基于linux的lte rlc层协议设计与实现

《基于linux的lte rlc层协议设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于Linux的LTERLC层协议设计与实现根据3GPP协议中LTE空中接口协议栈Release8标准，首先研究无线链路控制（RLC）层的原理和工作机制，然后基于Linux操作系统，给出实现RLC层协议的设计方案和总体框架。关键词：LTE协议栈；RLC层；AM；UM；Linux操作系统1引言　　LTE（LongTermEvolution）是3GPP组织基于3G移动通信技术研发出的下一代“准4G”技术。该标准可以支持最大20MHZ的系统带宽、超过200Mbit/s的数据传输速率和更短的传输延时。LTE协议栈可分为三层：物理层（L1），数据链路层（L2）和X络层（L3

2、）。其中L2自下而上分为MAC（MediaAccessControl）子层、RLC（RadioLinkControl）子层和PDCP（PacketDataConvergenceProtocol）子层，如图1所示。其中RLC子层是面向连接的、基于比特流的可靠的传输控制协议，用于为上层不同类型的业务提供不同的数据传输链路和QoS控制。L3的RRC（RadioResourceControl）层对RLC层进行状态管理和参数配置等。图1RLC在LTE协议栈中的位置2RLC协议研究2.1概述　　RLC层的功能由RLC实体实现。根据上层不同的数据传输要求，RLC实体可被配置为T

3、M（TransparentMode）发送实体、TM接收实体、UM（UnacknoaticRepeatreQuest，自动重复请求）机制来实现对出错或丢失数据包的重传。与ARQ有关的功能包括：PDU的重传和重分段，轮询和状态报告。重传和重分段为了让发送方重传丢失的PDU，接收方会向发送方发送一个状态PDU，也叫做状态报告，用来通知发送方成功接收的PDU和丢失的PDU。AM实体发送端在发送完PDU之后，应该把它们保存在一个重传缓冲区中，以便对等端通过状态报告要求对某些PDU进行重传。　　AM实体接收端接收到状态PDU后，判断发送端哪些PDU或PDU分段需要重传。当需要

4、对某个PDU重传时，若下层指示的发送大小小于该PDU的大小，还需将该PDU重分段成更小的PDU分段再发送。　　轮询和状态报告　　AM实体发送端通过将PDU包头中的轮询位置为1，来要求对等实体接收端给它发送状态报告，该功能叫做轮询。发送端发起轮询的条件有：发送端最后一个PDU被发出去，或者从上次发送轮询以来记录的发送过的PDU个数或字节数达到某个预定值。此外，当AM实体接收端检测到一个PDU接收失败，也可以生成一个状态报告，以期待对等端的重传，而不是像UM实体那样认为在一定时间内没收到的PDU是永远丢失了。3RLC层在Linux中的设计和实现　　基于Linux操作系

5、统的RLC子层协议开发有效利用Linux操作系统的多线程编程、内存管理和通信方式简单高效等方面的特点，按功能独立性来划分RLC子层的各个模块，并妥善处理模块之间的通信。3.1整体架构设计　　RLC子层由发送线程、接收线程和定时器线程三个线程组成，所有线程均从属于LTE协议栈进程。这三个线程之间通过消息队列和传输控制块（TCB）进行协调，如图5所示。线程的建立和调度则由操作系统负责。图5RLC层整体架构发送线程和接收线程均有自己的消息队列，用于接收其他线程的各类消息，如RRC层发来的RLC实体建立消息、PDCP层发来的SDU接收消息、MAC层发来的PDU接收消息、定

6、时器线程发来的某个定时器超时消息等。RLC层定时器线程定义了UM实体和AM实体用到的所有定时器，多个定时器用链表来管理，定时器超时即向发送或接收线程的消息队列发送消息，由发送或接收线程来调用相应的超时例程。3.2功能模块设计　　协议控制模块　　RLC子层最多可以同时建立32个不同工作模式的实体，因此定义一个包含32个元素的全局数组，每个数组元素称为一个协议控制块（PCB），用来存放对应实体用到的状态变量、定时器和数据缓冲区等。采用链表方式对PCB进行管理：当收到RLC实体建立消息时，在PCB全局数组中找到一个未分配的元素加入该链表中，标记分配状态为已分配，并关联给

7、刚建立的RLC实体，最后配置该PCB的各个参数。　　数据处理模块　　将RLC子层的功能进行抽象化、模块化的设计之后，可将UM模块划分为：PDU构造子模块、发送管理子模块、PDU解析子模块和接收管理子模块，将AM模块划分为：PDU构造子模块、发送管理子模块、PDU解析子模块、接收管理子模块和状态控制子模块。各模块之间界限清晰、功能独立，彼此之间的通信简洁高效。4总结和展望　　本文介绍了LTE协议栈RLC层的工作机制，并给出了在Linux操作系统下实现RLC层协议栈的设计方案。现阶段的协议软件能够完成LTERLC层协议文档Release8的主要功能，但是还需要提高代码

8、的运行效率