Radio Link Protocol

Введение

Протокол радиосвязи (RLP) - это протокол автоматического повторного запроса (ARQ), используемый через беспроводный (обычно сотовый) воздушный интерфейс. Большинство беспроводных воздушных интерфейсов настроены на 1% потерю пакетов, а большинство вокодеров настроены на взаимную потерю качества голоса при 1% потере пакетов. Однако 1% потеря пакетов невыносима для всех вариантов TCP, и поэтому что-то должно быть сделано для повышения надежности голосовых сетей, несущих данные TCP/IP. RLP обнаруживает потери пакетов и выполняет ретрансляцию, чтобы снизить потери пакетов до 0,01%, или даже 0,0001%, что подходит для приложений TCP/IP. RLP также реализует фрагментацию потока и его восстановление, а иногда и доставку по заказу. Более новые формы RLP также обеспечивают фреймирование и сжатие, в то время как более старые формы RLP полагаются на протоколы PPP более высокого уровня для обеспечения этих функций. Транспорт RLP не может требовать от воздушного интерфейса предоставления определенного размера полезной нагрузки. Вместо этого, планировщик интерфейса воздуха определяет размер пакета, основанный на постоянно меняющихся условиях канала, и вызывает RLP с выбранным размером полезной нагрузки пакета, прямо перед передачей. Большинство других протоколов фрагментации, таких как 802.11b и IP, использовали размеры полезной нагрузки, определяемые верхними слоями, и призывают MAC создавать полезную нагрузку определенного размера. Эти другие протоколы не так гибки, как RLP, и иногда могут не передавать во время глубокого затухания в беспроводной среде. Поскольку размер полезной нагрузки RLP может составлять всего 11 байтов, основываясь на самом маленьком размер голосового пакета сети CDMA IS 95, заголовки RLP должны быть очень маленькими, чтобы минимизировать накладные расходы. Это обычно достигается путем предоставления возможности обоим концам согласовать переменную "пространство последовательности номеров", которое используется для нумерации каждого байта в потоке передачи. В некоторых вариантах RLP этот счетчик последовательности может быть как минимум 6 бит. Протокол RLP может быть основан на ACK или NAK. Большинство RLP основаны на NAK, что означает, что отправитель передающей ссылки предполагает, что каждая передача прошла, а получатель NAK только тогда, когда получен сегмент, не соответствующий порядку. Это значительно уменьшает передачу обратной связи, которая является спектрально неэффективной и имеет более длительную задержку в большинстве сотовых сетей. Когда трубопровод передачи идет в холостом режиме, RLP на основе NAK должен в конечном итоге перепровести последний сегмент во второй раз, в случае, если последний фрагмент был потерян, чтобы достичь скорости потери пакетов 0,01% . Эта дублирующая передача обычно управляется "свободным таймером", установленным на 200 500 миллисекунд после того, как канал выходит из режима простоя. Концепция протокола RLP была изобретена Филом Карном в 1990 году для сетей CDMA (IS 95). Спецификация IEEE 802.20 от января 2006 года использует одну из самых новых форм RLP. Сотовые сети, такие как GSM и CDMA, используют различные вариации RLP. В UMTS и LTE протокол называется RLC (Radio Link Control).

Radio Link Protocol (RLP) is an automatic repeat request (ARQ) fragmentation protocol used over a wireless (typically cellular) air interface. Most wireless air interfaces are tuned to provide 1% packet loss, and most Vocoders are mutually tuned to sacrifice very little voice quality at 1% packet loss. However, 1% packet loss is intolerable to all variants of TCP, and so something must be done to improve reliability for voice networks carrying TCP/IP data. A RLP detects packet losses and performs retransmissions to bring packet loss down to .01%, or even .0001%, which is suitable for TCP/IP applications. RLP also implements stream fragmentation and reassembly, and sometimes, in order delivery. Newer forms of RLP also provide framing and compression, while older forms of RLP rely upon a higher layer PPP protocols to provide these functions. A RLP transport cannot ask the air interface to provide a certain payload size. Instead, the air interface scheduler determines the packet size, based upon constantly changing channel conditions, and upcalls RLP with the chosen packet payload size, right before transmission. Most other fragmentation protocols, such as those of 802.11b and IP, used payload sizes determined by the upper layers, and call upon the MAC to create a payload of a certain size. These other protocols are not as flexible as RLP, and can sometimes fail to transmit during a deep fade in a wireless environment. Because a RLP payload size can be as little as 11 bytes, based upon a CDMA IS 95 network's smallest voice packet size, RLP headers must be very small, to minimize overhead. This is typically achieved by allowing both ends to negotiate a variable 'sequence number space', which is used to number each byte in the transmission stream. In some variants of RLP, this sequence counter can be as small as 6 bits. A RLP protocol can be ACK based or NAK based. Most RLPs are NAK based, meaning that forward link sender assumes that each transmission got through, and the receiver only NAKs when an out of order segment is received. This greatly reduces reverse link transmissions, which are spectrally inefficient and have a longer latency on most cellular networks. When the transmit pipeline goes idle, a NAK based RLP must eventually retransmit the last segment a second time, in case the last fragment was lost, to reach a .01% packet loss rate. This duplicate transmission is typically controlled by a "flush timer" set to expire 200 500 milliseconds after the channel goes idle. The concept of a RLP protocol was invented by Phil Karn in 1990 for CDMA (IS 95) networks. The January 2006 IEEE 802.20 specification uses one of the newest forms of RLP. Cellular networks such as GSM and CDMA use different variations of RLP. In UMTS and in LTE, the protocol is called RLC (Radio Link Control).