LTE wurde als vollständig paketorientiertes Multi-Service-System konzipiert, ohne auf die bei seinen Vorgängern vorherrschenden leitungsvermittelten verbindungsorientierten Protokolle angewiesen zu sein. Bei LTE wird diese Philosophie auf alle Schichten des Protokollstapels angewendet.
Der Weg zur schnellen Paketplanung über die Funkschnittstelle wurde bereits durch HSDPA eröffnet, das die Übertragung kurzer Pakete mit einer Dauer in der gleichen Größenordnung wie die Kohärenzzeit des schnell schwindenden Kanals ermöglichte, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Dies erfordert eine gemeinsame Optimierung der Konfiguration der physikalischen Schicht und des Ressourcenmanagements durch die Protokolle der Verbindungsschicht entsprechend den vorherrschenden Ausbreitungsbedingungen.
Dieser Aspekt von HSDPA beinhaltet eine enge Kopplung zwischen den beiden unteren Schichten des Protokollstapels – der MAC (Medium Access Control Layer) und der physikalischen Schicht.
In HSDPA umfasste diese Kopplung bereits Funktionen wie schnelles Kanalstatus-Feedback, dynamische Verbindungsanpassung, Planung unter Ausnutzung der Multi-User-Diversität und schnelle Neuübertragungsprotokolle. Um die Systemlatenz zu verbessern, wurde bei LTE die Paketdauer von den 2 ms, die bei HSDPA verwendet werden, weiter auf nur 1 ms reduziert.
Dieses kurze Übertragungsintervall hat zusammen mit den neuen Dimensionen von Frequenz und Raum den Bereich der Cross-Layer-Techniken zwischen der MAC- und der physikalischen Schicht weiter erweitert, um die folgenden Techniken in LTE einzuschließen:
- Adaptive Planung sowohl in der Frequenz- als auch in der räumlichen Dimension;
- Anpassung der MIMO-Konfiguration einschließlich der Auswahl der Anzahl der gleichzeitig übertragenen räumlichen Schichten;
- Link-Anpassung von Modulation und Coderate, inklusive der Anzahl der übertragenen
- Codewörter;
- Mehrere Modi für die schnelle Kanalstatusberichterstattung.
Diese verschiedenen Optimierungsebenen werden mit einer sehr ausgefeilten Steuerungssignalisierung kombiniert.