图1.5G网络无线协议栈简图
一、5G用户面协议栈在计算机互联网络OSI模型,用户面(UP)对应于数据链路层,通常被称为层二。5G(NR)中层二由四个不同的子层组成(如图1所示),其中:
服务数据适配协议(SDAP-3GPP TS 37.324),提供QoS流向5GC中的UPF;
分组数据汇聚协议(PDCP-3GPP TS 38.323),提供无线承载到SDAP;
无线链路控制(RLC-3GPP TS 38.322),提供RLC信道到PDCP逻辑通道;
媒体访问控制(MAC-3GPP TS 38.321),提供到RLC逻辑通道;
注意:只有与5GC接口时才需要SDAP层;通过LTE到EPC双连接的(NSA)5G网络不需要SDAP,
二、5G控制面协议栈5G网络中控制面(CP)由无线资源控制(RRC)协议组成;如图1所示在RRC之上是与AMF直练的非接入层(NAS)协议。控制面除要处理5G物理层新特点,与LTE差异在于以下三方面:
同时处理更高速和更低延迟数据;
支持动态频谱共享(DSS)应用;
支持5GC新QoS框架的应用。
首先,为了支持大数据速率和低延迟的应用,5G无线协议针对终端(UE)处理进行了优化;终端(UE)在上行链路收到授权,将执行来自网络的命令以快速建立上行链路传输资源。为了放宽处理要求,实时操作中将协议层并尽可能靠近物理层,在不知道授权大小的情况下允许尽可能多的处理;也就是允许尽可能多的非实时操作和尽可能多的预处理。5G引入的简化终端(UE)侧处理无线协议如下:
RLC级联移至MAC(RLC PDU的构建为非实时操作);
MAC CE在上行链路和下行链路中的不对称配置(MAC处理CE对UE来说变得更容易);
MAC子报头的交错(MAC PDU的流水线处理成为可能)。
此外,简化了无线协议中重新排序操作,只有PDCP重新排序数据包(重排序窗口以前位于两个LTE中的RLC和PDCP)。无需重新排序RLC中的数据包,PDCP 现在可以在数据包到达UE时对其进行解密。序列中的间隙RLC中确认的数据包不再停止PDCP中的解密操作。
其次,5G(NR)中频谱使用的粒度低于运营商配置的频谱;随着带宽部分(BWP)的增加,它变成了可以约束UE在有限的部分(即一部分)内操作小区的频率带宽(带宽部分)。此外,终端(UE)在同一小区可以使用不同的BWP,并且所有BWP不需要具有相同的参数集。
第三、连接5GC时QoS不绑定无线接入承载模型,5GC中将每个数据包都由核心网络标记为质量服务流ID(QFI),gNB可以使用该信息来选择合适的无线承载。从核心到无线接入承载之间一对一映射无线接入网(RAN)的网络和无线承载,并且gNB受托配置和选择合适无线承载以满足QoS要求。
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