Core Concepts 46

El PDU (Protocol Data Unit) MAC es la estructura básica de datos con la cual se comunican la estación base y la estación suscriptora a nivel de capa MAC. La forma del PDU es la siguiente.

CAPÍTULO 3 DESCRIPCION DEL ESTANDAR IEEE 802.16 WIMAX

Cada PDU empieza con un Encabezado MAC de tamaño fijo, este encabezado puede estar seguido por el payload del PDU. Si esta presente, el payload puede consistir de varios o de ningún subencabezado y de varios o de ningún SDU (Service Data Unit) y/o fragmentos de estos. La información del payload varía en longitud así que un PDU representa una variable del número de bytes. Esto permite que la MAC pueda transmitir diferentes tipos de tráfico de capas superiores sin importar el formato o el patrón de bits de los mensajes. El PDU puede o no contener un CRC (Cyclic Redundancy Check).

3.2.3.1 Formatos del Encabezado MAC

Existen dos tipos de Encabezados MAC. El primero es el Encabezado Genérico con el que empieza cada PDU, este encabezado contiene mensajes de administración o datos CS (Convergence Sublayer). El segundo es el Encabezado de Petición de Ancho de Banda, usado para solicitar ancho de banda adicional. El campo HT (Header Type) distingue identifica si el formato del encabezado corresponde al Genérico o al de Petición de Ancho de Banda. El valor del campo HT es cero para el Encabezado Genérico y es uno para el Encabezado de Petición de Ancho de Banda. Los dos encabezados se describen con mayor detalle a continuación.

3.2.3.1.1 Encabezado Genérico

La forma de este encabezado se ilustra en la siguiente figura.

Figura 3.2 Formato del Encabezado MAC Genérico

Los campos de este encabezado con su descripción son:

• HT (Header Type). Este campo tiene una longitud de un bit y es el que indica si se trata del encabezado genérico o del de petición de ancho de banda. En este caso el valor del HT debe ser cero.

• EC (Encryption Control). La función de este campo es la de informar si el payload esta encriptado o no. La longitud de este campo también es de un bit y los valores que puede tener son: cero si el payload no esta encriptado y uno si lo esta.

CAPÍTULO 3 DESCRIPCION DEL ESTANDAR IEEE 802.16 WIMAX

• Type. Indica el tipo de payload de la capa superior, incluyendo la presencia de subencabezados. Su longitud es de seis bits.

• CI (CRC Indicator). Este campo determina si se ha agregado o no el CRC al final del PDU. SU longitud es de un bit, teniendo dos posibles valores, cero cuando el PDU no incluye CRC y uno cuando si esta presente.

• EKS (Encryption Key Sequence). Este campo solo sirve si el campo EC vale 1. Es usado para encriptrar el payload. Su longitud es de dos bits.

• LEN (Length). El valor de este campo indica el tamaño en bytes del PDU, incluyendo el encabezado. Su longitud es de 11 bits.

• CID (Connection Identifier). Es el identificador de la conexión y su tamaño es de 16 bits.

• HCS (Header Check Sequence). Es un campo de 8 bits usado para detectar errores en el encabezado.

El valor del campo Type tiene diferentes significados, esto depende del enlace en el que se este utilizando ya sea en el uplink o en el downlink. Los valores permitidos para el campo Type, en el downlink, son los siguientes:

Valor Significado

0x00 No hay subencabezados presentes

0x01 Reservado

0x02 El subencabezado de Empaquetamiento esta presente

0x03 Reservado

0x04 El subencabezado de Fragmentación esta presente

0x05 – 0x3F Reservado

Tabla 3.1 Valores de Type para el downlink

Para el uplink los valores son:

Valor Significado

0x00 No hay subencabezados presentes

0x01 El subencabezado de Administración de grant esta presente

0x02 El subencabezado de Empaquetamiento esta presente

0x03 Subencabezado de Empaquetamiento y de Administración de grant

presentes

0x04 El subencabezado de Fragmentación esta presente

0x05 Subencabezado de Fragmentacion y de Administración de grant

presentes 0x06 – 0x3F Reservado

Tabla 3.2 Valores de Type para el uplink

Únicamente existen tres tipos de subencabezados, el de empaquetamiento, el de fragmentación y el de administración de grant (Grant Management), los cuales en caso de presentarse deben estar inmediatamente después del encabezado genérico. El subencabezado de fragmentación indica si el payload esta o no fragmentado, si esta fragmentado indica si el fragmento es el primero, el ultimo o uno intermedio.

CAPÍTULO 3 DESCRIPCION DEL ESTANDAR IEEE 802.16 WIMAX

También sirve para enumerar los fragmentos permitiendo que el ensamblado del paquete sea más fácil.

El subencabezado de empaquetamiento es usado cuando la MAC puede agrupar varios SDUs en un solo PDU. Este encabezado cumple con las mismas funciones que el subencabezado de fragmentación además de que contiene un campo adicional el cual indica la longitud en bytes del SDU o del fragmento SDU, incluyendo los dos bytes del subencabezado.

El subencabezado de administración de grant es usado por la SS para enviar la petición de ancho de banda a la BS. Este subencabezado tiene dos formatos diferentes, uno para el servicio de tipo UGS en el cual se podría solicitar una petición por poleo o bien solicitar ancho de banda adicional en caso de que la cola de servicio se llene. Para cualquier otro tipo de servicio el subencabezado solo consta del campo PBR (PiggyBack Request) el cual indica el número de bytes solicitados por la SS para transmitir en el uplink.

3.2.3.1.2 Encabezado de Petición de Ancho de Banda

El PDU de petición de ancho de banda consiste únicamente del Encabezado de Petición de Ancho de Banda, por lo que no contiene payload. Este encabezado tiene la siguiente forma.

Figura 3.3 Formato del Encabezado de Petición de Ancho de Banda

Una petición de ancho de banda debe tener ciertas características. La longitud del encabezado siempre debe ser de 6 bytes, el campo EC de este encabezado debe tener un valor de cero, es decir, que no debe ser encriptado. El CID indicara el tipo de servicio para el cual se esta solicitando el ancho de banda. El campo BR (Bandwidth Request) contendrá el número de bytes solicitados. Finalmente, los tipos de petición pueden ser “000000” para incrementar el ancho de banda solicitado o “000001” para reemplazar el ancho de banda solicitado anteriormente.

CAPÍTULO 3 DESCRIPCION DEL ESTANDAR IEEE 802.16 WIMAX

Los campos para este encabezado son los siguientes:

• HT (Header Type). Es el mismo que para el encabezado genérico, la única diferencia es que en este caso el valor del HT debe ser uno.

• EC (Encryption Control). El valor de este campo siempre es cero. • Type. Indica el tipo de petición de ancho de banda.

• BR (Bandwidth Request). Es el número de bytes solicitados para que la SS pueda transmitir e el uplink. La petición no debe incluir los encabezados de la capa PHY.

• CID (Connection Identifier). Es el identificador de la conexión.

• HCS (Header Check Sequence). Es un campo de 8 bits usado para detectar errores en el encabezado.

3.2.3.2 Concatenación, Fragmentación y Empaquetamiento

Concatenación

Múltiples PDUs pueden ser agrupados y transmitidos en una sola oportunidad de transmisión, ya sea en el uplink o en el downlink. Esto es posible dado que cada PDU esta identificado por un único CID. Los PDUs de mensajes de control, de datos de usuario y de petición de ancho de banda pueden ser concatenados en la misma transmisión.

Fragmentación

Es el proceso en el cual un SDU es dividido en uno o más PDUs. Este proceso se realiza para aumentar la eficiencia del ancho de banda disponible para los requerimientos de QoS. Los procesos de fragmentación y de reensamblado tienen prioridad.

Empaquetamiento

Cuando existen varios SDUs pequeños existe la posibilidad de transmitirlos dentro de un solo PDU. El empaquetamiento hace uso del atributo de conexión indicando si la conexión transporta paquetes de longitud fija o variable. Existe la posibilidad de que en algunos casos los SDUs no sean empaquetados, pero esto solo es decisión del transmisor. El proceso de no empaquetar tiene prioridad.