在网络通信模型中,都对应有分层的网络结构,如开放式系统互联(OSI)的七层模型(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层)以及TCP/IP四层(网络接口层、网络层、传输层和应用层)模型。与此相对应,在5G各功能体之间的通信协议也都有对应的协议栈,因此5G包含了一系列的接口协议,每个协议也对应有不同的分层模型。

5G协议中的N6接口协议对应的是用户终端UE和5G基站gNB之间以及用户平面功能体UPF和数据网DN之间的接口协议,N6接口协议分为控制面和用户面,分别对应如下协议栈。

N6的控制面协议栈:

N6用户面协议栈:

之所以要单独介绍N6接口用户平面协议栈,是因为这个协议栈与用户上网行为及计费的一些要素相关联。在此只是简单介绍一下这个协议栈的功能,细节不展开研究。

N6接口用户平面协议栈如上面图所示分为五层:
  • 物理层(Physical Lay,简称PHY):该层为射频接口部分,负责提供空中接口的各种逻辑信道。负责处理编译码、调制解调、多天线映射以及其它电信物理层功能。物理层以传输信道的方式为MAC层提供服务。
  • 媒体接入控制层(Medium Access Control,简称MAC):主要作用是定义和分配空中接口的逻辑信道,使得这些信道能被不同的UE共享。逻辑信道共有3类,分别是公共控制信道、分组业务信道和广播信道。公共控制信道用来传送数据通信的控制信令,分组业务信道用来传送分组数据,广播信道则是用来给移动台发送网络信息
  • 无线链路控制层(Radio Link Conrtol,简称RLC):RLC是UE和基站之间的通信协议,通过SAP(Service Access Point)与PDCP层通信,并通过逻辑信道与MAC层通信,确保接收数据和发送数据的顺序一致,支持三种模式的数据传输,分别是确认模式(Acknowledged Model,简称AM,要求接收方应答,并支持自动重传,可靠性高)、非确认模式(Unacknowledged Model,简称UM,用于可靠性不高的业务)和透明模式(Transparent Model,简称TM,传输时不封装RLC协议头,提供无连接服务,如广播和寻呼)
  • 分组数据汇聚协议层(Packet Data Convergence Protocol,简称PDCP):是外部PDN网与PS域接口所用的网络协议,主要目的是发送或接收对等PDCP实体的分组数据,处理控制面上的无线资源管理消息以及用户面上的因特网协议(IP)包。PDCP层收到来自IP层的数据分组后,对数据分组进行进行头压缩和加密,以减少无线接口必须传送的比特流量,然后传到到RLC层,同时还对信令加解密和一致性完整性处理。在接收端,PDCP协议将负责执行解密及解压缩功能
  • 服务数据适配协议层(Service Data Adaptation Protocol,简称SDAP),这个是5G新增的层,用于对QoS流与DRB(Data Radio Bearers, 无线数据承载)之间进行映射,同时在上下行数据包中标识QoS flow ID (QFI),这样就可以实现基于流的Qos而不是基于承载的Qos

注:

无线承载即UE和基站之间的传输通道,有两种,一种是数据承载称为DRB,一种是信令承载称为SRB(Signalling Radio Bearers 信令无线承载)

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