5G NR RLC层

75 阅读 0 评论 50 点赞

我是靠谱客的博主高兴面包，最近开发中收集的这篇文章主要介绍5G NR RLC层，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

RLC（Radio Link Control）层位于PDCP层（或RRC层）和MAC层之间。它通过RLC通道（RLC channel）与PDCP层（或RRC层）进行通信，并通过逻辑信道与MAC层进行通信。RLC配置是逻辑信道级的配置，一个RLC实体（RLC entity）只对应一个UE的一个逻辑信道。RLC实体从PDCP层接收到的数据，或发往PDCP层的数据被称作RLC SDU（或PDCP PDU）。RLC实体从MAC层接收到的数据，或发往MAC层的数据被称作RLC PDU（或MAC SDU）。

RLC层主要负责（见38.322）：

分段/重组RLC SDU（segmentation / reassembly，只适用于UM和AM模式）：在一次传输机会中，一个逻辑信道可发送的所有RLC PDU的总大小是由MAC层指定的，其大小通常并不能保证每一个需要发送的RLC SDU都能完整地发送出去，所以在发送端需要对某个RLC SDU进行分段以便匹配MAC层指定的总大小。相应地，在接收端需要对被分段的RLC SDU进行重组，以恢复出原来的RLC SDU并递送给上层。
通过ARQ进行纠错（只适用于AM模式）：MAC层的HARQ机制的目标在于实现非常快速的重传，其反馈出错率大概在0.1~1%左右。对于某些业务，如TCP传输（要求丢包率小于10-5），HARQ反馈的出错率就显得过高了。对于这类业务，RLC层的重传处理能够进一步降低反馈出错率。
重复包检测（duplicate detection，只适用于AM模式，UM模式不支持重复包检测）：出现重复包的最大可能性为发送端反馈了HARQ ACK，但接收端错误地将其解释为NACK，从而导致了不必要的MAC PDU重传。当然，RLC层的重传（AM模式下）也可能带来重复包。
对RLC SDU分段进行重分段（re-segmentation，只适用于AM模式）：当一个RLC SDU分段需要重传，但MAC层指定的大小无法保证该RLC SDU分段完全发送出去时，就需要对该RLC SDU分段（注意：不是对AMD PDU进行重分段）进行重分段处理。
RLC SDU丢弃处理（只适用于UM和AM模式）：当PDCP层指示RLC层丢弃一个特定的RLC SDU时，RLC层会触发RLC SDU丢弃处理。如果此时没有将该RLC SDU，或该RLC SDU的部分分段递交给MAC层，则AM RLC实体发送端或UM发送端实体会丢弃指示的RLC SDU。也就是说，如果一个RLC SDU或其任意分段已经用于生成了RLC PDU，则RLC发送端不会丢弃它，而是会完成该RLC SDU的传输（这意味着AM RLC实体发送端会持续重传该RLC SDU，直到它被对端成功接收）。当丢弃一个RLC SDU时，AM RLC实体发送端并不会引入RLC SN间隙。
RLC重建：在切换流程中，RRC层会要求RLC层进行重建。此时RLC层会停止并重置所有定时器，将所有的状态变量重置为初始值，并丢弃所有的RLC SDU、RLC SDU分段和RLC PDU。在NR中，RLC重建时，接收端是不会往上层递送RLC SDU的。这是因为NR中的RLC层不支持重排序，只要收到一个完整的RLC SDU，就立即往上层送，所以接收端不会缓存完整的RLC SDU。（而在LTE中，RLC重建时，接收端可能往上层递送缓存中可以重组出的完整RLC SDU，并且这可能会导致PDCP层收到乱序的RLC SDU）
在LTE中，只有当MAC层通知RLC实体有一个传输机会，并同时告诉RLC实体在这次传输机会中可传输的RLC PDU的总大小时，RLC层才会分段/串联RLC SDU以生成一个匹配MAC层指定大小的RLC PDU。也就是说，针对一个逻辑信道，一次传输机会只会发送一个RLC PDU，该PDU可能由一个或多个RLC SDU或RLC SDU分段组成。

但在NR中，RLC层无需等待MAC层指示的传输机会，直接将每一个RLC SDU构造成一个RLC PDU，即每个RLC SDU对应一个RLC PDU（而在LTE中，通常由多个RLC SDU串联成一个RLC PDU），但RLC PDU要真正发往MAC层还是需要等待MAC层指示的传输机会。对于UM和AM模式而言，当MAC层指示的可发送的所有RLC PDU的总大小无法保证每一个需要发送的RLC SDU都能完整地发送出去时，某个RLC SDU可能被分段，并使用2个或更多个RLC PDU来传输（在不同的传输机会上）。也就是说，针对同一个逻辑信道，一次传输可能会发送多个RLC PDU，且每一个RLC PDU由一个RLC SDU或RLC SDU分段组成。

简单地说，在NR中，对于UM和AM模式而言，RLC层从PDCP层接收到一个RLC SDU后，可立即生成一个RLC PDU（包含了头部信息），并保存在传输buffer中（即在收到MAC层指定的传输机会之前，预先生成RLC PDU，其目的是为了降低时延）。等到MAC层指示对应逻辑信道有一个传输机会，并同时指定了这次传输机会中对应逻辑信道可传输的数据量时，MAC层会将该逻辑信道对应的传输buffer中的RLC PDU串联起来。但MAC层指定的大小未必能够保证参与串联的每一个RLC PDU都完整地发出去。如果参与串联的最后一个RLC PDU大于剩余的数据量时，该RLC PDU对应的RLC SDU就需要被分段，并重新生成RLC头部以及新的RLC PDU（包含了此RLC SDU的部分数据）。

也就是说，在NR中，RLC层移除了RLC SDU的串联（concatenation）功能（在LTE中，允许将多个RLC SDU或RLC SDU分段串联在一起生成一个RLC PDU，而这在NR中是不支持的），而是由MAC层负责对RLC PDU进行串联，其目的是为了使RLC和MAC层能够提前进行预处理（pre-processing），以减少处理时延。这与LTE的上行传输中，为了构造TB，RLC PDU和MAC PDU需要等接收到UL grant之后才能够生成是不同的。

在LTE中，MAC层的HARQ操作可能导致到达RLC层的报文是乱序的，所以需要RLC层对数据进行重排序（reordering），并按序将重组后的RLC SDU发送给PDCP层，也就是说，RLC SDU n必须在RLC SDU n+1之前发送给PDCP层。但是RLC层的按序递送可能会给PDCP层的解密操作带来较大的时延。假如RLC层在SDU n之前成功接收到了SDU n+1，那么PDCP层需要等到RLC层收到RLC SDU n并递送给PDCP之后才能收到RLC SDU n+1。

在NR中，移除了RLC层的重排序功能，即RLC层不支持按序递送RLC SDU给PDCP层。RLC层在收到一个完整的RLC SDU后，就立即递送给PDCP层处理（PDCP层可以提前做解密操作），而无需关心之前的RLC SDU是否已经成功接收到，从而降低了RLC层的处理时延。也就是说，RLC层送往PDCP层的数据可能是乱序的，数据的按序递送（包括重排序）由PDCP层来负责。

资源来自“金辉5G”微信公众号

连接“https://mp.weixin.qq.com/s/5DsTIo84NVG_FxREaiWehQ”