備註：本文所有圖片均來自3GPP標準，包括3GPP TS 38.300 V15.0.0 (2017-12)和3GPP TS 38.202 V15.0.0 (2017-12)等。本文主要介紹截止目前（2018年1月25日），3GPP 5G NR相關的協議內容，後期可能會有更新。 本系列共分爲兩部分：
1. 5G NR協議棧及功能1 - 總體架構與物理層 http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/79160245
2. 5G NR協議棧及功能2 - MAC RLC PDCP SDAP http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/79160449
一 層2功能介紹
NR層2包含SDAP、PDCP、RLC和MAC層。
二 MAC層
2.1 MAC層實體
MAC層實體如下圖所示：
當配置了雙鏈接時，MCG和SCG的MAC層實體如下圖所示：
2.2 服務和功能
1. 邏輯信道與傳輸信道之間的映射
2. 複用、解複用：將來自一個或多個邏輯信道的MAC SDU複用到一個傳輸塊並傳遞給PHY；將從物理層傳來的傳輸塊解複用成多個MAC SDU並傳遞給一個或多個邏輯信道
3. 報告調度信息
4. 通過HARQ進行錯誤糾正（在載波聚合中，每個載波對應一個HARQ實體）
5. 通過動態調度管理用戶間的優先級
6. 邏輯信道優先級管理
7. 填充
2.3 邏輯信道
邏輯信道根據傳輸信息的類型來區分。邏輯信道主要分爲兩類：控制信道和業務信道。
控制信道用於傳輸控制平面的信息，包含以下邏輯信道：
1. Broadcast Control Channel (BCCH)：用於廣播系統控制信息的下行信道
2. Paging Control Channel (BCCH)：用於轉發尋呼消息和系統信息變更的下行信道
3. Common Control Channel (CCCH)：當UE與網絡沒有建立RRC Connection時，UE與網絡間傳輸控制信息的信道
4. Dedicated Control Channel (DCCH)：當UE與網絡已經建立RRC Connection時，UE與網絡間傳輸控制信息的一對一信道
業務信道用於傳輸用戶平面的信息，包含以下邏輯信道：
1. DedicatedTraffic Channel (DTCH)：一對一信道，指向一個UE，傳輸UE的業務數據，在上下行中都存在
2.4 邏輯信道&傳輸信道&物理信道映射
邏輯信道按照傳輸信息類型區分，所以不存在上下行。傳輸信道按照信息怎麼傳輸區分，所以區分上下行傳輸信道。
（圖片來自www.sharetechnote.com ）
2.5 HARQ
HARQ保證物理層對等實體間傳輸的準確性。當沒有空分複用時，一個HARQ進程處理一個傳輸塊；當配置空分複用時，一個HARQ進程可以處理一個或多個傳輸塊。
2.6 RNTI類型及數值
三 RLC層
3.1 傳輸模式&傳輸實體
與LTE系統一樣，NR RLC也包含三種傳輸模式：
1. TransparentMode (TM)
2. UnacknowledgedMode (UM)
3. AcknowledgedMode (AM)
每個邏輯信道對應一種RLC配置，RLC配置和ARQ都不依賴於物理層子載波間隔、CP類型和TTI長度等。
1. SRB0承載、尋呼和系統信息廣播採用TM傳輸模式
2. 其他SRB承載採用AM傳輸模式
3. DRB承載可以採用AM或UM模式
TM傳輸模式包含兩個實體：發送實體和接收實體；
UM傳輸模式包含兩個實體：發送實體和接收實體；
AM傳輸模式只包含一個實體：發送與接收在同一個實體中（方便ARQ處理）。
3.2 服務和功能
1. 傳輸上層的PDU
2. 編號（與PDCP層編碼獨立）（UM與AM模式）
3. 通過ARQ糾錯（AM模式）
4. 對RLC SDU進行分割（UM與AM模式）和重分割（AM模式重傳時）
5. 重組RLC SDU（UM與AM模式）
6. 重複檢測（根據編號進行，AM模式）
7. RLCSDU丟棄（UM與AM模式）
8. RLC層重建
9. 協議錯誤檢測（AM模式）
3.3 TM模式
TM模式不對傳入RLC的SDU做任何處理，直接透傳。TM模式傳輸的PDU稱爲TMD PDU。
TM模式可以從下列邏輯信道中接收或者發送RLC PDU：BCCH，DL/UL CCCH和PCCH
3.4 UM模式
UM模式可以從下列邏輯信道中接收或者發送RLC PDU：DL/UL DTCH。UM模式傳輸的PDU稱爲UMD PDU。
UM發送實體爲RLC SDU添加協議頭；如果需要，還需對RLC SDU進行分割（沒看到有拼接這一條），然後更新協議頭。
UM接收實體探測RLC SDU是否丟失；重組RLC SDU並把RLC SDU傳輸給上層；丟棄無法重組爲RLC SDU的UMD PDU。
UM模式接收側維護一個接收窗口。
3.5 AM模式
AM模式可以從下列邏輯信道中接收或者發送RLC PDU：DL/UL DTCH DL/UL DCCH。AM模式傳輸的數據PDU稱爲AMD PDU；控制PDU稱爲 STATUS PDU。
AM發送實體爲RLC SDU添加協議頭；如果需要，還需對RLC SDU進行分割（沒看到有拼接這一條），然後更新協議頭。AM發送實體支持ARQ重傳，當重傳的RLC SDU大小與MAC指示的大小不符時，可以對RLC SDU進行分割或者重分割。
AM接收實體：探測AM PDU是否重複接收並丟棄重複的AM PDU；檢測丟失的AM PDU並請求重傳；恢復RLC SDU並提交給上層。
AM模式發送短優先級：Control RLC PDU > 重傳PDU > 普通PDU
AM模式發送側和接收側都維持一個窗口。
3.6 RLC實體操作
3.6.1RLC Entity Establishment
當上層要求RLC創建一個RLC實體時，UE應當：
1. 創建一個RLC實體
2. 將RLC實體參數初始化
3. 開始數據接收
3.6.2RLC Entity Re-Establishment
當上層要求RLC實體重建時，UE應當：
1. 丟棄所有的RLC SDU, RLCSDU分段，RLC PDU等
2. 停止並重置所有的Timer
3. 將RLC實體參數初始化
3.6.3RLC Entity Release
1. 丟棄所有的RLC SDU, RLCSDU分段，RLC PDU等
2. 釋放RLC實體
3.7 ARQ
1. RLC根據RLC Status Report重傳RLC PDU或者RLC PDU的分段
2. 可以根據需要請求RLC Status Report
3. RLC接收側也能發起RLC Status Report請求
AM RLC實體通過STATUS PDU給對等的AM RLC實體提供ACK/NACK。在下列情況下，AM RLC實體將發送STATUS PDU：
1. 收到來自對等AM RLC實體的Polling
2. 檢測到AM PDU接收失敗
四 PDCP層
4.1 架構和實體
PDCP層爲映射爲DCCH和DTCH邏輯信道的無線承載提供傳輸服務。每個無線承載對應一個PDCP層實體，每個PDCP層對應1個，2個，或者4個RLC實體（根據單向傳輸/雙向傳輸，RB分割/不分割，RLC模式等確定）。
如果RB不分割，則一個PDCP實體對應1個UM RLC（單向），或者2個UM RLC實體（雙向各一個），或者1個AM RLC實體。如果RB分割，則一個PDCP實體對應2個UM RLC（單向），或者4個UM RLC實體（雙向各一個），或者2個AM RLC實體
PDCP實體的結構圖如下所示：
每個PDCP實體對應一個無線承載。同時，每個PDCP層都包含控制平面和用戶平面，根據無線承載攜帶的信息確定相應的平面。如果存在RB分割，則添加Routing和Duplication功能。
4.2 功能
4.2.1用戶面服務和功能
1. 編號
2. 頭壓縮和解壓縮（ROHC算法）
3. 傳輸用戶數據
4. 重排序和重複檢測
5. PDCP PDU路由（當存在Bear Split時）
6. PDCP SDU重傳
7. 加密、解密和完整性保護
8. PDCP SDU丟棄
9. PDCP重建、爲RLC AM恢復數據
10. PDCP PDU複製
4.2.2控制平面功能
1. 編號
2. 加密、解密和完整性保護
3. 傳輸控制面數據
4. 重排序和重複檢測
5. PDCP PDU複製
PDCP層加密功能只對Data部分（不包含SDAP協議頭）進行。攜帶SRB的Data PDU必須進行完整性保護，攜帶DRB的Data PDU根據配置需要進行完整性保護。
PDCP層維護兩個Timer。PDCP發送端的Timer爲：discardTimer；PDCP接收端的Timer爲t-Reordering。
當某個PDU SDU對應的discardTimer超時，或者已經收到該PDCP SDU成功接收的Status Report，PDCP需要將該PDCP SDU以及相應的PDCP Data PDU放棄。t-Reordering則用於探測PDCP Data PDU是否成功接收。
4.3 流程
4.3.1PDCPEntity Establish
當上層通知PDCP層建立PDCP實體時，UE需要：
1. 爲無線承載建立一個PDCP實體
2. 初始化PDCP實體的參數
3. 開始數據傳輸
4.3.2PDCPEntity Re-Establish
當PDCP收到上層重建指令時，PDCP發送實體需要：
1. SRB：丟棄所有存儲的PDCP SDU和PDCP PDU
2. UM DRB：對於那些已經分配SN但還沒有傳輸給下層的PDCP SDU，按照SN遞增的順序將這些PDCP SDU傳輸後再開始PDCP Entity Re-Establish
3. AM DRB：從第一個還沒收到ARQ反饋的PDCP SDU開始，執行重傳並把所有已存的PDCP SDU按照SN遞增的順序發送；發送完之後再開始DCP Entity Re-Establish
當PDCP收到上層重建指令時，PDCP接收實體需要：
1． SRB：丟棄所有緩存的PDCP SDU和PDCP PDU
2． DRB：簡單來說，將存儲的PDCP SDU按照遞增的順序傳輸給上層
4.3.3PDCPEntity Release
1. 在PDCP發送實體中，丟棄所有緩存的PDCP SDU和PDCP PDU
2. 對於UM DRB和AM DRB，按照遞增的順序將緩存的PDCP SDU傳遞給上層
3. 爲無線承載釋放PDCP實體
五 SDAP層
每個PDU Session對應一個SDAP實體：
1. QoS流與無線承載之間的映射
2. 在上下行數據包中標識QoS flow ID (QFI)
六 層2數據流
下圖總結層2中各層的數據流。
