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Le réseau de liaison terrestre et d’accès intégré IAB – Integrated Access Backhaul (part 3)

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Cet article est le troisième et dernier traitant de l’IAB. Si besoin, n’hésitez pas à relire le premier article et le second.

III) Les mécanismes de routage IAB

III-1) Les entités BAP de la fonction DU et de la fonction MT

Le réseau d’accès IAB est constitué d’un ensemble de nœud IAB IAB-node, et d’une topologie de routage définie par un graphe orienté acyclique (DAG : Directed Acyclic Graph). Ainsi, plusieurs routes peuvent exister entre deux nœuds. La topologie peut ainsi être exploitée pour fiabiliser le routage (en cas de d’échec de lien – backhaul link failure) ou pour équilibrer la charge.

La sélection de la route et l’optimisation doit s’effectuer à chaque fois qu’un nouveau nœud IAB se connecte ou lorsque la topologie du réseau change.

Lorsqu’un nouveau nœud IAB intègre le réseau, l’unité Donor-CU attribue une adresse L2 unique (BAP Address).

Figure 9 : Configuration des instances de routage (Ericsson (1))

Au niveau du donneur IAB, la sous-couche BAP ne contient qu’une seule entité BAP.

Au niveau du nœud IAB, la sous-couche BAP contient une entité BAP sur la fonction MT et une entité BAP co-localisée sur la fonction DU.

La partie émettrice de l’entité BAP communique avec l’entité réceptrice de l’entité BAP.

L’entité réceptrice peut être située :

  • soit sur le même nœud
  • soit sur un autre nœud
  • soit sur l’IAB donneur.

Lorsqu’il est situé sur un autre nœud, la communication s’effectue à travers le lien backhaul.

Ainsi, la partie émettrice de l’entité BAP (Transmitting part) peut recevoir des unités de sessions de données SDU (Session Data Unit) des couches supérieures ou des données BAP PDU délivrées par l’entité BAP réceptrice co-localisée.

Figure 10 : Les fonctions de l’entité BAP (3GPP TS38.240)

L’entité BAP de réception supprime l’en-tête BAP du SDU et l’entité BAP de transmission rajoute l’en-tête BAP avec le même identifiant de routage BAP ID porté par l’en-tête du PDU avant d’être supprimée.

Au niveau de la fonction MT, la partie émettrice de l’entité BAP peut recevoir des BAP SDU des couches supérieures ou des paquets provenant de (et reçu par) l’entité BAP de la fonction DU du même nœud IAB ce qui lui permet de construire le paquet BAP PDU.

Au niveau de la fonction DU :

  • la partie émettrice de l’entité BAP d’un nœud IAB peut recevoir des paquets qui ont été réceptionnés par la partie réceptrice de l’entité BAP de la fonction MT situé sur le même nœud IAB afin de construire le paquet BAP PDU.
  • la partie émettrice de l’entité BAP d’un donneur IAB reçoit les BAP SDU des couches supérieures.

La partie émettrice de l’entité BAP doit :

  • à la réception d’un SDU (couche supérieure) :
    • sélectionner une adresse BAP et une identité de chemin BAP pour créer l’en-tête ;
    • construire le PDU.
  • à la réception d’un PDU (entité BAP de même niveau):
    • réaliser le routage vers le prochain saut ;
    • définir le canal RLC du lien backhaul de sortie.

 

3.2) Les mécanismes de routage

Dans le cas ou plusieurs chemins permettent de transmettre un paquet IP entre le nœud IAB de terminaison et le nœud donneur IAB, des Identifiants de route ID sont associés. L’unité donneur Donor-CU configure alors une table de routage indiquant le prochain saut pour chaque direction UL/DL en fonction de l’identifiant de route. La table de routage sépare la direction DL et UL, la table DL est utilisée par le module DU et la table UL est utilisée par le module MT.

 

Lorsqu’un paquet IP doit être transmis, le nœud à l’origine (le nœud donneur IAB IAB-donor pour le sens descendant ou le nœud IAB pour le sens montant) rajoute un en-tête BAP comprenant l’adresse L2 du nœud d’origine, l’adresse L2 du nœud de destination et optionnellement (si plusieurs chemins existent) l’identifiant du chemin.

Lorsque l’entité RLC du nœud IAB reçoit plusieurs trames en direction d’un même nœud, l’entité RLC peut multiplexer l’ensemble des trames (correspondance N :1) ou transmettre les trames 1 à 1. La correspondance N :1 est un multiplexage de plusieurs bearer radio dans un seul canal RLC à condition que tous les bearers radio aient les mêmes profils de QoS. La correspondance N :1 permet de transmettre moins de canaux RLC et réduit les en-têtes à rajouter.

La correspondance 1 :1 permet de transmettre des bearers radio dans des canaux RLC spécifique afin de prendre en charge la QoS à appliquer pour chaque bearer.

Figure 11a: La correspondance 1 :1

Figure 11b: La correspondance N :1

IV) Conclusion

La solution IAB a pour objectif de réduire le coût de déploiement de nouvelles stations de base principalement pour les antennes relais dans les bandes millimétriques dans les zones très denses. Toutefois, la solution IAB permet également de densifier le déploiement de nœuds radioélectrique dans le cadre des services V2X (exemple le long des routes/autoroutes).

Figure 12 : Un exemple de déploiement le long d’une autoroute

Enfin, le nœud IAB peut également être mobile (camion) pour mettre en place une infrastructure évènementielle.

 

Références