In drahtlosen 5G-Netzwerken (Fünfte Generation) bezieht sich das Access Stratum (AS) auf einen Protokollstapel, der an der Funkschnittstelle (Uu-Schnittstelle) zwischen dem Benutzergerät (UE) und dem NodeB (gNB) der nächsten Generation arbeitet. Das Access Stratum ist eine entscheidende Komponente, die die Kommunikation und Steuerung zwischen dem UE und dem Funkzugangsnetzwerk erleichtert und zum Aufbau und zur Aufrechterhaltung drahtloser Verbindungen beiträgt.
Zu den wichtigsten Aspekten des Access Stratum in 5G gehören:
- Protokollstapelschichten: Die Zugriffsschicht besteht aus mehreren Protokollstapelschichten, die für verschiedene Funktionen im Zusammenhang mit der Kommunikation über die Funkschnittstelle verantwortlich sind. Zu diesen Schichten gehören die Physical Layer (PHY), die Medium Access Control (MAC)-Schicht und die Radio Link Control (RLC)-Schicht.
- Physical Layer (PHY): Am unteren Ende des Access Stratum-Stacks befindet sich die PHY-Schicht, die für die Übertragung und den Empfang von Funksignalen verantwortlich ist. Es definiert, wie Daten moduliert, codiert und über die Luftschnittstelle übertragen werden. Die PHY-Schicht kümmert sich um Aspekte wie Kanalkodierung, Modulation und Multiplexing/Demultiplexing von Daten.
- Medium Access Control (MAC)-Schicht: Die MAC-Schicht ist für die Verwaltung des Zugriffs auf die gemeinsam genutzten Funkressourcen verantwortlich. Es übernimmt Aufgaben wie Planung, Priorisierung von Daten und Kontrollsignale für die Ressourcenzuteilung. Die MAC-Schicht spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung einer effizienten und fairen Nutzung des verfügbaren Spektrums.
- Radio Link Control (RLC)-Schicht: Die RLC-Schicht ist für die Gewährleistung einer zuverlässigen und fehlerfreien Übertragung von Daten verantwortlich. Es führt Funktionen wie die Segmentierung und Neuzusammensetzung von Datenpaketen, Fehlerkorrektur und Flusskontrolle aus, um die Integrität der zwischen dem UE und dem Netzwerk ausgetauschten Daten zu gewährleisten.
- Verbindungsaufbau und -freigabe: Das Access Stratum verwaltet die Verfahren zum Aufbau, zur Aufrechterhaltung und Freigabe von Verbindungen zwischen dem UE und dem gNB. Dazu gehören der Erstzugriff, Übergaben zwischen verschiedenen Zellen oder gNBs und die Freigabe von Verbindungen, wenn das UE die Abdeckung verlässt.
- Mobilitätsmanagement: Access Stratum verwaltet mobilitätsbezogene Funktionen, um nahtlose Übergaben zu unterstützen, wenn UEs zwischen verschiedenen Standorten oder Zellen wechseln. Dazu gehören die Entscheidungsfindung bei Übergaben, die Signalisierung für Übergaben und die Ausführung von Übergabeprozeduren zur Aufrechterhaltung der Konnektivität.
- Sicherheitsfunktionen: Access Stratum implementiert Sicherheitsmaßnahmen, um die Vertraulichkeit und Integrität der Kommunikation über die Funkschnittstelle zu schützen. Dazu gehören Verschlüsselungs- und Authentifizierungsmechanismen, um die Übertragung sensibler Informationen zwischen dem UE und dem Netzwerk zu sichern.
- Trägerverwaltung: Access Stratum kümmert sich um die Einrichtung, Wartung und Freigabe von Trägern, die logische Kanäle für bestimmte Arten von Kommunikationsdiensten darstellen. Jeder Träger kann unterschiedliche Quality of Service (QoS)-Anforderungen haben.
- Unterstützung für Dual-Konnektivität: Access Stratum unterstützt das Konzept der Dual-Konnektivität, bei der ein UE gleichzeitig eine Verbindung zu mehreren gNBs herstellen kann. Dies erhöht die Gesamtdatenraten und bietet Redundanz für eine verbesserte Zuverlässigkeit.
- Anpassbarkeit an die Numerologie: Access Stratum ist so konzipiert, dass es an verschiedene Numerologien angepasst werden kann und so in verschiedenen Frequenzbereichen und Konfigurationen betrieben werden kann. Diese Flexibilität unterstützt die unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Bereitstellungsszenarien und Anwendungsfälle.
Zusammenfassend ist das Access Stratum in 5G ein Protokollstapel, der eine grundlegende Rolle bei der Verwaltung der Kommunikation über die Funkschnittstelle zwischen dem Benutzergerät und dem Funkzugangsnetzwerk spielt. Es umfasst verschiedene Schichten mit jeweils spezifischen Verantwortlichkeiten, die zur Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit drahtloser Verbindungen im 5G-Netzwerk beitragen.