Sidelink Relay Adaptation Protocol
SRAP je protokolová vrstva 3GPP pro 5G NR sidelink, která adaptuje data pro přenos přes přenosový uzel (relay) mezi uživatelskými terminály za účelem rozšíření pokrytí pro služby ProSe, veřejnou bezpečnost a V2X aplikace.
Popis
Sidelink Relay Adaptation Protocol (SRAP) je klíčová protokolová vrstva v zásobníku protokolů 5G New Radio (NR) sidelink, specificky definovaná pro přenosové (relay) operace mezi uživatelskými terminály (UE). Funguje jako podvrstva vrstvy Packet Data Convergence Protocol (PDCP) pro uživatelskou rovinu sidelink přenosového uzlu. SRAP je zodpovědný za adaptaci datových paketů pro přenos přes sidelink rozhraní přenosového uzlu, což je přímé spojení zařízení-zařízení (D2D). Provádí funkce jako přidávání a odstraňování SRAP hlaviček, které obsahují nezbytné informace pro směrování a identifikaci v přenosovém řetězci, a může zajišťovat segmentaci a zpětné složení datových jednotek tak, aby odpovídaly charakteristikám sidelink radiového beareru.
Architektonicky se SRAP nachází mezi službami vyšších vrstev (např. IP pakety nebo ne-IP data) a nižšími sidelink radiovými protokoly (jako RLC a MAC). Je využíván ve scénářích, kdy vzdálený terminál (remote UE) komunikuje se sítí prostřednictvím přenosového terminálu (relay UE), který funguje jako zprostředkovatel. Přenosový terminál má přímé spojení s gNB (rozhraní Uu) a také navazuje sidelink spojení (rozhraní PC5) se vzdáleným terminálem. SRAP funguje na obou stranách – na vzdáleném i přenosovém terminálu – aby zajistil správné formátování datových paketů pro sidelink část komunikační cesty. Spolupracuje s dalšími sidelink protokoly, jako je Sidelink Radio Link Control (SL-RLC) a Sidelink Medium Access Control (SL-MAC), a zajišťuje tak spolehlivý přenos dat.
Činnost protokolu zahrnuje zpracování jednotek servisních dat (SDU) z vyšších vrstev entitou SRAP. Ta přidá SRAP hlavičku obsahující pole jako cílové Layer-2 ID a případně zdrojové Layer-2 ID pro adresování v rámci sidelink. Tato hlavička umožňuje přenosovému terminálu identifikovat cílový vzdálený terminál nebo přeposlat data směrem k síti. Na přijímací straně entita SRAP hlavičku odstraní a doručí SDU příslušné entitě vyšší vrstvy. SRAP je navržen tak, aby byl transparentní pro core network, což znamená, že síť se ke vzdálenému terminálu chová, jako by byl připojen přímo, a zjednodušuje tak správu sítě. Jeho role je klíčová pro efektivní komunikaci založenou na přenosových uzlech, což je základní schopnost pro služby založené na blízkosti (ProSe), sítě veřejné bezpečnosti a scénáře Vehicle-to-Everything (V2X), kde může být přímé síťové pokrytí omezené.
K čemu slouží
SRAP byl zaveden za účelem standardizace a vylepšení přenosové (relay) funkcionality v 5G NR sidelink komunikaci, čímž reaguje na potřebu spolehlivého přenosu zařízení-zařízení bez nutnosti trvalého síťového pokrytí. Před 3GPP Release 17 sidelink komunikace v LTE a raném 5G primárně podporovala přímou komunikaci, ale měla omezené standardizované přenosové mechanismy, zejména pro data uživatelské roviny. To představovalo výzvu pro aplikace veřejné bezpečnosti, kde záchranné složky mohou operovat v oblastech s poškozenou nebo neexistující síťovou infrastrukturou, a pro V2X scénáře, kde vozidla potřebují rozšířit dosah komunikace. SRAP poskytuje protokolový rámec pro efektivní adaptaci dat pro přenos přes přenosový uzel a řeší tak problém plynulého rozšíření konektivity.
Vznik SRAP byl motivován vývojem služeb založených na blízkosti (ProSe) a rostoucí poptávkou po pokročilých V2X a průmyslových IoT aplikacích. V Release 16 bylo 5G NR sidelink vylepšeno pro V2X, ale podpora přenosových uzlů nebyla v zásobníku protokolů uživatelské roviny plně rozpracována. SRAP tuto mezeru zaplňuje definováním vyhrazené adaptační vrstvy, která řeší složitosti směrování přes přenosový uzel na rozhraní PC5. Řeší omezení předchozích ad-hoc nebo nestandardizovaných přístupů k přenosu tím, že zajišťuje interoperabilitu, efektivní využití hlaviček a integraci se stávající architekturou NR sidelink. To umožňuje terminálům (UE) dynamicky fungovat jako přenosové uzly, rozšiřovat síťové pokrytí a zlepšovat spolehlivost služeb v náročných prostředích.
Klíčové vlastnosti
- Adaptuje data uživatelské roviny pro přenos přes sidelink přenosový uzel (relay)
- Přidává a odstraňuje SRAP hlavičky pro směrování a identifikaci v přenosovém řetězci
- Funguje jako podvrstva PDCP v zásobníku sidelink protokolů
- Podporuje komunikaci mezi vzdáleným terminálem (remote UE) a přenosovým terminálem (relay UE) přes rozhraní PC5
- Umožňuje rozšíření síťového pokrytí pro veřejnou bezpečnost a V2X
- Funguje transparentně vůči core networku, což zjednodušuje správu
Související pojmy
Definující specifikace
- TS 38.300 (Rel-19) — NG-RAN Overall Description
- TS 38.323 (Rel-19) — Packet Data Convergence Protocol (PDCP)
- TS 38.331 (Rel-19) — NR Radio Resource Control (RRC) Protocol Specification
- TS 38.351 (Rel-19) — Sidelink Relay Adaptation Protocol (SRAP)
- TS 38.401 (Rel-19) — NG-RAN Architecture Specification
- TS 38.473 (Rel-19) — 5G F1 Application Protocol (F1AP)
📖 Anglický originál a plná specifikace: SRAP na 3GPP Explorer
