看了你会感觉收获了一个亿的5G协议

5G无线网络

1.5G协议架构

五代(5G)移动通信技术被称为新型无线空口(NewRadio，NR)，可以满足国际.
电信联盟(ITU) 对IMT-2020 (5G)设定的性能要求。3GPP于2017年3月批准成立了
NR规范制定的工作组，其研究的内容将加入到3GPP Release 15 (简称R15)中发布。

1. 5G常用术语:
   ➢NR (New Radio，NR)新型无线空口
   ➢UE用户设备
   ➢gNB 3GPP定义的5G基站代称
   ➢AMF (接入和移动性管理功能)网元
   ➢MAC媒体接入控制
   ➢RRC无线资源控制
   ➢SAP服务接入点
   ➢RLC 无线链路控制
   ➢FEC前向纠错
   ➢HARQ混合自动重复请求
   ➢MIMO多输入多输出
   OFDM正交频分复用
   ➢CP 循环前缀
   ➢DFT-S-OFDM离散傅里叶变换扩展正交频分复用
   FDD频分双工
   TDD时分双工
   PDSCH物理下行链路共享信道
   PDCCH物理下行链路控制信道
   PBCH物理广播频道
   PRACH物理随机接入信道
   PUCCH物理上行链路控制信道
   ➢PUSCH物理上行链路共享信道
   BPSK二进制相移键控
   ➢QPSK正交相移键控
   QAM正交幅度调制
   ➢LDPC低密度奇偶校验
   ➢E_UTRA演进的通用地面无线接入
   

2.关于3GPP

3GPP (Third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)是-一个成立于1998年12月的标准化组织，目前其成员包括:
➢欧洲的 ETSI (欧洲电信标准化委员会) ;
➢日本的ARIB (无线行业企业协会)和TTC (电信技术委员会) ;
➢中国的CCSA (中国通信标准化协会) ;
➢韩国的TTA (电信技术协会) ;
➢北美的ATIS(世界无线通讯解决方案联盟);
➢印度的TSDSI (电信标准开发协会) ;
各个国家和企业主导的5G方案想列入5G标准，需要组织内成员表决通过。
3GPP定义的5G分为3大场景:
➢增强型移动宽 带(eMBB, Enhance Mobile Broadband)
按照计划能够在人口密集区为用户提供1Gbps用户体验速率和10Gbps峰值速率，在
流量热点区域，可实现每平方公里数十Tbps的流量密度。
➢海量物联网通信 (mMTC, Massive Machine Type Communication)
不仅能够将医疗仪器、家用电器和手持通讯终端等全部连接在一起，还能面向智慧城市、
环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，并提供具备超千亿
网络连接的支持能力。
➢低时延、高可靠通信(uRLLC, Ultra Reliable & Low Latency Communication)
主要面向智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务，能够为用户提供
亳秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。

3.5G无线协议栈

NR (新型无线空口)无线协议栈分为两个平面:用户面和控制面。用户面(User Plane,
UP)协议栈即用户数据传输采用的协议簇，控制面(Control Plane, CP)协议栈即系统的
控制信令传输采用的协议簇。

4.5无线网络主要协议

5G无线网络主要的协议有MAC、RLC、PDCP、RPC等协议。
MAC协议层
媒体访问控制(Medium Access Control,MAC)协议层位于物理层和RLC层之间，物理层为MAC子层提供传输通道。MAC向RLC子层提供不同的逻辑信道。
1.MAC层提供以下7种功能:
(1)逻辑信道与传输信道之间的映射:
(2)复用、解复用:将来自一个或多个逻辑信道的MAC SDU复用到-一个传输块并传递给PHY;将从物理层传来的传输块解复用成多个MACSDU并传递给-一个或多个逻辑信道:
(3).上行调度信息上报，包括终端待发送数据量信息和上行功率余量信息:
(4)通过HARQ进行错误纠正:
(5)通过动态调度管理用户之间的优先级管理:
(6)同一个终端不同逻辑信道之间的优先级管理:
(7)传输格式选择，通过物理层上报的测量信息、用户能力等，选择相应的传输格式，
如:调制式和编码速率，从而达到最有效的资源利用。
2. RLC协议层
无线链路控制协议(Radio Link Control,RLC)层位于PDCP层和MAC层之间。它通过RLC信道与PDCP层通信，通过逻辑信道与MAC层通信。RLC层重排PDCP PDU的格式，使其能适应MAC层指定的大小。
RLC层的功能如下:
(1)高层PDU传输:
(2)通过ARQ机制进行错误修正(仅适用于AM数据传输) :
(3) RLC SDU级联、分段、重组(仅适用于UM和AM数据传输) ;
(4) RLC数据PDU重分段(仅适用于AM数据传输) ;
(5)RLC数据PDU重排序(仅适用于UM和AM数据传输);
(6)重复检测(仅适用于UM和AM数据传输) ;
(7) RLC SDU丢弃(仅适用于UM和AM数据传输) ;
(8) RLC重建:
(9)协议错误检测(仅适用于AM数据传输)。
3. PDCP协议层
分组数据汇聚协议( Packet Data Convergence Protocol,PDCP)层位于5G空中接口中协议栈的RLC层之上,用于对用户平面和控制平面数据提供头压缩、加密、完整性保护等操作，以及终端提供无损切换的支持。
PDCP的功能有如下10个:
(1) IP 数据的头压缩与解压缩:
(2)数据传输(用户平面或控制平面) ;
(3)下层重建时，对上层PDU的顺序递交:
(4)下层重建时，为映射到RLCAM的无线承载重复丢弃下层底层SDU
(5)对PDCP SN值的维护:
(6)对用户平面数据及控制平面数据的加密及解密;
(7)控制平面数据的完整性保护及验证;
(8) RN用户平面数据的完整性保护及验证:
(9)定时丢弃:
(10)重复丢弃。
4. SDAP协议
SDAP (Service Data Adaptation Protocol,服务数据适配协议)是在5G/NR用户面新增的子层，该层的功能之一-就是对QoS流与DRB之间进行映射。由于在5G/NR中gNB与5GC之间的接口是新增的NG接口，而NG接口是基于QoS流，而空口是基于用户的DRB承载，也可以说从PDCP开始就是DRB承载，因此在5GINR中需要新增–个适配子层SDAP,以便将QoS映射DRB。而LTE中的核心网是EPS承载，其与DRB承载可直接一一对应，不需要适配过程。
SDAP子层主要功能如下:
(1)传输用户面数据:
(2)为上下行数据进行QoSFlow到DRB的映射:
(3)在上下行数据包中标记QoS FLow ID:
(4)为上行SDAP数据进行反射QoS流到DRB的映射。
SDAP实体(或者叫实例)位于SDAP子层，每个PDU会话都会建立对应的SDAP实体(或叫实例) ,一个UE可以有多个SDAP实体(因为一个UE可以同时建立多个PDU会话)。
一个SDAP实体从上层接收SDAP SDU(也就是应用层的数据包),将其打包为SDAP
PDU (增加了SDAP header)，最后通过下层(PDCP)将SDAP PDU发给对端SDAP实体。
一个SDAP实体从下层(PDCP)接收对端SDAP实体发过来的SDAP PDU,去除SDAP
header后，将SDAP SDU投递给上层。
5. RRC协议层
RRC (radio resource control)是NR (5G) 中高层协议的核心规范，其中包括了UE和NR之间传递的几乎所有控制信令,以及UE在各种状态下无线资源使用情况、测量任务和执行的操作。
RRC对无线资源进行分配并发送相关信令.UE和NR之间控制信令的主要部分是RRC消息。RRC消息承载了建立、修改和释放数据链路层和物理层协议实体所需的全部参数，同时也携带了NAS (非接入层)的一些信令，如移动端管理(Mobile Management,MM)，配置管(Configuration Management,CM)等。
RRC层提供的服务与功能如下:
(1)广播系统消息:
(2) RRC连接控制:
(3) RAT间移动性:
(4)测量配置与报告:
(5)通用协议错误处理:
(6)支持自配置和自优化:
(7)支持网络性能优化的测量记录和报告。
其他功能，如:专用NAS信息和非3GPP专用信息的传输、UE无线接入性能信息的
传输。
6. NAS协议层
NAS (Non-Access-Stratum) 层主要负责与接入无关、独立于无线接入相关的功能及流程，主要功能包括以下几个方面:
(1)会话管理:包括会话建立、修改、释放以及QoS协商:
(2)用户管理:包括用户数据管理等:
(3)安全管理:包括用户与网络之间的鉴权及加密初始化;
(4)计费。