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5G的無線接口繼承了4G，從5G整體協議棧結構來看，5G和4G的協議棧從根本上說沒有什么大的變化。

無線接口協議棧主要分三層和兩面。三層包括：

• 網絡層（L3）
• 數據鏈路層（L2）
• 物理層（L1）

兩面指：

• 控制用戶面
• 控制面

用戶面協議棧即用戶數據傳輸采用的協議簇，控制面協議棧即系統的控制信令傳輸采用的協議簇。從控制面上來看，兩者的結構完全相同，如圖所示：

從用戶面來看，5G除了新增加了一個新的SDAP協議棧之外，其他結構和4G完全相同。

注：增加的SDAP這一協議棧的目的也非常明確，因為5G網絡中無線側依然沿用4G網絡中的無線承載的的概念，但5G中的核心網為了更加精細化業務實現，其基本的業務通道從4G時代的承載（Bearer）的概念細化到以QoS Flow為基本業務傳輸單位。

那么在無線側的承載（DRB）就需要與5GC中的QoS Flow進行映射，這便是SDAP協議棧的主要功能。

關于這部分內容，后續會在5G QoS中詳細地介紹，請大家關注。

下面我們按從高層到底層的順序依次介紹每層的功能。

1、網絡層（L3）

網絡層（L3）包含NAS層和RRC層。

（1）NAS層

NAS層即非接入層，主要用于UE與AMF之間的連接和移動控制。雖然AMF從基站接收消息，但不是由基站始發的，基站只是透傳UE發給AMF的消息并不能識別或者更改這部分消息，所以被稱為NAS消息。NAS消息是UE和AMF的交互，比如附著、承載建立、服務請求等移動性和連接流程消息。

（2）RRC層

RRC層主要用來處理UE與NR之間的所有信令（用戶和基站之間的消息），包括系統消息、準入控制、安全管理、小區重選、測量上報、切換和移動性、NAS消息傳輸、無線資源管理等。

2、數據鏈路層（L2）

數據鏈路層（L2）包括SDAP、PDCP、RLC和MAC層。

（1）SDAP

SDAP層位于PDCP層以上，直接承載IP數據包，只用于用戶面。負責QoS流與DRB（數據無線承載）之間的映射，為數據包添加QFI（QoS flow ID）標記。

（2）PDCP

5G的PDCP層功能與4G類似，主要功能有：

（1）用戶面IP頭壓縮（壓縮算法由手機和基站共同決定）；

（2）加密/解密（控制面/用戶面）；

（3）控制面完整性校驗（4G只有控制面，5G用戶面可以選擇性校驗）；

（4）排序和復制檢測；

（5）針對于NSA組網下的Option3X架構，gNodeB的PDCP進行分流，具有路由功能。

（3）RLC

RLC層位于PDCP層以下，實體分為TM實體，UM實體，AM實體，AM數據收發共用一個實體，UM和TM收發實體分開，主要功能如下：

• TM透明模式（廣播消息）、UM非確認模式（語音業務，有時延要求）、AM確認模式（普通業務，準確度高）；
• 分段和重組（UM/AM，分段的數據包大小由MAC決定，無線環境好較大，無線環境差較小）；
• 糾錯（只針對AM，ARQ，準確度高)。

（4）MAC

5G MAC層功能與4G類似，主要功能是調度，功能包括：資源調度，邏輯信道和傳輸信道之間的映射，復用/解復用，HARQ（上下行異步），串聯/分段（原RLC層功能），如下圖所示：

3、物理層（L1）

5G物理層的主要功能是：錯誤檢測、FEC加密解密、速率匹配、物理信道的映射、調整和解調、頻率同步和時間同步、無線測量、MIMO處理、射頻處理。

5G物理層基本流程和4G一致，但是在編碼、調制、資源映射等具體過程存在差別（下圖已標紅表示區別），如圖所示：

4、總結

5G空口協議棧主要分三層和兩面，三層分別是網絡層（L3）、數據鏈路層（L2）和物理層（L1）。網絡層是空中接口服務的使用者，即RRC信令及用戶面數據；數據鏈路層（L2）對不同的層三數據進行區分標示，并提供不同的服務；物理層（L1）為高層的數據提供無線資源及物理層的處理。

從控制面來看，5G和4G的結構完全相同，從用戶面來看，5G除了新增加一個SDAP協議層外，其他結構和4G完全相同。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的5G与4G空口协议栈的区别的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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