RLC tương tự như WCDMA/HSPA, đảm nhiệm việc phân đoạn (nén tiêu đề) các gói IP, còn được xem như là RLC SDUs, từ PDCP thành những đơn vị nhỏ hơn, RLC PDUs (Nhìn chung, các phần tử dữ liệu đến/từ một lớp giao thức cao hơn thì được xem như là một Đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU – Service Data Unit và phần tử tương ứng đến/từ một lớp giao thức thấp hơn được biểu thị như Đơn vị dữ liệu giao thức PDU – Protocol Data Unit). Nó cũng điều khiển việc
truyền lại các PDUs bị nhận nhầm, cũng như là xóa bỏ những PDUs bị nhân đôi và ghép nối các PDUs nhận được. Cuối cùng, RLC sẽ đảm bảo việc phân phát theo trình tự các RLC SDUs lên các lớp bên trên. Cơ chế truyền lại RLC có trách nhiệm cung cấp dữ liệu phân phát không bị lỗi cho các lớp cao hơn. Để làm được điều này, sẽ có một giao thức truyền lại hoạt động giữa các phần tử RLC tại đầu thu và đầu phát. Bằng việc giám sát các số thứ tự đi đến , RLC thu có thể phát hiện ra những PDUs bị thiếu. Các báo cáo trạng thái sẽ được phản hồi trở về RLC phát, yêu cầu truyền lại các PDUs bị thiếu. Khi phản hồi một trạng thái báo cáo được cấu thành, một báo cáo đặc trưng chỉ chứa thông tin về nhiều PDUs và ít khi được truyền đi. Dựa trên báo cáo thu được, phần tử RLC tại đầu phát có thể đưa ra những hành động thích hợp và truyền lại những PDUs bị thiếu nếu được yêu cầu. Khi RLC được cấu thành để yêu cầu truyền lại các PDUs bị thiếu, nó gọi là đang hoạt động trong chế độ báo nhận. Điều này giống cơ chế tương ứng được dùng trong WCDMA/HSPA. Thông thường AM được sử dụng cho các dịch vụ dựa trên TCP như khi truyền tập tin mà yếu tố phân phát dữ liệu không bị lỗi được đặt lên hàng đầu.
Hình 3.2: Phân đoạn và hợp đoạn RLC
Tương tự WCDMA/HSPA, RLC cũng có thể được cấu hình theo chế độ không báo nhận (UM) và trong suốt (TM). Trong chế độ UM, sẽ cung cấp việc phân phát đúng thứ tự lên các lớp cao hơn, nhưng sẽ không truyền lại các PDUs bị thiếu. Thông thường UM được sử dụng cho những dịch vụ như VoIP khi mà việc phân phát không lỗi không quan trọng bằng thời gian phân phát ngắn. TM
mặc dù được hỗ trợ, nhưng chỉ được sử dụng cho những mục đích riêng biệt như truy cập ngẫu nhiên. Mặc dù RLC có khả năng kiểm soát lỗi truyền dẫn do nhiễu, sự biến đổi kênh truyền không thể dự đoán v.v…, nhưng trong hầu hết trường hợp những lỗi này được kiểm soát bởi giao thức hybrid-ARQ dựa trên MAC. Việc sử dụng cơ chế truyền lại trong RLC có thể vì vậy mà trở nên không cần thiết. Việc sử dụng cả hai cơ chế truyền lại dựa trên MAC và RLC trên thực tế cũng có mặt tích cực khi mà có sự khác nhau trong việc truyền tín hiệu phản hồi. Ngoài việc điều khiển truyền lại và phân phát theo trình tự, RLC cũng chịu trách nhiệm việc phân đoạn và ghép nối (hình 3.2). Dựa trên quyết định của bộ lập lịch, một lượng dữ liệu nào đó được lựa chọn để truyền đi từ bộ đệm RLC SDU và các SDUs sẽ được phân đoạn/ghép nối để tạo thành RLC PDU. Do đó, với LTE thì kích thước RLC PDU thay đổi một cách động, trong khi WCDMA/HSPA trước phiên bản 7 lại sử dụng kích thước PDU bán tĩnh. Khi tốc độ dữ liệu cao, kích thước PDU lớn dẫn đến phần mào đầu nhỏ hơn tương ứng, khi tốc độ dữ liệu thấp, đòi hỏi kích thước PDU phải nhỏ nếu không thì tải trọng sẽ trở nên quá lớn. Vì vậy, tốc độ dữ liệu nằm trong khoảng từ một vài kbit/s tới trên một trăm Mbit/s, kích thước PDU động sẽ được điều chỉnh bởi LTE. Từ RLC, scheduler và cơ chế thích ứng tốc độ đều được định vị tại eNodeB, và kích thước PDU động sẽ dễ dàng được hỗ trợ cho LTE.
3.2 MAC- điều khiển truy nhập môi trường.
Lớp điều khiển truy nhập môi trường MAC quản lý việc ghép kênh, truyền lại hybrid-ARQ, và hoạch địch đường lên, đường xuống. Trong khi công nghệ HSPA sử dụng phân tập vĩ mô đường lên, nó xác định cả tế bào phục vụ và không phục vụ thì LTE chỉ xác định một tế bào phục vụ vì không có phân tập vĩ mô đường lên. Tế bào phục vụ là tế bào mà thiết bị đầu cuối di động được kết nối tới và tế bào mà chịu trách nhiệm cho việc hoạch định và điều khiển hybrid-ARQ.
3.2.1 Kênh logic và kênh truyền tải.
MAC cung cấp các dịch vụ cho RLC dưới dạng các kênh logic. Một kênh logic được định nghĩa bởi dạng thông tin mà nó mang theo và thường được phân
loại thành các kênh điều khiển, được dùng cho việc truyền dẫn các thông tin về cấu hình và điều khiển cần thiết cho hoạt động của hệ thống LTE, và các kênh lưu lượng, được sử dụng cho dữ liệu người dùng. Tập hợp các loại kênh logic được chỉ định cho LTE bao gồm:
- Kênh điều khiển quảng bá (BCCH): sử dụng cho việc truyền dẫn thông tin điều khiển từ mạng tới các thiết bị đầu cuối di động trong một tế bào. Trước khi truy nhập vào, một thiết bị đầu cuối di động cần phải đọc những thông tin được truyền trên kênh BCCH để tìm ra cách thức hệ thống được cấu hình, ví dụ như băng thông của hệ thống.
- Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH): tìm gọi các thiết bị đầu cuối mà mạng không biết vị trí của nó về mức tế bào và tin nhắn tìm gọi cần được truyền trong nhiều tế bào.
- Kênh điều khiển dành riêng (DCCH): truyền dẫn thông tin điều khiển tới hoặc từ thiết bị đầu cuối di động. Kênh này được sử dụng cho việc cấu hình riêng lẻ từng thiết bị đầu cuối di động ví dụ như những tin nhắn chuyển giao khác nhau.
- Kênh điều khiển multicast (MCCH): truyền dẫn thông tin điều khiển được yêu cầu cho việc tiếp nhận của MTCH.
- Kênh lưu lượng dành riêng (DTCH): truyền dữ liệu người dùng đến hoặc từ một thiết bị đầu cuối di động. Đây là 1 loại kênh logic được dùng để truyền dữ liệu người dùng đường lên và đường xuống phi-MBMS (non-MBMS).
- Kênh lưu lượng multicast (MTCH): truyền dẫn đường
Tương tự kiến trúc kênh logic WCDMA/HSPA. So với WCDMA/HSPA, thì kiến trúc kênh logic LTE có phần đơn giản hơn, với việc giảm bớt số lượng các loại kênh logic. Từ lớp vật lý, lớp MAC sử dụng các dịch vụ dưới dạng các kênh truyền tải. Một kênh truyền tải được định nghĩa bởi những đặc tính mà thông tin được truyền đi qua giao diện vô tuyến. Theo HSPA, những phần được kế thừa cho LTE, dữ liệu trên 1 kênh truyền tải được tổ chức thành các khối truyền tải. Trong mỗi khoảng thời gian truyền tải (TTI), một khối truyền tải với
kích thước nào đó được truyền đi qua giao diện vô tuyến khi không có sự hiện diện của ghép kênh không gian. Trường hợp ghép kênh không gian (MIMO), có thể lên tới 2 khối truyền tải trên mỗi TTI. Liên kết với mỗi khối truyền tải là một định dạng truyền tải (TF), cách thức truyền đi thông qua giao diện vô tuyến. Định dạng truyền tải gồm thông tin về kích thước khối truyền tải, sơ đồ điều chế, ánh xạ anten. Cùng với việc phân bố tài nguyên, lưu lượng mã cuối cùng có thể nhận được từ định dạng truyền tải. Việc thay đổi các định dạng truyền tải, lớp MAC có thể vì vậy mà nhận ra được các tốc độ dữ liệu khác nhau. Việc điều khiển tốc độ được xem như việc lựa chọn định dạng truyền tải. Tập hợp các loại kênh truyền tải được chỉ định cho LTE bao gồm:
- Kênh quảng bá (BCH): có một định dạng truyền tải cố định, được cung cấp bởi các đặc tính kỹ thuật. Nó được dùng cho việc truyền dẫn những thông tin trên kênh logic BCCH.
- Kênh tìm gọi (PCH): dùng cho việc paging thông tin trên kênh logic PCH. Kênh PCH hỗ trợ việc thu nhận không liên tục nhằm cho phép thiết bị đầu cuối di động tiết kiệm năng lượng pin bằng cách ngủ và chỉ thức khi nhận PCH tại những thời điểm xác định trước.
- Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH): là kênh truyền tải được dùng cho truyền dẫn dữ liệu đường xuống trong LTE. Nó hỗ trợ những đặc tính của LTE như cơ chế thích ứng tốc độ động, hoạch định phụ thuộc kênh truyền trong miền thời gian và tần số, hybrid ARQ, ghép kênh không gian. Nó cũng hỗ trợ DRX nhằm làm giảm năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối di động trong khi vẫn cung cấp trải nghiệm luôn mở, tương tự như cơ chế CPC trong HSPA. DL-SCH TTI là 1 ms.
- Kênh multicast (MCH): được dùng để hỗ trợ MBMS và được đặc trưng bởi định dạng truyền tải bán tĩnh và hoạch định bán tĩnh. Trong trường hợp truyền dẫn nhiều tế bào sử dụng MBSFN, cấu hình định dạng truyền tải và hoạch định được điều phối giữa những tế bào liên quan trong truyền dẫn MBSFN.
- Kênh chia sẻ đường lên (UL-SCH): là đường lên tương ứng với DL-SCH.
Hình 3.3: Ví dụ về sự ánh xạ các kênh logic với các kênh truyền dẫn
Một trong những chức năng của MAC là việc ghép các kênh logic khác nhau và ánh xạ các kênh logic với các kênh truyền tải tương ứng. Không giống với MAC-hs trong HSDPA, MAC trong LTE hỗ trợ ghép kênh các RLC PDUs từ nhiều truyền tải vô tuyến khác nhau vào cùng khối truyền tải. Vì có một vài mối quan hệ giữa loại thông tin và cách thức mà nó được truyền đi cho nên vẫn tồn tại những giới hạn nào đó trong việc ánh xạ các kênh logic với các kênh truyền tải. Một ví dụ về ánh xạ các kênh logic với các kênh truyền tải (hình 3.3). Những ánh xạ khác cũng được hình dung.