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Arquitetura de protocolo de rádio em LTE

Arquitetura de protocolo de rádio em LTE

O modelo de protocolo de rádio EUTRAN especifica os protocolos terminados entre UE e eNB. A pilha de protocolos segue as diretrizes padrão para arquiteturas de protocolo de rádio (ITU-R M1035) e, portanto, é bastante semelhante à pilha de protocolos WCDMA do UMTS.

A pilha de protocolos define três camadas: a camada física (camada 1), a camada de enlace de dados e acesso (camada 2) e a camada 3 que hospeda os protocolos de controle do estrato de acesso e do estrato sem acesso bem como o software no nível do aplicativo (por exemplo, pilha IP).

Camada física: A camada física forma a camada 1 completa da pilha de protocolos e fornece a funcionalidade básica de transmissão de bits pelo ar. No LTE, a camada física é controlada por OFDMA no downlink e SC-FDMA no uplink. Os modos FDD e TDD podem ser combinados (dependendo das capacidades do UE) na mesma camada física. A camada física usa canais físicos para transmitir dados pelo caminho de rádio. Os canais físicos são mapeados dinamicamente para os recursos disponíveis (blocos de recursos físicos e portas de antena). Para camadas superiores, a camada física oferece a sua funcionalidade de transmissão de dados através de canais de transporte. Tal como no UMTS, um canal de transporte é um serviço de transmissão orientado a blocos com certas características relativamente a taxas de bits, atraso, risco de colisão e fiabilidade. Observe que, em contraste com o 3G WCDMA ou mesmo o 2G GSM, não há mais transporte dedicado ou canais físicos, pois todo o mapeamento de recursos é conduzido dinamicamente pelo escalonador.

MAC (Medium Access Control): MAC é o protocolo da camada 2 mais baixa e sua principal função é conduzir os canais de transporte. Das camadas superiores, o MAC é alimentado com canais lógicos que estão em correspondência um-a-um com os portadores de rádio. Cada canal lógico recebe uma prioridade e o MAC precisa multiplexar os dados do canal lógico em canais de transporte. Na direção de recepção, obviamente, deve ocorrer a demultiplexação dos canais lógicos dos canais de transporte. Outras funções do MAC serão o tratamento de colisões e a identificação explícita do UE. Uma função importante para o desempenho é a funcionalidade HARQ que é parte oficial do MAC e está disponível para alguns tipos de canais de transporte.

RLC (Radio Link Control): Cada portadora de rádio possui uma instância RLC
trabalhando em um dos três modos: UM (Não reconhecido), AM (Reconhecido) ou TM (Transparente). O modo escolhido depende da finalidade da portadora de rádio. O RLC pode, assim, aprimorar a portadora de rádio com ARQ (Retransmissão Automática sob ReQuest) usando quadros de dados numerados em sequência e relatórios de status para acionar a retransmissão. Observe que será possível acionar retransmissões também através da entidade HARQ no MAC. A segunda funcionalidade do RLC é a segmentação e remontagem que divide os dados da camada superior ou concatena os dados da camada superior em blocos de dados adequados para transporte através de canais de transporte que permitem um determinado conjunto de tamanhos de bloco de transporte.

PDCP (Packet Data Convergence Protocol): Cada portadora de rádio também usa uma instância PDCP. PDCP é responsável pela compactação do cabeçalho (ROHC RObust
Compressão de cabeçalho; RFC 3095) e cifragem/decifração. Obviamente cabeçalho
a compressão faz sentido para datagramas IP, mas não para sinalização. Assim, as entidades PDCP para sinalização de portadores de rádio normalmente farão apenas cifragem/decifração.

RRC (Radio Resource Control): RRC é o controle específico do estrato de acesso
Protocolo para EUTRAN. Ele fornecerá as mensagens necessárias para gerenciamento de canais, controle de medição e relatórios, etc.

Protocolos NAS: O protocolo NAS está sendo executado entre UE e MME e, portanto,
devem ser transferidos de forma transparente via EUTRAN. Ele fica no topo do RRC, que
fornece as mensagens da operadora necessárias para transferência NAS.

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