Ўқув қулланма Тошкент 2011 йил

Тармоқнинг функционал элементларини танлаш функцияси P-GW ва S-GW шлюзлари, ММЕ модули, SGSN тармоқ тугуни ва PCRF функционал элементларини танлаш каби функцияларни ўз ичига олади.

Tармоқда IP-протоколидан фойдаланиш билан боғлиқ функциялар ўз навбатида P-GW шлюзнинг мантиқий номи ва унинг IP-манзили орасида мосликни ўрнатишни амалга оширувчи домен номлари тизими- DNS (ингл. Domain Name System) нимфункциясини, ҳамда АУларга динамик IP-манзилларни тақдим этувчи хостларнинг динамик конфигурацияси - DHCP (ингл. Dynamic Host Configuration Function) нимфункциясини ўз ичига олади.

LTE/SAE тизимининг юқорида санаб ўтилган функцияларнинг ҳар бири ОТЎ нинг турли даражаларида турли протоколлардан фойдаланган ҳолда амалга оширилади. 3.4 ва 3.5 расмларда таълуқли равишда бошқарув ва абонент сатхларининг пртоколлар стеклари келтирилган.
Бошқарув сатхида уланишни тақдим этиш билан боғлиқ бўлмаган, ММЕ ва АУ орасида жойлашган NAS протоколи ишлатилади. Ушбу протокол тармоққа боғланиш, аутентификация, алоқа каналларини ташкил қилиш ва мобилликни бошқариш каби бошқарув функцияларини бажаришда ишлатилади. Барча NAS хабарлари кодланган, уларнинг бутунлиги эса, АУ ва ММЕ модули орқали ҳимояланган бўлади.

3.4-расм. Бошқарув сатхидаги протоколлар стеки

Радиоресурсларни бошқариш даражаси - RRC еNB тугунида АУдан олинган қўшни соталар параметрларига асосланиб “хэндовер”ни амалга ошириш бўйича қарор қабул қилиш; АУ га қисқа хабарлар (пейжинг) ва тармоқ ҳақида кенг қамровли ахборотларни жўнатиш; хамда даврий “канал сифатининг кўрсаткичи” - CQI (ингл. Channel Quality Index) каби тармоқ параметрлари бўйича АУ нинг хабарларини бошқаруви ва сота қамровида фаол режимдаги АУ ларнинг вақтинчалик идентификаторларини тақсимлаш каби функцияларни бажаради. Шунингдек, RRC даражаси “хэндовер” жараёнида узатувчи eNB дан қабул қилувчи eNB га АУ учун контекстни узатиш вазифасини бажаради ҳамда RRC хабарларини бутунлигини химоялайди. RRC даражаси радиоканалларни ташкил қилиш ва бошқаришга ҳам маъсул ҳисобланади.

3.5-расм. Абонент сатхидаги протоколлар стеки

Абонент сатхида PDCP даражаси интерфейсининг ўтказиш қобилиятидан самарали фойдаланишга эришиш учун “Сарлавҳаларни мустаҳкам сиқиш” - RoHC (ингл. Robust Header Compression) услубидан фойдаланиш ҳисобига абонент IP-пакетлари сарлавҳаларини сиқиш/ёйиш (рус. компресссия/декомпрессия) функциялари учун маъсул ҳисобланади. Бу даража шунингдек, бошқарув ва абонент сатхладрида маълумотларни кодлаш функциялари бажарилади. Шу боис, NAS хабарлари RRC сатҳида узатилгани хисобига, маълумотлар икки марта кодланган (яъни янада ишончли) бўлади ва ММЕ модулида хам, еNB тугунида жойлашганда хам бутунлик жиҳатидан ҳимояланади.

RLC - радиоканалларни бошқариш даражаси АУ ҳамда eNB орасида трафикни форматлаш ва узатиш учун ишлатилади. RLC маълумотларни узатиш учун қуйидаги учта ишончли режимда ишлашни таъминлайди: тасдиқланган - АМ (ингл. Approved Mode), тасдиқланмаган - UM (ингл. Unapproved Mode) ва очиқ - ТМ (ингл. Transparent Mode) режимлар. UM режими кечикишларга сезгир ва такрорий узатишларни қабул қилмайдиган трафикни реал вақт масштабида (РВМ) узатиш учун ишлатилади. АМ режими эса, аксинча, РВМ ни талаб қилмайдиган трафик учун, масалан, файлларни юклаб олиш учун қўлланилади. ТМ режими эса, маълумот пакетлари ўлчамлари олдиндан маълум бўлганда масалан, тизим ахборотларини кенг қамровли узатишда ишлатилади. Шунингдек, RLC даражаси хизмат маълумотлари блоклари - SDU (ингл. Service Data Unit) ни янада юқорироқ даражаларга навбатма - навбат узатилишини таъминлайди ва бу даражаларни SDUларни такрорий узатилишларидан ҳимоя қилади. RLC даражасида шунингдек, радиомуҳит шароитларига боғлиқ равишда SDU блокларини сегментлаш ҳам амалга оширилади.
Ишончлиликни таъминлаш учун пакетларни қайта узатишнинг икки механизми, айнан, МАС даражасида такрорий узатишни гибрид автоматик сўрови (HARQ) ва RLC даражасида ташқи такрорий узатишни автоматик сўрови (ARQ) механизмлари ишлатилади. ARQ ташқи механизми атойин оддий ҳолда сақланган ва у бир битли хатоликларга жавоб механизмини ишлатган холда, HARQ даражасида тузатилмаган қолдиқ хатоликлар билан ишлашга мўлжалланган. Бу ерда “тўхташ ва кутиш” (ингл. Stop and Wait - SAW) принципи асосида ишлайдиган ҳамда «пастга» йўналишда асинхрон қайта узатишлар, «юқорига» йўналишда синхрон қайта узатишлар бажарадиган HARQ нинг кўп каналли ишлов бериш жараёни (ингл. N-process) қўлланган. Синхрон режимда HARQ блокларини қайта узатиш жараёни қатъий маълум вақт оралиқларида амалга ошади. Бунда такрорий узатишлар вақтлари ҳақида қабул қилгичга қўшимча хабар беришга эҳтиёж қолмайди. Асинхрон режимда эса, HARQ механизми радиоинтерфейс шароитларига асосланган холда мослашган режа асосида қайта узатишларни амалга оширади.
3.6 ва 3.7 расмларда мос равишда «пастга» ва «юқорига» йўналишларда алоқа учун 2-даража²⁶ нинг тузилмалари келтирилган.

3.6-расм. “Пастга” йўналишда 2-даражанинг тузилмаси

3.7-расм. «Юқорига» йўналишда 2-даражанинг тузилмаси

LTE стандартида мантиқий ва транспорт каналларини тақсимлаш схемаларини соддалаштириш ва сонини қисқартириш бўйича сезиларли харакатлар амалга оширилган. LTE тизимининг мантиқий ҳамда транспорт каналларининг турли хил кўринишлари мос равишда 3.8 ва 3.9 расмларда келтирилган.

Мантиқий каналлар улар орқали узатиладиган ахборотлар асосида белгиланади (Масалан, бошқарув каналлари ёки трафик каналлари).
Транспорт каналлари эса радиоинтерфейс бўйича узатиладиган маълумотлар характеристикаларига қараб фарқланади.
МАС сатҳи мантиқий ва транспорт каналларни бириктиришни амалга оширади ва турли АУ лар ва уларга ҳар икки йўналишда («пастга» ва «юқорига») нисбий приоритетлар асосида бириктирилган сервислар орасида каналларни тақсимлашни амалга оширади ва мос келадиган транспорт форматини танлайди.



3.8-расм. LTE тизимидаги мантиқий каналлар

«Юқорига» ва «пастга» йўналишларда мантиқий каналларни транспорт каналларга тақсимлаш 3.10-расмда келтирилганидек амалга оширилади (пунктир чизиқ билан ажратилган тақсимлашлар 3GPP лойихаси доирасида ўрганилмоқда).

еNB тугунининг PHY - физик даражаси каналлар ҳолатини ҳисобга олган ҳолда кодлаш ва адабтив модуляция – АМС схемаларидан фойдаланиш ҳисобига маълумотларни алоқа канали хатоликларидан ҳимоя қилишга жавоб беради. Бу даражанинг ўзида частотали ва вақтли синхронлаш, шунингдек, модуляция ва демодуляция жараёнларини ўз ичига олган ҳолда радиочастота каналларига ишлов бериш амалга оширилади. Бундан ташқари бу даражада, АУ ҳолати бўйича ҳисоботлар (CQI каби) ҳосил қилинади ва юқорироқ даражаларга узатилади. Физик канални режалаштиришни энг кичик модули - бу частота-вақтли блок ҳисобланиб у бир слот (0,5ms) ва 12 та нимэлтувчига (15kGs дан) мос келади. Ягона нимэлтувчи даражасида бошқарув сигналларининг ҳажмини чеклаш учун режалаштириш амалга оширилмайди.

3.9-расм. LTE тизимидаги транспорт каналлари

а)

б)
3.10-расм. LTE тизимида «пастга» (а) ва «юқорига» (б) йўналишларда мантиқий каналларни транспорт каналларига тақсимланиши

АУ да ажратилган (рус. разнесенные): 2 та қабул қилувчи ва 1 та узатувчи (яъни MISO даражасига мос келадиган) антенналар схемаси қўлланилган, ва бу мажбурий талаб ҳисобланади. еNB тарафида 2 та қабул қилувчи ва 2 та узатувчи антеннадан иборат MIMO схемаси ишлатилган, ва бу ҳам стандартнинг асосий талаби ҳисобланади.

LTE тизимида физик даражанинг ташкил этилиши (радиоинтерфейс) ва MIMO технологиясининг қўлланилиши ҳақида кейинроқ батафсил тўхталиб ўтилади.