V2X系列之UE

UE（User Equipment）‌是指用户设备，是移动通信系统中的终端设备，包括手机、笔记本电脑、PDA等。这些设备可以通过无线网络和移动网络连接到互联网，实现数据传输和语音通信等功能。

UE是移动通信系统中最重要的组成部分，用户通过UE与移动通信系统进行交互，访问移动网络，实现各种通信和服务‌。

UE在移动通信系统中的作用包括：

• ‌数据传输和语音通信‌：UE支持短信、彩信、无线上网、语音通信等服务。
• ‌多媒体服务‌：支持视频、音乐、游戏等多媒体服务。
• ‌定位服务‌：支持GPS定位、基站定位等，帮助用户定位自己的位置，实现实时路况、附近的餐厅等功能。
• ‌传感器应用‌：支持温度传感器、光传感器、湿度传感器等，帮助用户掌握周围环境，实现实时天气预报、空气质量检测等功能‌。

总之，UE不仅是移动通信系统中的重要组成部分，还通过支持多种通信和服务，为用户提供丰富的体验和功能。

UE可以有三种不同的工作模式：

关机模式 (或“飞行” 模式)： 在这种状态下， 没有UE注册网络， 也就是无法建立数据连接， 网络没有 (或只有最后一个) 特定UE的位置信息。 无法进行网络主叫的连接设置。

空闲或注册模式： 这是UE在蜂窝网络中注册的移动性管理状态。 这意味着UE必须监控和更新通过无线小区广播的系统信息， 如果需要面向移动的连接， 则UE会了解随机接入信道，如果要建立面向网络的连接， 则UE会监控寻呼信道。 通过系统信息， UE可了解到邻近小区的情况和小区重选的规则。 因此， 在空闲模式下， UE的移动性决策由其自行作出， 并由网络间接控制。

连接模式： 这种情况下， UE与网络之间已建立无线连接， 由此启用数据传输。 在连接模式下， 高层协议 (RRC) 控制并维持无线连接的正常运作。 通过向UE请求测量数据来支持设备移动性， 测量数据可作为依据， 用以决定将无线连接保持在当前服务小区还是切换到更合适的邻近小区。 因此， 在连接模式下， UE移动性完全由网络控制。

图12： UE的模式和流程

需要注意的是， 实际网络中UE的工作模式较为复杂 (请参阅 [TS 24.008])。 例如， 在一些中间工作模式下， UE和网络保留注册信息， 但是无线连接中断。

两个网络实体之间的通信基于协议结构。 如果读者不熟悉协议， 可将协议视为允许电子设备相互通信的一组标准规则。 这些规则包括可以传输哪些类型的数据， 使用哪些命令发送和接收数据， 以及如何确认数据传输。 我们要简单提及著名的开放系统互连 (OSI) 模型， 其中的通信基于七个协议层。 在无线通信系统中， 负责无线链路运行的协议层是第1层到第3层。 在垂直方向上， 我们可以区分用户数据通信 (U面) 和信令控制 (C面) 的协议层。

5G NR物理层或无线接口处理无线通信的各个方面， 例如带宽、 波形、 调制方案、 发射功率等。 MAC和RLC层确保数据正确通过无线接口传输。

其中包括传输块配置、 前向和后向纠错、 确认和 (可选) 优先级设置等功能。 层3代表控制层， 分为无线资源控制 (RRC) 或接入层， 以及称为非接入层 (NAS) 的移动性和会话控制。

在5G中， 用户面还有另外两个协议层， 即PDCP和SDAP。 简而言之， 它们的功能行为可确保例如切换等移动性场景下的正确数据连接， 基于加密和完整性保护的安全通信以及对服务质量 (QoS) 的控制和维护。

当今的现代通信系统例如LTE、 5G等， 都是分组交换， 即使用互联网协议 (IP) 作为全球通信的传输层协议。 请注意， 表示层 (例如图形用户界面) 和应用层通常不受3GPP等标准化组织的管理 (出于完整性考虑， 我们要提到一个众所周知的例外： 用于语音通信的语音编码) [TS 36.300]。

图13： OSI参考模型、 5G NR控制和用户面结构