PDCP(Packet Data Convergence Protocol)分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議

　　PDCP 是對分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議的一個簡稱。 它是UMTS中的一個無線傳輸協(xié)議棧， 它負責將IP頭壓縮和解壓、傳輸用戶數(shù)據(jù)并維護為無損的無線網絡服務子系統(tǒng)(SRNS)設置的無線承載的序列號。 ?1fds3K:JFD()本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　壓縮技術可以根據(jù)二者之一 RFC 2507 或 RFC 3095. RFC 1144年 罐頭為一些背景知識也使用，并且，雖然技術在RFC沒有用于現(xiàn)代 TCP/IP 實施，它仍然顯示什么壓縮或解壓技術看似。 54afd5a4fK:JFD()$#本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　如果 PDCP 配置為 沒有壓縮 它將送IP小包，不用壓縮，它根據(jù)它的配置將壓縮小包由上層并且附有a PDCP 倒栽跳水和送小包。 它使用更低的層數(shù)提供的服務稱Radio鍵路控制(RLC)。 rpoej道hK:JFD()$本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　PDCP 倒栽跳水包括二個領域： PID和PDU類型。 uierpoK:JFD(本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　PDU類型 領域表明PDU是否是數(shù)據(jù)PDU或順序編號PDU。 K:JFD()$#_*(本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　PID 領域價值表明倒栽跳水 壓縮協(xié)議 鍵入使用的和小包類型或CID。 ^[1]

PDCP的工作原理

　　分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)層屬于無線接口協(xié)議棧的第二層，處理控制平面上的無線資源管理(RRC)消息以及用戶平面上的因特網協(xié)議(IP)包。在用戶平面上，PDCP子層得到來自上層的IP數(shù)據(jù)分組后，可以對IP數(shù)據(jù)分組進行頭壓縮和加密，然后遞交到RLC子層。PDCP子層還向上層提供按序提交和重復分組檢測功能。在控制平面，PDCP子層為上層RRC提供信令傳輸服務，并實現(xiàn)RRC信令的加密和一致性保護，以及在反方向上實現(xiàn)RRC信令的解密和一致性檢查。#$@&%#*K:JFD()本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
 PDCP子層功能

PDCP子層的主要功能

　　PDCP子層的主要功能如圖1所示。    PDCP實體的結構

PDCP協(xié)議包括以下具體支持的功能： 道h$#$#&)*(&K:JFD()$#_*(本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　(1)用戶平面數(shù)據(jù)的報頭壓縮和解壓縮。
　　(2)安全性功能： (哦*&#%kcK:JFD()$#本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　�、儆脩艉涂刂破矫鎱f(xié)議的加密和解密；
　　②控制平面數(shù)據(jù)的完整性保護和驗證。 s4fadK:JFD本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　(3)數(shù)據(jù)的傳輸功能： 4afd5K:JFD本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　①下層重建時，對向上層發(fā)送的PDU順序發(fā)送和重排序； fjouierpoK:JFD()$#本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　②對映射到AM模式的RB的下層SDU進行重排序。
　　(4)數(shù)據(jù)包的丟棄。

1．1 報頭壓縮

　　在LTE系統(tǒng)中，規(guī)定PDCP子層支持由IETF(互聯(lián)網工程任務組)定義的健壯性報頭壓縮協(xié)議(ROHC)來進行報頭壓縮。在LTE中，因其不支持通過電路交換域(CS)傳輸?shù)恼Z音業(yè)務，為了在分組交換域(PS)提供語音業(yè)務且接近常規(guī)電路交換域的效率，必須對IP/UDP/RTP報頭進行壓縮，這些報頭通常用于VoIP業(yè)務。 %#*(我)$K:JFD()$本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　典型的，對于一個含有32 B有效載荷的VoIP分組傳輸來說，IPv6報頭增加60 B，IPv4報頭增加40 B，即188%和125%的開銷。 1fds3a21K:JFD()$本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　為了解決這個問題，在LTE系統(tǒng)中，設定在激活周期內PDCP子層采用ROHC報頭壓縮技術，在壓縮實體初始化之后，這一開銷可被壓縮成4～6個字節(jié)，即12．5%～18．8%的相對開銷，從而提高了信道的效率和分組數(shù)據(jù)的有效性。 #&)*(&K:JFD(本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　IETF在“RFC 4995”中規(guī)定了一個框架，ROHC框架中有多種頭壓縮算法，稱為Profile，每一個Profile與特定的網絡層、傳輸層和更上層的協(xié)議相關，如TCP/IP和RTP/UDP/IP等。具體的報頭壓縮協(xié)議及屬性如表1所示。
   mvckjK:JFD本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有

　　報頭壓縮協(xié)議可以產生兩種類型的輸出包：
　　(1)壓縮分組包，每一個壓縮包都是由相應的PDCP SDU經過報頭壓縮產生的；
　　(2)與PDCP SDU不相關的獨立包，即ROHC的反饋包。 hfjouierpoejK:JFD()$#_*(本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　壓縮包總是與相應的PDCP SDU采用相同的PDCP SN和COUNT值；ROHC反饋包不是由PDCPSDU產生的，沒有與之相關的PDCP SN，也不加密。

1．2 安全性功能

　　LTE的安全性是在PDCP層負責的，通過加密(控制平面RRC數(shù)據(jù)和用戶平面數(shù)據(jù))及完整性保護(僅控制平面數(shù)據(jù))實現(xiàn)。 9西7087K:JFD()本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　1．2．1 加密/解密
　　 在LTE系統(tǒng)中，加密功能位于PDCP實體中，加密對象包括： 1a3ds也fK:JFD()$本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　(1)控制平面，被加密的數(shù)據(jù)單元是PDCP PDU的數(shù)據(jù)部分(未壓縮的用戶面或控制面的PDCP SDU或壓縮的用戶平面PDCP SDU)和MAC—I域(完整性消息鑒權碼)。 4f8e342K:JFD()本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　(2)用戶平面，被加密的數(shù)據(jù)單元是PDCP PDU的數(shù)據(jù)部分。
　　PDCP實體所使用的加密算法和密鑰(KEY)由高層協(xié)議配置。一旦激活安全功能，加密功能即被高層激活，該功能應用于高層指示的所有PDCP PDU。PDCP用于加密的參數(shù)包括以下2個：COUNT；DIRECTION(傳輸?shù)姆较?。
　　RRC協(xié)議提供給PDCP加密功能所需要的參數(shù)包括以下2個：BEARER；KEY(控制平面使用KRRCenc，用戶平面使用KUPenc)。
　　加密是通過對消息和加密流做異或(XOR)運算來實現(xiàn)的，這里加密流是由基于接入層(AS)導出密鑰、無線承載ID、傳輸方向(上行或下行)以及COUNT值的加密算法所生成的。加密僅適用于PDCP數(shù)據(jù)PDU�？刂芇DU(如ROHC反饋或PDCP狀態(tài)報告)既不使用加密，也不適用完整性保護。
　　1．2．2 完整性保護 e43289西7087K:JFD()$#_*(本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　 完整性保護功能包括完整性保護和完整性驗證兩個過程，完整性保護功能僅應用于SRB。用于PDCP實體的完整性保護功能的算法和KEY由上層配置。一旦激活安全功能，完整性保護功能即被高層激活，該功能應用于高層指示的所有PDCP PDU。PDCP用于完整性保護的參數(shù)包括以下2個：COUNT；DIREC-TION(傳輸?shù)姆较?。 2dsfds1fadK:JFD()$#_本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　RRC協(xié)議提供給PDCP完整性保護功能的參數(shù)包括以下2個：BEARER；KEY(控制平面使用KRRCint)。 ds13禟:JFD本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　UE基于上述輸入的參數(shù)計算X-MAC，進行PDCP PDU的完整性驗證。如果計算出的X-MAC與MAC-I相同，則完整性保護驗證成功。

1．3 數(shù)據(jù)的傳輸

　　控制平面的PDCP PDU和用戶平面的PDCP數(shù)據(jù)PDU都擁有一個序列號SN字段，PDCP子層的發(fā)送和接收實體就是通過設置和檢查SN字段來實現(xiàn)PDCPPDU的按序發(fā)送和接收。PDCP子層在發(fā)送側和接收側分別維護一個重排序窗口的大小是SN范圍的50%。當SN為0～4 095時，即“最大PDCP SN”的值為4 095時，重排序窗口的大小為2 048。 zcv545%#(肒:JFD()$#_本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　在非切換狀態(tài)下，RLC子層位為PDCP子層提供按序提交和重復包丟棄服務。而在切換狀態(tài)下，由于UE與兩個eNodeB同時通信，因此其RLC子層無法保證按序提交和重復包丟棄，從而需要由PDCP子層來完成這些功能。 ?$#@3K:JFD(本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　下面以UE側的操作為例說明PDCP子層的發(fā)送和接收流程。
　　1．3．1 上行發(fā)送
　　 每一個PDCP SDU對應一個Discard Timer，一旦由高層接收到一個PDCP SDU，即啟動該SDU對應的Discard Timer。同時，進行發(fā)送相關的狀態(tài)變量更新及加密、完整性保護等，具體過程如圖2所示。
   數(shù)據(jù)上行流程圖21fds3a21K:JFD()$#本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有

　　1．3．2 下行接收
　　 在不需重建的普通工作模式下，PDCP實體在接收到RLC AM實體提交的PDCP PDU時，不需執(zhí)行重排序過程，因為RLC AM在向PDCP實體提交PDCPPDU時，已保證順序遞交。以切換引起的PDCP重建為例，UE先從源eNodeB收到一些PDCP SDU，重建開始后從目的eNodeB接收PDCP SDU(其中部分是源eNodeB轉給目的eNodeB的，并且有一些是源eNodeB已發(fā)給UE但尚未得到確認的)，因此，UE的PDCP實體收到的PDCP SDU可能是亂序并且有重復的，因此對于RLC AM模式，在重建情況下，PDCP接收實體需對接收的PDCP SDU進行重排序和重復檢測。 #@3221a3ds襅:JFD()$#_*本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
　　綜合上述各種情況，對映射到RLC AM模式的DRB接收處理過程如下：定義接收的PDCP序列號為SN，接收端上一次提交給高層的PDCP SDU序列號為Last_Submitted_PDCP_RX_SN，Reordering_Window為序列號空間50%長度的重排序窗，RX_HFN為接收端當前HFN，Next_PDCP_RX_SN為接收端期待的下一個接收的PDCP序列號，具體流程如圖3所示。 #*($(K:JFD本文來自移動通信網gg1fic3.cn,版權所有
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希望能幫助你
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