51学通信

深度解析 3GPP TS 38.331：5.3.5 RRC reconfiguration (Part 4 - 高级连接：Sidelink, Relay & Multi-path配置)

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好的，我们继续跟随工程师阿哲，对3GPP TS 38.331规范的RRCReconfiguration流程进行更深层次的探索。在前几篇中，我们已经掌握了RRC如何通过这条“万能指令”完成基础配置、移动性切换等核心任务。

现在，阿哲的5G探索之旅进入了更前沿的领域。他驾驶着他的智能网联汽车，驶入了一个大型地下停车场，并准备体验一种极致可靠的支付服务。在这个复杂的场景中，传统的UE-gNB点对点通信模式将面临挑战。RRC协议将如何演变，以支持设备间的直接通信、中继接力以及多路径传输这些面向未来的“黑科技”呢？

本篇文章将是**RRCReconfiguration流程解读的第四部分**，我们将聚焦于规范5.3.5节中定义的高级连接与移动性主题，深入探讨Sidelink专用配置（5.3.5.14）、Relay UE配置（5.3.5.15 & 5.3.5.16）以及多路径（Multi-path）配置（5.3.5.17）。这些章节共同勾勒出了5G超越传统蜂窝网络拓扑，迈向更灵活、更立体通信网络的宏伟蓝图。

深度解析 3GPP TS 38.331：5.3.5 RRC reconfiguration (Part 4 - 高级连接：Sidelink, Relay & Multi-path配置)

本文技术原理深度参考了3GPP TS 38.331 V18.5.1 (2025-03) Release 18规范中，关于“5.3.5 RRC reconfiguration (RRC重配置)”流程中涉及高级连接模式的章节，包括5.3.5.14, 5.3.5.15, 5.3.5.16和5.3.5.17，旨在为读者揭示RRC如何配置和管理Sidelink（设备直通）、Relay（中继）和Multi-path（多路径）这些颠覆传统网络拓扑的先进功能。

阿哲的智能汽车正在寻找停车位，它需要与停车场内的传感器（RSU）和其他车辆（V2V）交换信息，以获取实时车位状态和避免碰撞。这种不通过基站用户面转发的直接通信，就是Sidelink。

虽然UE在IDLE状态下可以通过SIB12获取广播的Sidelink公共资源池，但对于已处于RRC_CONNECTED状态的UE（如阿哲的汽车），网络可以通过RRCReconfiguration消息为其下发专用的、更高效的Sidelink配置。

5.3.5.14 Sidelink dedicated configuration

Upon initiating the procedure, the UE shall:

1> if sl-FreqInfoToAddModList… is included in sl-ConfigDedicatedNR within RRCReconfiguration:

2> if configured to transmit NR sidelink communication:

3> use the resource pool(s) indicated by sl-TxPoolSelectedNormal, sl-TxPoolScheduling or sl-TxPoolExceptional...

RRCReconfiguration消息通过sl-ConfigDedicatedNR IE为UE提供了一套量身定制的Sidelink“游戏规则”：

  • 频率与资源池配置：

    sl-FreqInfoToAddModList指定了进行Sidelink通信的载波频率。更重要的是，对于每个频率，网络可以配置多种传输资源池：

    • sl-TxPoolSelectedNormal: UE自主选择资源的资源池（Mode 2）。

    • sl-TxPoolScheduling: 网络调度资源的资源池（Mode 1），网络会通过下行DCI为UE的Sidelink传输动态分配资源，适用于需要QoS保障的业务。

    • sl-TxPoolExceptional: 在特定条件下（如资源池拥塞）使用的备用资源池。

  • 测量与同步配置：

    网络还会配置Sidelink相关的测量（sl-MeasConfig）和同步源（sl-SyncConfig），确保所有参与Sidelink通信的设备能够“对得上表，看得见人”。

通过这套专用配置，网络可以精细化地管理连接态UE的Sidelink行为，例如，为阿哲汽车的关键V2X安全消息分配专用的Mode 1资源以保证低时延，而为非关键的车内娱乐分享分配Mode 2资源池。

2. “信号接力棒”：Relay UE的配置 (解读5.3.5.15 & 5.3.5.16)

阿哲将车停在了地下三层，这里的5G信号非常微弱，直接与远端的宏基站通信变得困难。幸运的是，停车场每层都部署了L2 UE-to-Network (U2N) Relay UE——一种特殊的UE，它的作用就像信号中继器，用自己强大的信号接收能力连接到宏基站，再通过Sidelink为附近的普通UE（称为Remote UE）提供接入服务。

RRC协议需要同时对“中继UE”和“远端UE”进行配置，这是一个“一体两面”的过程。

2.1 Relay UE的配置 (5.3.5.15 L2 U2N or U2U Relay UE configuration)

停车场里的中继设备（Relay UE）会收到一条包含sl-L2RelayUE-Config的RRCReconfiguration消息。这相当于网络给它下达了“开始中继任务”的指令。

5.3.5.15.1 General

The network configures the L2 U2N or U2U Relay UE with relay operation related configurations. For each connected L2 U2N or U2U Remote UE indicated in sl-L2IdentityRemote, the network provides the configuration parameters used for relaying.

这条消息的核心是sl-RemoteUE-ToAddModList，一个它需要服务的“客户列表”。对于列表中的每一个Remote UE（比如阿哲的手机），Relay UE会：

  • 建立SRAP实体：SRAP（Sidelink Relay Adaptation Protocol）是Relay场景下的一个关键L2协议，负责在Uu接口（Relay-gNB）和PC5接口（Relay-Remote）之间进行数据包的头压缩、路由和映射。RRC通过sl-SRAP-ConfigRelay对SRAP进行配置。

  • 关联承载：Relay UE会将它自己与gNB之间的无线承载（DRB），与它和Remote UE之间的Sidelink承载（SL-DRB）进行关联。

2.2 Remote UE的配置 (5.3.5.16 L2 U2N or U2U Remote UE configuration)

与此同时，阿哲的手机（Remote UE）也会收到一条包含sl-L2RemoteUE-Config的RRCReconfiguration消息。这相当于网络告诉它：“信号不好没关系，我已经为你指派了一位‘信号向导’（Relay UE）”。

5.3.5.16.1 General

The network configures the L2 U2N or U2U Remote UE with relay operation related configurations, e.g. SRAP configuration.

这条消息的核心是配置Remote UE的SRAP实体（sl-SRAP-ConfigRemote），并告知它中继UE的身份。此后，阿哲手机的数据流将发生改变：

  • 上行：数据包在本机封装后，通过PC5接口发送给Relay UE，由Relay UE再通过Uu接口转发给gNB。

  • 下行：gNB的数据包先发送给Relay UE，Relay UE再通过PC5接口转发给阿哲的手机。

通过对Relay UE和Remote UE的双向配置，RRC成功地在信号盲区构建了一条“无线接力”链路，保证了阿哲手机的持续在线。

3. “双保险”通信：Multi-path配置 (解读5.3.5.17 MP configuration)

阿哲准备使用手机进行停车场的无感支付，这对网络的可靠性要求极高。尽管通过Relay UE已经可以连接网络，但信号依然可能不稳定。为了确保万无一失，网络决定为阿哲的手机启动**Multi-path（多路径）**功能。

Multi-path允许UE同时通过**直接路径（Uu接口）和间接路径（经由Relay UE的PC5+Uu链路）**进行通信，为同一个数据承载提供两条物理链路。

3.1 激活间接路径 (5.3.5.17.2 Configuration of SL indirect path)

网络会向阿哲的手机发送一条特殊的RRCReconfiguration消息，其中包含了sl-IndirectPathAddChange字段。

5.3.5.17.2.2 SL indirect path specific configuration

The L2 U2N Remote UE shall:

1> if sl-IndirectPathAddChange is set to setup:

…

3> consider the UE indicated by the sl-IndirectPathRelayUE-Identity to be the (target) L2 U2N Relay UE and indicate to upper layer to trigger the PC5 unicast link establishment with the L2 U2N Relay UE;

这条消息的意义不仅仅是建立一条Sidelink链路，而是明确告知UE，这条通过Relay UE的链路将作为一条并行的、为上层提供服务的间接路径。

同时，网络也会向Relay UE发送相应的配置，告知它需要为阿哲的手机提供多路径支持。

3.2 多路径下的数据流

一旦Multi-path被激活，UE的上层协议（如MP-TCP或5G的ATSSS功能）就可以将数据包同时在两条路径上发送：

  • 一部分数据包通过微弱但存在的直接Uu链路发送。

  • 另一部分数据包通过Relay UE的间接路径发送。

在接收端（网络或UE），PDCP层或上层协议会负责对来自两条路径的数据包进行重排序、去重和合并，最终恢复出完整、无误的数据流。

for the hop between the MP remote UE and the MP relay UE, when the MP remote UE connects to a L2 U2N Relay UE… the network provides the configuration of SL indirect path to the MP remote UE and the L2 U2N Relay UE…

这种“双保险”机制，极大地增强了连接的鲁棒性。即使其中一条路径暂时中断或质量下降，另一条路径仍然可以保证数据的传输，为阿哲的无感支付提供了“电信级”的可靠性保障。

4. RRC的“智慧进化”：从星型到网状的拓扑演进

通过对Sidelink、Relay和Multi-path这三个高级功能的解读，阿哲深刻地感受到RRC协议的演进方向。它不再局限于构建一个以基站为中心的、严格的星型网络拓扑。

  • Sidelink 引入了水平方向的连接，使得设备之间可以构成临时的、局部的通信网络。

  • Relay 引入了垂直方向的延伸，将网络的覆盖和服务能力通过“接力”的方式扩展到更深、更远的区域。

  • Multi-path 则在已有的连接上叠加了冗余和备份，通过构建并行的逻辑通路，将可靠性提升到了一个新的高度。

所有这些复杂的拓扑构建和管理，其底层的“语言”和“工具”依然是我们熟悉的RRC协议和RRCReconfiguration消息。RRC协议通过其强大的可扩展性，不断地将这些新的网络范式纳入其控制框架，展现出了其作为5G“中枢神经系统”的强大生命力。

结语：超越连接，构建智能网络

本篇文章中，我们跟随阿哲的脚步，探索了RRC在Sidelink、Relay和Multi-path这三个高级连接场景下的关键作用。RRCReconfiguration消息再次展现了其作为“瑞士军刀”的强大威力，通过下发sl-ConfigDedicatedNR、sl-L2RelayUE-Config、sl-IndirectPathAddChange等专用配置，RRC能够灵活地编排和构建超越传统蜂窝网的复杂通信拓扑。

这不仅仅是关于速率和覆盖的提升，更体现了5G网络向着更智能、更灵活、更可靠的未来演进的趋势。RRC协议正是实现这一演进的核心驱动力之一。

阿哲的停车场之旅即将结束。在他的汽车驶出地库，重新连接到宏网的瞬间，他的手机又将经历一次快速的移动性事件。在下一篇文章中，我们将继续深入5.3.5节，探讨5G中另一项重要的低时延移动性技术——LTM（L1/L2-Triggered Mobility），看看RRC是如何将切换的决策权进一步下放到更底层的。

FAQ

Q1：Sidelink通信（如V2X）和通过Relay UE通信，两者都用到了PC5接口，它们有什么本质区别？

A1：虽然两者都使用PC5接口进行设备间的直接通信，但它们的业务目标和网络角色完全不同。

  • Sidelink通信：其目的是实现终端用户业务的直接交换。例如，车辆A与车辆B交换位置信息。这个通信的终点是终端设备本身的应用层。网络在此过程中的角色是资源分配者和管理者，但通常不参与用户数据的转发。

  • Relay通信：其目的是扩展网络接入服务。Remote UE通过PC5接口与Relay UE通信，最终目的是要访问核心网。Relay UE扮演的是一个“无线网桥”的角色，它的任务是将Remote UE的Uu接口流量“转换”到PC5接口上传输。网络不仅是资源管理者，更是整个通信链路的端到端控制者。

Q2：什么是SRAP（Sidelink Relay Adaptation Protocol），它在Relay中起什么作用？

A2：SRAP是在Relay UE和Remote UE的L2协议栈中新增的一个适配层协议。它的核心作用是解耦Uu接口和PC5接口的协议配置。SRAP负责在两个接口之间进行数据包的头部处理和映射。例如，一个从核心网发往Remote UE的数据包，在Relay UE处，Uu接口的PDCP层解包后，数据会交给SRAP层。SRAP层会为其添加一个新的头部，指示这个包应该发往哪个Remote UE，以及映射到哪个PC5接口的RLC承载，然后再交给PC5接口的PDCP层进行处理。通过SRAP，Uu接口和PC5接口的承载可以独立配置和演进，大大增加了中继方案的灵活性。

Q3：Multi-path（多路径）功能是RRC层实现的还是更高层实现的？RRC在其中扮演什么角色？

A3：Multi-path的数据聚合和调度功能通常由更高层的协议实现，如传输层的MP-TCP（多路径TCP）或3GPP定义的ATSSS（Access Traffic Steering, Switching and Splitting）。RRC层在其中扮演的是底层路径的使能者和配置者。RRC不关心数据包具体如何在上层被拆分和聚合，它的核心职责是：

  1. 建立和配置多条物理路径：通过RRCReconfiguration建立直接路径（Uu）和间接路径（SL）。

  2. 向高层通告路径可用性：RRC通过内部接口，告知上层协议栈，现在有两条可用的路径可以用于某个PDU会话。

  3. 管理路径状态：RRC负责监控每条路径的无线质量，并在路径断开或恢复时通知上层。

因此，RRC为Multi-path功能提供了基础的、可用的“多车道高速公路”，而上层协议则是决定具体哪辆“车”（数据包）走哪条“车道”的智能调度系统。

Q4：在双连接（DC）中，SRB3用于UE和SN之间的RRC信令。在Multi-path中，RRC信令会通过间接路径（Sidelink）传输吗？

A4：这是一个很好的问题，答案是可能会，通过分离承载（Split SRB）实现。为了提高控制面的鲁棒性，特别是在主链路（MCG）信号很弱的情况下，网络可以为SRB1或SRB3配置为分离承载。这意味着同一个RRC消息的PDCP PDU可以被复制，一份通过直接路径（MCG）发送，另一份通过间接路径（SCG/Sidelink）发送。UE或网络只要从任一路径成功接收到该消息即可。这确保了即使在主链路暂时中断的情况下，关键的RRC控制信令依然有可能通过间接路径送达，极大地增强了连接的可靠性。RRCReconfiguration消息中可以包含对SRB的pdcp-Duplication配置来启用此功能。

Q5：UE是如何发现并选择一个Relay UE的？

A5：这个过程与UE发现和选择一个普通小区类似，也是基于发现信号和测量。

  1. 发现：潜在的Relay UE会广播一种特殊的Sidelink发现消息（Discovery Message）。

  2. 测量：需要中继服务的Remote UE会监听这些发现消息，并测量其信号强度（如SL-RSRP）。

  3. 选择：Remote UE会根据测量结果，并结合网络在sl-RemoteUE-Config中下发的选择门限（如sl-RSRP-Thresh），来评估和选择一个最优的Relay UE进行连接。整个过程可以由UE自主完成（类似于小区重选），也可以在网络的辅助下进行。一旦选定，UE就会尝试与该Relay UE建立PC5-RRC连接，并通知网络它已经“找到”了一个中继。

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