LTE PDCP标准详解：协议数据单元、头压缩与安全功能

本文主要介绍了协议数据单元（PDCP Protocol Data Unit）的相关知识，重点关注在LTE系统中的PDCP层的功能、服务、过程以及PDU格式和参数。PDCP层位于LTE协议栈的数据链路层之上，是无线电链接控制（Radio Link Control, RLC）层的上层，主要负责数据的头压缩、加密、完整性保护等功能。 PDCP层服务与功能： PDCP层向上层提供数据传输、头压缩、加密和完整性保护服务。同时，它接受下层如RLC的确认和非确认数据传输服务，有序传送（除切换时）以及重复丢弃（除切换时）等服务。PDCP层的主要功能包括使用ROHC协议进行头压缩和解压缩，用户面和控制面数据的传输，维护RLCAM模式下的PDCP序列号（PDCP Sequence Number, PDCPSN），切换时的有序传送，重复消除，用户面和控制面数据的加密和解密，以及控制面数据的完整性保护和验证。此外，PDCP层还有基于计时器的丢弃机制和重复数据丢弃功能。 PDCP过程： PDCP层涉及多种过程，包括上行（UL）和下行（DL）数据传输过程，与切换相关的处理，状态报告，丢弃过程，头压缩和解压缩，以及加密和解密以及完整性保护和验证。在上行数据传输过程中，PDCP首先更新PDCPSN，启动Discard Timer，进行头压缩，根据COUNT进行完整性保护和加密，然后递增PDCPSN。当PDCPSN超过最大值时，PDCPSN会回零并递增TX_HFN。下行数据传输过程（对于数据广播信道，DRB）则涉及不同的步骤，如接收来自RLC的数据，处理PDCPSN，进行加密和完整性保护，并将PDCPDU提交给下一层。 PDCPPDU（协议数据单元）： PDCP Data PDU是PDCP层传输的基本单元，包含了经过头压缩、加密和完整性保护的数据。PDU的格式和参数通常会包含PDCPSN、HFN（Header Format Number）、COUNT（用于完整性保护）以及其他控制信息，这些信息对于正确解码和处理接收到的数据至关重要。 PDCP在LTE网络中起着关键的作用，确保了高效且安全的数据传输，其过程和参数设计对于网络性能和用户体验有着直接影响。了解PDCP的工作原理和细节对于优化通信网络和解决网络问题具有重要意义。