無線鏈路控制協定

無線鏈路控制協定

無線鏈路控制協定(RLC)是第三代移動系統中為了保證數據傳輸業務可靠服務質量(QoS)而制定的協定。這是因為移動通信在無線電傳播環境中的數據傳輸信道狀況很差,傳輸數據的誤碼率極高,因此保證數據傳輸業務的服務質量是一項艱巨的任務。 在LTE協定棧層次結構中,RLC層作為L2層之一,主要用於為上層提供不同數據鏈路類型的抽象。其中最主要的是提供可靠的數據傳輸鏈路,該鏈路類型用於禁止掉無線鏈路帶來的影響並為上層提供可靠的數據傳輸。RLC層通過使用不同的數據包收發處理機制(如分段和ARQ等)實現這些邏輯鏈路抽象。

定義

無線鏈路控制協定(RLC)是第三代移動系統中為了保證數據傳輸業務可靠服務質量(QoS)而制定的協定。這是因為移動通信在無線電傳播環境中的數據傳輸信道狀況很差,傳輸數據的誤碼率極高,因此保證數據傳輸業務的服務質量是一項艱巨的任務 。

RLC協定是在數據鏈路控制(DLC)層中引進了多個新的自動重發請求(ARQ)機制,以此來解決對服務質量的要求。

RLC層作為LTE協定棧L2層的協定之一。由多個RLC層 實體組成,分別是TM傳送實體、TM接收實體、UM傳送實體、UM接收實體和AM實體等五個實體。

RLC協定相關圖 RLC協定相關圖

數據傳輸服務

根據不同級別的服務質量要求,RLC可以提供三種不同等級的數據傳輸服務 :

TM(Transparent Mode)數據傳輸

TM數據傳輸主要是以透傳的方式,不保證數據包的順序,以最短的時延傳遞到對端。主要適用於對時延敏感、不希望原始數據被分段。並且不需要下層保證數據包順序到達的業務,如上層信令、廣播訊息、尋呼訊息等 。

傳輸模式:TM模式對於上層指示需要傳輸的數據,不執行任何操作,直接將上層PDU遞交給底層,並且不執行對SDU進行打包、分段等功能。主要為上層提供BCCH、DUUL CCCH和PCCH邏輯信道上的數據傳輸。

UM(UnacknowIedgedMode)數據傳輸

UM數據傳輸能夠保證數據按序傳遞給上層,並且能夠對上層數據根據頻寬限制進行打包分段,以最短時延使數據包按序到達對端,主要適用於對時延敏感、但是允許一定丟包率的業務,如VoIP等業務。

傳輸模式:在傳送端,UM傳送實體通過其與上層協定棧之間的服務接入點將上層數據放入傳送快取中。然後根據下層給予的傳送機會和提供的頻寬大小對傳送快取中的數據進行打包分段。最後加上RLC頭.通過DTCH邏輯信道傳送出去。在接收端,由於下層具有HARQ的重傳功能,並且不提供重排序的功能。所以UM接收實體需要將由於下層重傳導致的亂序到達的數據包進行重排序,並完成解分段、解打包從而將數據包還原成原始的服務數據單元按序地交給上層。在UM傳輸模式下,UM接收實體主要是用三個參數(VR(UH)、VR(UR)、VR(U×))記錄特定的PDU序列號以及一個定時器和接收視窗來對接收的數據進行控制,從而完成重排序、重組等功能。UM傳送實體則主要進行打包、分段等操作,對應地,UM接收實體需要進行解打包、解分段的操作 。

AM(Acknaw|edged Mode)數據傳輸

AM數據傳輸以ARQ的方式為上層提供可靠的數據傳輸,保證數據正確地按序到達對端,主要適用於對
時延不敏感、對錯誤敏感的業務,如FTP業務、後台業務、互動業務等。

傳輸模式:AM實體包括傳送部分和接收部分。在傳送部分,AM實體將從上層傳來的服務數據單元(SDU)放入AM實體傳輸快取,如果此時接收部分指示需要傳送控制協定數據單元(PDU).AM實體傳送部分則根據下層提供的傳送機會和頻寬大小,首先傳送控制PDU。然後對重傳快取中的數據進行調度(必要時需要進行再分段),否則直接對重傳快取中的數據進行調度;最後再對傳輸快取中的新數據進行調度。傳送部分調度出數據後。根據AM實體當前狀態,決定是否需要加上輪詢位(po|¨ng)。然後為調度出的數據加上RLC頭,傳送給下層。在接收部分,接收到RLC PDU後,若是控制PDU則根據其內容。對重傳快取中的數據做相應的處理;若是數據PDU則將其放接收視窗。進行重排序控制。然後在去除RLC子頭後。進行SDU的重組。最後按序將SDU遞交給上層。若接收部分發現RLC子頭中包含有輪詢位。則需要根據AM實體配置,觸發傳送部分傳送控制PDU。在AM的傳輸模式下。AM實體的傳送部分用四個參數(VT(A)、VT(S)、VT(MS)、POLLSN)來記錄特定的傳送PDU的序列號以及一個管理狀態PDU的定時器和管理輪詢的定時器的使用,從而完成對傳送狀態PDU和輪詢以及傳送視窗的控制。AM實體傳送部分還需要進行打包、分段、再分段等操作.對應地,接收部分則需要進行解打包、解分段的操作。在接收端,AM實體的接收部分還需要用5個參數(VR(R)、VR(MR)、VR(X)、VR(MS)、VR(H))來記錄特定的PDU序列號以及一個定時器和接收視窗來對接收的數據進行控制。從而完成重排序、重組等功能以及與傳送部分配合完成ARQ功能。在AM模式中,由傳送端和接收端共同完成ARQ過程。ARQ過程中的狀態PDU傳送過程主要由管理狀態PDU的定時器以及接收窗中的定時器控制;ARQ過程中的輪詢傳送過程則是由管理輪詢的定時器。以及從上次傳送輪詢以來記錄的傳送過的PDU個數和位元組數來控制 。

設計的核心

RLC層系統架構設計

RLC軟體系統設計的核心的設計思路和方法包括 :

1.符合標準的描述:包括內容上的和行為上的定義,整個設計的目標和準則即RLC軟體系統的實現符合LTE標準定義。

2.以特性實現為目標:RRC軟體系統複雜度高、內容多,因此在設計和實現時以RRC軟體系統的特性的滿足為目標,在此過程中設計好相關部分的架構、行為以及數據的定義等。
3.保持設計的簡單、高效:在系統設計時進行邏輯功能、行為的描述和設定,在此過程中簡化系統的行為模式;而在考慮邏輯模型向實現模型映射的時候,在保證邏輯概念完整性和一致性的基礎上.用儘量簡單的方式考慮實現時的具體行為和內容。
4.保持系統功能組件的獨立性:包括邏輯獨立性和實現獨立性。在進行系統架構設計時,以獨立的邏輯功能實體為劃分模組的原則。

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