CAPÍTULO 1. FUNCIONALIDADES DEL SISTEMA GPRS
1.10 Control del acceso al medio y control del enlace de radio
Los niveles de control de acceso al medio (MAC) y control de enlace de radio (RLC) como se ha mencionado, operan sobre la capa física de la arquitectura de protocolos. La función MAC define los procedimientos para habilitar múltiples móviles compartiendo un medio de transmisión común, el cual puede consistir de múltiples canales físicos. La función RLC define los procedimientos para la retransmisión selectiva de los bloques de datos RLC que fueron entregados de forma insatisfactoria [15].
El principio básico de la transferencia de datos se ilustra en la figura 1.10.1. La unidad de datos de protocolos de red (del inglés Network_PDU, N_PDU), que corresponde a paquetes IP, son comprimidos y segmentados dentro de la unidad de datos de protocolos de subred (del inglés Subnetwork_PDU, SN_PDU) por el protocolo convergente dependiente de la subred (SNDCP). La compresión de los paquetes IP es opcional. Las SN_PDUs son encapsuladas en una o varias tramas RLC. El tamaño de la parte de datos de las tramas LLC es un parámetro y puede encontrarse entre 140 y 1520 Bytes. Las tramas LLC son segmentadas en bloques de datos RLC. Una vez en el nivel RLC/MAC, un protocolo de solicitud de repetición automática (del inglés Automatic Request Question, ARQ, incluyendo bloques numerados) se utiliza entre el móvil y la red proporcionando la retransmisión de los bloques de datos RLC erróneos.
Figura 1.10.1 Principio básico de la transferencia de datos
Dos importantes conceptos que constituyen el núcleo de operación de RLC/MAC se muestran a continuación:
− Flujo de bloque temporal. − Identificador de flujo temporal.
Un flujo de bloque temporal (TBF) [12] es una conexión temporal entre el móvil y la red para soportar la transferencia unidireccional de LLC PDUs en canales físicos de paquetes de datos. Un TBF puede utilizar recursos de radio en uno o más PDCH y comprimir un número de bloques RLC/MAC portando uno o más LLC PDUs. Un TBF es temporal y es mantenido solamente durante la transferencia de datos.
A cada Bloque de flujo temporal (TBF) [12] le es asignado un identificador de flujo temporal (del inglés Temporal Flow Identity, TFI) por la red. El TFI asignado es único entre los TBFs concurrentes en cada dirección y es usado preferiblemente para la identificación del móvil en la capa RLC/MAC. El mismo valor de TFI puede ser usado consecuentemente para los TBFs en direcciones opuestas.
El TFI es asignado en un mensaje de asignación de recursos que precede la transferencia de tramas LLC pertenecientes a un TBF desde/para la estación móvil. El mismo TFI es incluido en cada cabecera RLC perteneciente a un TBF particular así como en los mensajes de control asociados con la transferencia de tramas LLC en relación a las direcciones de entidades RLC.
En el sentido ascendente, los usuarios de conmutación de paquetes son multiplexados en el mismo PDCH por la capa MAC. Existen tres modos de acceso sustentado por el protocolo RLC/MAC: asignación dinámica, asignación dinámica extendida y asignación fija.
− Asignación dinámica. En aras de hacer posible el multiplexado de las estaciones móviles en el mismo PDCH, se introduce la bandera de estado ascendente. Durante el establecimiento del TFB ascendente, se asigna a cada móvil una USF, que será utilizada por la red para indicar cual terminal esta autorizado para transmitir en el siguiente bloque de radio ascendente.
Con este método cada bloque descendente tiene que ser decodificado por todos los móviles asignados a ese PDCH para obtener su USF y su TFI identificando así el propietario de los datos o la información de control. Además, aunque la información en el sentido descendente no esté disponible, un bloque de radio simulado es enviado para transmitir la USF cuando sea requerida.
La USF es una bandera de 3-bits, por lo que cada PDCH puede manejar hasta 8 móviles, exceptuando para el canal de control de paquetes PCCH donde el valor del USF es “111” (USF=LIBRE), indica que el bloque de radio correspondiente esta reservado para el PRACH. Solo hay 16 TA indexados en el procedimiento continuo de avance de tiempo para mantener la sincronización del móvil en las tramas TDMA de la BTS. Si el número máximo de TBF multiplexados en el sentido ascendente es 7, el
máximo número de TFB en sentido descendente estará limitado a 9 en el caso extremo de que hallan 16 TBF multiplexados en el mismo PDCH perteneciente a diferentes móviles.
Una codificación especial para el canal es usada para añadir el USF a diferentes esquemas de codificación para prevenir la perdida de bloques de radio ascendentes. Para las clases de móviles multirranuras, el móvil puede decodificar la USF en todos los PDCH de forma independiente.
Cuando el móvil detecte el valor de la USF asignada a él en su PDCH correspondiente, podrá transmitir un simple bloque RLC/MAC o una secuencia de cuatro bloques RLC/MAC en el mismo PDCH. El número de bloques RLC/MAC a trasmitir será controlado por el parámetro GRANULARIDAD_USF característico del enlace ascendente [12].
− Asignación dinámica extendida. Este procedimiento permite un mayor número de ranuras de tiempo en sentido ascendente y elimina la necesidad de recibir la USF en cada ranura de tiempo. En este caso, cuando una USF es recibida en una ranura de tiempo particular, el móvil esta autorizado a transmitir en la misma ranura de tiempo en el sentido ascendente y todas las ranuras de tiempo posteriores.
− Asignación fija. Usando este procedimiento, la red se comunica con la estación móvil por medio de un mensaje de control específico. En este caso el valor USF no se utiliza y por tanto la comunicación descendente será punto a punto. La característica anterior hace más apropiadas las técnicas de optimización del enlace para los casos de control de potencia descendente y antenas inteligentes. Una vez que el móvil solicita una asignación de recursos en sentido ascendente, la red responde con un mapa de bit indicando las ranuras de tiempo (ASIGNACION_BITMAP) y los bloques de radio.