Part I
FDD & TDD
w czasie lub czestotliwosci. roznice glownie w warstwie 1
wymagania stawiane lte:
czas dostepu(opoznienia), QoS, elastyczny bandwitch 700Mhz-2,6Ghz (3Ghz)
wyzsza czestotliwosc, mniejsze pokrycie wiec na danym terenie potrzeba wiecej stacji, ale za to wieksza pojemnosc uzytkownikow.
pasmo to szerokosc w jakiej dziala dana stacja (od 1,4 Mhz do 20 Mhz)
wyzsze czestotliwosci = szersze pasma
Aby przeciwdzialac spadkowi pokrycia w wysokich czestotliwosciach (np 20Ghz)powstala technologia Beamforming, czyli ukierunkowanie sygnału radiowego (dzieki macieżom antenowym )
Lte efektywnie uzywa pasma OFDN - pelne wykorzystanie pasma.
Transmisje pomiedzy telefonem i stacja bazowa w kazdej 1ms. (odpowiedz telefonu po 4ms)
cell- pojecie logicznofizyczne, obszar radiowy z anteny z zasobami, max liczba uzytkownikow itp
zazwyczej 3 sektory(cell) kazdy po 120 stopni. Handovery pomiedzy nimi podczas ruchu,
ale rowniez kiedy jestesmy w przeciążonej cellce a inna jest dostepna.
wysylane sa sygnaly referencyjne tel-stacja bazowa np moc sygnalu i jesli odkryje mocniejsza cell to sie przelaczy. Jesli w ramach stacji bazowej proste.
Kontekst telefonu to informacje jakie posiada stacja bazowa na temat telefonu. Jeśli zmiana cellki na taką z innej stacji bazowe, to handowej na nowej stacji bazowej pojawia sie nowy kontekst.
Podczas handoveru pomiedzy stacjami bazowymi, stacja tracaca buforuje dane zanim nowy kontekt pojawi sie na nowej stacji bazowej i potem przekazuje to do nowej(po łaczu X2)
Capabilitys - lista mozliwosc telefonu jakie posiada (jego kategoria)
przykladowe kategorie:
Core Network
MME - mobility managment entity
kontrolne, inf o telefonach, klucze sec i integrity telefonow, rozmawia z telefonami przez stacje bazowa po komunikacji Kontrolnej (Control) stacja bazowa tylko tuneluje. bierze udzial przy handoverach szcegolnie przy zmianie stacji gazowej, przechowuje ID telefonu, klucze do szyfrowania polaczenia. zarządza Bearerami (tunelami pomiedzy telefonem a swiatem zew) .Kiedy telefon idzie w stan Idle stacja kasuje Kontekst o telefonie ale MME z core pamięta o telefonie i jesli siec chce sie połączyć to wysyła Paging msg do telefonu zeby obudzic i telefon robi ponownie Atache do stacji. kominikacja z MME do stacji bazowej na standardowych protokołach IP.
SAE:
Serving GateWay
PDN GW (przydziela adresy IP do telefonu, to on jest widoczny jako oadres IP, reszta komunikacji idzie po tunelu) protokołem GTP
stacja bazowa dostaje pakiet GTP (z pakietem tcp wyslanym z internetu) ale musi go teraz zmapowac na konkretny telefon(tunel Endpoint na RadioBearer) , nie uzywa do tego adresu IP. stacja bazowa ma komponent transportowy i z Core/ServingGW otrzymuje dane a u siebie przekazuje to po rozszyfrowaniu tego mapowania do komponentu warstwy L2 (telefon dostaje już nie GTP ale rozpakowany IP)
Network elements
Air Interface - Radio onterface
pomiedzy telefonem a eNB mamy Air-interface (LTE-UU)
3GPP - seria LTE to 36
MAC ma bezpośredni kontakt z warstwą fizyczną i buduje dla niej TB - TransportBlock
Mac podzielony na 2 części, cześć w L2 oraz na SCH
scheduler planuje ruch jaki idzie pomiedzy L1 i L2 (oraz obsługa błedów Hybrid Arc- monitoruje i raportuje jakość sygnału)
(harc wspomagany przez kontrolę błedów z RLC) co 1 ms przydział zasobów i charakterystyka transmisji może się zmienic.
RLC - Radio Link control - składanie pakietów IP z warstwy wyższej (z mniejszych wieksze, z wiekszych mniejsze) pakuje do MAC, reordering pakietów, rowniez kontrola błedów)
PDCP - szyfrowanie danych, pakowanie nagłówków, i integrity checking (tylko dla C-plane na 4G)
takze reordering pakietów ale tylko przy handover.
wyżej C-Plane idzie do L3, a U-plane czyste pakiety IP (przesyłane protokołem tunelującym GTP)
na L3 mamy RRC :zestawianie polaczenia, measermenty czy zrobic handover
podobny mehanizm jak sprawdzanie measermentu i decydowanie o handoverz, działa w Dual Conectivity, czyli przyłączaniu Bearerów 5G
stacja 4G i mamy celke od 5G, jesli sygnal 5G przekracza próg (threshold) to wysyłamy measerment B1 do stacji bazowej , żeby jeden z bearerów konfiguruje się jako SPLITBearer (ma 2 końce 4g i 5g)
kolejny c=plane NAS (MME a telefony. stacja eNB do tego nie zaglada) autentykacja uzytkowników, kluczy, MME robi paiging idle-conected )
sledzenie telefonu przez MME: celki pogrupowane sa w trafic area, poruszajacy sie telefon updatuje trafic area, zeby MME moglo znalezc telefon jak przyjda dane, wysyla paging message broadcastem do wszystkich cellek w danym traffic area.
MME rowniez konfiguruje Bearery(protokoł GTP) , w U=Plane tunel po laczu S1 ijest pomiedzy stacja bazową a S-GW(z core) w C-plane tez po S1 ale pomiedzy stacja bazowa a MMI.
Idle/ Connected - DRX stan nie ciągłego nasłuchu
po włączeniu pierwsza wiadomosc: RRC connection Establish
więcej o L2 (czesciowo L1)
Uplink z telefonu do góru(na Cus uzywa klasu DL)
Downlink z góry do telefonu (na Cus uzywa klasu UL)
RB to osobne Radio Bearery.
(opis na podstawie górnego Uplink (na CUS klasa DL)
Każdy z RB to osobny flow, do jednego telefonu, wiec musi to byc mapowane.
(ograniczenie RB na teledon to 11, czesc przeznaczona na C-Plane czyli SRB signal Radio Bearer)
SRB0 - podstawowy SRB1 i SRB2 system informacje, inf o handowerach
zostaje 8 na DRB - Data Radio Bearer (U-Plane)
QCI - jakosc bearere, im nizsza tym lepiej. QCI9 bez gwarancji, 1-5 rezerwowane konkretna przepustowosc
Do stacji bazowej Bearer idzie GTP, pozniej w warstwie L2 dane ida osobno ale sa identyfikowane za pomoca indentyfikatorów. Bearery mapowane na kanały logiczne.
Patrząc na pierwszy rysunek, to dla protokołów L2, każdy bearer ma osobną instancję każdego z nich
przynajmniej dla PDCP i RLC .
PDCP - ROHC - kompresja nagłówków, oficjalny protokół, pierwszy pakiet leci, to zapisuje i wysyła cały, i potem w klejnych tylko wysyła róznice ...
dane z góry które przyszły (czysty IP) to pdcp SDU a po kompresji nagłówka ip i dodaniu nagłówka sdcp (nagłówek z sequence number) do PDU
RLC - dba o kolejnośc pakietów reording, problem gdy handover (czesc danych wtedy forwardowane i moga miec zmieniona kolejnosc, takze wykrywa duplikaty). W Dual Conectivity (4G i 5G wtedy też reordering bo dane z 2 kierunków)
w rlc dane pdcp pdu nazywamy rlc sdu a pod odaniu swojego nagłówka rlc pdu. rlc fragmentuje dane otrzymane z pdcu, czasem tnie, czasem łączy. Kiedy i jak to robi zależy od SCHedulera z warstwy MAC. 3 mode transparent mode (tylko poczatkowa wiadomosc idzie prosto do rrc, bez pdcp)
acknowled ARC - pakiety maja sequence numbery, jesli brakuje, doklada reordering timer i czeka jakis czas , jesli minie prosi o retransmisje (max 16 retransmisji, jesli dalej nie dojdzie Bearer kasowany!!)
unaknowled
MAC - ma retransmisje ale sa zawodne , ACK i NACK sa wysyłane przez radio i one tez moga ulec błębe odczytanie. Dane otrzymane z rlc sa mapowane na Logical chanel ID. Warstwa mac buduje TB transport blocki z roznych bearerow + dane kontrole i tworzy pakiet mac. o tym ktore bearery wziac do TB decyduje SCH (bierze pod uwage QoS) . Feedback - telefon wylicza sobie na podstawie sygnałów rozne obliczenia i to rowniez wysyła do eNB SCHeduler. stacja bazowa na podstawie feedbacków nawet co 1ms potrafi zmieniac parametry np sposób kodowania modulacji = dynamick rate adaptation (data rate) . warstwa mac nie tylko prekazuje dane z tunelu ale samodzielnie bierze udział np korekty czasow pomiarowych, w carry agregation (2 celki) aktywuje secondary Cell, także tylko Mac - Mac(de facto SCH z telefou z SCH eNB) (czyli mac - mac telefon - eNB a nie przekazywane wyzej) przy RACH(kiedy wysyła prośbę o podłączenie, inaczej telefon tylko pod dyktand stacji). Bsr(buffer status raport) telefon wysyla w Uplinku czyli opis ile i jakie dane wysyła do stacji (w Down linku to stacja wysyła dsc dowlink scheduling commands, zeby telefon wiedzial gdzie i jakie dane dostanie). BSR leca na MAC. Grant wysyła stacja telefonowi, zeby zezwolic mu na uplink. (do wysłania bsr potrzebne)
dci downlink control information uci uplink control information
BEARER
S5/S8 bearer mozna pominac (jako calosc)
S1 Bearer - mapowanie ruchu pomiędzy S-GW a stacja bazową
Radio Bearer - zakładany na warstwie PDCP pomiedzy telefonem a stacja bazowa
Data Flow i dokładanie nagłówków
Kanały Logiczne, Transportowe i fizyczne
Przed PDCP mamy bearer, pomiędzy PDCP a RLC też ale poniżej już logiczne.
Logiczne okreslaja tylko typ czy kontrolne C czy uzytkownika U.
oba M... to multicastowe
BCCH - broadcast cotrol chanle (MIB master block information SIB system block information
PCCH - wysylane pagingi ktorymi eNB wybudza telefon z uspienia
CCCH - comand control chanel (ruch C, inicjujacy)
DCCH- dedicated control chanel (ruch C)
DTCH - Dedicated Trafic Chanel (ruch U)
Na kanale transportowym (z MAC do PHY) ida jeszcze informacje ze SCH dotyczace parametrow fizycznych pozniejszego polaczenia. MAC przekazuje Transport Block TB i SCH określa z jaka modulacja ma go warstwa fizyczna transmitowac, rozmiar TB na jakie zasoby rzutowac.
BCH - broadcastowe
PCH - paging
DLSCH - ULSCH - Downlink i Uplink schared chanel (i dane C i dane U ) po jednym na uzytkownika per Cell (przy carry agregation 2) tutaj SCH konfiguruje
RACH - nie siega wyzej niż MAC (patrz procedura RACH)
Kanały fizyczne - sygnały na radio( maja sygnały kontrolne specyficzne dla warsty fizycznej)
Mapowanie
Interfejsy razem
DRB-dataradiobearer
PART III
Warstwa fizyczna FDD TDD opisane wczesniej duplex mode. Przy FDD osobna czestotliwosc pasna dla UpLink i DownLink. w TDD w dziedzinie czasu, czyli na zmiane (ma ta zaletę ze można dac wiećej na downlink a mniej na uplink)
per subframe sie zmienia TDD czyli co 1ms.
Tak samo dostęp wielu użytkowników na raz, albo dzieli sie ich w pasmie, albo po kolei:
jest jeszcze
OFDM (LTE)
3 problemy
1)Intersymbol interferenc (odbicia
jak sobie radzi z interferencja odbitych sygnałów - guard perdiod (CP cyclic prefix)
