Передача абонентских данных и сигнальной информации по радиоинтерфейсу происходит в обоих направлениях на основе протоколов SNDCP, LLC, RLC/MAC, а также протокола физиче­ского уровня. Рассмотрим, как происходит преобразование паке­тов данных при передаче их от верхних уровней к нижним, и на­оборот (рис. 15.13).

Вышестоящие уровни передают на уровень управления логи­ческим соединением LLC (подуровень канального уровня в моде­ли ВОС) для последующей передачи по радиоканалу пакеты або­нентских данных, пакеты сигнализации и имеющие тот же статус Пакеты коротких сообщений. При этом, поскольку возможна од­новременная передача пакетов, построенных на базе различных [Пакетных протоколов (PDP), необходимо их мультиплексирова­ние через соответствующие точки доступа на каком-либо подуровне

сетевого уровня. В GPRS таким подуровнем является уровень про­токола зависимого сближения (SNDCP), на который и возложе­ны функции мультиплексирования пакетов, а также их сжатие и при необходимости сегментация.

Пакеты от различных протоколов поступают на рассматрива­емый уровень SNDCP через различные точки доступа, характе­ризуемые соответствующим идентификатором — NSAPI, кото­рый при работе по принципу точка—точка принимает 11 возмож­ных значений от 5 до 15. Конкретные значения NSAPI система назначает динамически, и они включаются в PDP-контекст МС, ОУ и GPRS-шлюза.

В спецификациях GPRS пакеты абонентских данных принято называть сетевыми пакетами (N-PDU — Network Protocol Data Unit). Все отправляемые сетевые пакеты нумеруются в диапазоне 0...255 при работе протокола SNDCP в режиме с подтверждением (Acknowledged Mode) и в диапазоне 0...4095 в режиме без под­тверждения (Unacknowledged Mode). Инкапсулированные сетевые пакеты на выходе уровня SNDCP принято обозначать SN-PDLJ (SubNetwork Protocol Data Unit). При этом в заголовок каждого та­кого пакета включаются идентификатор NSAPI, указание на ре­жим (с подтверждением или без него), номер исходного сетевого пакета, а также в случае сегментации и сжатия — номер сегмента.

Максимальный размер пакета SN-PDU обусловлен возможностями уровня LLC и составляет 1 520 байт для режима с подтвержде­нием и 500 байт для режима без подтверждения. Максимальный  размер пакетов сигнализации и коротких сообщений ~- 270 байт. При работе в режиме с подтверждением номер сетевого пакета используется для подтверждения его приема с указанием, есть необходимость повторной передачи или нет.

Основные операции, связанные с обработкой сетевых паке­тов, осуществляются на подуровнях LLC и RLC/MAC канального уровня.

Преобразование пакетных данных на уровне LLC

На уровень LLC сетевые пакеты данных поступают через точки Доступа, характеризуемые идентификатором SAPI, принимающим значения 3, 5, 9 и 11. Точка доступа с SAPI = 1 используется для рередачи информации управления мобильностью, а точка досту­па с SAPI = 7 — для передачи коротких сообщений. Следует заметить, что каждый активный идентификатор NSAPI может использовать лишь один SAPI, но благодаря мультиплексированию один SAPI может быть ассоциирован с несколькими NSAPI.

На уровне LLC происходит инкапсуляция пакетов данных по­средством добавления к ним заголовка — FH (Frame Header) и Последовательности проверочных символов — FCS (Frame Check Sequence) (рис. 15.14). Информационным полем является любой

пакет (SN-PDU, пакет управления мобильностью или пакет ко­роткого сообщения), поступивший с вышестоящего уровня.

Как уже говорилось, передача LLC-пакетов возможна с под­тверждением или без него. В последнем случае передача может быть начата без предварительного установления логического соедине­ния, а доставка информации не гарантируется. При этом возмож­ны два режима работы: защищенный (Protected Mode), при кото­ром проверочные символы защищают и заголовок, и информаци­онное поле, и незащищенный (Unprotected Mode), при котором проверочные символы защищают только заголовок пакета LLC-уровня. Обнаружение ошибки в защищенном режиме ведет к от­брасыванию поврежденного пакета, а в незащищенном — к воз­вращению его на вышестоящий уровень. Если же используется режим с подтверждением, то прием каждого пакета подтвержда­ется отсылкой его копии в обратном направлении. Таким обра­зом, если принятый пакет данных содержит ошибку, то это обна­ружится на вышестоящем уровне, и будет осуществлена повтор­ная передача на LLC-уровень.

Наконец, еще одной функцией, возложенной на уровень LLC, является шифрование информации. При этом заголовок LLC-па­кета передается в открытом виде, а шифрованию подвергаются информационное поле и проверочная последовательность. Рассмот­рим более подробно процесс шифрования.

Для решения поставленных на уровне LLC задач стандарт GPRS определяет четыре типа пакетов, или кадров:

• I кадр используется для передачи информации с вышесто­ящего уровня с подтверждением на уровне LLC. Заголовок каждо­го /-кадра включает в себя порядковые номера N( S) и N( R) со­ответственно передаваемого и принятого пакетов и бит подтверж­дения (A-bit — Acknowledged request bit), указывающий необходи­мо ли подтверждение данного пакета в следующих пакетах. Кроме того, /-кадр содержит управляющую информацию, аналогичную той, что содержится в 5-кадре, и вместо термина /-кадр иногда используется термин (/+ 5)-кадр;

• S-кадр выполняет контролирующие функции, такие как под­тверждение /-кадров и запрос на приостановку их передачи. Заго­ловок 5-кадра включает в себя порядковый номер N( R) принято­го пакета и бит подтверждения, указывающий на необходимость подтверждения пакета;

• U I-кадр используется для передачи информации без подтвер­ждения на уровне LLC. Он может быть потерян без уведомления об этом вышестоящего уровня. Информационное поле (//-кадра может быть зашифровано или не зашифровано, что определяется значением соответствующего бита (E-bit — Encryption Function bit) заголовка. Еще один бит заголовка содержит информацию о режиме передачи (защищенный или незащищенный режим);

• U-кадр предназначен для осуществления дополнительных функций управления. Такие пакеты не нумеруются, а в их заго­ловке содержится информация о том, является этот пакет коман­дой или откликом.

Все пакеты на уровне LLC могут иметь переменную длину. ЗаI головок содержит адресное поле (1 байт) и поле управляющей информации, размер которого составляет 3 байт для /-кадра, 2 байт I для S- и UI-кадров и 1 байт для U-кадра. Кроме того, для I- и U-кадров поле управляющей информации может дополнительно включать в себя данные выборочного подтверждения (SACK — Selective ACKnowledgement) — в этом случае его размер может достигать 36 байт для /-кадров и 34 байт для S-кадров. Размер проверочного поля составляет 3 байт. Информационное поле, как  уже было сказано ранее, может содержать до 1 520 байт.

Преобразование пакетных данных на уровне RLC / MAC

После того как на уровне LLC сформированы пакеты в виде описанных ранее кадров, они поступают на уровень RLC/MAC, где производится формирование пакетов, состоящих из заголовка (ВН — Block Header) и информационного поля (см. рис. 15.14). [Размер таких пакетов может составлять 184, 271, 315 и 431 бит, причем пакет сигнальной информации всегда содержит 184 бит. Аналогично уровню LLC уровень RLC/MAC может работать в режимах подтверждения и без подтверждения.

На подуровне RLC осуществляются сегментация и десегмента-ция LLC-кадров, а также обеспечивается выборочная повторная Передача неправильно принятых блоков, хотя сам подуровень RLC не снабжен механизмом проверки ошибок, и функцию выявле­ния ошибочно принятых RLC/MAC-пакетов выполняет нижесто­ящий физический уровень.

Основной целью подуровня MAC является обеспечение воз­можности использования несколькими МС общего ресурса. Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:

• мультиплексирования абонентских данных и сигнализации в Восходящем и нисходящем направлениях;

• установки приоритетов абонентов и обслуживания в соответ­ствии с этими приоритетами;

• управления доступом к сети со стороны МС;

• управления доступом к МС со стороны сети, включая орга­низацию очередей.

Для совместного использования несколькими МС общих ра­диоресурсов каждой МС выделяется временный идентификатор ло­ гического канала (TLLI — Temporary Logical Link Identity), размер Которого 32 бит. Он конструируется из пакетного идентификатора

P-TMSI, известного только ОУ и МС, что обеспечивает конфи­денциальность пользователя.

Различают TLLI четырех типов: локальные, внешние, случайные и вспомогательные. Идентификатор будет локальным при его кон­струировании из пакетного идентификатора P-TMSI, выделенно­го ОУ в данной ОМ. Если идентификатор выделен ОУ в другой ОМ, то он является внешним. Возможны ситуации, при которых МС не имеет выделенного P-TMSI, например в случае анонимно­го доступа — тогда используются случайные и вспомогательные идентификаторы.

Формирование 32-битного TLLI из 32-битного P-TMSI пока­зано в табл. 15.2, где Г указывает совпадение данных бит TLLI с соответствующими битами P-TMSI, A — выбор данных бит ОУ, R — случайный выбор значений.

На время однонаправленной передачи LLC-пакетов на одном или нескольких каналах PDCH организуется физическое соеди­нение, называемое временным потоком блоков (TBF — Temporary Block Flow) и используемое для передачи некоторого числа RLC/ МАС-пакетов, каждый из которых переносит один или несколь­ко LLC-кадров. Каждый из этих пакетов содержит информацию о том, какому TBF он принадлежит, для чего вводится идентифи­катор временного потока (TFI — Temporary Flow Identity), прини­мающий значения от 0 до 31, который выделяется сетью каждой МС в специальном сообщении о выделении ресурса, предшеству­ющем передаче кадров уровня LLC.

Структура пакетов на RLC/MAC-уровне различна и зависит как от направления передачи, так и от того, используется он для передачи данных или сигнализации (рис. 15.15).

Пакеты трафика (PDTCH) состоят из RLC-пакета данных и MAC-заголовка. В свою очередь, RLC-пакет данных состоит из RLC-заголовка и блока информации, представляющих собой дан­ные от одного или нескольких LLC-пакетов. Помимо этого RLC-блок может содержать дополнительные (резервные) биты, игно­рируемые при декодировании.

RLC/MAC-пакеты сигнализации (РАССН, РВССН, РРСН, PAGCH, PNCH, РТССН) содержат МАС-заголовок и RLC/MAC-

пакет сигнализации, включающий в себя контрольный заголовок и в случае нисходящего канала блок сигнальной информации.

МАС-заголовок всегда состоит из 8 бит и разбит на несколько полей, назначение которых определяется направлением передачи. Так, в нисходящем канале первые 3 бит определяют флаг USF ростояния канала, указывающий возможность использования МС следующего радиоблока мультикадра данного физического кана­ка для передачи в восходящем канале. При этом использование того флага зависит от того, перелается ли в данном PDCH логический канал общего управления пакетной передачей (РСССН). Если это так, то значение USF =111 указывает, что следующий блок может быть использован для доступа в сеть любой МС по­средством логического канала случайного доступа (PRACH). Если же в PDCH отсутствует РСССН, то 2³ = 8 возможных значений TJSF резервируют следующий радиоблок для работы одной из МС в восходящем канале.

В PLC-заголовке в восходящем канале помимо другой инфор­мации содержатся временный идентификатор логического канала rTLLI), идентификатор временного потока (TFI) и порядковый номер PLC/MAC-пакета в этом потоке. Напомним, что наличие ^нумерации пакетов позволяет запрашивать повторную передачу ошибочно принятых пакетов.