PDCP

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(1) [PDCP]为什么要做PDCP？

由于UE和PDSN/GW之间网关通信过程中，不需要对IP层信息（源/目的IP进行）进行处理，因此在空口传输这些数据比较浪费，因此在PDCP进行压缩。
具体可参见如下：
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PDCP：Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议。 PDCP协议发轫于WCDMA空中接口，壮大于LTE空中接口。
PDCP位于RLC子层之上，是L2的最上面的一个子层，只负责处理分组业务的业务数据。PDCP主要用于处理空中接口上承载网络层的分组数据，例如IP数据流。
在WCDMA空中接口中，PDCP的功能主要是压缩IP数据包的包头。由于IP数据包都带有一个很大的数据包头（20字节），仅仅传输这些头部信息就需要大量的无线资源，而这些头部信息往往又可压缩，为了提高IP数据流在空中接口上的传输效率，需要对IP数据包头部信息进行压缩。但是WCDMA现网对IP包头压缩需求并不迫切，因此现网没有实施PDCP。
在LTE空中接口中，PDCP的功能变得不可或缺，这是由于LTE中抛弃了CS域，必须采用VoIP，而VoIP的数据包尺寸很小，IP包头就成了很大的累赘，必须压缩。LTE的PDCP的功能还进行了延伸，将加密功能也收归旗下，因此也就从仅仅处理用户面扩展到了用户面以及控制面大小通吃。LTE的PDCP甚至还加入了无损切换的支持。LTE空中接口中PDCP由规范TS36.323定义。
从PDCP上，我们看到了一个跑龙套的到舞台主角的华丽变身过程。

(2) [PDCP]【LTE基础知识】PDCP子层协议概述

PDCP层功能
    LTE系统PDCP协议层的主要目的是发送或接收对等PDCP实体的分组数据。该子层主要完成以下几方面的功能：IP包头压缩与解压缩、数据与信令的加密，以及信令的完整性保护。下图给出了PDCP层用户平面与控制平面的主要功能模型。
  在控制平面，加密和完整性保护是必选功能；而在用户平面，可靠头压缩（ROHC）为必选功能，数据加密为可选功能，这里的数据既可以是用户数据，也可以是应用层信令，如SIP、RTCP等。
    PDCP向位于UE侧的RRC和用户平面的上层，或者向eNodeB侧的中继提供业务，包括用户平面数据的传输、控制平面数据的传输、头压缩、加密、完整性保护等。
    PDCP层可以向下层提供的业务包括：透明数据传输业务、确认的数据传输业务（包括对PDCP PDU传输成功的指示）、非确认的数据传输业务（按序传输、包复制或丢弃处理）等。
  具体来讲，PDCP层的用户平面包括如下功能。
●  头压缩与解压缩，只支持一种压缩算法，即ROHC算法。
●  用户平面的数据传输，即从NAS子层接收PDCP SDU数据转发给RLC层，反之亦然。
●  RLC AM的PDCP重建立流程时对上层PDU的顺序递交。
●  RLC AM的PDCP重建立流程时对下层SDU的重复检测。
●  RLC AM切换时对PDCP SDU的重传。
●  数据加密。
●  上行基于定时器的SDU丢弃。
    PDCP层控制平面包括的具体功能如下。
●  加密与完整性保护。
●  控制平面的数据传输，即从RRC层接收PDCP SDU数据，并转发给RLC层，反之亦然。
  与UMTS系统中的PDCP层相比较，LTE系统中的PDCP层呈现出以下特征。
●  压缩算法简单，仅支持一种压缩算法。
●  不支持无损重定位。
●  需支持加密。
PDCP实体
    PDCP实体位于PDCP层。对于一个UE，可以定义多个PDCP实体。每个用于携带用户平面数据的PDCP实体可以配置使用头压缩技术，每个PDCP实体携带一个无线承载的数据。当前协议版本中，只支持ROHC协议，每个PDCP实体最多只能用一个ROHC实例。
  一个PDCP实体是关联控制平面还是用户平面，主要取决于它为哪种无线承载携带数据。下图给出了PDCP层的功能示意图。
PDCP PDU结构
  下图给出了PDCP PDU的结构示意图。
  其中，PDCP PDU的长度为一个字节的整数倍，PDCP头可以是一个或两个字节长。

(3) [PDCP]详解LTE RRC 连接重配置

RRC连接重配置旨在修改RRC连接，例如，建立/修改/释放RB，进行切换，准备/修改/释放测量。作为该过程的部分，NAS专用信息可以从 E-UTRAN 传输给UE。
UE接收到网络端发送的RRCConnnection Reconfiguration消息后，根据RRC连接重配置消息中的配置项，顺序执行过程如下：
●如果RRC连接重配置消息中包含measConfig，则执行测量配置部分修改； ●如果RRC连接重配置消息中包含Mobility ControlInfo，则执行切换； ●如果RRC连接重配置消息中包含dedicated InfoNASList，则把此字段部分传递给上层； ●如果RRC连接重配置消息中包含radioResource ConfigDedicated，则根据消息内容重配置无线承载、数据无线承载、传输信道以及物理信道；●如果RRC连接重配置消息中包含securityConfigHO,则执行切换[3][4]。
如果上述五项配置项都能成功执行，则UE会发送RRCConnectionComplete消息给E-UTRAN，以完成RRC连接重配置。
1 RRC连接重配置初始化E-UTRAN对处在RRC_CONNECTED状态下的UE发起RRC连接重配置过程，如下：-仅当AS安全已经被激活时，才包含 mobilityControlInfo，并建立SRB2以及至少一个DRB，且不会挂起；-仅当AS安全已经被激活时，才包含RB的建立（与SRB1不同，在RRC连接建立时就建立过了）.2 UE接收不包含mobilityControlInfo的RRCConnectionReconfiguration如果接收到的RRCConnectionReconfiguration消息不包含mobilityControlInformation，且UE遵守消息中的配置，UE将执行如下动作：●如果这是RRC 连接重建立成功完成之后的第一条RRCConnectionReconfiguration消息，则：◇为SRB2和所有DRB重建PDCP；◇如果RRCConnectionReconfiguration消息中包含fullConfig，执行全配置的无线重配流程；◇如果 RRCConnectionReconfiguration 消息包含radioResourceConfiguration，则根据消息内容重配置无线承载、数据无线承载、传输信道以及物理信道；◇恢复挂起的SRB2和所有DRB；●如果这不是RRC 连接重建立成功完成之后的第一条RRCConnectionReconfiguration消息，则：◇如果 RRCConnectionReconfiguration 消息包括 radioResourceConfigDedicated，则根据消息内容重配置无线承载、数据无线承载、传输信道以及物理信道；注：如果RRCConnectionReconfiguration 消息包含除SRB1外的RB建立，UE可立即使用这些RB，无需等待SecurityModeComplete消息的确认。●如果 RRCConnectionReconfiguration 消息包含dedicatedInfoNASList，按其顺序将dedicatedInfoNASList每个元素发送给上层；●如果 RRCConnectionReconfiguration 消息包含 measConfig，执行测量配置部分修改；●如果 RRCConnectionReconfiguration 消息包含 reportProximityConfig，根据接收到的reportProximityConfig执行邻近指示；●使用新的配置，将RRCConnectionReconfigurationComplete消息提交给底层传输，此过程结束。3 UE（切换）接收包含mobilityControlInformation RRCConnectionReconfiguration如果RRCConnectionReconfiguration 消息包含 mobilityControlInformation，即执行切换，且 UE符合该消息中包含的配置，UE将执行以下动作：●如果T310在运行则停止；●使用mobilityControlInfo中t304启动定时器T304；●如果包含carrierFreq，认为该目标小区处在由carrierFreq指定的频率上，且具有targetPhysCellId指定的物理小区标识符；否则，认为该目标小区处在当前的频率上，并具有由targetCellIdentity指定的物理小区标识；
●开始与该目标小区的下行同步；
注：接收到RRC消息触发的切换后，UE应该尽可能快地执行切换，其可能在确认该消息成功接收（HARQ和ARQ）之前。●重置MAC；●为所有建立的RB，重建PDCP；注 2：PDCP成功重建后对RB的处理，如重传未确认的PDCP SDU（及其相关的状态报告），SN和HFN的处理，详见TS 36.323 [8]。●为所有建立的RB重建RLC；●采用newUE-Identity作为 C-RNTI；●如果RRCConnectionReconfiguration消息中包含fullConfig，执行无线配置流程；
●根据接收到的radioResourceConfigCommon配置底层；
●根据接收到的mobilityControlInfo的附加域中，不涉及到之前内容的部分配置底层；●如果 RRCConnectionReconfiguration 消息包括 radioResourceConfigDedicated，进行无线资源配置；●如果 securityConfigHO中接收的keyChangeIndicator被设置为TRUE：●基于之前成功NAS SMC的过程中使用的KASME 密钥，更新KeNB，详见TS 33.401 [32]；否则，基于当前 KeNB或者NH来更新KeNB 密钥，使用securityConfigHO指示的nextHopChainingCount值，详见TS 33.401 [32]中所描述；●保存nextHopChainingCount值；●如果securityConfigHO中包含 securityAlgorithmConfig，基于选择的integrityProtAlgorithm推演KRRCint 密钥，详见TS 33.401 [32]；并基于选择的cipheringAlgorithm推演KRRCenc密钥和KUPenc 密钥，详见TS 33.401 [32]；否则，基于当前的完整性算法推演KRRCint密钥，详见TS 33.401 [32]；并基于当前的加密算法，推演KRRCenc密钥和KUPenc密钥，详见TS 33.401 [32]；●配置底层使用用完整性保护算法以及KRRCint密钥，即完整性保护配置应对UE后续发送和接收的所有消息使用，包括用于指示过程成功完成的消息；●配置底层使用加密算法、KRRCenc密钥和KUPenc密钥，即加密配置应对UE后续所有后来发送和接收的所有消息使用，包括用于指示过程成功完成的消息；●执行测量相关的动作；●如果RRCConnectionReconfiguration 消息包含 measConfig，执行测量配置过程；●释放reportProximityConfig和情况所有相关的邻近状态报告定时器;●如果 RRCConnectionReconfiguration 消息包含 reportProximityConfig，根据接收到的reportProximityConfig执行邻近指示；●将RCConnectionReconfigurationComplete消息提交给底层传输；●如果 MAC 成功地完成随机接入过程，则：◇停止定时器 T304；◇如果有的话，应用CQI报告配置的部分配置，不需要UE知道目标小区SFN；◇获取目标小区SFN后，采用需要UE知道目标小区SFN的部分测量和无线资源配置（例如测量间隔、周期CQI报告、调度请求配置、信道探测RS配置），如果有的话。注：在进行RACH接入目标小区之前，不要求UE利用从该小区获得的系统信息，决定该目标小区的SFN。●此过程结束。4 重配置失败一旦重配置失败，就执行RRC连接重建。并且，将重配置失败原因封装到ReestablishmentCause中，并通过消息RRCConnectionReestablishmentRequest通知网络端重配置失败。在ReestablishmentCause里用reconfigurationFailure统一表示所有情形下的重配置失败。
5 定时器
T304使用值ms100对应100 ms，ms200对应200 ms。
当定时器T304 超时（切换失败）：●回退到源小区使用的配置，除 physicalConfigDedicated、 mac-MainConfig 以及 sps-Config采用的配置以外。●发起连接重建过程，该连接重配置过程结束。
注：在 T304 超时之后，如果rach-ConfigDedicated内提供了任一专用的前导，那么其对UE而言不再可用。
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