Pourquoi le SDU est-il encapsulé dans le PDU en LTE ?

Pourquoi le SDU est-il encapsulé dans le PDU en LTE ?

Dans l’architecture LTE, le SDU (Service Data Unit) est encapsulé dans un PDU (Protocol Data Unit) afin de permettre l’adaptation des données issues des couches supérieures aux exigences spécifiques de la couche protocolaire sous-jacente. Ce mécanisme permet d’aligner les formats de données avec les fonctionnalités de chaque couche du protocole, notamment la segmentation, le chiffrement ou encore le contrôle de congestion. Chaque couche (PDCP, RLC, MAC) reçoit un SDU de la couche supérieure, le traite en appliquant ses mécanismes internes, puis émet un PDU vers la couche inférieure, assurant ainsi une transformation cohérente des données sur toute la chaîne de transmission.

Encapsulation des SDU dans la couche RLC

La couche RLC (Radio Link Control) reçoit des SDU depuis la couche PDCP. Selon le mode de fonctionnement (AM, UM ou TM), elle peut segmenter un SDU en plusieurs segments plus petits ou concaténer plusieurs SDU dans un seul PDU. L’objectif est d’adapter la taille des unités de transmission aux contraintes de la couche MAC, tout en assurant la fiabilité ou la rapidité, selon le profil de service requis (voix, données, signalisation).

Alignement des tailles pour la couche MAC

La couche MAC (Medium Access Control) a pour contrainte de transmettre des blocs de données (Transport Blocks) dont la taille varie selon la bande passante, la modulation, le codage, et la qualité radio. Pour cette raison, les PDU reçus de la couche RLC doivent être ajustés à ces contraintes dynamiques. Cela implique souvent la segmentation d’un PDU RLC en blocs MAC, ou la concaténation de plusieurs PDU RLC dans un seul bloc MAC.

Impact sur la signalisation et les performances

Le mécanisme d’encapsulation SDU → PDU optimise l’utilisation des ressources radio tout en assurant un transport adapté au type de données. La signalisation est également encapsulée en SDU, mais suit un chemin spécifique avec des priorités élevées. Par exemple, les messages RRC sont transmis via des entités RLC en mode TM, garantissant une latence minimale.

Illustration avec un cas de transfert de données utilisateur

Lors d’un téléchargement de fichier via FTP sur LTE, les données IP générées au niveau applicatif sont encapsulées dans des SDU PDCP, ensuite transformés en PDU RLC. Si le réseau connaît une congestion temporaire, le RLC peut scinder un SDU volumineux en plusieurs petits PDU pour suivre la baisse de la capacité instantanée de la couche MAC, illustrant ainsi l’adaptabilité dynamique du processus.

Considérations sur l’efficacité du multiplexage

Le découplage SDU/PDU permet également de gérer efficacement le multiplexage de plusieurs flux. En effet, un eNB peut recevoir des SDU provenant de différentes bearers et les regrouper dans des PDU adaptés à l’allocation radio actuelle, maximisant l’efficacité spectrale sans compromettre l’intégrité des flux différenciés.

Pour approfondir le traitement des données au sein de la couche PDCP, une analyse des mécanismes de chiffrement et de numérotation de séquence peut apporter un éclairage complémentaire.