LTE/NR: PDCP (Packet-Data Convergence Protocol)

eNodeB 또는 UE가 수신한 데이터는 PDCP를 거쳐서 RLC로 내려간다.

전송할 데이터는 PDCP를 거쳐서 밖으로 나간다.

PDCP가 수행하는 기능

• Transfer of Data (C-Plane and U-Plane) between RLC and Higher U-Plane interface

• Maintenance of PDCP SN(Sequence Number)

• Transfer of SN Status (for use Upon Handover)

• ROHC (Robust Header Compression)

• In-Sequence delivery of Upper Layer PDUs at re-establishment of lower layer

• Elimination of duplicate of lower layer SDUs at re-establishment of lower layer for RLC AM

• Ciphering and Deciphering of C-Plane and U-Plane data

• Integrity Protection and Integrity verification of C-Plane Data

• Timer based Discard

• Duplicate Discard

• For split and LWA bearers, routing and reordering.

3GPP 스펙에 있는 다이어그램을 보자.

PDCP는 RLC UM (Unacknowledge Mode) 과 RLC AM (Acknowledge Mode) 으로 직접 연결되는데, 그림에 RLC TM (Transparent Mode) 은 없다.

RLC TM 데이터는 PDCP를 거치지 않는다.

36.323 - Figure 4.2.1.1 - PDCP layer, structure view

PDCP의 동작

1. Sequence numbering: 데이터 블록에 순서대로 번호를 붙여서 수신측에서 순서와 중복을 알 수 있게 한다.
2. Header compression: U-plane 데이터에만 적용하고, 비활성화할 수 있다. 
3. Integrity protection: 비활성화할 수 있다.
4. Ciphering: 비활성화할 수 있다.
5. Add PDCP header
6. Split bearer의 경우, 패킷을 특정 bearer로 라우트한다.

PDCP의 기능들은 higher-layer signaling 메시지 (RRC/NAS 메시지) 에 의해 활성화/비활성화 된다.

• Security mode command: ciphering, integrity 설정
• RRC connection reconfiguration, RRC connection setup message: 그 외 기능 설정

PDCP 데이터 구조

* SDU (Service Data Unit) : 상위 레이어와 주고 받는 데이터
* PDU (Protocol Data Unit) : 하위 레이어와 주고 받는 데이터
* SRB (Signaling Radio Bearer)
* DRB (Data Radio Bearer)

SRB, DRB에 따라 데이터 구조가 다르다.

SRB는 c-plane 데이터 (RRC/NAS 메시지) 를 의미한다.

R: reserved

PDCP SN: sequence number

블록의 마지막에 4 바이트의 MAC-I 데이터를 저장하는데, integrity를 위한 정보이다.

DRB는 u-plane 데이터를 의미한다.

첫 번째 비트에 user data (D/C 필드=1) 인지 control data (D/C 필드=0) 인지 표시한다. 여기서 control 데이터는 c-plane 데이터가 아니고, PDCP 레이어에서 사용되는 control 데이터를 의미한다.

D/C 필드가 1인 경우, Sequence number의 크기에 따라 구조의 앞부분이 달라진다.

LTE의 경우, Integrity 기능을 c-plane 데이터에만 적용하기 때문에, DRB의 데이터 구조에 MAC-I 데이터가 없다.

 

D/C 필드가 0인 경우, PDU 타입에 따라 여러 가지 구조가 있다.