TD_Femtocell协议栈RLC层AM模式数据传输过程分析

1、山西电子技术2011年第5期文章编号：1674-4578（2011）05-0051-04通信技术TD-Femtocell协议栈RLC层AM模式数据传输过程分析辛茂，熊炼（重庆邮电大学通信工程应用研究所，重庆400065）摘SCDMA系统无线接口协议栈的第二层，要：无线链路控制（RLC）子层位于TD-它向高层提供三种数据传输模式：透明模式（TM），非确认模式（UM）和确认模式（AM）。在主要介绍无线接入网空中接口协议栈结构的同时，详细阐述了RLC层AM数据传输模式的运行原理和具体在协议栈中实现AM传输模式的方法。SCDMA；无线接口；RLC层；AM关键词：TD-中图分类号：TN919文献标识码：

2、A部署高速数据业务时面临的室内覆盖问题。Femtocell是安放在用户家中或办公室的一个无线AP，可集成NodeB和RNC的功能。它以用户的宽带接入（如DSL）为回程，具有自动配置和优化功能，因此不需要规划，也没有站址选取等又是固定移动融合的有问题。它既可作为移动网络的延伸，效方案。0引言TD-SCDMA移动通信系统标准是国际3G标准之一，是我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际移动通信标准。该标准受到各大主要电信设备制造厂商和政府的全力支持。但是3G系统采用2GHz频段来传输无线信号，对建筑物墙体的穿透能力较弱，室内覆盖问题较2G更为严重。而大量的高速数据与多媒体业务，如视频电话、流媒

3、体等一般都发生在室内环境，这些业务都需要较大的系统容量和良好的网络质量。直接通过建设更多的宏基站来增加网络容量的做法成本很高，包括站址的选取，设备的采购、安装、调试和维护等。因此单纯用宏蜂窝网络来兼顾室内室外的覆盖显然不是一个明智的选择。正是由于面临上述挑战业界提出用Femtocell来解决1TD-SCDMA无线接口无线接口又称Uu接口，位于UE与UTRAN之间，是真正能体现移动特性的部分，在整个系统中占有重要的地位。无线接口协议是用来建立、重配置和释放各种3G无线承载业务的。它是一个开放的接口，只要遵守接口的规范，不同制造商生产的设备都能相互通信。Uu接口上协议栈的分层结构如图1所示。图1U

4、u接口协议收稿日期：20110826作者简介：辛茂（1985-），男，四川人，硕士研究生，研究方向为个人通信，移动通信。52山西电子技术2011年Uu接口协议分为3个标准的协议层，由下至上依次为物理层（L1）、数据链路层（L2）和网络层（L3）。L2分为几个子层，从控制面上看，包括MAC层和RLC层，而在用户面上，除了这两个子层之外，还包含PDCP层和BMC层。MAC层主要功能是实现逻辑信道与物理信道的相互映射，并根据逻辑信道的传输速率为传输信道选择合适的传输格式；RLC层为高层提供三种数据传输的模式；PDCP层只存在PS域，主要对分组数据进行头压缩，以提高空口的传输速率；BMC用于在空中接口

5、上传递由小区广播中心产生的消息。RRC层属于接入层，通过业务接入点为上层提供业务，并对底层协议实体进行配置和传输控制命令。21RLC层AM传输模式RLC层简介RLC为高层提供3种数据传输模式：透明数据传输（TM），非确认数据传输（UM），确认数据传输（AM）。与之对UM接收实体、UM发送实体、应有5种RLC实体：AM实体、TM接收实体和TM发送实体。图2RLC子层总体模型每个RLC实体由RRC配置。RLC通过SAP为上层提SAP指示了RLC层处理数据的方式。在控制面，供业务，RLC承载上层的业务称为信令无线承载，为RRC层传递信RLC向高层PDCP和BMC提供无线承载。令；在用户面，22AM模

6、式数据传输过程AM模式传输高层PDU并保证传递到对等实体中。当RLC不能正确传递数据时，RLC发送端用户将收到通知。AM模式具有ARQ能力，是分组数据传输的标准模式。AM模式下传输的PDU可分为控制PDU和数据PDU。数据传输的优先级从高到低为：控制PDU，重传PDU，新传PDU。发送过程AM发送上层数据时，根据数据传输的优先级，首先检查是否有控制PDU需要发送。如果有，则先将发送控制PDU。AM模式采用滑动窗口控制机制。在发送端，发送窗口的下界值为状态变量VT（A）的值，上界值等于VT（MS）的值。VT（A）的初始值为0，当接收到一个包括ACK或者MRW_ACKSUFI的状态PDU后，VT（

7、A）将基于它进行更新。VT当VT（A）或者发送窗口状态变量VT（WS）被更新时，（MS）也将被更新。对于重传的数据PDU，只允许发送实体重传那些已标明丢失且SN小于VT（MS）的PDU。重传PDU的SN和第一次传送时相同。如果需要重传的RLCPDU或PDU分段与MAC新分配的TB块大小不匹配，发送实体可将重传的RLCPDU或PDU分段再重新进行分段或级联，分段或级联的次SN字段将被设置为VT（S）且数没有限制。对于新传PDU，VT（S）将被更新。当新传或重传的AMDPDU准备就绪，发送实体通知MAC允许重传的PDU的数量，AMDPDU的内容根据协议和应用要求进行设置，并更新相关状态变量的值。不

8、能在一个TTI内传输的PDU，应当根据RRC设置的丢弃配置进行缓冲。接收过程当RLCAM接收模块接收到一个控制PDU，则调用控制PDU解包函数进行处理。如果该控制PDU是STATUSPDU，且肯定确认了一个RLCSDU，发送实体将根据收到的PDU更新状态变量VT（A）和VT（MS）；如果STATUSPDU包含对发送PDU的否定确认，则将启动AMDPDU传送过程。如果先判断刚收到的RESETPDU中该控制PDU是RESETPDU，RSN是否和上次收到RSN相同，并以RESETACKPDU进行协议参数，丢弃所有SDU和回应。然后复位相关状态变量，PDU。当接收到一个AMDPDU，接收实体将根据接收

9、到的PDU更新状态变量。如果该PDU不在接收窗口内，则丢弃该PDU，若该PDU在接收窗口内，再判断该PDU的SN值是如果等于，则对该PDU进行解包并重组为否等于VR（R），SDU上交，否则将该PDU放入待解包PDU窗口链表并更新VR（H）值。如果PDU的轮询检测比特为1，接收实体将发起STATUSPDU传送过程。3RLC层AM传输模式的实现RLC层AM传输模式在系统运行过程中主要涉及到数据的发送流程与接收流程。数据接收流程又分为AMDPDU接收流程和控制PDU接收处理流程。由此AM模块被细化发送子模块，控制子模块，状态报为如下模块：轮询子模块，告子模块和接收子模块。RLC层AM模式数据发送流程

10、如图4所示。当上层有消息或数据需要发送且该逻辑信道对应的承载模式为AM时，间接调用tx_rlc_via_dlch_am（）函数，将上层的SDU数据包作为下行数据链表的SDU节点加入，传入的RLCSDU的内第5期Femtocell协议栈RLC层AM模式数据传输过程分析辛茂，等：TD-53存空间在上层分配，以指针方式挂载到RLC层的SDU链表上。AM发送模块将调用pack_am_pdu（）函数，根据传入的参数索引到相应的SDU链表，并以pdu_size为依据将发送链表上的SDU组包成PDU，组包的主要操作是记录当前SDU和当前PDU的相关信息。新传数据PDU链表和重传数据链PDU按照序列号由小到大

11、排列。在传输机会到来时，表中，将发送链表上的PDU拷贝到MAC层提供的内存空间。传输顺序依次为控制PDU，重传PDU，新传PDU。图3RLC层AM传输模式模块划分图4RLC层AM模式数据发送流程图图5RLC层AM模式的数据接收流程图RLC层AM模式的数据接收流程如图5所示。RLC接收模块在针对一条逻辑信道的接收过程中，如果该逻辑信道则向AM接收模块调用函数所采用的承载模式为AM模式，接口rx_am_pdu（）一次提交一个逻辑信道上的数据。在接收到MAC递交的PDU时，解包步骤如下：（1）接收模块取需要解包的第一个PDU，并判断此PDU的类型；（2）如果PDU为控制PDU，则调用unpack_c

12、ontrol_pdu（）函数处理，否则转步骤（3）；（3）如果是AMDPDU，LI值，则取得PDU的SN值，接VR（H），VR（MR）的值；收实体的VR（R），（4）判断该PDU是否在接收窗口内，如果不在，接收实体将丢弃该PDU，并且如果该PDU得轮询比特为1，接收实体将发起STATUSPDU传送过程，否则转步骤（5）；（5）如果PDU在接收窗口内，再判断该PDU是否是期望接收到的PDU，如果不是，则将该PDU加入窗口链表，根据情况更新VR（H）的值，并转步骤（1）；（6）如果该PDU是期望接收到的PDU，则对该PDU解包，一旦判断出可以组成一个符合上层要求的数据包则组包成SDU并放入rx_u

13、m_sdu_lst，每个PDU解析完毕索引rx_um_sdu_lst，如果不为空则将数据包传递，等待上层把rx_um_sdu_lst的所有的SDU接收完毕才可以继续进行下一次的解包和传递工作。5结束语SCDMA系统无线接口RLC层AM文中主要介绍了TD-SCDMA移动通信系统标传输模式下数据传输的过程。TD-准作为我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际移动通信标准，使我国在国际通信产业格局中，首次拥有了话语权。虽然TD网络在我国商用已经两年多了，但是它还54大有潜力可挖掘。参考文献山西电子技术2011年接入（HSDPA）Uu接口层2技术要求第1部分：RLC协SYD/T172222007中

14、华人民共和国信息产议业部2008030143GPPTS25322v1000（201012），3rdGenerationPartnershipProject；TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork；RadioLinkControl（RLC）protocolspeci-S2010fication（Release10）1李世鹤TD-SCDMA第三代移动通信系统标准M北20033339京：人民邮电出版社，2谢显忠TD-SCDMA第三代移动通信系统技术与实现M北京：电子工业出版社，200551632GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组A

15、nalysisonTransferringProcessofRLCDataBlocksinAMofTD-FemtocellProtocolStackXinMao，XiongLian（AppliedResearchInstituteofCommunicationEngineering，ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，Chongqing400065，China）Abstract：RadioLinkControl（RLC）sublayerliesinthe2rdlayerofradiointerfaceprotocolstackofTD

16、-SCDMAsystemandpro-videshigherlayerwiththreedatablockstransferringmodes，includingtransparentmode，unacknowledgedmodeandacknowledgedmodeThispaperdescribesindetailsthestructureofradiointerfaceprotocolstack，elaboratestheoperationprincipleofRLClayerdatatransferringprocessandtherealizationofaAMtransmissio

17、nmodemethodinprotocolstackKeywords：TD-SCDMA；radiointerface；RLClayer；acknowledgedmode櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅（上接第38页）if（cmd=4）disy2=ylabel2i；elsedisy2=ylabeli；IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（C0DUTY_BASE，xlabeli）；IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（C1DUTY_BASE，disy2）；delay（100）；if（cmd=2|cmd=

18、3）break；/出现回击，小球反弹if（i=0）Uart1_send（0x12）；cmd=2；/串口发送命令改变比分，小球反弹程序分析：该段程序是主函数main（）的关键部分，其中数组xlabel50是小球在X轴方向的运动轨迹，轨迹方程是xlabel=i×5。数组ylabel50和ylabel250是小球在Y方向的两2个轨迹，轨迹方程分别为ylabel=0007i+1792i和ylabel2=0013i2+3328i，其中i是小球运动的变量，在for循环函数中匀速增加或减小。当出现break时小球运动方向改变。当i=0或者i=49时，说明小球触壁却没能遭到有效击球，判定一方得分，通过UART发送指令在单片机上显示比分。delay（）函数用来控制小球的运动速度。4实验结果将程序烧写到FPGA芯片内部，在NiosII开发环境下运行RunasNiosIIHardware。把低通滤波器的两个输出通道分别接到双踪示波器的输入端。观察到示波器上显示出小球沿着抛物线轨迹来回运动，并可以通过按键实现击球命令改变小球运动。5结束语本实验可以进行适当改进。比如小球轨迹可以选用三个或三个以上更加丰富的轨道码表，这样小球的运动轨迹将更加多样。还可以设立对游戏难度的设置，改变对小球的运动速度，这个想法可以在中