RLC层介绍
2.6 RLC 子层 |
RLC（Radio Link Control）子层主要提供无线链路控制功能，为上层提供分割、重传控制以及按需发送等服务。RLC 子层包含透明模式（TM，TransparentMode）、非确认模式（UM，Unacknowledged Mode）和确认模式（AM，Acknowledged Mode）3 种传输模式，主要提供纠错、分段、重组等功能。
2.6.1 RLC 传输模式
TM、UM 和 AM 3 种传输模式均可以发送和接收数据，在 TM 和 UM 模式中，接收和发送采用独立的 RLC 实体，而在 AM 模式中，仅采用单一的实体来执行发送和接收数据，如图 2-23 所示。
NR 中的各类逻辑信道各自对应一种 RLC 配置。其中，BCCH、PCCH 和CCCH 只采用 TM 模式，DCCH 只可采用 AM 模式，而 DTCH 既可以采用 UM模式又可以采用 AM 模式，具体由高层的 RRC 配置。
1．TM 模式
TM 模式不对传入 RLC 的 SDU 进行任何处理，直接透传，如图 2-24 所示。这意味着在 TM 模式下，RLC 发送实体无须添加 RLC 头，也无须进行分段，只起简单的转发作用，而 RLC 接收实体也无须经过重排序，更无须进行重组。TM 模式传输的 PDU 称为 TMD PDU。
2．UM 模式
UM 模式传输的 PDU 称为 UMD PDU，每个 UMD PDU 包含完整的 RLC SDU 或者一个 RLC SDU 的分段（Segment）。UM RLC 发送实体会为 RLC SDU 添加头（Header）并缓存。当 MAC 子层通知有发送机会时，UM RLC 发送实体按须对 RLC SDU 进行分段，并更新相应的 RLC 头。分段的目的是使 RLC PDU 的大小与 MAC 子层提供的资源相匹配。UM RLC 接收实体探测 RLC SDU 是否丢失，重组 RLC SDU 并把 RLC SDU 传输给上层。如果 UMD PDU 无法重组为 RLC SDU，则丢弃。RLC UM模式的处理流程如图 2-25 所示。
3．AM 模式
AM 模式相比 UM 模式，增加了支持 ARQ 重传的要求。AM 模式所传输的数据 PDU 称为 AMD PDU，所传输的控制 PDU 称为 STATUS PDU。
AM RLC 实体同样会为 RLC SDU 添加头，并按需进行分段和更新 RLC 头。与 UM 模式不同的是，AM RLC 实体支持 ARQ 重传，当重传的 RLC SDU 大小与 MAC 子层指示的大小不符时，可以对 RLC SDU 进行分割或者重分割。
对比图 2-25 和图 2-26 可知，AM 模式与 UM 模式处理过程的根本区别在于，AM RLC 实体处理分段和添加 RLC 头后，会制作两份完全相同的 RLC PDU，并将其中一份传送至 MAC 子层，将另一份置于重传缓存（RetransmissionBuffer）中。经过一定时间，如果 AM RLC 实体接收到 NACK 应答或者未获得任何应答时，将缓存中的 RLC PDU 进行重传；反之，如果 AM RLC 实体获得ACK 应答，则将缓存中的备份丢弃。
注意 AM 模式下，STATUS PDU 的发送优先级高于重传的 AMD PDU，而重传 AMD PDU 的发送优先级又高于普通的 AMD PDU。
TM、UM 和 AM 3 种传输模式的特性总结见表 2-1。
需要说明的是，RLC 传输模式的选择，实际上主要是由业务特性决定的。其中，TM 和 UM 模式对时延敏感、对错误不敏感，且无反馈消息，无须重传，通常用于实时业务。而 AM 模式对时延敏感、对错误敏感，且存在 ARQ 反馈要求，通常用于非实时业务或控制信令。
2.6.2 RLC 子层功能
通过上述讨论，不难总结出 RLC 子层的功能，具体包括：
（1）传输上层 PDU；
（2）编号（仅限 UM 和 AM 模式）；
（3）对 RLC SDU 的分割和重分割；
（4）重复检测（AM 模式）；
（5）对 RLC SDU 的重组（UM 和 AM 模式）；
（6）ARQ 纠错（AM 模式）。
2.6.3 NR 与 LTE RLC 子层对比
NR 和 LTE RLC 子层的主要区别在于，NR RLC 子层不保证 SDU 按序分发到上层。取消按序分发的限制有助于降低整体时延，后一数据分组无须再等待前一数据分组的重传确认。
对比图 2-26 和图 2-27可知，NR 和 LTE RLC 子层的区别还在于，LTE RLC 子层支持级联（Concatenation）功能，而 NR 则将 RLC 子层的这部分功能下移到了MAC 子层。究其原因主要是NR 的上行处理时间相对于LTE 显著降低。如果 RLC子层继续支持级联，那么在接收到上行授权之前，由于未知调度传输块的大小，无法提前将多个 RLC SDU 串接为一个 RLC PDU。而如果取消级联，则可以先于上行授权的接收，完成 RLC PDU 的封装。这种方式能减小对 NR 有效的上行处理时间的占用。此外，取消级联，RLC PDU 的格式也能够得到简化，RLC PDU 分段和 RLC PDU 重分段的数据分组格式将统一，既减小了开销，又降低了处理复杂度。
