Цифровая система подвижной радиосвязи стандарта GPRS (стр. 10 из 16)

Пакеты от различных протоколов поступают на рассматриваемый уровень SNDCPчерез различные точки доступа, характеризуемые соответствующим идентификатором — NSAPI, который при работе по принципу точка—точка принимает 11 возможных значений от 5 до 15. Конкретные значения NSAPIсистема назначает динамически, и они включаются в PDP-контекст МС, ОУ и GPRS-шлюза.

В спецификациях GPRSпакеты абонентских данных принято называть сетевыми пакетами (N-PDU— NetworkProtocolDataUnit). Все отправляемые сетевые пакеты нумеруются в диапазоне 0...255 при работе протокола SNDCPв режиме с подтверждением (AcknowledgedMode) и в диапазоне 0...4095 в режиме без подтверждения (UnacknowledgedMode). Инкапсулированные сетевые пакеты на выходе уровня SNDCPпринято обозначать SN-PDLJ(SubNetworkProtocolDataUnit). При этом в заголовок каждого такого пакета включаются идентификатор NSAPI, указание на режим (с подтверждением или без него), номер исходного сетевого пакета, а также в случае сегментации и сжатия — номер сегмента.

Максимальный размер пакета SN-PDUобусловлен возможностями уровня LLCи составляет 1 520 байт для режима с подтверждением и 500 байт для режима без подтверждения. Максимальный размер пакетов сигнализации и коротких сообщений ~- 270 байт. При работе в режиме с подтверждением номер сетевого пакета используется для подтверждения его приема с указанием, есть необходимость повторной передачи или нет.

Основные операции, связанные с обработкой сетевых пакетов, осуществляются на подуровнях LLCи RLC/MACканального уровня.

ПреобразованиепакетныхданныхнауровнеLLC

На уровень LLCсетевые пакеты данных поступают через точки Доступа, характеризуемые идентификатором SAPI, принимающим значения 3, 5, 9 и 11. Точка доступа с SAPI= 1 используется для рередачи информации управления мобильностью, а точка доступа с SAPI= 7 — для передачи коротких сообщений. Следует заметить, что каждый активный идентификатор NSAPIможет использовать лишь один SAPI, но благодаря мультиплексированию один SAPIможет быть ассоциирован с несколькими NSAPI.

На уровне LLCпроисходит инкапсуляция пакетов данных посредством добавления к ним заголовка — FH (FrameHeader) и Последовательности проверочных символов — FCS (FrameCheckSequence) (рис. 15.14). Информационным полем является любой

пакет (SN-PDU, пакет управления мобильностью или пакет короткого сообщения), поступивший с вышестоящего уровня.

Как уже говорилось, передача LLC-пакетов возможна с подтверждением или без него. В последнем случае передача может быть начата без предварительного установления логического соединения, а доставка информации не гарантируется. При этом возможны два режима работы: защищенный (ProtectedMode), при котором проверочные символы защищают и заголовок, и информационное поле, и незащищенный (UnprotectedMode), при котором проверочные символы защищают только заголовок пакета LLC-уровня. Обнаружение ошибки в защищенном режиме ведет к отбрасыванию поврежденного пакета, а в незащищенном — к возвращению его на вышестоящий уровень. Если же используется режим с подтверждением, то прием каждого пакета подтверждается отсылкой его копии в обратном направлении. Таким образом, если принятый пакет данных содержит ошибку, то это обнаружится на вышестоящем уровне, и будет осуществлена повторная передача на LLC-уровень.

Наконец, еще одной функцией, возложенной на уровень LLC, является шифрование информации. При этом заголовок LLC-пакета передается в открытом виде, а шифрованию подвергаются информационное поле и проверочная последовательность. Рассмотрим более подробно процесс шифрования.

Для решения поставленных на уровне LLCзадач стандарт GPRSопределяет четыре типа пакетов, или кадров:

• Iкадр используется для передачи информации с вышестоящего уровня с подтверждением на уровне LLC. Заголовок каждого /-кадра включает в себя порядковые номера N(S) и N(R) соответственно передаваемого и принятого пакетов и бит подтверждения (A-bit — Acknowledgedrequestbit), указывающий необходимо ли подтверждение данного пакета в следующих пакетах. Кроме того, /-кадр содержит управляющую информацию, аналогичную той, что содержится в 5-кадре, и вместо термина /-кадр иногда используется термин (/+ 5)-кадр;

• S-кадр выполняет контролирующие функции, такие как подтверждение /-кадров и запрос на приостановку их передачи. Заголовок 5-кадра включает в себя порядковый номер N(R) принятого пакета и бит подтверждения, указывающий на необходимость подтверждения пакета;

• UI-кадр используется для передачи информации без подтверждения на уровне LLC. Он может быть потерян без уведомления об этом вышестоящего уровня. Информационное поле (//-кадра может быть зашифровано или не зашифровано, что определяется значением соответствующего бита (E-bit — EncryptionFunctionbit) заголовка. Еще один бит заголовка содержит информацию о режиме передачи (защищенный или незащищенный режим);

• U-кадр предназначен для осуществления дополнительных функций управления. Такие пакеты не нумеруются, а в их заголовке содержится информация о том, является этот пакет командой или откликом.

Все пакеты на уровне LLCмогут иметь переменную длину. ЗаIголовок содержит адресное поле (1 байт) и поле управляющей информации, размер которого составляет 3 байт для /-кадра, 2 байт Iдля S- и UI-кадров и 1 байт для U-кадра. Кроме того, для I- и U-кадров поле управляющей информации может дополнительно включать в себя данные выборочного подтверждения (SACK— SelectiveACKnowledgement) — в этом случае его размер может достигать 36 байт для /-кадров и 34 байт для S-кадров. Размер проверочного поля составляет 3 байт. Информационное поле, как уже было сказано ранее, может содержать до 1 520 байт.

ПреобразованиепакетныхданныхнауровнеRLC/MAC

После того как на уровне LLCсформированы пакеты в виде описанных ранее кадров, они поступают на уровень RLC/MAC, где производится формирование пакетов, состоящих из заголовка (ВН — BlockHeader) и информационного поля (см. рис. 15.14). [Размер таких пакетов может составлять 184, 271, 315 и 431 бит, причем пакет сигнальной информации всегда содержит 184 бит. Аналогично уровню LLCуровень RLC/MACможет работать в режимах подтверждения и без подтверждения.

На подуровне RLCосуществляются сегментация и десегмента-ция LLC-кадров, а также обеспечивается выборочная повторная Передача неправильно принятых блоков, хотя сам подуровень RLCне снабжен механизмом проверки ошибок, и функцию выявления ошибочно принятых RLC/MAC-пакетов выполняет нижестоящий физический уровень.

Основной целью подуровня MACявляется обеспечение возможности использования несколькими МС общего ресурса. Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:

• мультиплексирования абонентских данных и сигнализации в Восходящем и нисходящем направлениях;

• установки приоритетов абонентов и обслуживания в соответствии с этими приоритетами;

• управления доступом к сети со стороны МС;

• управления доступом к МС со стороны сети, включая организацию очередей.

Для совместного использования несколькими МС общих радиоресурсов каждой МС выделяется временный идентификатор логического канала (TLLI— TemporaryLogicalLinkIdentity), размер Которого 32 бит. Он конструируется из пакетного идентификатора

P-TMSI, известного только ОУ и МС, что обеспечивает конфиденциальность пользователя.

Различают TLLIчетырех типов: локальные, внешние, случайные и вспомогательные. Идентификатор будет локальным при его конструировании из пакетного идентификатора P-TMSI, выделенного ОУ в данной ОМ. Если идентификатор выделен ОУ в другой ОМ, то он является внешним. Возможны ситуации, при которых МС не имеет выделенного P-TMSI, например в случае анонимного доступа — тогда используются случайные и вспомогательные идентификаторы.

Формирование 32-битного TLLIиз 32-битного P-TMSIпоказано в табл. 15.2, где Г указывает совпадение данных бит TLLIс соответствующими битами P-TMSI, A— выбор данных бит ОУ, R— случайный выбор значений.

На время однонаправленной передачи LLC-пакетов на одном или нескольких каналах PDCHорганизуется физическое соединение, называемое временным потоком блоков (TBF— TemporaryBlockFlow) и используемое для передачи некоторого числа RLC/ МАС-пакетов, каждый из которых переносит один или несколько LLC-кадров. Каждый из этих пакетов содержит информацию о том, какому TBFон принадлежит, для чего вводится идентификатор временного потока (TFI— TemporaryFlowIdentity), принимающий значения от 0 до 31, который выделяется сетью каждой МС в специальном сообщении о выделении ресурса, предшествующем передаче кадров уровня LLC.

Структура пакетов на RLC/MAC-уровне различна и зависит как от направления передачи, так и от того, используется он для передачи данных или сигнализации (рис. 15.15).

Пакеты трафика (PDTCH) состоят из RLC-пакета данных и MAC-заголовка. В свою очередь, RLC-пакет данных состоит из RLC-заголовка и блока информации, представляющих собой данные от одного или нескольких LLC-пакетов. Помимо этого RLC-блок может содержать дополнительные (резервные) биты, игнорируемые при декодировании.

RLC/MAC-пакеты сигнализации (РАССН, РВССН, РРСН, PAGCH, PNCH, РТССН) содержат МАС-заголовок и RLC/MAC-

Тип TLLI	0... 26 бит	27 бит	28 бит	29 бит	30 бит	31 бит
Локальный	Т	Т	Т	Т	1	1
Внешний	Т	Т	Т	Т	0	1
Случайный	R	1	1	1	1	0
Вспомогател ьный	А	0	1	1	1	0

пакетсигнализации, включающий в себя контрольный заголовок и в случае нисходящего канала блок сигнальной информации.