5G系列SDAP (Service Data Adaptation Protocol)协议详解

Posted 2021-06-22 从善若水

本人就职于国际知名终端厂商，负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。

文章目录

• SDAP协议详解
• • 一、SDAP协议概述
  • 二、SDAP架构
  • 三、SDAP实体
  • 四、SDAP data PDU格式
  • 五、SDAP数据传输
  • • 5.1 数据传输——下行
    • 5.2 数据传输——上行

SDAP协议详解

一、SDAP协议概述

       SDAP全称service data adaption protocol，NR中新增的协议层（标准协议37.324）。

SDAP层主要功能：

• Mapping between a QoS flow and a data radio bearer;
• Marking QoS flow ID (QFI) in both DL and UL packets.

5G QoS flow与LTE QoS flow的区别在于引入reflective QoS机制，核心网承载和空口承载不再是1:1 mapping，提高了无线资源利用率。

二、SDAP架构

• PDU session与SDAP实体是一对一关系，发送端基于RRC请求建立针对某一个PDU session的SDAP实体，并关联default DRB（if configured）；
• 一个PDU session包含一个或多个QoS flow，一个或多个Qos flow可以映射到一个DRB上。由于DRB与PDCP实体是一对一关系，一个SDAP实体可以对应多个PDCP实体；
• 一个Qos flow只能配置在一个DRB；
• 一个DRB只能配置给一个SDAP；
• SDAP实体可以跨CG（Cells Group）
  

三、SDAP实体

• 发送SDAP实体：将从上层接收的SDAP SDU处理成SDAP PDU后递交下层（PDCP layer）；处理包括将PDU session中的QoS flow映射到某个DRB上以及添加相应的子头；对于上行，如果没有存储某个QoS flow的映射规则，则将其映射到的default DRB；
• 接收SDAP实体：将从下层接收的SDAP PDU处理成SADP SDU后递交上层（application layer）

四、SDAP data PDU格式

RQI: The RQI bit indicates whether NAS should be informed of the updated of SDF to QoS flow mapping rules

RDI: The RDI bit indicates whether QoS flow to DRB mapping rule should be updated.

• Data PDU without SDAP header
  

• DL Data PDU with SDAP header
  

• UL Data PDU with SDAP header
  

• DL data PDU 是否携带SDAP子头：
  当有NAS/AS mapping rule更新时（reflective），需要携带下行子头；

• UL data PDU是否携带SDAP子头：
  一个PDU session中具有不同QoS flow ID 的流量需要不同的流量转发处理。当多个QoS flow映射到一个DRB上时，需要携带上行子头以便于gNB和UPF进行后续处理；如果只有一个QoS flow映射到一个DRB上，不需要携带上行子头，gNB可以根据已接收的包自行推断

五、SDAP数据传输

• 应用层产生的数据在传输中可能需要经过两次映射：
  NAS mapping（处理SDF与QoS flow mapping），AS mapping（处理QoS 与DRB mapping）
• 一个PDU session包含一个或多个QoS flow；
• NAS mapping rule是否有更新由SDAP PDU中的RQI域指示，AS mapping rule是否有更新由SDAP PDU中的RDI域指示
• UE在执行上行传输，其采用的mapping rule基于下行传输时的mapping rule（reflective QoS）；

5.1 数据传输——下行

       当接收SDAP实体从下层接收到某个QoS flow的SDAP PDU，UE行为包括：

• 如果接收的SDAP PDU带有子头：

  • 处理RDI域，如果该域设置为“1”，则说明AS mapping rule有更新，UE存储该DL SDAP PDU携带的QoS flow与DRB映射规则，并作为上行映射规则；
  • 处理RQI域，如果该域设置为“1”，则说明NAS mapping rule有更新，UE需将RQI和QFI指示给UE NAS层，以便于建立NAS 映射规则；
  • 移除SDAP PDU 子头，递交上层

• 如果接收的SDAP PDU不携带子头：

  • UE将对应SDAP SDU递交应用层（如IP）

5.2 数据传输——上行

       当发送SDAP实体从上层接收到某个QoS flow的SDAP SDU，UE行为包括:

• 当发送SDAP实体从上层接收到某个QoS flow的SDAP SDU，UE行为包括:
• 如果UE存储相应的QoS flow to DRB映射规则，则将根据对应规则将该QoS flow映射到特定DRB上；
• 根据需要添加SADP PDU子头，并递交下层

这就是协议37.324关于SDAP的内容，内容不多主要因为SDAP是NR新增加的一个Layer。

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