Suporte de QoS sobre TD-CDMA

Conforme já foi referido, esta arquitectura tem potencialidades para o suporte de QoS independente da tecnologia de nível 2 subjacente. É no entanto, como facilmente se compreende, necessário preparar e adaptar o nível 2 de cada uma dessas tecnologias ao IP. A Figura 28 apresenta, como exemplo, os componentes dos terminais móveis e routers de acesso envolvidos na gestão e controlo dos recursos rádio TD-CDMA, uma das tecnologias onde esta tarefa é mais complexa. Todas as funções de Radio Resource Management (RRM) localizadas no core das redes UMTS foram excluídas, uma vez que esta arquitectura apresenta uma aproximação de sinalização “True-IP”.

Os procedimentos de controlo de QoS IP, baseados nos DSCPs DiffServ são directamente mapeados no nível físico. Isto é, de modo a ter QoS extemo-a-extremo torna- se necessário mapear as classes de serviço de QoS IP, assinaladas pelos DSCPs, em classes de serviço rádio do UMTS, definidas nas normas do 3GPP. Assim, estes parâmetros devem ser mapeados num conjunto de parâmetros rádio de modo a assegurar a operação correcta da interface TD-CDMA [Figura 29].

Access Stratum

Radio Interface

IPv6 Protocol Stack

Non-Access Stratum (Driver)

RLC / Radio Bearers

PHY / Physical Channels Control

RRC+RRM

Data PDCP IP/Radio QoS Mapping

MAC / Logical & Transport Channels

RRC: Radio Resource Control RRM: Radio Resource Management RLC: Radio Link Control

MAC: Medium Access Control

PDCP: Packet Data Convergence Protocol PHY: Physical Layer

Access Stratum

Radio Interface

IPv6 Protocol Stack

Non-Access Stratum (Driver)

RLC / Radio Bearers

PHY / Physical Channels Control

RRC+RRM

Data PDCP IP/Radio QoS Mapping

MAC / Logical & Transport Channels

Access Stratum

Radio Interface

IPv6 Protocol Stack

Non-Access Stratum (Driver)

RLC / Radio Bearers

PHY / Physical Channels Control

RRC+RRM

Data PDCP IP/Radio QoS Mapping

MAC / Logical & Transport Channels

RRC: Radio Resource Control RRM: Radio Resource Management RLC: Radio Link Control

MAC: Medium Access Control

PDCP: Packet Data Convergence Protocol PHY: Physical Layer

Nova Arquitectura de QoS Orientada ao Fornecimento de Serviço

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Os parâmetros, tais como a largura de banda, atraso e taxa de perda de pacotes devem ser convertidos num determinado número de slots de tempo, formatos de transporte válidos, códigos de convolução, valores e TTI (Transmission Time Interval), etc. Esta conversão é realizada em dois passos. O primeiro consiste na definição das classes de QoS e dos seus parâmetros de modo a que os utilizadores tenham acesso a uma QoS similar àquela que o IP lhes dá. Por exemplo, um serviço de tempo real (S1 na Tabela 7, por exemplo) pode ser convertido numa classe de serviço Conversacional no mundo rádio. O segundo passo é executado quando o serviço começa, com a computação dos parâmetros rádio finais, baseados nas classes QoS rádio, na configuração da célula rádio e nos recursos previamente atribuídos.

Com esta técnica, estes recursos são também controlados pelos QoS Brokers. Quando o utilizador inicia um novo serviço, o QoS Broker mapeia os níveis e parâmetros de serviço em classes de serviço rádio e envia um pedido à componente de mapeamento de QoS, de modo a que esta atribua os recursos correspondentes. Este módulo guarda a informação de mapeamento e reenvia o pedido para o módulo Radio Resource Control (RRC) dos protocolos de interface rádio constituintes do Access Stratum.

AR RG MT IPv6 UMTS bearer service Radio bearer service TM GR RA IPv6

Serviço Básico UMTS

Serviço Básico de Rádio

Figura 29: Mapeamento entre os serviços do mundo IPv6 e o serviços do TD-CDMA

Com a ajuda de um novo motor RRM, o RRC determina as alterações necessárias dos parâmetros de rádio necessários quer no router de acesso quer no terminal móvel de modo a assegurar um funcionamento correcto dos outros protocolos da interface de rádio apresentados na Figura 28: o PDCP (Packet Data Convergence Protocol), o RLC (Radio

Link Control), o MAC e o PHY (Radio Link Control). O cálculo destes parâmetros rádio é

baseado simultaneamente na QoS requerida (mapeada dos códigos DSCP), nas configurações existentes, e em recursos previamente atribuídos e em utilização. A gateway rádio guarda a informação de mapeamento e abre uma nova bearer rádio ligando-se ao

Serviços Multimédia Sobre Redes Heterogéneas

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terminal móvel através dos vários módulos constituintes da interface rádio. A activação destes parâmetros abre um novo canal rádio, usualmente mapeado num canal físico e de transporte lógico dedicado.

Tanto no terminal móvel como no router de acesso existe uma função de QoS de nível 2 responsável pelo mapeamento dos parâmetros de QoS IP em rádio bearers. Logo que este rádio bearer esteja disponível, o Non Access Stratum pode utilizá-lo para transferir a informação através do PDCP e camadas inferiores, usando o mapeamento previamente guardado como chave para o SAP (Service Access Point). Quando o serviço deve ser terminado, o QoS Broker fecha os canais de forma similar.

A abordagem feita relativamente à tecnologia TD-CDMA e à simplificação da arquitectura UMTS trouxe a vantagem (já mencionada) de possibilitar a gestão desta tecnologia recorrendo a mecanismos IP. A desvantagem associada a esta abordagem é claramente a disrupção em relação às redes e aos serviços tradicionais (legacy) das redes de gerações anteriores, como é o caso dos serviços de comutação de circuitos, e a necessidade de melhoramentos na tecnologia IP (nomeadamente as modificações associadas a mobilidade rápida integrada com QoS). Contudo, esta arquitectura foi projectada desde início para ser uma arquitectura de 4G, sem qualquer compromisso de compatibilidade com as arquitecturas tradicionais.