Funkprotokollarchitektur in LTE
Das EUTRAN-Funkprotokollmodell spezifiziert die Protokolle, die zwischen UE und eNB terminiert werden. Der Protokollstack folgt den Standardrichtlinien für Funkprotokollarchitekturen (ITU-R M1035) und ist damit dem WCDMA-Protokollstack von UMTS recht ähnlich.
Der Protokollstapel definiert drei Schichten: die physikalische Schicht (Schicht 1), die Datenverbindungs- und Zugriffsschicht (Schicht 2) und Schicht 3, die die Kontrollprotokolle für die Zugriffsschicht und die Nicht-Zugriffsschicht sowie die Software auf Anwendungsebene (z. B. IP-Stack) hostet ).
Physikalische Schicht: Die physikalische Schicht bildet die vollständige Schicht 1 des Protokollstapels und stellt die grundlegende Bitübertragungsfunktionalität über Luft bereit. Bei LTE wird die physikalische Schicht im Downlink von OFDMA und im Uplink von SC-FDMA gesteuert. FDD- und TDD-Modus können (abhängig von den UE-Fähigkeiten) in derselben physikalischen Schicht kombiniert werden. Die physikalische Schicht nutzt physikalische Kanäle, um Daten über den Funkpfad zu übertragen. Physische Kanäle werden dynamisch den verfügbaren Ressourcen (physische Ressourcenblöcke und Antennenanschlüsse) zugeordnet. Höheren Schichten bietet die physikalische Schicht ihre Datenübertragungsfunktionalität über Transportkanäle an. Wie bei UMTS handelt es sich bei einem Transportkanal um einen blockorientierten Übertragungsdienst mit bestimmten Eigenschaften hinsichtlich Bitraten, Verzögerung, Kollisionsrisiko und Zuverlässigkeit. Beachten Sie, dass es im Gegensatz zu 3G WCDMA oder sogar 2G GSM keine dedizierten Transport- oder physischen Kanäle mehr gibt, da die gesamte Ressourcenzuordnung dynamisch vom Scheduler gesteuert wird.
MAC (Medium Access Control): MAC ist das unterste Layer-2-Protokoll und seine Hauptfunktion besteht darin, die Transportkanäle zu steuern. Von höheren Schichten wird MAC mit logischen Kanälen gespeist, die in einer Eins-zu-Eins-Entsprechung mit Funkträgern stehen. Jedem logischen Kanal wird eine Priorität zugewiesen, und MAC muss die Daten des logischen Kanals auf Transportkanäle multiplexen. In Empfangsrichtung muss offensichtlich eine Demultiplexierung der logischen Kanäle von den Transportkanälen erfolgen. Weitere Funktionen von MAC werden die Kollisionsbehandlung und die explizite UE-Identifizierung sein. Eine wichtige Funktion für die Performance ist die HARQ-Funktionalität, die offizieller Bestandteil von MAC ist und für einige Transportkanaltypen verfügbar ist.
RLC (Radio Link Control): Jeder Funkträger besitzt eine RLC-Instanz
Arbeiten in einem der drei Modi: UM (unbestätigt), AM (bestätigt) oder TM (transparent). Welcher Modus gewählt wird, hängt vom Zweck des Funkträgers ab. RLC kann somit den Funkträger mit ARQ (Automatic Retransmission on reQuest) verbessern, indem es sequenznummerierte Datenrahmen und Statusberichte verwendet, um eine erneute Übertragung auszulösen. Beachten Sie, dass es möglich sein muss, erneute Übertragungen auch über die HARQ-Entität in MAC auszulösen. Die zweite Funktionalität von RLC ist die Segmentierung und Neuzusammensetzung, die Daten höherer Schichten aufteilt oder Daten höherer Schichten in Datenblöcke verkettet, die für den Transport über Transportkanäle geeignet sind, die einen bestimmten Satz von Transportblockgrößen ermöglichen.
PDCP (Packet Data Convergence Protocol): Jeder Funkträger verwendet außerdem eine PDCP-Instanz. PDCP ist für die Header-Komprimierung verantwortlich (ROHC RObust
Header-Komprimierung; RFC 3095) und Verschlüsselung/Entschlüsselung. Offensichtlich Kopfball
Komprimierung ist für IP-Datagramme sinnvoll, nicht jedoch für die Signalisierung. Daher übernehmen die PDCP-Einheiten zur Signalisierung von Funkträgern normalerweise nur die Verschlüsselung/Entschlüsselung.
RRC (Radio Resource Control): RRC ist die zugriffsschichtspezifische Steuerung
Protokoll für EUTRAN. Es stellt die erforderlichen Nachrichten für die Kanalverwaltung, Messsteuerung und Berichterstellung usw. bereit.
NAS-Protokolle: Das NAS-Protokoll läuft zwischen UE und MME und somit
müssen transparent über EUTRAN übertragen werden. Es sitzt auf RRC, das
stellt die erforderlichen Trägernachrichten für die NAS-Übertragung bereit.