Architettura del protocollo radio in LTE
Il modello di protocollo radio EUTRAN specifica i protocolli terminati tra UE ed eNB. Lo stack di protocolli segue le linee guida standard per le architetture di protocolli radio (ITU-R M1035) ed è quindi abbastanza simile allo stack di protocolli WCDMA di UMTS.
Lo stack di protocolli definisce tre livelli: il livello fisico (livello 1), il livello di collegamento dati e accesso (livello 2) e il livello 3 che ospita i protocolli di controllo dello strato di accesso e dello strato di non accesso nonché il software a livello di applicazione (ad esempio stack IP ).
Livello fisico: Il livello fisico costituisce il livello 1 completo dello stack di protocolli e fornisce la funzionalità di base della trasmissione di bit via etere. In LTE lo strato fisico è guidato da OFDMA nel downlink e SC-FDMA nell’uplink. Le modalità FDD e TDD possono essere combinate (a seconda delle capacità dell’UE) nello stesso livello fisico. Il livello fisico utilizza canali fisici per trasmettere i dati sul percorso radio. I canali fisici vengono mappati dinamicamente alle risorse disponibili (blocchi di risorse fisiche e porte dell’antenna). Agli strati superiori lo strato fisico offre la sua funzionalità di trasmissione dati tramite canali di trasporto. Come nell’UMTS, un canale di trasporto è un servizio di trasmissione orientato ai blocchi con determinate caratteristiche riguardanti bit rate, ritardo, rischio di collisione e affidabilità. Si noti che a differenza del 3G WCDMA o anche del 2G GSM non ci sono più trasporti dedicati o canali fisici, poiché tutta la mappatura delle risorse è guidata dinamicamente dallo scheduler.
MAC (Medium Access Control): MAC è il protocollo di livello 2 più basso e la sua funzione principale è quella di guidare i canali di trasporto. Dagli strati superiori il MAC viene alimentato con canali logici che sono in corrispondenza biunivoca con le portanti radio. Ad ogni canale logico viene assegnata una priorità e il MAC deve multiplexare i dati del canale logico sui canali di trasporto. Nella direzione di ricezione deve ovviamente avvenire la demultiplazione dei canali logici dai canali di trasporto. Ulteriori funzioni del MAC saranno la gestione delle collisioni e l’identificazione esplicita dell’UE. Una funzione importante per le prestazioni è la funzionalità HARQ che è parte ufficiale di MAC e disponibile per alcuni tipi di canali di trasporto.
RLC (Radio Link Control): Ogni portante radio possiede un’istanza RLC
lavorando in una delle tre modalità: UM (Non riconosciuto), AM (Riconosciuto) o TM (Trasparente). La modalità scelta dipende dallo scopo della portante radio. RLC può quindi potenziare la portante radio con ARQ (Ritrasmissione automatica su richiesta) utilizzando frame di dati numerati in sequenza e rapporti di stato per attivare la ritrasmissione. Si noti che sarà possibile attivare ritrasmissioni anche tramite l’entità HARQ in MAC. La seconda funzionalità di RLC è la segmentazione e il riassemblaggio che divide i dati di livello superiore o concatena i dati di livello superiore in blocchi di dati adatti al trasporto su canali di trasporto che consentono un certo insieme di dimensioni di blocchi di trasporto.
PDCP (Packet Data Convergence Protocol): Ogni portante radio utilizza anche un’istanza PDCP. PDCP è responsabile della compressione dell’intestazione (ROHC RObust
Compressione dell’intestazione; RFC 3095) e cifratura/decifrazione. Ovviamente intestazione
la compressione ha senso per i datagrammi IP, ma non per la segnalazione. Pertanto le entità PDCP per la segnalazione delle portanti radio solitamente eseguono solo la cifratura/decifrazione.
RRC (Radio Resource Control): RRC è il controllo specifico dello strato di accesso
protocollo per EUTRAN. Fornirà i messaggi richiesti per la gestione del canale, il controllo e il reporting delle misurazioni, ecc.
Protocolli NAS: Il protocollo NAS è in esecuzione tra UE e MME e quindi
devono essere trasferiti in modo trasparente tramite EUTRAN. Si trova sopra RRC, che
fornisce i messaggi dell’operatore richiesti per il trasferimento NAS.