La couche RLC
La couche RLC (Radio Link Control) a pour rôle de contrôler le lien de données c’est-à-dire :
- Le Transfert de PDU vers la couche PDCP selon l’un des trois modes suivants
- Acquitté AM (Acknowledged Mode)
- Non Acquitté UM (Unacknowlege Mode)
- Transparent TM (Transparent Mode)
L’optimisation de la transmission des données est réalisée par l’utilisation d’une fenêtre d’émission et de réception.
- La correction d’erreur en mode AM par la retransmission d’un RLC PDU perdu
- La segmentation et le réassemblage des RLC SDU (Mode AM et UM)
- La re-segmentation de données RLC PDU car le RLC PDU en entier ne peut pas être transmis
Afin d’optimiser le contrôle des flux, les fonctions suivantes, réalisées au niveau du RLC-LTE, sont implémentées sur la sous-couche MAC ou PDCP:
- la concaténation, réalisée au niveau de la couche LTE RLC est mise en œuvre sur la couche NR MAC.
- La mise en ordre des données, réalisé au niveau de la couche LTE RLC est maintenant réalisée au niveau de la couche NR PDCP.
Une entité RLC est établie par la couche RRC afin de monter un bearer radio DRB. L’unité de service de données RLC SDU est issue de la couche PDCP (cf. figure 2) et un numéro de séquence SN (Sequence Number) est assigné à la transmission du RLC PDU et incrémenté à chaque transmission.
L’entité TM RLC transporte (cf. figure 2) les canaux logiques de diffusions BCCH et de notification (Paging : PCCH) et les supports de signalisation SRB0 [FL4].
Les supports de signalisation, autre que le SRB0, sont transmis sur l’entité AM RLC et les supports DRB peuvent être transmis sur une entité AM RLC et une ou deux entités UM RLC.
L’entité UM RLC est mise en oeuvre pour des services en temps réel dont la perte de paquets est acceptable, comme les services multimédias (VoLTE), streaming. L’entité UM RLC est configurée en émission ou réception (uni-directionnel UL ou DL) et supporte la fonction de segmentation.
L’entité AM RLC est mise en œuvre pour des services sensibles à la perte de données et la transmission de rapport de statut. Le protocole ARQ est gérée pour la retransmission des paquets perdus. L’entité AM RLC est bi-directionnelle.
Le RLC PDU est transmis à la couche MAC selon les exigences attendues par la couche MAC (ordonnancement). Ainsi, la couche RLC met en œuvre la segmentation pour adapter la taille du paquet à la MAC SDU et réduire le padding.
La gestion des erreurs pour le mode de transmission AM est mise en œuvre par le protocole ARQ (Automatic ReQuest) au niveau de la couche RLC.
La fonction de segmentation
La fonction de segmentation permet à la couche RLC à l’émission de découper les paquets PDCP PDU qui seront multiplexés par la couche MAC vers un MAC PDU. La couche RLC en réception réalise l’opération inverse, en assemblant les RLC SDU et fournir un PDCP PDU à partir des séquences reçues et numérotées SN.
Figure 7 : Segmentation RLC SDU
La fonction de concaténation n’étant plus assurée au niveau de la couche RLC, les en-têtes RLC augmentent lorsque plusieurs RLC SDU sont multiplexées dans une MAC PDU.
Le nombre de RLC SDU dépend de la taille du bloc de transport TB MAC. Si la taille du bloc de transport n’est pas suffisante alors le paquet de données RLC PDU est segmenté.
Au niveau de l’en-tête RLC PDU, les champs :
- SI Segment Information indique sur le RLC PDU contient
- SI =00 un RLC SDU en entier (provenant de la couche PDCP)
- un segment du RLC SDU (SI=01 début du segment, SI=10 le milieu ou SI=11 la fin du segment)
- SO Segment Offset indique le décalage en octet du segment du segment par rapport au RLC SDU initial.
Par exemple, le 3ème RLC SDU est segmenté en deux partie : 1000 octets sont transmis dans le 1er segment et 231 octets dans le deuxième segment.
Figure 8 : La segmentation d’un RLC PDU
Figure 9 : La transmission de segments RLC PDU [2]
Pour réduire la taille des en-têtes, il existe deux structures de la MAC PDU pour le mode UM. La figure 10 présente une première structure sans segmentation. On ne transmet pas le numéro de séquence SN car celui-ci ne sert qu’à différencier les différents segments de service RLC SDU dans le RLC PDU.
Figure 10 : Structure RLC PDU en mode UM
Figure 11 : Structure RLC PDU en mode UM
Le protocole ARQ
Dans le cas de transmission en mode acquittée, le protocole ARQ s’appuie sur le numéro de séquence SN pour vérifier qu’aucun segment SDU n’a été perdu lors de la transmission.
Trois fonctions sont implémentées :
- Interrogation (polling) demandée par l’entité RLC émettrice permet de déclencher un rapport d’état au niveau de la couche RLC réceptrice. Le déclenchement est émis au bout d’un certain nombre de SDU reçus (numéro SN) ou à l’expiration d’un temporisateur. En absence de réception du rapport, l’entité RLC émettrice n’émet pas de nouveaux RLC PDU.
- Emission d’un rapport d’états, émis par la couche RLC réceptrice permet d’indiquer à la couche RLC émettrice la réception de tous les RLC SDU ou les RLC SDU/segments RLC SDU manquants. Les RLC SDU manquants sont explicitement indiqués par le numéro de séquence SN et en cas de segment, le décalage SO correspondant. Si tous les SDU RLC sont reçus, alors la couche RLC émettrice transmet dans son rapport la valeur de séquence SN la plus haute.
- Retransmission est effectuée par la couche RLC émettrice en se basant sur le rapport d’état. Le nombre maximum de retransmission est configuré par la couche RRC à l’entité RLC émettrice. Lorsque ce nombre est atteint, la couche RLC émet une notification d’échec du lien radioélectrique RLF (Radio Link Failure). Le ré-établissement d’une entité RLC est contrôlé par le message RRC re-establishment [FL4]
[1] 3GPP TS 38.322
[2] [https://www.techplayon.com/5g-nr-rlc-um-mode-data-transmission/