Модель операций

Каждый пакетный канал данных разделяет среду между мобильной системой и сетью, за исключением режима двойной передачи, в котором канал данных выделен для одного МS.

Радиоинтерфейс GPRS состоит из асимметричных и независимых каналов передачи от сети к клиенту и обратно. Канал передачи от сети ко множеству МS не требует управления в плане разрешения конфликтов доступа. Канал передачи от МS делится между множеством клиентов и требует управления разрешением доступа.

Выделение ресурсов сетью и их использование мобильными станциями может быть разделено на две части:

— сеть выделяет ресурсы для GPRS симметричным образом.

— выделенные радиоресурсы для передачи от сети и к сети в режиме «точка-точка» и «точка-много точек» используются независимо друг от друга. Возможно выделение ресурсов, зависимых друг от друга, для передачи данных одновременно в обоих направлениях. Возможно выделение разных пакетных каналов данных для одной мобильной станции. Блоки данных сетевых протоколов распределяются

в блоки данных подсетей с помощью протокола зависимых подсетей SNDC и упаковываются в один или несколько фреймов логического соединения LCC. Фреймы логического уровня упаковываются в блоки данных радиосоединения. На уровне RLС/МАС протокол запроса повторной передачи ARQ предоставляет повторную передачу ошибочных блоков данных радиосоединения. В случае полной и успешной передачи фрейма уровня логического соединения через уровень радиосоединения, он передается на уровень логического соединения.

Мультиплексирование МS на один пакетный канал данных РDСН

Динамическое выделение

Флаг состояния (Uplink State Flag USF) используется в РDСН для объединения радиоблоков от нескольких мобильных станций. С его помощью реализуется режим динамического доступа. Флаг используется только при передаче на МS. Он состоит из 3 битов в начале каждого радиоблока, передаваемого в сторону МS. 3 бита позволяют кодировать до 8 различных состояний флага, которые используются для мультиплексирования трафика. Одно состояние флага используется для обозначения пакетного канала случайного доступа, другие используются для МS. Значения флага используются для защиты от коллизий. Флаг указывает либо на следующий радиоблок, либо на последовательность из 4 радиоблоков.

Динамическое выделение с использованием флага требует возможности чтения флага в блоке данных с какой-либо схемой кодирования и соответствующею выбора свободного канала.

Фиксированное выделение

Предполагает выделение канала РDСН только для одной МS на определенный период времени.

Уникальное выделение используется для резервирования части канала в направлении МS только для одной МS в течение времени существования потока временных блоков.

Поток временных блоков является физическим соединением, используемым для однонаправленной передачи блоков данных уровня логического соединения на физическом канале пакетных данных. Поток выделяет радиоресурсы и состоит из блоков уровня RLС/МАС, в которых передаются данные уровня логического соединения. Существует только во время передачи данных. Каждый поток обозначается своим идентификатором в сети. Идентификатор уникален среди существующих идентификаторов потоков, действующих в каждом направлении, и используется вместо идентификатора мобильной станции на уровне RLС/МАС. Одинаковые значения идентификатора могут быть использованы в разнонаправленных потоках. Идентификатор назначается в сообщении назначения ресурсов, предшествующем передаче фреймов логического уровня, относящихся к потоку временному потоку к/от МS. В каждом заголовке блока радиосоединения, относящемся к одному потоку, используется один и тот же идентификатор, как и в управляющих сообщениях, связанных с передачей фреймов логического соединения для адресации одинаковых соединений уровня радиосоединения.

Режим доступа к среде

Поддерживаются четыре типа доступа:

— динамическое выделение;

— расширенное динамическое выделение;

— фиксированное выделение;

— исключительное выделение;

Режим динамического выделения доступа к среде или. фиксированное выделение поддерживается всеми сетями GPRS. Остальные режимы дополнительные. Аналогично, режим динамического и фиксированного выделения доступа к среде поддерживается всеми мобильными станциями. Режим исключительного выделения поддерживается в телефонах с двойным режимом передачи.

Режим подтверждения операций уровня RLC/МАС

Передача блоков данных уровня RLС/МАС в режиме подтверждения управляется механизмом автоматической повторной передачи совместно с нумерацией блоков данных уровня радиосоединения внутри потока временных

блоков. Посылающая сторона (МS или сеть) передает блоки внутри некоторого окна (объединения из нескольких блоков), принимающая сторона шлет пакеты подтверждения при необходимости. Каждое сообщение подтверждает, корректно переданный блок данных уровня RLС в номере окна. Последовательность битов, передаваемых в блоке, используется для избирательной повторной передачи ошибочных блоков.

Процедура подтверждения передачи на уровне логического соединения не зависит от аналогичной на нижележащем уровне RLC/МАС.

Операция передачи без подтверждения

Передача блоков RLС/МАС в этом режиме управляется нумерацией блоков внутри потока временных блоков и не включает повторную передачу. Принимающая сторона извлекает данные пользователя из полученных блоков данных уровня радиосоединения и пытается сохранить длину данных пользователя заменой отсутствующих блоков битами пустой информации.

Похожий механизм и формат сообщений используется в режиме подтверждения с передачей необходимых сигналов управления (контроль качества канала для передачи на MS и коррекция времени при передаче в сеть). Поля для пометки ошибочных блоков могут быть использованы для дополнительных измерений качества канала. Передающая сторона выдает некоторое число блоков и опрашивает приемную сторону на предмет подтверждения. Пакеты подтверждения не меняют текущие назначения. Пропущенные подтверждения не критичны и новое подтверждение может быть получено в любое время. В пакетах подтверждения, формируемых MS, может дополнительно создаваться поток временных блоков, в пакетах подтверждения, формируемых сетью, сеть может дополнительно назначать ресурсы для мобильной станции, использующей фиксированное выделение.

Передача пакетов, инициируемая с мобильной станции

Данный режим применим ко всем МS в режиме отсутствия передачи пакетов (idle), а также для МS класса А в выделенном режиме и не в режиме двойной передачи.

MS запускает передачу пакетов запросом пакетного канала по каналу случайного доступа. Сеть отвечает по каналу разрешения доступа. Возможно использование одно- или двухфазного метода доступа.

При однофазном доступе «запрос-ответ» создается резервирование ресурсов пакетного канала передачи данных в нескольких радиоблоках. Резервирование проводится в соответствии с информацией в запросе пакетного канала. На канале случайного доступа возможно наличие только двух величин для использования в GPRS. На пакетном канале случайного доступа запрос может содержать более объемную информацию о запрашиваемом ресурсе и назначении ресурсов.

В двухфазном доступе запрос пакетного канала порождает ответ о назначении канала передачи с резервированием ресурсов для передачи запроса пакетных ресурсов. Двухфазный доступ может начинаться МS или сетью. Сеть может заставить МS послать запрос пакетных ресурсов установкой параметров в сообщении назначения Пакетных ресурсов. В данном запросе передается полное описание запрашиваемых ресурсов для передачи. МS может назначить метод доступа к среде, что желательно при использовании потока временных блоков. Сеть отвечает сообщением о назначении ресурсов и определением реальных параметров передачи (то есть режимом доступа к среде).

Если на запрос пакетного канала нет ответа в течение установленного времени, МS делает повторную попытку после некоторого случайного времени.

В пакетном канале случайного доступа используется двухшаговый подход, включая оценку повторов на длинном и коротком интервале. Оптимальный повторы мобильной станции вычисляются на стороне сети.

Действительное значение повторов зависит от:

— приоритета передаваемого пакета;

— количество передаваемых трафиков в классах с высшим приоритетом;

— количество передаваемых трафиков в классе с низшим приоритетом.

Изредка число запросов пакетных каналов может превысить возможности обслуживания. Для обработки этого события отправителю запроса выдается извещение о постановке в очередь доступа к пакетам. Данное извещение включает информацию о корректности принятого сообщения и о более позднем назначении ресурса. Если информация о состоянии времени становится неточной на стороне мобильной станции, сеть посылает запрос прослушивания, заставляя МS посылать четыре пакета случайного доступа. Это дает возможность оценить новое значение времени перед выдачей назначения пакетного канала.

Для мобильных станций работающих в выделенном режиме с поддержкой режима двойной передачи выдается запрос режима двойной передачи. В запросе передается информация о запрашиваемых ресурсах. Ответ сети может быть следующим:

— команда назначения режима двойной передачи, когда сеть выделяет поток временных блоков и повторно выделяет ресурсы радиоканала;

— назначение пакета, когда сеть выделяет поток временных блоков и не выделяет повторно ресурсов радиоканала. При повторном выделении радиоресурсов (через команду назначения режима двойной передачи) мобильная станция шлет сообщение о завершении назначения.

Динамическое/расширенное динамическое выделение. Передача пакетов в сеть

Сообщение о назначении пакетного канала в сеть включает список пакетных каналов данных и соответствующее значение флага состояния данного пакетного канала. Уникальный идентификатор временного потока выделяется и включается в каждый блок данных уровня радиосоединения и управляющий блок потока временных блоков. МS наблюдает флаги состояния выделенных пакетных каналов данных и передает радиоблоки тем, кто в настоящее время владеет флагом, выделенным для использования данным МS.

МS может пользоваться ресурсом канала до тех пор, пока МS шлет данные на уровень RLС/МАС. Ресурс может состоять из фреймов уровня логического соединения. В этом смысле радиоресурсы назначаются на неограниченное время. С другой стороны, назначение может быть ограничено числом радиоблоков.

Высвобождение ресурсов

Данная операция в нормальном состоянии запускается мобильной станцией при передаче последней пары блоков. Высвобождение ресурсов производится при получении подтверждения совместно в режиме с таймером.

После отправления последнего блока мобильной станцией (отслеживаемого полем обратного отсчета) ожидается подтверждение со стороны сети. При отправке последнего блока МS не использует назначение ресурса, если только не получено сообщение о недоставленном пакете. Это значит, что сеть может переназначить флаг другим пользователям сразу же после корректного получения блоков данных уровня радиосоединения, относящихся к потоку временных данных.

Следующим шагом после получения данных является посылка сетью пакета подтверждения, который обрабатывается мобильной станцией за период времени. Сеть может не использовать режим подтверждения, обходясь исключительно таймерами.

Преждевременное освобождение или назначение ресурсов для мобильной станции может быть начато сетью в режиме двойной передачи (при переходе в другую зону, процедуры назначения и освобождения канала) при установлении радиосоединения.

В случае высвобождения МS принудительно прерывает поток временных блоков. МS затем выдает новый запрос пакетного канала для продолжения передачи непереданных фреймов логического уровня.

Изменения назначений могут быть запущены сетью при запуске сообщений «назначение пакета», «переконфигурация слота времени», «команд назначения режима двойной передачи» или назначения пакета.

Фиксированное назначение

В Этом случае используется сообщение о назначении пакетного канала. Фиксированное назначение состоит из стартового фрейма, назначения слота и битовой карты назначения блока, представляющей назначение блоков на слот времени. МS ждет появления стартового фрейма и затем передает радиоблоки в блоках назначенных битовой картой. Фиксированное назначение не использует флаг состояния и МS может передавать данные без его отслеживания. Неиспользуемое значение флага предотвращает передачу данных другими МS. Если выделенных ресурсов недостаточно, МS запрашивает дополнительные ресурсы в одном или нескольких блоках. Выделяется уникальный идентификатор временного потока и включается в каждый блок данных уровня RLС, относящийся к потоку временного блока. Ввиду того, что каждый радиоблок включает идентификатор временного потока, все полученные радиоблоки корректно связываются с выбранным фреймом логического уровня и выбранной МS.

Число блоков, запрошенных МS вначале и впоследствии, нужны для блоков данных и управления, предназначенных для передачи, МS не запрашивает выделения дополнительных блоков для передачи ошибочных блоков. Сеть может повторить выделение дополнительных радиоресурсов установкой параметров в сообщениях «назначение пакета», «подтверждение пакета».

Исключительное выделение

Исключительное выделение использует сообщения «назначение пакета», «реконфигурация слота времени», команду назначения режима двойной передачи для выделения ресурса МS. Процедура состоит из начального фрейма и назначения слота. МS ждет начального фрейма и начинает передачу. Флаг состояния и битовая карта не используются. Идентификатор временного потока включается в блоки передаваемой информации, что дает корреьстное соединение с фреймами LLС и МS.

Для закрытия временного потока число блоков, запрошенных МS в запросе выделения, должно соответствовать числу блоков, предназначенных для передачи. MS не запрашивает дополнительные блоки для повторной передачи ошибочных блоков.

Разрешение разногласий

Разрешение разногласий является важной частью операций протокола RLС/МАС, особенно вследствие выделения канала, предназначеного для передачи фреймов логического уровня. Применяется для динамического и фиксированного выделения среды доступа. Данная операция не применяется к процедуре запроса пакетов мобильной станцией, поддерживающей режим двойной передачи и находящейся в выделенном режиме.

Двухфазный доступ к каналу защищен от возможности получения двумя MS одного выделения канала как своего собственного. Именно вторая фаза доступа «запрос пакетного ресурса» однозначно определяет MS по его идентификатору тоннеля логического уровня. Данный идентификатор включается в пакеты подтверждения и исключает возможность ошибки.

Однофазный доступ не всегда надежен, и поэтому вводится механизм разрешения разногласий.

Первая часть решения — это идентификация MS. Идентификация передачи MS на уровне RLС/МАС необходима не только для разрешения разногласий, но также для установления протокола RLС для потока временных блоков на стороне сети. Идентификатор TLLI необходим для сравнения одновременных передач в обе стороны, с учетом внимания возможности работы MS в мультислотовом режиме.

При передаче данных в сеть мобильная станция однозначно идентифицирует себя в сети путем включения заголовка уровня RLС, содержащего идентификатор TLLI.

Второй частью решения является извещение сети о владельце ресурса. Это решается включением TLLI в пакеты подтверждения передачи. Данное сообщение должно быть послано до заполнения окна передачи протокола RLС/МАС. Разрешение происходит после первого получения пакета подтверждения RLС/МАС от другой MS, что разрушает фрейм LLС, восстанавливаемый повторной передачей на уровне LLС.

Передача пакетов к мобильной станции. Извещение о передаче пакетов.

Сеть начинает передачу пакетов к MS, находящейся в режиме готовности, путем извещения посылаемого по каналу извещения. Станция отвечает на извещение передачей пакетов, содержащих один или несколько RLC/МАС блоков содержащих случайные блоки LLС. После ответа MS и его получения сетью состояние мобильностью переходит в режим готовность.

Сеть назначает радиоресурсы MS и выполняет передачу данных .

Передача данных на MS

Передача данных на MS в состоянии, готовности начатая сетью, использует сообщение о назначении пакетов в сторону MS. В случае если осуществляется передача в сеть, назначение пакетных ресурсов в сторону MS передается через пакетный канал связанного управления, иначе сообщение о назначении пакетов в сторону MS передается через пакетный канал общего управления. В другом случае сообщение о немедленном назначении передается через канат общего управления. Для телефона в выделенном режиме назначение передается через канал управления данными. Сообщение о назначении включает список пакетных каналов данных, которые могут быть использованы для передачи на MS. При необходимости может быть включена информация о настройке времени и управлении мощностью.

Сеть посылает блоки RLС/МАС потока временных блоков на назначенный канал. Мультиплексирование блоков для разных MS разрешается использованием идентификатора ТFI, включаемого в каждый блок. Возможно прерывание передачи к MS.

Высвобождение ресурсов.

Высвобождение ресурсов начинается со стороны сети завершением передачи и опросом мобильной станции на предмет получения финального сообщения о подтверждении передачи.

Сеть может изменить текущие назначения выдачей пакетов назначения пакетных ресурсов или переконфигурации слота времени, которые должны быть подтверждены MS.

Управление идентификатором ТFI осуществляется тем же таймером, который работает на MS и в сети после получения последнего блока RLС, посланного на MS. После обнуления таймера текущие назначения становятся недействительными, и идентификатор временного потока повторно используется сетью.

Извещение о передаче пакетов

Сеть начинает передачу пакетов на MS с режимом двойной передачи в режиме ожидания и в выделенном режиме посылкой одного или более пакетов. MS отвечает запросом начала передачи, содержащим один или несколько блоков уровня RLС/МАС с произвольным фреймом LLС. После отсылки пакета мобильной станцией и приема его сетью мобильное состояние MS переходит в режим готовность.

Одновременная передача пакетов в двух направлениях

При наличии исходящего потока MS постоянно отслеживает исходящий канал пакетных данных на предмет сообщений о назначении исходящего пакетного канала или пакета реконфигурации слотов времени на управляющем канале. После появления этих пакетов MS может начать прием пакетов из сети в соответствии с мультислотовым режимом передачи. Если MS хочет начать передачу в сеть при наличии входящего потока данных, она подтверждает это пакетом. При одновременной передаче может возникнуть дополнительная задержка из-за возникновения потока передачи пакетов в сеть. Задержка возникает только для первого фрейма LLС в последовательности.