问题:在测试终端下载速率时,会遇到PDCP层,RLC层,PHY层速率,而这三个层的速率各不相同,如图1所示,这是为什么呢?
图1.某段时间PDCP层,RLC层,PHY层速率对比图
为了回答这个问题,首先我们需要搞清楚的是LTE无线接入网(RAN)协议架构,如图2所示。
图2. RAN协议架构
无线接入网,不同实体的功能概述为[1]:
非接入层,NAS:处理UE和MME之间信息的传输,传输的内容可以是用户信息或控制信息。包括会话管理,用户管理,安全管理等。NAS层以下,我们称为AS层,而NAS对于eNode B是透明的,从上图可以看到,eNode B是没有这层协议的,所有NAS消息,对于他来说,就是过路。
无线资源控制层,RRC:支持终端和eNode B间多种功能的最为关键的信令协议。广义上来说,还包括无线资源算法,实际应用中的无线行为,都是由它来决定的。
分组数据融合协议,PDCP:执行IP报头压缩,加密和完整性保护。系统为每一个设备的无线承载配置一个PDCP实体;
无线链路控制,RLC:负责分割/级联、重传控制、重复检测和序列传送到更上层。RLC以无线承载的形式向PDCP提供服务。系统为每一个终端的每个无线承载配置一个RLC实体;
媒体接入控制,MAC:控制逻辑系统的复用、混合ARQ重传、上行链路和下行链路的调度。对于上行链路和下行链路,调度功能位于基站。MAC以控制信道的形式为RLC提供服务;
物理层,PHY:管理编码/解码、调制/解调、多天线映射以及其他典型的物理功能。物理层以传输信道的形式为MAC提供服务。
针对下行协议链路架构如图3所示,
图3.LTE 协议架构下行
LTE 系统的数据处理过程被分解成不同的协议层,大致上可以分为三层结构:
层1:物理层,包括PHY;
层2:数据链路层,包括PDCP,RLC,MAC;
层3:网络层,包括RRC。
为了便于说明,我们以一个带有3个IP数据包的实例来说明,如图4所示。一个无线承载有两个数据包,一个无线承载有一个数据包。PDCP执行IP报头压缩,然后进行加密,增加一个PDCP头,用来携带终端解密所需要的信息;RLC层执行级联或分割,并添加一个RLC头,该头用于终端的按序发送并重传情况下的鉴定。物理层为添加CRC以检测错误,并执行编码译码,并输出所产生的信号。
图4.LTE数据流实例
用户数据流和信令流以IP包的形式进行传输,在空口传送之前,IP包将通过多个协议层实体进行处理,到达eNodeB后,经过协议层逆向处理,在通过S1/X2接口流向不同的EPS实体,这个流程可以用图5表示。
图5. LTE信令流和数据流
在LTE中,用户面和控制面是明确分离开的。其中,负责传送和处理用户数据流的工作的协议称为用户面,负责传送和处理系统协调信令的协议为控制面。
如上,就是对开篇问题的答案,开篇问题是:
在测试终端下载速率时,会遇到PDCP层,RLC层,PHY层速率,而这三个层的速率各不相同,如图1所示,这是为什么呢?
参考文章:
[1]. Erik Dahlman, Stefan Parkvall. 4G, LTE-Advanced Pro and The Road to 5G, Third Edition
完
2018/12/13
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