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I IMT DS FDD WCDMA 系统无线接口层 2 技术规范 分组数据集中协议 PDCP IMT DS FDD WCDMA System Radio Interface Technical Specification Packet Data Convergence Protocol 20XX XX XX20XX XX XX 发布发布 20XX XX XX20XX XX XX 实实 施施 中华人民共和国信息产业部科学技术司中华人民共和国信息产业部科学技术司 印印 发发 通通信信标标准准参参考考性性技技术术文文件件 II 目 次 前前 言言 IV 1 范围范围 2 2 引用标准引用标准 2 3 缩略语缩略语 2 4 概述概述 3 4 1 目标 3 4 2 PDCP 子层体系结构 3 5 功能功能 3 5 1头部压缩 4 5 1 1PID值分配 4 5 1 2TCP IP和UDP IP头部压缩 5 5 2复用 5 5 3数据传输 5 5 3 1使用RLC确认模式的数据传输 5 5 3 2使用RLC无确认和透明模式的数据传输 6 5 4SRNS 重定位 6 5 4 1PDCP 顺序编号 7 6 服务服务 7 6 1提供给上层的服务 7 6 2期待的 RLC 层服务 7 7 层间通信元素层间通信元素 8 7 1PDCP 与上层之间的原语 8 8 对等层通信元素对等层通信元素 9 8 1协议数据单元 9 8 2PDU 格式 9 8 2 1PDCP No Header PDU 9 8 2 2PDCP Data PDU 9 8 2 3PDCP SeqNum PDU 9 8 3参数 10 8 3 1PDU 类型 10 8 3 2PID 10 8 3 3Data 10 8 3 4顺序号 10 III 9 未知 未预见和错误协议数据的处理未知 未预见和错误协议数据的处理 11 IV 前前 言言 本通信标准参考性技术文件规定了第三代移动通信系统中采用 IMT DS FDD 技术时用户设备与无线传 输系统之间的分组数据集中协议 本文基于 3GPP 制订的 Release 99 2000 年 9 月份版本 技术规范 具 体对应于 TS 25 323 V3 3 0 本参考性技术文件由信息产业部电信研究院提出 本参考性技术文件由信息产业部电信研究院归口 本参考性技术文件起草单位 信息产业部电信传输研究所 上海贝尔公司 本参考性技术文件主要起草人 卓天真 徐京皓 徐菲 吴伟 张建林 张义成 本参考性技术文件 2001 年 1 月首次发布 本参考性技术文件委托无线通信标准研究组负责解释 通信标准参考性技术文件 IMT DS FDD WCDMA 系统无线接口层 2 技术规范 分组数据集中协议 PDCP IMT DSIMT DS FDD WCDMA FDD WCDMA SystemSystem RadioRadio InterfaceInterface TechinicalTechinical Specification Specification PacketPacket DataData ConvergenceConvergence ProtocolProtocol 2 1 1 范围范围 本通信标准参考性技术文件描述分组数据集中协议 PDCP 在 UE 侧 PDCP 为非接入层 NAS 提供服务 在 RNC 层提供中继 PDCP 使用 RLC 子层提供的服务 PDCP 的主要功能是 压缩网络 PDU 的冗余控制信息 头压缩 使用 RLC 层提供的服务来传输分组数据协议的用户数据 下面功能不包含在本版本中 但是将在以后的版本中引入 在同一 RLC 实体上复用多个不同的 RB 状态转移 SRNS 重定位期间将头部压缩的场景信息传递到目标 SRNC 2 2 引用标准引用标准 下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而成为本标准的条文 本标准出版时 所示版本均为有 效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 1 3G TS 25 401 UTRAN 总体描述 2 3G TR 25 990 UTRAN 词典 3 3G TS 25 301 无线接口协议体系结构 4 3G TS 25 303 连接模式下的层间过程 5 3G TS 25 322 RLC 协议规范 6 3G TS 25 331 RRC 协议规范 7 3G TS 23 121 Release 1999 的结构要求 8 IETF RFC 2507 IP 头压缩 9 3G TS 23 060 通用分组无线业务 业务描述 阶段 2 3 3 缩略语缩略语 下列术语将在本标准中采用 ASAccess Stratum 接入层 C SAPControl Service Access Point 控制 业务接入点 IETFInternet Engineering Task Force Internet 工程任务组 IPInternet Protocol 互联网协议 通信标准参考性技术文件 IMT DS FDD WCDMA 系统无线接口层 2 技术规范 分组数据集中协议 PDCP IMT DSIMT DS FDD WCDMA FDD WCDMA SystemSystem RadioRadio InterfaceInterface TechinicalTechinical Specification Specification PacketPacket DataData ConvergenceConvergence ProtocolProtocol 3 L2Layer 2 data link layer 层 2 数据链路层 L3Layer 3 network layer 层 3 网络层 NASNon Access Stratum 非接入层 PDCPPacket Data Convergence Protocol 分组数据集中协议 PDUProtocol Data Unit 协议数据单元 PIDPacket Identifier 分组标识 RBRadio Bearer 无线承载 RFCRequest For Comments 请求评论 RLCRadio Link Control 无线链路控制 RRCRadio Resource Control 无线资源控制 RTPReal Time Protocol 实时协议 SDUService Data Unit 业务数据单元 TCPTransmission Control Protocol 传输控制协议 UDPUser Datagram Protocol 用户数据报协议 UEUser Equipment 用户设备 UTRAUMTS Terrestrial Radio Access UMTS 陆地无线接入 UTRANUMTS Terrestrial Radio Access Network UMTS 陆地无线接入网络 4 4 概述概述 4 14 1 目标目标 本标准描述 UTRAN PDCP 的功能 UTRAN 的总体逻辑结构在 TS25 301 中定义 网络层协议应能够运行于多种子网和数据链路上 UMTS 支持多种网络层协议 为用户提供了协议透明 性 目前可支持的协议有 IPv4 和 IPv6 在 UTRAN 上引入新的网络层协议应当能够不改变 UTRAN 原有协议 因此 所有与上层报文的传送相关的功能 应当被 UTRAN 的网络层实体以透明方式执行 这是对 UTRAN PDCP 的一个必备要求 对 UTRAN PDCP 的另一个要求是提高信道效率 这个要求是通过采用多种优化方法来完成的 当前知道 的方法是标准化的 IETF 报头压缩算法 将多个 RB 复用到同一 RLC 实体将包含在以后的版本中 因此 在本版本中 每一个 RB 连到一个 PDCP 实体 每一个 PDCP 实体都连到一个 RLC 实体 PDCP 实体位于 PDCP 子层 3 每个 PDCP 实体使用零种 一种或多种带有某些参数的头部压缩算法 多个 PDCP 实体可能使用相同的 算法 算法类型及其参数由 RRC 协商并通过 PDCP C SAP 来告知 PDCP 实体 把不同的网络层协议适配到 PDCP 依赖于具体实现 不在本标准中定义 4 24 2 PDCPPDCP 子层体系结构子层体系结构 图 4 2 1 显示了 UTRAN 协议结构中的 PDCP 模型 每个 PDCP SAP 使用一个 PDCP 实体 每一个 PDCP 实 体使用零种 一种或多种头部压缩算法 RLC PDCP SDU PDCP 子层 RLC SDU 无线承载者 UM SAPAM SAP C SAP Tr SAP PDCP 实体 协议 压缩实体 算法类型 2 协议 压缩实体 算法类型 1 PDCP 实体 协议 压缩实体 算法类型 1 PDCP SAPs PDU 编号 协议 压缩实体 算法类型 1 PDU 编号 协议 压缩实体 算法类型 2 图 1 PDCP 结构 图 1 只是代表了一种可能的 PDCP 结构 并不表示具体实现 无论如何 应当遵守 5 1 节的规定 5 5 功能功能 分组数据集中协议应当执行下列功能 在发送与接收实体中分别执行 IP 数据流的头部压缩与解压缩 如 TCP IP 和 RTP UDP IP 头部 头部 压缩方法对应与特定的网络层 传输层 或上层协议的组合 传输用户数据 也就是将非接入层送来的 PDCP SDU 转发到 RLC 层 或相反 若支持非丢失的 SRNS 重定位功能 则前转 PDCP SDU 及相应的顺序号 4 将多个不同的 RB 复用到同一个 RLC 实体 这个功能将包含在以后的版本中 5 15 1 头部压缩头部压缩 头部压缩的方法特定于具体的网络层协议 在 PDCP 上下文激活时 网络协议类型被指定 其定义见 TS23 060 每个 PDCP 实体使用的头部压缩算法及参数由 RRC 协商并通过 PDCP C SAP 告知 PDCP 实体 在 操作期间 对等 PDCP 实体的压缩和解压缩初始化的信令在用户平面执行 PDCP 层应当能够支持多种头部 压缩算法 并且在将来还可以扩展支持的算法 PDCP 层可以有一个或多个 PDCP 实体 每个 PDCP 实体使 用零种 一种或多种头部压缩算法 在一个 PDCP 内 PDCP 层可能建立多种不同类型的头部压缩算法 不 同的 PDCP 实体可能包含相同的头部压缩算法 表 1 表示了 PDCP 配置的一个例子 5 1 15 1 1PIDPID 值分配值分配 PDCP 实体应当能够区分不同种类的头部压缩包 并用正确的头部压缩算法来处理它 这是通过使用 PDU 中的 PID 字段来实现的 每当 PDCP 实体重配置时 PID 表也要重配置 下面是一个 PID 表的示例 在 这个表中 给 PDCP 实体任意配置了三种头部压缩方法 RFC 2507 方法 A 和 B 表表 1 1 PIDPID 值分配表示例值分配表示例 PIDPID 值值 优化方法优化方法分组类型分组类型 0 不使用头部压缩 1RFC2507Full Header 2RFC2507Compressed TCP 3RFC2507Compressed TCP nondelta 4RFC2507Compressed non TCP 5RFC2507Context state 6 方法 A Uncompressed TCP IP 7 方法 A Compressed TCP IP 8 方法 B Uncompressed IP UDP RTP 9 方法 B Compressed IP UDP RTP 未分配的值 分配 PID 值应当遵循下列一般原则 PID 值 0 固定用于不使用头部压缩 PID 值从 1 开始以升序分配 PID 值在 PDCP 实体内部是独立分配的 头部压缩算法重选后 PID 值也要重新分配 应当从表中第一个开始 检查协商好的头部压缩实体 被分配 PID 值的数目将在相应的算法中描 述 如果没有足够的未使用的 PID 值来分配给一个头部压缩算法 协商使用这个算法的头部压缩实体 应当被忽略 但不报告错误 已使用或未定义的 PID 值 使得 PDCP PDU 无效 对 PDCP 实体中的一个特定算法 PID 值从 n 1 开始分配 这里 n 指的是已经被其他算法分配的 PID 值的数目 这些值的分配是根据 RRC 协商使用算法的顺序 在表 1 所给出的例子中 RFC2507 是第一 5 个 方法 A 是第二个 方法 B 是第三个 它们包含在 PDCP Info 信息单元中 这个信息单元在对等的 RRC 实体间交换 PID 值也遵从这种顺序 两个对等的 PDCP 实体可以从 PID 值清楚的知道所使用的头部压缩算法和分组类型 当传输数据时 PID 值放入 PDCP PDU 的头部 PID 字段 任何协商成功的算法都可能用于 PDCP SDU 的头部压缩 5 1 25 1 2TCP IPTCP IP 和和 UDP IPUDP IP 头部压缩头部压缩 RFC 2507 头部压缩的详细操作在 IETF 规范 RFC2507 8 第 3 节中描述 错误恢复及分组重新定序的机 制在 RFC2507 的第 10 和第 11 节描述 PDCP 实体支持的头部压缩功能应当包含这些机制 5 1 2 15 1 2 1 RFC2507RFC2507 PIDHPIDH 值的分配值的分配 下列 PID 值按照表 2 所示的顺序分配给算法 RFC2507 的头部压缩 n 是已经分配给其它算法的 PID 值的数目 表表 2 分配给分配给 RFC2507 头部压缩算法的头部压缩算法的 PID 值值 PID 值值优化方法优化方法分组类型分组类型 n 1RFC 2507Full header n 2RFC 2507Compressed TCP n 3RFC 2507Compressed TCP non delta n 4RFC 2507Compressed non TCP n 5RFC 2507Context state 5 25 2 复用复用 将多个不同的 RB 复用到同一个 RLC 实体不包含在 Release 99 中 但将包含在 Release 2000 中 5 35 3 数据传输数据传输 5 3 15 3 1使用使用 RLCRLC 确认模式的数据传输确认模式的数据传输 当收到 PDCP DATA REQ 原语时 如果协商使用头部压缩 PDCP 实体应当执行这一操作 然后通过 RLC AM DATA REQ 把 PDCP PDU 递交到 RLC 当 PDCP 实体收到 RLC AM DATA IND 原语中的 PDCP PDU 时 PDCP 实体应当执行头部解压缩 若已经协商 以获得 PDCP SDU 并将此 PDCP SDU 通过 PDCP DATA IND 原 语递交到 PDCP 用户 下图说明了使用确认模式 RLC 的数据传输 6 Originator PDCPRLC Acknowledgement RLC AM DATA req RLC AM DATA ind RLC AM DATA cnf PDCP user Receiver PDCPRLCPDCP user PDCP DATA req PDCP DATA ind 图 2 使用确认模式 RLC 的数据传输 5 3 25 3 2使用使用 RLCRLC 无确认和透明模式的数据传输无确认和透明模式的数据传输 当收到 PDCP DATA REQ 原语时 如果协商使用头部压缩 PDCP 实体应当执行这一操作 然后通过 RLC TR DATA REQ 或 RLC UM DATA REQ 把 PDCP PDU 递交到 RLC 当 PDCP 实体收到 RLC TR DATA IND 或 RLC UM DATA IND 原语中的 PDCP PDU 时 PDCP 实体应当执行头部解压缩 若已经协商 以获得 PDCP SDU 并 将此 PDCP SDU 通过 PDCP DATA IND 原语递交到 PDCP 用户 下图说明了使用透明或无确认模式 RLC 的数据 传输 Originator PDCPRLC RLC UM DATA req RLC UM DATA ind PDCP user Receiver PDCPRLCPDCP user PDCP DATA req PDCP DATA ind RLC Tr DATA req RLC Tr DATA ind 图 3 使用透明或无确认模式 RLC 的 PDCP 数据传输 5 45 4 SRNSSRNS 重定位重定位 无丢失的 SRNS 重定位只适用于 RLC 顺序传送和 RLC 确认模式 PDCP 只有在能够支持时才支持无丢失 SRNS 重定位 PDCP 能否支持无丢失的 SRNS 重定位 由 RRC 通过 PDCP Capability 和 PDCP info 中 的 Support for lossless SRNS relocation 信息单元来指示 在无丢失的 SRNS 重定位期间 PDCP 层应当执行下列功能 转发 PDCP SDUs 及相关的顺序号 将待收的下一个 PDCP SDU 的顺序号从 UE 传送到目标 SRNC 或反方向 通过 RRC 7 PDCP 实体的复位 对每一个无线承载 待收的下一个 PDCP SDU 的顺序号从源 SRNC 传送到目的 SRNC 对每一个无线承 载 源 SRNC 将下行 PDCP SDUs 传送到目的 SRNC 源 SRNC 提供第一个要发送到目的 SRNC 的 PDCP SDU 的 发送顺序号 目的 SRNC 应当将下一个待收的 UL Receive PDCP SDU 顺序号发送给 UE UE 应当将下一个待收的 DL Receive PDCP SDU 顺序号发送给目的 SRNC 因而成功传送的 PDCP SDUs 就被证实了 对于一个无线承载 在 SRNS 重定位期间 所有压缩实体复位 重定位期间仍然可能进行头部压缩 复位时协商的参数仍然有效 但所有状态信息如头部压缩上下文等都初始化了 如果支持无丢失的 SRNS 重定位 则重定位后 PDCP 顺序号也复位为 0 因此 在头部压缩的情况下 第一个压缩后的分组只是整 个头部 在以后的版本中 可能不复位 PDCP 实体 协议内部信息 及状态和头部压缩上下文 但是应当 将它们从源 SRNC 传送到目的 SRNC 然后 PDCP 实体的头部压缩可以从 SRNS 重定位开始前的状态继续 在不支持无丢失的 SRNS 重定位的情况下 PDCP 层应当执行下面功能 PDCP 实体的复位 5 4 15 4 1PDCPPDCP 顺序编号顺序编号 只有在支持无丢失的 SRNS 重定位时 才应用 PDCP 顺序编号 PDCP 顺序编号从 0 到 65535 当 PDCP 实体第一次建立时 PDCP 顺序号初值为零 对每一个无线承载 在 UE 侧 有一个上行发送 UL Send 序号 当一个 PDCP PDU 递交到 RLC 时加 1 在 NW 侧 有一个下行发送 DL Send 序号 当一个 PDCP PDU 递交到 RLC 时加 1 在 NW 侧 每个收到的 PDCP PDU 都包含一个 UL Receive 顺序号 每当 RLC 收到一个 PDCP PDU 时 加 1 或在使用 RLC SDU 丢弃功能时 每丢弃一个 RLC SDU 时加 1 在 UE 侧 每个收到的 PDCP PDU 都包含一个 DL Receive 顺序号 每当 RLC 收到 一个 PDCP PDU 时 加 1 或在使用 RLC SDU 丢弃功能时 每丢弃一个 RLC SDU 时加 1 PDCP 顺序号在 PDCP 发送端始终增加 当需要 PDCP SN 的同步时 对端 PDCP 实体发送一次 PDCP SeqNum PDU 它仅在支持无线承载或配置无 线承载以支持无损 SRNS 重定位时使用 在 RLC 重启或 RB 重配置之后 需要 PDCP SN 的同步 如果 RLC 丢弃一个包含 PDCP SeqNum PDU 的 RLC SDU 则传送到 RLC 的下一个 PDCP PDU 将是一个 PDCP SeqNum PDU 当 PDCP 实体收到 PDCP SeqNum PDU 接收 PDCP 顺序号将被设置为 PDCP SeqNum PDU 中指示的值 6 6 服务服务 6 16 1 提供给上层的服务提供给上层的服务 PDCP 为上层提供下列服务 PDCP SDU 传递 6 26 2 期待的期待的 RLCRLC 层服务层服务 8 下列功能的详细描述见 5 确认模式的数据传输 无确认模式的数据传输 透明模式的数据传输 分段与重组 顺序传送 7 7 层间通信元素层间通信元素 PDCP 层与其他层之间的交互是通过原语来描述的 原语代表了 PDCP 与其它层的数据和控制信息的逻 辑交换 但并不表示具体实现 7 17 1 PDCPPDCP 与上层之间的原语与上层之间的原语 PDCP 与其它层的原语见表 3 表 3 PDCP 与上层的原语 原语名称参数 Req Ind Resp Conf PDCP DATADataData未定义未定义 CPDCP CONFIG PDCP Info RLC SAP 未定义未定义未定义 CPDCP RELEASE RLC SAP未定义未定义未定义 CPDCP RELOC无参数未定义未定义未定义 PDCP 与上层的原语定义如下 a PDCP DATA REQ IND PDCP DATA REQ 用于上层用户平面协议层向 PDCP 层请求传输上层 PDU PDCP DATA IND 用于 PDCP 层向上层用户平面协议层递交收到的 PDCP SDU b CPDCP CONFIG REQ CPDCP CONFIG REQ 原语用于配置 或在 PDCP 实体已经存在时重新配置 PDCP 实体 并把它指派给 与该实体相关联的无线承载 c PDCP RELEASE REQ PDCP RELEASE REQ 被 RRC 用来释放 PDCP 实体 d CPDCP RELOC REQ IND CPDCP RELOC Req 用于启动 PDCP 层的 SRNS 重定位过程 PDCP 原语使用下列参数 1 PDCP info PDCP info 参数包含了配置给 PDCP 实体使用的头部压缩算法的参数 2 RLC SAP PDCP 实体与 RLC 子层通信时的 RLC SAP Tr Um Am 9 8 8 对等层通信元素对等层通信元素 8 18 1 协议数据单元协议数据单元 在 Release 1999 版本中定义了两种不同的协议数据单元格式 它是由 RRC 通过 PDCP info 参数的信息 单元 PDCP PDU header 来配置的 8 28 2 PDUPDU 格式格式 如果 RLC 运行于非证实模式或证实 PDCP PDU 是字节对齐的 否则 在透明模式 它是比特对齐的 在 8 2 节的图中 比特串通过表格来表示 在表格中 第一比特是表格中第一行中最左边的比特 最后一 个比特是最后一行中最右边的比特 比特串中的比特应当从左至右按行的顺序来阅读 SDU 是非空比特串 如果没有在 PDCP 层进行压缩 SDU 将从第一个比特开始装载 8 2 18 2 1PDCP No HeaderPDCP No Header PDUPDU 无头部的 PDU 不在 PDCP SDU 中引入附加信息 无头部的 PDU 的格式见表 4 表表 4 PDCP No Header PDU Data 8 2 28 2 2PDCP Data PDUPDCP Data P