無線接口架構
RRC 層
| 2.4 SDAP 子層 |
使用者面的 L2 自上而下包含 SDAP、PDCP、RLC 和 MAC 子層,如圖 2-15 所示。其中,SDAP 子層是 NR 新定義的協定子層,其标志性功能是提供 QoS flow(流)映射。

2.4.1 SDAP 子層功能
SDAP(Service Data Adaptation Protocol)子層具體包括以下功能。
(1)完成 QoS flow 到 DRB 的 QoS 映射。
(2)在上下行資料分組中打上 QFI(QoS flow ID)辨別,如圖 2-16 所示。
2.4.2 QoS 管理
圖 2-17 所示為 NR 的 QoS 架構。不難發現,NR QoS 管理粒度細化為 QoS流(QoS Flow),這相比于 LTE RAB-RB 簡單的 QoS 映射要更為複雜,但是 QoS管理粒度的細化也提高了對多種差異化業務的适應性。
對比圖 2-18 中的 LTE QoS 架構。當在 eNB 中建立了 UE 上下文後,MME發起 E-RAB 的建立、修改和釋放,并且為 eNB 提供 E-RAB 相應的 QoS 資訊。一個 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)是由一個 S1 承載和對應的資料無線承載(DRB,Data Radio Bearer)串聯而成,也就是說,DRB 和 E-RAB 是一對一映射的關系。當 E-RAB 建立後,與 NAS 層的 EPS 承載進行一對一的映射。是以可以說,LTE 的 QoS 管理是承載級别的。
而在 NR 中,單個 PDU 會話(PDU Session)在一個使用者面隧道承載,并且可以傳送一個或多個 QoS 流的資料分組封包,多個 QoS 流可以根據具體的 QoS要求映射到已建立的 RB 上,或者根據需要建立 RB 進行 QoS 流映射。
如圖 2-19 所示,在 PDU 會話中,首先,根據 QoS 需求(如時延、傳輸速率等),IP 資料分組被映射為 QoS 流,并打上 QFI 辨別。随後,QoS 流進一步映射到 DRB 上。QoS 流到 DRB 的映射既可以是一對一的關系,也可以是多對一的關系。具體的映射處理可以通過鏡像映射(Reflective Mapping)或指定配置(Explicitcon Figuration)實作。
鏡像映射是指當 UE 擷取到 PDU 會話中的下行資料分組對應的 QFI 辨別後,即能獲知 IP 流與之對應的 QoS 流以及 QoS 流和 DRB 的映射關系。UE 随後在上行資料流中應用相同的映射關系。
指定配置是指 QoS 流和 DRB 的映射關系由 RRC 信令指定。
| 2.5 PDCP 子層 |
PDCP(Packet Data Convergence Protocol)子層主要為映射為 DCCH 和DTCH 邏輯信道的無線承載(RB)提供傳輸服務。其标志性功能是執行 IP 頭壓縮以減少無線接口上傳輸的比特數。
每個 PDCP 子層實體對應一個 RB,同時,每個 PDCP 子層都包含控制面和使用者面,具體根據 RB 所攜帶的資訊來确定相應的平面。每個 PDCP 子層實體對應 1/2/4 個 RLC 子層實體(具體須根據單向傳輸/雙向傳輸、RB 分割/不分割、RLC 模式等确定),如圖 2-20 所示。
2.5.1 PDCP 子層功能
PDCP 子層的功能具體包括:
(1)編号,即添加序列編号(SN,Sequence Number);
(2)頭壓縮和解壓縮(ROHC,Robust Header Compression);
(3)使用者資料傳輸;
(4)加密解密(隻針對資料部分);
(5)完整性保護和驗證,其中,攜帶 SRB 的資料 PDU 必須進行完整性保護,攜帶 DRB 的資料 PDU 根據配置需要進行完整性保護;
(6)重排序和重複檢測;
(7)PDCP SDU 路由(當存在 RB 分割時);
(8)PDCP SDU 重傳;
(9)PDCP SDU 丢棄;
(10)PDCP 重建并為 RLC AM 恢複資料;
(11)PDCP PDU 複制等。
NP PDCP 子層實體功能如圖 2-21 所示。
注意 PDCP 子層的處理過程,在下行方向:
步驟 1 當下行資料到達 PDCP 子層後,首先被存儲在一個緩沖區中;随後,對到達的資料進行序列編号;這麼做的目的是便于接收端準确判斷出資料分組是否按序到達以及是否有重複分組,進而便于對資料分組的重組;
步驟 2 針對使用者面資料進行頭壓縮,也就是說控制面信令不進行頭壓縮處理,頭壓縮的功能開關是可配置的;
步驟 3 完成頭壓縮後存在兩條路徑,對于與 PDCP SDU 相關的資料分組必須經過完整性保護和加密,否則直接跳到下一步驟;
步驟 4 添加 PDCP 頭;
步驟 5 PDCP SDU 路由或複制。
在上行方向:要經過去除 PDCP 頭、解密、完整性驗證、重排序或丢棄副本、頭部解壓縮一系列流程。
2.5.2 NR 與 LTE PDCP 子層對比
對比圖 2-21 和圖 2-22 可知,NR 和 LTE PDCP 子層的功能和處理流程非常相似,但二者也存在微小的差異。
其一,NR 為了支援雙連接配接,為 PDCP 子層添加了複制功能。其二,NR PDCP子層處理過程增加了資料緩存功能。其三,LTE PDCP 子層的頭壓縮、完整性保護等功能,或隻針對使用者面,或隻針對控制面,而 NR PDCP 子層則無這種限制。