Fyzická vrstva zodpovídá za přenos surových dat (bitů nebo chipů) přes dané médium (metalické vedení, optické vlákno, rádiový kanál) včetně zajištění přípravy dat pro přenos se zajištěním proti chybám (Forvard Error Correction), modulace a v WCDMA včetně rozprostření a scramblování signálu.

Podle 3GPP WCDMA specifikace má tato vrstva dvě rozhraní – do spojové vrstvy předává data v podobě transportních bloků (uživatelská data a řídicí data vyměňovaná mezi mobilní a základnovou stanicí rádiovým kanálem) transportním kanálům.

Fyzická vrstva má druhé rozhraní k vrstvě odpovídající za management rádiových zdrojů (radio Resources Control). Prostřednictvím tohoto rozhraní může RRC přímo ovlivnit práci fyzické vrstvy a modifikovat parametry kódového kanálu a naopak fyzická vrstva tudy může přímo reportovat informace o kvalitě kanálu.

Hlavní úlohy fyzické vrstvy tedy spočívají v:

Opravě chyb pro transportní kanály (FEC – Forvard Error Correction)
Přizpůsobení rychlosti
Interleaving
Multiplexing transportních kanálů a generování do fyzických kanálů
Měření kvality kanálu (tj. aktuální SIR – Signal to Interference Ratio na přijímači)
Vnitřní řízení vysílacího výkonu (rychlé)
Synchronizace
Rozprostření, scramblování, modulace
Generování signálů ve fyzických kanálech

Spojová vrstva (Data Link Layer – MAC a RLC layer)

Druhá vrstva modelu ISO/OSI je nad fyzickou vrstvou a je z hlediska standardu 3GPP dělena na dva subsystémy:

RLC - Radio Link Control
MAC - Medium Access Control

Tato vrstva odpovídá za transportní formát dat (rychlost přenosu, kódování kanálu). Dodává fyzické vrstvě data v blocích prostřednictvím transportních kanálů (případně odtamtud odebírá přijatá data). Transport dat mezi subsystémy této vrstvy (RLC a MAC) se odehrává v přístupových bodech služby (SAP - Service Access Point).

Tato vrstva používá rovněž protokoly s opravou chyb pro zvýšení spolehlivosti přenosu (detekuje chyby a vyžaduje opakovaný přenos dat ze vzdálené stanice.

Na druhé straně komunikuje tato vrstva se síťovou vrstvou prostřednictvím logických kanálů v SAP. Každý z těchto kanálů má opět mechanismus ochrany před chybami postavený na indivi-duálních opravných funkcích RLC.

Tato druhá vrstva – RLC a MAC – má následující úlohy:

Generování logických kanálů do transportních kanálů
Vkládání a vyčítání identifikace mobilní stanice (UE)
Volba transportního formátu podle aktuálních potřeb
Řízení priority transportních úloh
Kryptování dat (volba)
Ochrana před chybami podle požadované úrovně kvality služby
Potvrzování bloků dat a požadavek na nové vyslání v případě chyby
Kontrola toku dat

Síťová vrstva – Network Layer (RRC layer)

Projekt 3GPP rozděluje tuto třetí vrstvu na WCDMA rádiovém rozhraní do několika subvrstev, z nichž jedna je subvrstva RRC (Radio Ressource Control), která přiléhá přímo k druhé vrstvě a je zodpovědná za řízení rádiových zdrojů. Hlavní úlohou této subvrstvy je:

Vysílání systémových informací
RRC ustanovení spojení a jeho rušení
Management rádiových spojení
Externí (pomalé) řízení výkonu vasílače
Volba buňky v Idle módu
Vyžadování a vyhodnocování měření na fyzické vrstvě

Chceme-li sledovat cestu dat z aplikace do rádiového kanálu, můžeme to realizovat bez nutnosti analyzovat jednotlivé vnitřní algoritmy a funkce protokolů vrstev sledováním rozhraní mezi vrstvami – tj. bodů přístupu ke službě (SAP). Tyto body jsou charakterizovány abstrakními systémy kanálů, ke kterým patří logické kanály, transportní kanály a fyzické kanály. Popis těchto kanálů neslouží jako manuál, jak má být systém konstruován, slouží pouze jako pomůcka k pochopení procesů, které v systému probíhají. Způsob implementace těchto procesů do konkrétních zařízení je pak věcí výrobců těchto zařízení.

Literatura

[1] DOC. ING. ŽÍDEK, CSC., Jan. UMTS – ZÁKLADNÍ PRINCIPY ČINNOSTI. [s.l.], [2009?]. 54 s. Přednáška.

Štítky: UMTS

Hodnocení: nejlepší 1 2 3 4 5 odpad

Facebook Twitter Topčlánky.cz Linkuj.cz

Sdílet