NR RLC(三) TM and UM mode

news2024/11/25 6:55:59

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实网下VOLTE通话时常会出现通话无声或者断续的情况,通常的做法是通过检查MO/MT UL发送和DL接收,进一步排查问题原因,modem就避免不了要查看RLC的收发情况,而voice配置一般都是RLC UM mode,极少情况下也见过配置为AM mode的场景,VONR也是类似的情况。结合LTE RLC 36.322 UM RLC 接收端和发送端规定的描述,通过检查LTE RLC可以比较直观的看出UE tx/rx的问题;在NR RLC(一)和(二)中或多或少提及了LTE和NR RLC的一些区别,那VONR出现无声或断续问题时,通过NR RLC是否也能比较直观的看出问题?NR RLC UM mode传输情况对应到实际log是什么样的?下面就重点看下NR RLC UM mode的过程。这篇主要内容是RLC UM mode的具体过程,外加RLC TM mode,RLC entity相关的建立,重建及release过程的描述,最后是NR RLC UM mode log的简单分析过程。先看RLC entity的建立,重建及release过程的内容。

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 当上层请求建立 RLC entity时,UE 要建立一个RLC entity;将 RLC entity对应的状态变量设置为初始值;然后按照配置进行对应的data传输。

sidelink 场景,TM 用于 SBCCH; AM和UM都可以用于unicast传输;UM可用于broadcast和groupcast传输,但是只能是单向传输。

对于NR sidelink groupcast和broadcast,当从 LCID 的 source Layer 2 ID和Destination Layer 2 ID pair 接收到第一个 UMD PDU时,但还没有相应的RB接收RLC entity的情况下,UE 要建立接收 RLC entity;将 RLC 实体的状态变量设置为初始值;然后进行相应的data传输。而SL-SRB0和SL-SRB1的接收RLC entity可以用于NR sidelink groupcast和broadcast。 

 

RLC entity re-establishment

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 当上层请求RLC entity re-establishment时,UE要丢弃所有RLC SDU、RLC SDU segments和 RLC PDU,如果有的话;停止并重置所有计时器;将所有状态变量重置为其初始值。

什么情况下会引起RLC entity re-establishment?那场景就多了比如T300超时,进行RRC Reestablishment过程等等,筛选下38.331中的内容就可以知道,但是有个场景,之前一直没怎么关注过,就是配置reestablishRLC的情况,如下。

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 配置reestablishRLC时表示UE应该重新建立RLC。至少每当用于RLC entity相关联的radio bearer的安全密钥发生变化时,网络就会将其设置为true。对于SRB2和DRB,除非使用full configuration,否则在RRC connection resume期间或reestablishment后的第一次reconfiguration时也设置为true。对于SRB1,在恢复RRC连接时,或者在RRC连接重建后的第一次重新配置时,网络不会将该字段设置为true。

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 而fullConfig会出现在RRCReconfiguration或者RRCResume中,fullConfig对应的是适用于intra-system intra-RAT HO的full configuration 。对于从 E-UTRA 到 NR 的 inter-RAT HO,fullConfig 指示来自source RAT 的 SDAP/PDCP 增量信令是否适用。如果配置了任何 DAPS 承载,或者当RRCReconfiguration消息在 SRB3 上传输时,以及在 SCG 的 RRCReconfiguration 消息中包含在另一个 LTE RRCReconfiguration 消息在 SRB1 上传输,则该字段不存在。

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 当upper layers要求RLC entity release时,UE应该discard all RLC SDUs,RLC SDU segments和RLC PDUs(有的话);release RLC entity。

下面就是TM和UM mode的内容,主要是UM,TM mode本来就没有什么好说的。

 

TM data transfer

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 在将新的TM PDU传递给MAC 层时,TM RLC entity的发送端应该将不做任何修改的RLC SDU传递给MAC;在从MAC 层接收新的TMD PDU时,TM RLC entity的接收端应该将不做任何修改的TMD PDU传递给PDCP。TM mode下,RLC任务小,啥也不用做,直接把data丢走就行了。

相比TM mode,UM mode 涉及的过程要多些内容,尤其是接收端操作,但是远没有AM mode复杂。

 

UM data transfer

发送端

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 UM RLC entity的发送端在将UMD PDU传递给MAC时,如果UMD PDU对应的是一个RLC SDU 的segment,TX_Next=UMD PDU 的SN;

如果UMD PDU包含的segment是某个RLC SDU的last byte,即当前RLC SDU都发送出去了,TX_Next++。

就如上篇TX_Next的描述,只有RLC SDU 的segment 才有SN,TX_Next 指向的就是RLC SDU segment 的SN,Tx_Next有序增加,代表的是RLC SDU segment的有序增加。这样做的原因是由于NR RLC不再需要进行reodering,reordering放在了NR PDCP,而RLC SDU有segement 就要包含SN的原因也主要是RLC需要将RLC SDU进行重组后,才能传递到PDCP,所以需要对segment增加SN,以便后续重组操作。

另外,如上篇那一坨modulus base的描述,要注意SN存在翻转的情况,例如12bit SN,SN取值范围为[0,4095],当SN达到4095时,下一个值为0,这就是SN翻转。

 

接收端

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 UM RLC entity接收端应该根据RX_Next_Highest保持 reassembly window,reassemble window的大小对应[RX_Next_Highest-UM_Window_Size,RX_Next_Highest)。

当UM RLC entity接收端从MAC 层收到UMD PDU时,可能会将对应的UMD PDU removing RLC header后传递给PDCP,或者discard 该UMD PDU或者将其放在接收buffer中;如果在接收buffer中放置有收到的UMD PDU时,还要更新相关的状态变量,对其进行重组然后上传给PDCP,并根据需要开启或stop t-Reassembly。

当t-Reassembly 超时,UM RLC entity接收端要更新相关的状态变量,discard RLC SDU segments 并根据需要开启t-Reassemebly。

 

下面具体看下UM 接收端的具体过程。

从MAC收到UM PDU时

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 当UE从MAC 层收到UMD PDU时,UM RLC entity接收端要做一下处理

(1) 如果UMD PDU header没有包含SN,就直接remove RLC header并将RLC SDU 传给PDCP;

(2) 如果UMD PDU header包含的SN且处于[RX_Next_Highest-UM_Window_Size,RX_Next_Reassembly)区间,因为RX_Next_Reassembly之前的SN已经完成重组过程,再收到的话,是没有利用价值,所以要discard接收的UMD PDU;否则就放置在接收buffer中,等待后面收全对应RLC SDU所有segment后再进行重组。

这里SN的处理方式,主要和UM RLC SN的规定有关系,如前述,UMD PDU可能没有SN,具体原因上面也有提到;对于UM RLC,segment RLC SDU才会有sn,sn也是逐一递增的,完整的RLC SDU没有SN。所以这里UM RLC entity接收端在处理数据时,要考虑UM PDU没有SN的情况。

 

接收buffer中有UMD PDU时

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 对于放在接收buffer中的UMD PDU的SN=x,UM RLC entity的接收端要分情况处理

(1) 如果SN=x的所有byte segment 都收到了,将其进行RLC SDU的重组,进行remove RLC header 操作后传递给 PDCP;如果这时候x恰巧=RX_Next_Reassembly,就将RX_Next_Reassembly设置为下一个还没有完成重组的SN的值。

(2)其他情况,reassembly window的大小对应[RX_Next_Highest-UM_Window_Size,RX_Next_Highest),即以上边界RX_Next_Highest为驱动因素,RX_Next_Highest的更新就会引起reassembly window的变化,如果x超出了reassembly window,将RX_Next_Highest取值x+1,discard任何不在reassemble window中sn对应的UMD PDUs;如果RX_Next_Reassembly不在reassembly window内,就要RX_Next_Reassembly设置为第一个大于等于(RX_Next_Highest-UM_Window_Size)且还没有完成重组的SN。

从上面的描述可以看出,UM 接收窗会根据收到的UMD PDU SN 更新RX_Next_Highest,进而接收窗发生变化后,可能会有即使某些SN没有收到,但是也要discard的情况。

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 比如,UM_Window_Size=6,当前RX_Next_Highest=7,则UM 接收端目前接收到的SN是1~6,其中SN=3和4还没有收到,RX_Next_Reassembly=3;假如下一个收到的UMD PDU SN =9,那就要更新reassembly window,新的RX_Next_Highest=10,新的reassembly window内的SN是 4~9,其中4/7/8还没收到,RX_Next_Reassembly=4;如果紧接着UE收到了SN=3的UMD PDU ,即使UE之前没有收到过这个segment,UE也会做discard处理。          

这种处理方式看似不合理,但是结合使用场景的话,恰恰又是最合理的;例如voice DRB 一般会使用UM模式,考虑更多的是实时性,UE不会因为UM RLC有几个SN 没收到就停止不前,会根据实际接收的SN,实时更新reassembly window,在信号状况不好的情况下,UE可能会出现某个SN收不到的情况,但是只要reassembly window在更新,DL就能将收到语音数据包实时往上送,即使丢失某些数据包,也能保证UE可以有voice可以放出来。

t-Reassembly

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 RX_Timer_Trigger 代表UM t-Reassembly状态变量,保存的是触发t-Reassembly SN的下一个SN的值。

t-Reassembly 在running,RX_Timer_Trigger<=RX_Next_Reassembly 或者RX_Timer_Trigger不在reassemble window中且不等于RX_Next_Highest或者RX_Next_Highest=RX_Next_Reassembly+1且RX_Next_Reassembly对应的RLC SDU所有接收段最后一个字节之前的segment都收到了,那就要stop 并reset t-Reassembly,如下图示举例,假设UM_Window_Size=5。

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 t-Reassembly 没有running,如果RX_Next_Highest>RX_Next_Reassembly+1 或RX_Next_Highest=RX_Next_Reassembly+1且RX_Next_Reassembly对应的RLC SDU最后字节前有segment没有收到,UE要start t-Reassembly,并将RX_Timer_Trigger赋值为RX_Next_Highest的SN value,如下图示举例。

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t-Reassembly expires

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 当t-Reassembly 超时,UM RLC entity接收端要将RX_Next_Reassembly 更新到第一个大于等于RX_Timer_Trigger 且还没有完成reassemble的SN的位置;discard 小于更新后的RX_Next_Reassembly值的SN 的所有 segment;

如果此时RX_Next_Highest>RX_Next_Reassembly+1 或RX_Next_Highest=RX_Next_Reassembly+1且RX_Next_Reassembly对应的RLC SDU的segment未收全,UE要start t-Reassembly,并将RX_Timer_Trigger赋值为RX_Next_Highest的SN value。

 

最后看一个RLC UM mode传输的例子。

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这是一个实网下的VONR的log,在voice DRB建立之初 ,通过PDU session modification command 在pdu session id =2下配置了5qi=1的qos flow 2以及其qos rule,5qi=1对应voice 。

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 在此之前网络侧有配置对应的DRB 信息,如上图,对应DRB 3 LCID 5 以及UM RLC参数。 

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通过上图的打印也可以看出voice 对应的DRB配置信息打印,和空口中的配置信息一致。

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在通话建立之后,通过上图可以看到UM RLC在进行voice data的传输,UM RLC 发送只有一个参数TX_Next,指向新生成UMD PDU(对应RLC SDU segment)的SN,初始值为0。

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换个角度,从UL Data PDU的角度看,相关的DRB 具体data 发送信息,例如在SFN 492 slot 4 新传了 SI =00 的RLC data,SI=00,代表发送的是一个完整的RLC SDU,UM模式下,完整的RLC SDU 是没有SN 的,因而没有SN信息的打印。上面Tx Next 一直为0,也说明了UE一直在发送完整的RLC SDU,没有进行segment。

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通过上图,可以看到DL 有不断的收到新的data pdu,由于网络状态很好的缘故,对端UL grant充足,因而UE DL收到的RLC PDU 也是SI=00,没有SN信息,这种情况下,RLC直接remove掉 header并将其传递给PDCP。

通过上面的例子,可以看出在UL grant充足的情况下,UM RLC 一直在传输完整的RLC SDU,因而通过log只能知道UE有在收发data,并不能像LTE似的通过SN去判断UE DL data是否有序接收以及实际接收状况,这种情况下查看RLC 显得有些多余,这时候就需要通过检查PDCP DL接收(COUNT)来进一步确认上述问题,如下图,PDCP DL接收很流畅。

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 反过来看,网络状态不佳的情况下,会出现UL grant不足的情况,UE会产生大量的segement,这时候UMD PDU 就会有SN,reassembly window对应的参数RX_Next_Reassembly ,RX_Next_Highest 等参数才会有赋值,进而才可能从RLC的角度看出些UE的收发问题。

其实结合UM mode发送端TX_Next的更新机制也可以看出,UM mode场景下,UM mode下的Tx_Next,并不能连续的记录voice data的发送情况,进而DL接收端也是类似的情况,所以如果要检查UM mode的数据传输情况,通过NR RLC并不能全面的看出问题,这种情况下,就需要检查PDCP的收发去进一步确认问题。 

那具体到NR RLC AM mode又是什么样的情况,下一篇再接着看。

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