uRLLC中PDCP数据复制传输及增强研究( 二 )

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1.2 PDCP功能分析
PDCP层扮演者连接无线和高层的角色。 PDCP层将高层的IP数据分组转换为移动通信网络的协议数据分组，以适应无线传输信道特性 [8]。具体包括IP数据分组头压缩降低协议开销、用户和控制数据加密及完整性保护、重传排序/复制发送提高数据传输可靠性。功能流程如图2所示[6] ：

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（1）高层数据到达PDCP层会被分配COUNT号，并启动针对该SDU的Discard Timer；
（2）对数据承载进行头压缩和完整性保护；
（3）增加PDCP头；
（4）如果建立了分割承载，将数据路由到正确的链路上。
PDCP层结构图如图3所示[6]。

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PDCP层由多个PDCP实体组成，每个实体对应处理一个SRB（Signaling Radio Bearer ，信令无线承载）或DRB（Data Radio Bearer ，信令无线承载）。发送端基于上层请求建立针对某一个RB（Radio Bearer ，无线承载）的PDCP实体，并根据RB特征（单向/双向或分离/非分离）以及RLC模式，一个PDCP实体可以关联一个或多个RLC实体。当PDCP数据复制传输功能激活时，一个PDCP实体需要关联两个RLC实体。
总之， PDCP就像一堵“防火墙” ，对下屏蔽了空口协议对高层的影响，确保可靠性、安全性和保密性；对上屏蔽了高层对空口的影响，降低了协议开销 [8]。
2 R15下的PDCP数据包复制传输
3GPP标准定义中，采用了灵活帧结构、短时隙调度、免调度传输等来获得低时延，采用多连接、分集和鲁棒的物理层设计来获得高可靠。而基于CA和DC架构的数据复制传输利用不同链路的分集增益在接收端接收多个相同数据包以提升正确接收率，而被认为是一种能够在保证时延情况下提供高可靠性的传输模式。在R15版本， 3GPP RAN2为了初步满足uRLLC数据传输中的高可靠性需求，在标准化过程中确定了PDCP协议在数据包复制传输的机制 [9]。对于CA和DC而言，选择在PDCP层完成数据复制传输机制，可以使用相同的协议层结构，减少了标准化工作的工作量。
对于SRB ，复制传输的状态始终为激活态。对于DRB ，激活态是网络通过RRC信令或者MAC CE的方式进行开启/关闭的 [9]。基站可根据各种测量和统计信息决定是否开启/关闭该功能，从而实现数据复制传输功能的动态性间歇性工作。由于MAC层可以对信道条件变化作出快速响应，还可以使用MAC信令（复制激活/复制去激活MAC CE）对数据复制功能进行激活和去激活。开启时，会为PDCP实体增加一个RLC实体，这样PDCP实体就会关联主RLC实体和辅RLC实体，及主RLC逻辑信道和辅RLC逻辑信道。 PDCP数据报文和复制PDCP数据报文分别在两个独立的传输路径传送，增加可靠性的同时，也减少了PDCP重发造成的时延。为了节省物理资源，如果一个RLC实体确认PDCP数据报文发送成功，会告知PDCP实体。 PDCP实体再通知另一个RLC实体丢弃复制的PDCP数据报文。若此时复制的PDCP报文已经发给MAC ，接收方PDCP实体会根据SN号完成冗余包鉴别，并丢弃重复的PDCP报文 [6]。