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NR RLC层功能设计基本与LTE相同，但有个别细节做了优化。例如，发送方实体不会再像LTE那样对PDCP层PDU进行串接来适配MAC调度容量，而是每个RLC PDU只会包括最多1个PDCP PDU，相当于把PDCP PDU的串接功能下移到了MAC层。在实际调度过程中，PDCP层准备好PDU后，放入共享缓存中。该缓存可以供多个子层共同使用。RLC层直接在PDCP PDU上附加RLC header，输出RLC PDU。只要MAC层出现调度机会，就会从共享缓存中按不同逻辑信道优先级取RLC PDU放入，直到剩余空间不足以容纳整个PDU，MAC层才会通知RLC层可以对PDCP PDU进行分片。RLC层对PDCP PDU进行分片称为RLC segment，然而这个分片的动作并不会引起RLC PDU的序号增加。
在RLC的接收方实体中，不再需要对原来因串接而产生的分拆功能，但需要保留因分片segment的拼装功能。基于简化处理的考虑，LTE的RLC层另一个重要功能重排序在NR中被移除。具体原因是，PDCP层本来就存在重排序功能，以应对主小区组（Master Cell Group，MCG）和辅小区组（Secondary Cell Group，SCG）同来源的数据包乱序问题，而在RLC层多进行一次重排序是因为RLC层乱序主要来自MAC层HARQ过程。这个过程相对较短，一般只有几毫秒或者十几毫秒，因此，RLC层先进行一次重排序处理，确保递交到PDCP层的SDU顺序正常，会对降低时延有所帮助。然而，3GPP讨论后，认为两个子层重复进行重排序对改善时延效果非常有限，最终决定在NR中移除该功能。
PDCP整体功能结构主要包括序号管理、头压缩/解压缩、加解密、完整性保护、重排序、包路由和包重复等。
PDCP层实体和无线承载一一对应，整体功能框架与LTE相似。LTE与NR的主要差异如下。
LTE中PDCP仅对SRB进行完整性保护，而NR可以对DRB也进行完整性保护。
为适配双连接，NR中PDCP引入包路由和包重复功能。例如，在非独立组网（NonStandalone，NSA）中，就需要PDCP层确定流量从NR还是LTE中传输。
序列号（Sequence Number，SN）长度只保留12bit和18bit，其余选项被移除。
重排序算法由基于SN改为基于COUNT。