A subcamada de partes comuns é a responsável pelas operações
independentes das camadas superiores. Entre estas operações estão
alocação de banda, seleção de razão de código e ARQ (Automatic Resend
reQuest – requisição de reenvio automático). As SDUs, de tamanho variável,
recebidas da subcamada de convergência são fragmentadas e estes
fragmentos são agrupados em unidades denominadas payload data unit
(PDU). Cada PDU recebe um número de seqüência, permitindo ao receptor
remontar as SDUs. PDUs podem ser transmitidas em uma mesma rajada,
para melhor utilizar os recursos da camada física, e são compostas de três
partes: cabeçalho, payload e CRC.
As conexões podem habilitar ou não o uso de ARQ. Se a conexão não
utilizar ARQ, a transmissão dos fragmentos das SDUs é feita em seqüência.
Se utilizar, então as SDUs serão divididas em “blocos ARQ”, que serão
numerados antes do envio. Para cada bloco ARQ, o receptor irá confirmar o
recebimento através de um ACK, que pode ser enviada como um PDU em
separado ou junto dos dados de outro PDU. Este ACK pode ser do tipo
seletivo – o bloco indicado foi recebido com sucesso – ou cumulativo – o bloco
indicado e todos os anteriores foram recebidos com sucesso. Depois de
montadas, as PDUs são entregues ao escalonador, que irá alocar os recursos
da camada física de maneira ótima, com base nos requisitos de qualidade de
serviço de cada conexão. O procedimento de escalonamento não
é especificado nos padrões WiMAX.
Existem dois formatos de PDU. O primeiro deles é a PDU sem payload. PDUs
deste tipo, que foi definido nas especificações IEEE 802.16e-2005, podem ser
do tipo I e do tipo II, no que diz respeito ao formato de cabeçalho, sendo que as
do tipo II são utilizadas para algumas realimentações específicas do OFDMA.
O cabeçalho das PDUs de controle tipo I possui os seguintes campos:
- Tipo de PDU: 1 bit, valor 1 (PDU sem payload);
- Formato do cabeçalho: 1 bit, indica se o cabeçalho é do tipo I ou II.
- Tipo: 3 bits, indica o tipo de PDU sem payload;
- Conteúdo: 19 bits conteúdo do cabeçalho;
- CID: 16 bits, identificador de conexão;
- HCS: 8 bits, seqüência de verificação de cabeçalho (header check
sequence), utilizada para verificar erros no cabeçalho.
Imagem 5: Formato de cabeçalho para uma PDU sem payload tipo I.
Um caso particular de PDU sem payload, definido antes das especificações
802.16e-2005, é a PDU de banda (bandwidth PDU), utilizada pela estação
móvel para solicitar mais banda à estação base. A banda é sempre fornecida
pela estação base para uma estação móvel, não para uma conexão
específica. Cabe ao escalonador da estação móvel gerenciar o uso desta
banda pelas diversas conexões. Para que uma estação móvel possa solicitar
banda, é antes realizado pela estação base um procedimento chamado
polling, que aloca recursos para as estações móveis destinados às
solicitações de banda. Estas alocações, que são informadas nas mensagens
UL- MAP, pode ser unicast – a banda é reservada para uma estação, que
deve enviar as requisições de banda e um PDU vazio ao final destas
requisições – ou multicast – a banda é reservada a diversas estações, e
apenas aquelas que possuem requisições a fazer respondem. Nas requisições
multicast, pode haver colisões entre PDUs de estações diferentes. Para evitar
isto, cada estação espera um tempo de backoff aleatório antes de enviar sua
requisição. Se ela não for informada da alocação da banda – informação esta
que é transmitida na mensagem UL- MAP – ela assume que houve colisão,
multiplica o tempo de backoff por 2 e aguarda este tempo para retransmitir, até
que o número máximo de tentativas expire.
O outro tipo de PDU é a PDU genérica (generic PDU), utilizada para transmitir
mensagens de gerenciamento da camada MAC ou dados de camadas
superiores. É o único tipo de PDU utilizada no downlink, e o cabeçalho possui
os seguintes campos:
- Tipo de PDU: 1 bit, valor 0 (PDU genérica);
- Encriptação: 1 bit, indica se o payload é encriptado ou não
- Tipo: 6 bits, indica o tipo de PDU genérica;
- ESF (extended subheader field): 1 bit, indica a presença de um
subcabeçalho estendido.
- CI (CRC indicator): 1 bit, indica a presença do campo CRC.
- EKS (Encryption Key Sequence): 2 bits, índice da chave de
encriptação de tráfego (Traffic Encryption Key – TEK) e vetor de
inicialização utilizado para encriptar o payload.
- 1 bit reservado
Comprimento: 11 bits, comprimento total da PDU;
CID: 16 bits, identificador de conexão;
HCS: 8 bits, seqüência de verificação de cabeçalho.
Imagem 6: Formato de cabeçalho para uma PDU genérica.
1. Visão geral do WiMAX
