5G学习笔记之L2架构
5G学习笔记之L2架构
5G技术中的L2（第二层）架构是理解5G通信协议栈的关键部分。本文详细介绍了L2各模块的功能及其在协议栈中的位置，包括SDAP、PDCP、RLC和MAC等关键组件。通过本文，读者可以深入了解5G通信中数据处理的具体流程和机制。
1. L2在协议栈的位置
L2包含的模块有：
- MAC，Medium Access Control
- RLC，Radio Link Control
- PDCP，Packet Data Convergence Protocol
- SDAP，Service Data Adaptation Protocol
2. L2架构
以下是下行L2架构图（不含IAB功能），图中所示功能并非在所有情况下适用。例如，广播消息不加密。上行L2架构图与下行类似。
2.1 SDAP
SDAP负责根据QoS要求将QoS流映射到DRB上，以及对上下行链路中的数据包做QoS流标识符（QFI）的标记。
LTE并不存在SDAP层，NR引入SDAP层的原因是：区别基站连接到5GC和EPC，连接到5GC需要SDAP层，连接到EPC不需要SDAP层。
2.2 PDCP
PDCP负责：
IP数据包头压缩：可选。头压缩主要是为了减少无线接口传输的比特数，头压缩机制基于鲁棒性压缩（ROHC）框架，是一组标准的头压缩算法。
加密和完整性保护：
加密：加密是为了防止窃听。加密算法是可选，根据基站和UE安全能力来决策是否加密。
完整性保护：完整性保护是为了确保信息源的正确性。SRB必须进行完整性保护，DRB是可选的。核心网也可能指示是否需要完整性保护。
数据包重传：切换时，由于HARQ的缓存被清空，UE中的PDCP还需要将未送达到基站的所有上行数据进行重传。
复制数据：双链接场景。在发射端，数据包被复制，然后在多个小区内发送，增加了数据被接收的可能；在接收端，删除重复数据。这个重复数据包处理功能还可以提供额外的分集增益，对超高可靠的场景十分有用。
删除重复数据：
场景1：切换时，PDCP将未送达的下行数据包从旧基站转发给新基站。很可能一些PDU可能通过旧基站和新基站被重复接收，这种情况UE侧PDCP将删除重复的数据
场景2：双链接场景，对超高可靠的场景，在发送端复制数据，在接收端删除数据。
按序递交（可选）：为了确保SDU按序递交到更高协议层，还可以配置按序递交功能
2.3 RLC
RLC负责分段、重传、删除重复的数据。
- 分段：
- 重传：
- 删除重复的数据：
2.4 MAC
MAC负责逻辑信道复用、HARQ重传、调度、多个分量载波数据的复用和解复用（CA场景）。
- 逻辑信道复用
3. 用户数据处理示例
下图是用户数据通过L2协议层的处理：
