提升LTE基站处理效率

层2在LTE中位于层1(物理层)和层3(RRC, RRM, S1-AP等协议)之间，它的作用是屏蔽层1的细节，向层3提供可用的服务接入点(SAP)。LTE中的层2在下行方向上依次通过PDCP, RLC和MAC 3个子层(如图1)。每个子层处理之前的数据叫做服务数据单元(SDU)，处理之后的数据叫做协议数据单元(PDU) ，PDU是对SDU的数据加以一些特殊的处理，同时添加一个本子层特定的协议头所形成的。上行方向处理与下行类似，只是3 个子层通过的顺序相反。PDCP层主要完成数据包头的压缩与解压缩(ROHC)，数据内容的加密与解密，以及向上层PDU的顺序递交。RLC层根据MAC层的调度结果对PDCP的PDU进行拆分和重组，同时实现ARQ的功能。MAC层主要实现与调度和HARQ相关的功能，包括逻辑信道向传输信道的映射，对RLCPDU的复用与解复用，HARQ纠错与重传等。

从实现的角度看，一般将MAC层中的调度和优先级管理作为一个单独的模块，称为调度器(Scheduler)。调度器要根据空口的状态和网络当前要发送的数据量以及优先级，对空口资源进行实时的分配，是一个计算密集型的模块。将PDCP，RLC和MAC层中的复用组包功能定义为另一个模块，称为用户面，这部分主要根据协议的规定完成加头，去头，合并，拆分，加密，解密等处理，是一个数据吞吐密集型的模块。因为LTE采用全IP的网络架构，所有用户面处理的包都是TCP/IP的包，本文所介绍的Pktlib就是针对这种包类型，结合TI公司Keystone SoC中的硬件队列管理器(QMSS)所开发的一个软件包，它能提高层2用户面的处理效率，实现基于硬件队列的内存管理和真正的数据零拷贝，同时接口简单，便于用户移植。

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图1：LTE层2下行结构