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網(wǎng)絡優(yōu)化工程師招聘專欄 4G/LTE通信工程師最新職位列表 通信實習生/應屆生招聘職位

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[經(jīng)驗] LTE協(xié)議成數(shù)據(jù)流及包頭格式,PDCP、RLC、MAC、PDU、SDU、ROHC頭壓縮、
藍田玉
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發(fā)表于 2016-01-04 12:24:05  只看樓主 
E-UTRAN協(xié)議層各層數(shù)據(jù)流通過描繪:

接收的數(shù)據(jù)包由一個層被稱為服務數(shù)據(jù)單元(SDU)一層的分組輸出是指由協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。讓我們來看看從頂部到底部的數(shù)據(jù)流動:
  • IP層提交PDCP SDU的PDCP層(IP包)。 PDCP層做報頭壓縮和將這些PDCP SDU的PDCP頭。 PDCP層提交的PDCP PDU(RLC SDU)的RLC層。
    PDCP頭壓縮:PDCP PDU去除IP報頭(最小20字節(jié)),并增加了令牌1-4個字節(jié)。它提供了一個巨大的儲蓄量的頭,否則將不得不在空中。
  • RLC層的RLC PDU分割這些SDUS,。 RLC添加RLC模式的基礎上的操作頭。 RLC提交這些的RLC PDU(MAC業(yè)務數(shù)據(jù)單元)的MAC層。
    RLC分割:如果一個RLC SDU大,或可用的無線數(shù)據(jù)傳輸速率低(小傳輸塊),可能會被分割在幾個RLC PDU的RLC SDU的。如果RLC SDU小,或可用的廣播數(shù)據(jù)速率是高的,一些被包裝成一個單一的PDU的RLC SDU。
  • MAC層增加了頭,并填充在TTI適合此MAC SDU。 MAC層向物理層的MAC PDU發(fā)送到物理信道。
  • 物理信道傳輸數(shù)據(jù)的子幀插入插槽。
  • 各種協(xié)議報頭結(jié)構(gòu)
  • IP 包頭結(jié)構(gòu):



    TCP 包頭結(jié)構(gòu):

    UDP 包頭結(jié)構(gòu):

    RTP 包頭結(jié)構(gòu):

    RTCP 包頭結(jié)構(gòu):




報頭壓縮基本思路
報頭壓縮的基本思路是只傳輸在TCP/IP連接期間報頭中變化的字段。通過使用預先建立的連接標識符,報頭中的部分可以省去。如果在連接建立期間,建立起連接標識符與源地址、目的地址及源端口、目的端口之間的聯(lián)系,那么這些字段都可以省略。還有一些字段可以壓縮,例如,對于有的數(shù)據(jù)鏈路控制子層來說,允許省略總長度字段。
典型的TCP/IP分組包含20字節(jié)的IP報頭和20字節(jié)的TCP報頭。TCP連接建立后,分組報頭信息便是冗余的,不必在發(fā)送的每個分組中都重復整個報頭。通過重構(gòu)一個小型報頭,可以減少傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。該小型報頭標識了連接,并指出了發(fā)生變化的字段以及變化量。一般來說,壓縮后的TCP/IP分組報頭為10個字節(jié),而不是40字節(jié)。

ROHC頭壓縮技術(shù)在LTE系統(tǒng)中,規(guī)定PDCP子層支持由IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務組)定義的健壯性報頭壓縮協(xié)議(ROHC)來進行報頭壓縮。在LTE中,因其不支持通過電路交換域(CS)傳輸?shù)恼Z音業(yè)務,為了在分組交換域(PS)提供語音業(yè)務且接近常規(guī)電路交換域的效率,必須對IP/UDP/RTP報頭進行壓縮,這些報頭通常用于VoIP業(yè)務。
典型的,對于一個含有32 B有效載荷的VoIP分組傳輸來說,IPv6報頭增加60 B,IPv4報頭增加40 B,即188%和125%的開銷。
為了解決這個問題,在LTE系統(tǒng)中,設定在激活周期內(nèi)PDCP子層采用ROHC報頭壓縮技術(shù),在壓縮實體初始化之后,這一開銷可被壓縮成4~6個字節(jié),即12.5%~18.8%的相對開銷,從而提高了信道的效率和分組數(shù)據(jù)的有效性。
IETF在“RFC 4995”中規(guī)定了一個框架,ROHC框架中有多種頭壓縮算法,稱為Profile,每一個Profile與特定的網(wǎng)絡層、傳輸層和更上層的協(xié)議相關(guān),如TCP/IP和RTP/UDP/IP等。具體的報頭壓縮協(xié)議及屬性如表1所示。


報頭壓縮協(xié)議可以產(chǎn)生兩種類型的輸出包:

(1)壓縮分組包,每一個壓縮包都是由相應的PDCP SDU經(jīng)過報頭壓縮產(chǎn)生的;
(2)與PDCP SDU不相關(guān)的獨立包,即ROHC的反饋包。
壓縮包總是與相應的PDCP SDU采用相同的PDCP SN和COUNT值;ROHC反饋包不是由PDCPSDU產(chǎn)生的,沒有與之相關(guān)的PDCP SN,也不加密。






PDU與SDU區(qū)別
SDU即服務數(shù)據(jù)單元,是從高層協(xié)議來的信息單元傳送到低層協(xié)議。第N層服務數(shù)據(jù)單元SDU,和上一層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)是一一對應的。進入每個子層未被處理的數(shù)據(jù)稱為服務數(shù)據(jù)單元(SDU),經(jīng)過子層處理后形成特定格式的數(shù)據(jù)被稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。同時,本層形成的PDU即為下一層的SDU。根據(jù)協(xié)議數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)的不同,送到接收端的指定層。
PDU(N) = SDU(N - 1)   SDU(N) = PDU(N + 1)
  通俗來講,SDU服務數(shù)據(jù)單元的原數(shù)據(jù)是協(xié)議上層的PDU,根據(jù)PDU的大小不同,SDU對PDU進行組合與分割!

[ 本帖最后由 藍田玉 于 2016-1-4 12:25 編輯 ]
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    發(fā)表于 2016-08-02 15:13:43  QQ
    講的很透徹

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    發(fā)表于 2017-01-08 20:46:47 
    受教了

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    發(fā)表于 2017-09-14 19:40:58 
    終于搞明白什么是SDU, 什么是PDU了. 感謝樓主1

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