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点点滴滴学5G—一文掌握用户面数据组包原理

2020-10-26新闻20

引言

本文主要讲述协议栈用户面组包的原理,重点包括MAC PDU,RLC PDU和PDCP PDU的结构,希望读者通过阅读本篇文章,能掌握用户面数据包的结构。1.1 整体架构

图1是数据包组包的整体架构图,当发送方要传输数据数据包传输给发送方时,先通过SDAP层加上SDAP头PDU投递到PDCP层,然后通过PDCP层加入PDCP头PDU投递到RLC层,最后由MAC层组包加入MAC PDU头通过物理通道传输到接收方。

图11.2 MAC PDU

图2

MAC PDU(Protocol Data Unit,协议数据单元)是MAC层协议数据单元, 在上行方向上,为了加快MAC层和物理层的处理效率,达到“随到随走”的效果,将MAC层MAC SDU对应的sub-header放置在MAC SDU的前面(即:MAC sub-PDU和MAC sub-header交织在一起)。而MAC CE是放在整个MAC PDU的后面,这是因为上行的很多MAC CE(比如:BSR),只有在生成了MAC sub-PDU之后,才会更加层2种的数据卷和其他条件来决定是否需要携带以及BSR的具体内容(如图2所示)。

下行的MAC PDU的特点是MAC CE是在MAC sub-PDU的前面,而MAC sub-PDU和上行类似,也是把MAC sub-Header和MAC sub-PDU进行了交织。把MAC CE放在MAC PDU的前面是比较自然的处理(如图3所示),把MAC CE放在MAC PDU的前面是因为将这些MAC CE分离后,马上就可以在MAC层进行协议处理。

图31.2.1 MAC subHeader的类型与结构

MAC subHeader长度包含8bit和16bit(如图4所示), 具体采用哪种长度的MAC subHeader由L3 RRC层配置决定。

图4

LCID: size of the Length field. 0 - 8 bits /1 -16 bit;

R: Reserved bit, seThe Logical Channel ID : MAC SDU所属的逻辑信道实例 38.321-6.2.1

L: The Length field indicates the length of the corresponding MAC SDU or variable-sized MAC CE in bytes. The size of the L field is indicated by the F field;

F: The Format field indicates the t to 0.1.2.2 MAC实例应用

如图5所示:在下行数据传输中,MAC层收到RLC PDU,需要增加MAC header,并且需要进行逻辑信道复用,可以理解为一个Transport Block中,包含多个MAC subPDU。

图5

1.3 RLC PDU

u Radio Link Control 位于MAC层和PCDP层之间,一个RLC实体对应一个UE的一个逻辑信道

u 三种传输模式:

u TM:Transparent Mode 透传

u UM:Unacknowledged Mode 非确认传输

u AM: Acknowledge Mode 确认传输

u RLC status PDU

因AM模式应用场景比较广泛,本文主要讲述AM模式下RLC PDU结构图(如图6所示),具有采用哪种长度的AMD PDU由L3 RRC配置决定。

图6

D/C: 0 RLC control PDU

1 RLC data PDU

P: Polling bit 1:请求对端发送一个STATUS report

SN: 12 bit or 18 bit 由L3配置1.3.1 RLC实例应用

如图7所示:是以AMD PDU header为例,在上一篇MAC实例的基础上,解析了RLC的herder

图7

D/C为1,表示DATA

POLL为1,表示需要发送RLC status PDU

SN号为4

注: 当POLL为1时,要求接收方发送状态PDU,其状态PDU的结构如图8所示

图8

CPT:control PDU Type “000” status PDU

ACK_SN: 下一个没有接收到的RLC SDU的SN

NACK_SN:被接收端认为丢失的RLC SDU或者RLC SDU分段

E1:指示“ACK_SN” or “NACK_SN”后是否跟着另一个“NACK_SN”组合。 1: follow

E2:指示在“NACK_SN”之后是否跟随“SOstart+SOend”

E3:指示是否存在连续丢失,即“NACK range”

图9

1.4 PDCP PDU1.4.1 PDCP PDU Header的结构与类型—SRB

如图10所示,PDCP SN:PDCP SDU的序列号。SRB的PDCP SDU长度固定为12bit

MAC-I:SRB的MAC-I字段必须存在,如果未配置控制面数据的完成性保护,其携带的数据可为0

图101.4 .2 PDCP PDU Header的结构与类型 –DRB

DRB数据的是否进行完整性保护取决于integrityProtect字段的配置,只有该字段为enable时,才存在MAC-I字段,DRB的PDCP PDU如图11所示

图111.4.3 PDCP实例应用

图12

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