5G BSR : Fonctionnement du Buffer Status Report

5G BSR : Fonctionnement du Buffer Status Report

Aujourd’hui on va voir en détail le mécanisme du Buffer Status Report (BSR) en 5G, un composant essentiel de la gestion des ressources uplink dans le cadre du NR (New Radio). Ce rapport, émis par l’UE (User Equipment), permet au réseau d’avoir une visibilité sur le volume de données à transmettre depuis le buffer de l’UE vers la station de base. Comprendre le BSR est essentiel pour saisir les dynamiques de scheduling dans le plan de contrôle uplink en 5G.

Rôle et utilité du BSR dans le réseau 5G

Le BSR est utilisé par l’UE pour informer le gNB (gNodeB) de la quantité de données qu’il a en attente dans ses buffers logiques (Logical Channel Groups ou LCGs). Ce mécanisme permet au gNB d’allouer efficacement les ressources radio uplink selon la demande actuelle. En absence de cette information, le gNB n’aurait pas de moyen précis pour dimensionner le grant UL (Uplink Grant).

Types de Buffer Status Report

En 5G, on distingue trois types principaux de BSR :

1. Regular BSR : émis périodiquement ou lorsqu’une demande de ressource est faite et qu’il y a du trafic en attente.
2. Periodic BSR : envoyé à intervalles réguliers lorsque le timer configuré est actif, même si aucun changement n’est observé dans les buffers.
3. Padding BSR : inséré pour remplir l’espace inutilisé d’un PUSCH lorsque d’autres données n’encombrent pas complètement la ressource allouée.

Conditions de déclenchement

Le BSR peut être déclenché dans plusieurs cas :

• Apparition de données dans un buffer vide.
• Variation significative du volume de données dans les buffers LCGs.
• Expiration d’un timer (dans le cas du Periodic BSR).
• Présence d’espace de padding sur un PUSCH sans autre information à transmettre.

Ces déclencheurs assurent que le réseau soit constamment informé des besoins de l’UE en matière d’uplink, tout en limitant le trafic de signalisation inutile.

Structure du message BSR

Le BSR est encodé dans un format compact ou étendu selon le nombre de Logical Channel Groups à rapporter :

• Short BSR : utilisé pour un seul LCG avec trafic en attente.
• Long BSR : utilisé lorsque plusieurs LCGs contiennent des données à transmettre.
• Truncated BSR : utilisé quand l’espace disponible ne permet pas l’envoi complet d’un Long BSR.

Chaque BSR contient un ou plusieurs champs représentant la taille des buffers, exprimée sous forme d’un index mappé à une valeur réelle (en octets) selon une table standardisée.

Format de codage

Ce codage permet de compresser efficacement l’information tout en conservant une granularité suffisante pour le scheduler du gNB.

Transmission du BSR

Le BSR est transmis via le Logical Channel SRB1 ou directement encapsulé dans un PUSCH. Avant toute transmission, l’UE doit obtenir une autorisation d’uplink (UL grant), sauf dans le cas d’un BSR initial où une demande est faite par le biais d’un SR (Scheduling Request) ou d’un RACH (Random Access Channel).

Si l’UE ne dispose pas de ressources radio, il déclenche une procédure d’accès pour initier un accès uplink et transmettre le BSR. Une fois le BSR reçu, le gNB peut ajuster dynamiquement les ressources accordées selon le besoin exprimé.

Interaction avec d’autres mécanismes de contrôle

Le BSR travaille en synergie avec plusieurs autres mécanismes de contrôle uplink :

• Scheduling Request (SR) : demande implicite de ressources lorsque l’UE n’en possède pas pour envoyer un BSR.
• Logical Channel Prioritization (LCP) : permet à l’UE de prioriser les données à envoyer selon la politique de qualité de service (QoS).
• MAC Control Elements : où est inséré le BSR, aux côtés d’autres éléments de contrôle comme les indications de timing ou les commandes de contention.

Impact sur la QoS et l’efficacité spectrale

Un BSR bien dimensionné et bien déclenché permet un usage plus efficient des ressources radio. Il aide à respecter les contraintes de QoS, en particulier pour les services à latence faible ou à bande passante garantie. De plus, une information à jour sur les buffers évite le surprovisionnement de ressources, contribuant à une meilleure utilisation du spectre disponible.

En résumé, le 5G BSR est une composante clé de l’architecture uplink NR, permettant d’assurer une correspondance dynamique entre les besoins de l’UE et la capacité du réseau à y répondre. Bien configuré, il contribue à la performance globale du réseau radio.

Pour approfondir la dynamique des allocations uplink, jetez un œil à notre article sur les UL Grants et leurs stratégies d’optimisation.