети радиодоступа БС осуществляется на основе X2-интерфей

 

СТЕКИ ПРОТОКОЛОВ, КАНАЛЫ И УСЛУГИ, РЕАЛИЗОВАННЫЕ НА РАЗЛИЧНЫХУРОВНЯХ

На рис. 1.3 показан относящийся к различным плоскостям стек протоколов, разделённый на следующие уровни (подуровни):

Ÿ физический (PHY)уровень;

Ÿ (под)уровень управления доступом к среде MAC (Medium AccessControl);

Ÿ (под)уровень управления радиоканалом RLC (Radio Link Control);

Ÿ (под)уровень протокола конвергенции (слияния) пакетных данных PDCP (Packet Data ConvergenceProtocol).

Ÿ (под)уровень управления радиоресурсами RRC (Radio Resource Control);

Ÿ подуровень протокола, функционирующего вне слоя доступа (NAS-протокол).

 

 

а)

 

 

 

б)

Рис. 1.3. Стек протоколов в пользовательской плоскости (а) и в плоскости управления (б)

 

Как видно из рис. 1.3, на подуровнях MAC и RLC в пользовательской плоскости выполняются такие же функции, что и в плоскости управления. Функции подуровня RRC ограничены только плоскостью управления: это вещание системной информации, вызов, управление радиоканалом, управление соединением на данном подуровне, обеспечение управление мобильностью, управление и составление отчётов об измерении параметров ПТ.

Также в плоскость управления отнесён протокол обмена информацией вне слоя доступа (протокол NAS) и локализованный между БУМ и ПТ; он предназначен для решения задач, не связанных с вопросами радиодоступа: управление сквозным каналом передачи данных, аутентификация и защита пользовательских данных и др.

На нижнем, физическом уровне, называемом также Уровнем 1 (L1, Layer 1) реализованы услуги по передачи данных на более высокие уровни. Выполнение таких услуг связано с обеспечением следующих функций.

Ÿ Обнаружение ошибок в транспортном канале и индикация об этом на более высокиеуровни.

Ÿ Помехоустойчивое кодирование и декодирование данных в транспортномканале.

Ÿ Гибридные запросы на повторную пересылку пакетовданных¹.

Ÿ Энергетическое выравнивание физических каналов с помощью весовыхмножителей.

Ÿ Модуляция / демодуляция физическихканалов.

Ÿ Частотная и временнаясинхронизация.

Ÿ Измерение радиочастотных характеристик и индикация об этом на более высокиеуровни.

Ÿ Разнесённая передача и параллельная антенная обработка (методы MIMO, Multiple Input MultipleOutput).

Ÿ Формирование диаграммынаправленности.

Ÿ Радиочастотная обработкасигналов.

Точки доступа к услугам между физическим уровнем и MAC- подуровнем обеспечиваются транспортными каналами, а между MAC-подуровнем и RLC-подуровнем — логическими каналами.

На рис. 1.4 показана структура канального уровня, называемого также Уровнем 2 (L2, Layer 2) в нисходящем и восходящем направлениях; различие структур в том, что в нисходящем направлении на MAC-подуровне происходит управление приоритетом нескольких ПТ, в то время как в восходящем направлении такое управление от- носится только к одному ПТ. На MAC-подуровне обеспечивается выполнение следующих основныхфункций.

 

 

 

а)

б)

Рис. 1.4. Структура канального уровня в нисходящем (а) и восходящем (б) направлениях