NR RLC协议梳理【原创】

通信人马丁

已于 2025-02-07 19:30:47 修改

阅读量925

点赞数 12

分类专栏：通信协议文章标签：网络网络协议

于 2025-02-05 22:37:58 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2301_79567300/article/details/145462394

版权

通信协议专栏收录该内容

6 篇文章

订阅专栏

写在最前

笔者实际工作中，AM mode对于data传输最为常见，本文以RLC AM mode作为主要介绍。

NR和LTE的RLC SDU规则略有不同，本文暂不论述LTE相关的内容。

如有错误敬请指正，转载请注明出处。

1.RLC层的功能概述

The main services and functions of the RLC sublayer depend on the transmission mode and include:

负责上层 PDU 的传输（即PDCP传下来的包向底层递送）
负责独立于 PDCP 中的序列编号（UM 和 AM）（即RLC有自行的序列号sn）
通过ARQ做错误检测（AM only）
RLC SDU 的分段（AM 和 UM）和重分段（AM only）
RLC SDU 的重组（AM 和 UM）
重复检测（AM only）
RLC SDU 丢弃（AM 和 UM）
RLC 触发重建RRE
协议错误检测（AM only）

* 节选自Ts 38.300概述 6.3.2

2.RLC的三种模式

TM（Transparent Mode），透明模式
UM（Unacknowledge Mode），非确认模式
AM（Acknowledge mode），确认模式

差异如下表中高亮差异，逻辑上三者属于层层递进、趋向逐渐复杂/完整。

TM模式	① 不用加RLC包头(少了信令开销) ② 不用进行拆分/重组 ③ 不需要ack/nack反馈 ④ 支持信道为BCCH（广播信道）、 PCCH（寻呼信道）和 CCCH（公共信息信道/用于initial RACH） ⑤ buffer只在Tx端需要支持 ⑥ Tx和Rx的实体是两套（分离的entity）
UM模式	① 要加RLC包头 ② 可以进行拆分/重组 ③ 不需要ack/nack反馈 ④ 支持信道为DTCH（专用业务信道，Dedicated Traffic Channel），通常用于voip数据业务和ims业务（call/SMS/MMS） ⑤ buffer只在Tx和Rx端均需要支持 ⑥ Tx和Rx的实体是两套（分离的entity）
AM模式	① 要加RLC包头 ② 可以进行拆分/重组 ③ 需要ack/nack反馈（有ARQ能力） ④ 支持信道为DCCH、DTCH，通常用于data和IMS SIP消息（一般面向需要ack的业务） ⑤ buffer只在Tx和Rx端均需要支持 ⑥ Tx和Rx的实体是一套（如上图AM RLC entity是一整块）

3.RLC AM模式下的传输概述

3.1 AM模式下可以发什么？

data PDU(可以是一整个，也可以是RLC的一个分段)
control PDU(STATUS PDU,用于进行ARQ)

3.2 发送侧数据怎么放？

PDCP来的data先放在transmission buffer，底层(MAC)有grant的时候就发出
RLC的data发出后，发出的data不会被丢弃，而是放在Retransmission buffer（备份），等到这个data收到了ack/发送失败之后，再丢弃

3.3 接收侧数据怎么放？

接收到数据包，先放在Reception buffer，重组之后递交给PDCP

4.[重点]AM传输模式下的发送/Tx逻辑

重点变量：
- TX_Next: 下一个SDU的SN号. 当收到上传传递的新的SDU时，将其SN设置为TX_Next，同时TX_Next + +
- TX_Next_ACK：窗口内未收到ACK的最小的SN号
- AM_Window_Size：发送窗大小。

- RRC高层消息（DRB建立过程）配置了12比特SN时， AM_Window_Size =2048

- 当配置了18比特SN时， AM_Window_Size = 131072（Ts 38.322 CH7.2）

TX window: [ TX_Next_ACK, TX_Next_ACK + AM_Window_Size )，发送窗满则不能再发送新的数据了。
快速理解：
- TX_Next是当前发送的上限包的下一位
- TX_Next_ACK是当前发送的下限的下一位，同时也表征比该值小的包统统都发完了

//发送示例图

5.[重点]AM传输模式下的接收/Rx逻辑

5.1 简单介绍下行接收逻辑

重点变量
- RX_Next: 接收窗内未接收完毕的SDU的SN中最小的SN。当SN=RX_Next的SDU接收完毕时，更新到下一个未接收完毕的SN.
- RX_Next_Highest：接收窗内，接收到的最大SN的下一个SN。当接收到的SN > RX_Next_Highest时，更新其为SN，此时SN的SDU并不一定接收完毕。
- AM_Window_Size：接收窗大小
- RX window: [ RX_Next, RX_Next + AM_Window_Size )
快速理解：
- RX_Next是当前全部接收的下限包的下一位
- Rx_Next_Highest是当前零散接收到的上限包的下一位

5.2 接收逻辑引申：重传和相关变量

因为相对于Tx而言，Rx需要做ack/nack的反馈。所以新增了2个变量和1个timer，用来追踪哪个范围的包需要重传。
- RX_Next_Status_Trigger（启动t-Reassembly时的最大接收SN+1）
- RX_Highest_Status（该sn以下的包方可发送status report，更新时机是其下的包都ack/nack过了，或t-Reassembly超时）

§ 协议定义过于抽象，可以理解成最大的已完全接收到（已经发过ack/nack）的sn+1，或者t-reassembly超时了但还没完全收完的sn+1。

        主要是说明这个sn之下的sn是可以去发送status report的

更新节点：

        ①出现更大的PDU被接收完，要变更为当前最大的sn的下一位；

        ②t-reassembly超时，更新为当前sn≥RX_Next_Status_Trigger的还未完成全部分段接收的sn，也就是我等你重传，但最后你还是没发送成功，此时可以给tx端发nack

t-Reassembly：当出现离散收包之后启动

5.3 t-Reassembly详细解读

5.3.1 t-Reassembly

启动条件：

①RX_Next_Highest>RX_Next+1，说明中间有包没收到（离散收包）
②RX_Next_Highest=RX_Next+1，但RX_Next的分段还没有完成重组（当前最低的包没有收完）

启动t-Reassembly动作：

将RX_Next_Status_Trigger设置为RX_Next_Highest（刷新状态报告上限）

t-Reassembly超时时的动作：

            ①发送Status PDU（ack/nack）
            ②重启t-Reassembly
            ③做RX_Highest_Status和RX_Next_Status_Trigger的刷新

5.3.2.RX_Highest_Status

在出现离散收包的情况时，标记当前哪个sn之前的包还没有发送ack/nack，在t-Reassembly超时时，需要将其更新为当前已发送ack/nack包的下一包（如下图步骤4）

5.3.3.RX_Next_Status_Trigger

在出现离散收包的情况时，标记当前的最高位sn，类似RX_Next_Highest在t-Reassembly启动时的打点。

6.AM传输模式下的RLC包头会包含哪些信息

D/C：标记当前RLC PDU是数据包还是Status PDU（log中一般看不到）
P：Polling bit，要求对端反馈Status PDU
SI：分片标记，标记当前PDU发送的是一个完成的SDU，或者是一个SDU的开始分片、结尾分片或者中间分片（1=首位 2=末位 3=中间）
R：Reserve bit
SN： SN号。当SN采用18bit时，需要Reserve bit填充。（RLC序列号）
SO： SDU分片的在原始SDU中的开始type偏移量（日常log不咋看）

7. AM传输模式下的轮询机制[Polling]

Polling： AM发送实体主动触发对端AM实体发送Status report的方法，通过在AMD PDU中将P bit置位达成。

携带poll的3种可能(5.3.3.2&4描述)

            ①上层配置，连续pollPDU个/pollBYTE(均由RRC配置下来)个PDU没有放置过poll
            ②数据已发完，当前传输和重传buffer都空
            ③定时器t_PollRetransmit超时（5.3.3.4）

注：这里多做一点解释。前两点的目的在于，发送了一定份额数据，以及数据量不大的时候，即使插入poll位。

第三点实际是用来保底的，表示从这包到达RLC到收到status report的容忍时间。如果超时还收不到status report，要对这个包放poll位并重启timer。

其中poll位的stop时间：当收到放poll那个sn的status report，不论是ack还是nack，都stop timer并reset timer。

8.RLC相关timer总结

t-PollRetransmit（7.3）

用于发送端。携带poll位后重启t-PollRetransmit

t-Reassembly

用于接收端。当接收端收RLC包没有收完整时启动（如收到了3和5，4持续没有收到），超时时若中间丢包还没有收到，则请求发送端重传

t-StatusProhibit

用于接收端。为了控制status report的数量和洪泛，status report在启动期间只能收1次

9.附录

实际网络配置的相关变量

rlc-Config am : 
  {
    ul-AM-RLC 
    {
      sn-FieldLength size18,
      t-PollRetransmit ms60,
      pollPDU p32,
      pollByte kB25,
      maxRetxThreshold t32
    },
    dl-AM-RLC 
    {
      sn-FieldLength size18,
      t-Reassembly ms40,
      t-StatusProhibit ms60
    }