GPRS知识精粹
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GPRS知识精粹
1 RLC/MAC概述与相关定义
1.1 无线接口层概述
无线资源子层有两项功能:
-- 分组数据物理信道PDCH的无线资源管理,即RR;
-- 分组数据物理信道PDCH上的无线链路控制和媒体接入控制,即RLC/MAC
RR子层使用数据链路层和物理链路层提供的服务,并为MM和LLC子层提供服务。分组逻辑信道PBCCH、PCCCH(包括PPCH、PAGCH、PRACH)、PACCH、PDTCH 以无线块为基础复用到PDCH上。RR子层也为MS寻呼提供服务。
1.2 RLC/MAC功能
RLC/MAC功能支持两种操作模式:确认操作和非确认操作。
RLC功能是确定将LLC PDU拆分和重组成RLC/MAC块的过程。在确认模式下,后向纠错(BEC)进程能使RLC对未成功发送的RCL/MAC块选择重发,同时,它还能保持上层PDU的序号。MAC功能是确定多个MS共用一个公共传输介质(可由多个物理信道组成)的过程,这一功能也可以允许一个MS并行使用多个物理信道,如TDMA帧内的多个时隙。MAC还提供MS主叫时的争用解决进程,MS被叫时的接入请求排队和调度进程。
1.3相关概念和定义
块周期(block period):一个块周期是指PDCH上的四个时隙序列,用于传送一个无线块;
GPRS多时隙级别(GPRS multislot class):它是指MS在多个PDCH的不同组合上传送和接收的能力;
无线块(radio block):一个无线块是指运输一个RLC/MAC协议数据单元的四个正常突发脉冲(burst)序列。一个例外:有时,在PACCH上的无线块由四个接入突发脉冲序列组成,每一个突发脉冲是一个短RLC/MAC块的再现;RLC/MAC块(RLC/MAC block):RLC/MAC块是RLC/MAC实体之间交换的协议数据单元;
RLC/MAC控制块(RLC/MAC control block):它是RLC/MAC块的一部分,携带RLC/MAC实体间的控制消息;
RLC数据块(RLC data block):是RLC/MAC块的一部分,携带用户数据或上层的信令数据;
RR连接(RR connection):RR连接是MS和网络之间的一个物理连接,支持上层信息流的交换,RR连接由两个对等实体来维持和释放;
服务原语(services primitives):层之间的信息流通过使用服务原语来执行;
分组空闲模式(packet idle mode);在分组空闲模式下,MS没有分配PDCH上的任何无线资源,不存在TBF;MS 将监听PBCCH和PCCCH,或BCCH和CCCH;当上层要求传送LLC PDU时,建立TBF并转换到分组传送模式;
分组传送模式(packet transfer mode):在分组传送模式下,MS被分配无线资源来支持TBF,TBF为网络和MS提供在一个或多个PDCH上点对点的物理连接来单向传送LLC PDU;可以连续传送一个或多个LLC PDU;可在相反方向同时建立TBF;当传送LLC PDU结束时,释放相关的TBF;当上行和下行所有的TBF都释放后,MS进入分组空闲模式;临时块流 TBF(temporary block flow):TBF是由两个RR对等实体来使用的物理连接,它支持在PDCH上单向传送LLC
PDU;TBF是由许多携带LLC PDU的RLC/MAC块组成;它只是在数据传送时存在;
临时流标识 TFI(temporary flow identity):网络给每个TBF都指配一个TFI,,同一个TFI值可同时用于相反方向上的TBF ,但每个方向上的TBF的TFI值是唯一的;跟某个TBF关联的一个RLC/MAC数据块要包含一个TFI;如果传送的是RLC数据块,TBF由TFI和RLC数据块传送方向唯一确定,如果传送的是RLC/MAC控制消息,TBF由TFI、RLC/MAC控制块传送的方向和消息类型来唯一确定;Global_TFI 用于在上行和下行RLC/MAC控制块传送模式下来标识MS,如果Global_TFI存在,它将用上行链路TFI或下行链路TBF来对MS进行寻址;
上行链路状态标记 USF(uplink state flag):USF 被包含在每个下行链路PDCH上的RLC/MAC块的头中,它被网络用来控制不同的MS复用在上行链路PDCH上;
媒体接入模式(Medium access modes):
可以分为三种:
-- 动态分配:MS在指配的允许传送的PDCH和块上,检测到指配的USF值;
-- 扩展动态分配:在任一指配的PDCH上检测到一个指配的USF并将所有指配的高于此信道编号的PDCH用来传送数据;
-- 固定分配:在指配消息中固定分配无线块和PDCHs,而且不带指配的USF;
网络对动态分配和固定分配是必须支持的,而对扩展动态分配的支持是可选的;网络必须保证用于MS的媒体接入模式和资源分配要和其多时隙能力相符合。
2 分组空闲模式和传送模式下的基本规程
2.1 MS侧
在分组空闲和传送模式下的MS要监听小区内广播的系统信息。在分组空闲模式下,MS要监听PCCCH或CCCH上的无线块。
2.1.1小区重选
小区的可用性和RR子层决定的小区更换由MS侧的RR实体来通知上层。当MS重新选择小区时,目标小区BCCH上的系统信息表明是否支持GPRS,如果MS收到一个目标小区的PBCCH描述,那它认为其支持GPRS,而不用再去接收BCCH上的系统信息。
注意:一个目标小区的PBCCH描述可以在原先小区的分组系统信息(PSI3和3bis的临近小区信息)或目标小区的BCCH消息(SI13)获得。
如果小区支持GPRS,MS可以执行分组接入,否则将不能执行分组接入。 当小区重选已经决定,在获得目标小区的系统信息的时候,MS可以继续它在原先小区的操作。当以下任意一个条件满足时,原先小区的操作将被抛弃:
-- MS开始在目标小区的PBCCH上接收信息;
-- MS已经接收到SI13消息并且目标小区内不存在PBCCH;
-- 驻留在旧小区的条件不再满足;
如果目标小区存在PBCCH,直到在块B0上PSI1第一次出现时,MS才开始接收PBCCH 上的信息。如果接收PSI1和PSI2消息失败,MS可以重新建立和继续在旧小区的操作,直到块B0上PSI 1 的下一次出现。当在旧小区中维持操作时,MS可以挂起TBF或挂起监听PCCCH和CCCH上的无线块,来接收目标小区BCCH上的信息。一个上行链路TBF 的挂起可延长为一个块周期。在小区重选已经决定时后,旧小区内的操作可以继续操作,达5秒多。
2.1.2PBCCH上的系统信息
如果服务小区内存在PBCCH,MS要接收在PBCCH上广播的PACKET SYSTEM INFORMATION消息,决定PBCCH上PSI消息安排的参数由PSI1消息提供。当新小区存在PBCCH时,MS将执行完全接收PBCCH消息。当MS已经获得PSI1消息,获得相容的PSI2消息和做过至少一次对PBCCH上的PSI消息接收,那么,MS将可在新小区中执行分组接入。当已经接收到PSI1消息,MS将监控PBCCH_CHANGE_MARK并执行PBCCH信息的更新。另外,MS在小区中也要考虑到从PCCCH和PACCH上接收到的任何PSI消息。
2.1.2.1 监管PBCCH_CHANGE_MARK和PBCCH信息的更新
当驻留小区存在PBCCH,MS至少每30秒要尝试接收PSI1消息,MS也将考虑在PACCH 或PCCCH上接收到的PSI1消息。如果MS在最近的30秒内没有接收到PSI1消息,它将在PBCCH上选择每一次都接收PSI1消息。
PSI1消息包含PBCCH_CHANGE_MARK和PSI_CHANGE_FIELD参数,MS保存最新收到的PBCCH_CHANGE_MARK值。如果MS接收到一个PBCCH_CHANGE_MARK并发现其值增加了一个单位,MS将根据PSI_CHANGE_FIELD参数来执行部分接收PBCCH 信息;如果发现其值增加不止一个单位,MS将执行完全接收PBCCH消息。
2.1.2.2 替换PBCCH
MS可能接收到一个指示PBCCH无效的PSI1消息。此外,MS可能在PACCH或PCCCH 上收到一个提供跟当前使用PBCCH 描述不同PBCCH的PSI13消息,或是指示PBCCH不存在的PSI13消息。
如果发现小区内PBCCH无效或收到不存在PBCCH的指示,MS将尝试在BCCH接收SI13 消息。为了这个目的,MS可以挂起它的分组空闲或传送模式的操作。当收到SI13时,采用的操作依赖与SI13消息的内容。
如果SI13消息含有PBCCH描述,MS将用指示的PBCCH执行完全接收PBCCH消息;
如果SI13消息不含有PBCCH描述,MS将执行完全接收BCCH消息。
如果收到一个跟当前使用的不同PBCCH描述的PSI13消息,MS用新的PBCCH执行完全接收PBCCH消息。(发生了小区重选)
2.1.2.3 PSI1接收失败
如果MS在60秒内没有接收到PSI1消息,将发生PSI1接收失败。 PSI1接收失败将导致小区重选。
2.1.3 BCCH上的系统信息
小区内PBCCH的存在是通过BCCH上SI13消息的PBCCH描述来指示的。如果MS收到一个不含有PBCCH描述的SI13消息,它就认为PBCCH不存在。如果小区内PBCCH不存在,MS将接收广播在BCCH上的SYSTEM INFORMATION(SI)消息。
当选择的新小区不存在PBCCH,MS将执行完全接收BCCH消息。当满足:
-- 获得SYSTEM INFORMATION TYPE(SI3),SI13和SI1(若存在)消息;
-- 在BCCH的一个TC循环内至少尝试接收另外的SI消息;
MS在选择小区将执行分组接入。 当收到SI13消息后,MS监控BCCH_CHANGE_MARK并执行BCCH信息更新。
2.1.
3.1监管BCCH_CHANGE_MARK并执行BCCH信息更新
当小区内PBCCH不存在,MS至少在每30秒内尝试接收SI13或PSI13消息。处理的过程类似2.1.2.1,此处不再详述。
2.1.
3.2 PBCCH的建立
MS可能接收到一个SI13或PSI1消息中含有指示PBCCH存在的PBCCH描述,MS将用指示的PBCCH执行完全接收PBCCH消息。
2.1.
3.3 SI13接收失败
如果在60秒内,MS没有接收到SI13或PSI13消息,将发生SI13接收失败。SI13接收失败将导致小区重选。
2.1.4 在广播信道上获得系统信息
这个规程被GPRS MS用来执行一个完全或部分接收PBCCH或BCCH信息。
当MS接收到PBCCH_CHANGE_MARK,BCCH_CHANGE_MARK,PSI或SI change mark值指示系统信息已经改变时,这个进程就开始。而且,当MS收到任何指示保存的系统信息无效时,这个进程也就开始执行。
在小区选择或小区重选中,如果PBCCH存在,当MS开始接收PBCCH上的信息时,这个进程就开始;如果PBCCH不存在,当MS已经接收到SI13消息时,这个进程就开始。