3 lte協(xié)議層與接口原理

1、LTE基本原理培訓(xùn)教材,LTE協(xié)議層與接口原理,第一部分 3GPP LTE協(xié)議概況第二部分 LTE協(xié)議層介紹第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,,3,,第一部分 3GPP LTE協(xié)議概況,第一章 3GPP LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第一節(jié) LTE網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)第二節(jié) LTE網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能第二章 3GPP LTE協(xié)議架構(gòu)第一節(jié) LTE主要協(xié)議第二節(jié) LTE協(xié)議列表,LTE網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu),S-GW/MME 合稱EPC演進(jìn)型分組域核心

2、網(wǎng)S1接口的用戶面終止在服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)S1接口的控制面終止于移動(dòng)性管理實(shí)體（MME）S1接口支持EPC與eNB之間的多對(duì)多關(guān)系X2為eNB之間接口,,MME：Mobility Management EntityS-GW：Serving GateWayeNB：Evolved Node B,,,LTE網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能,6,,第一部分 3GPP LTE協(xié)議概況,第一章 3GPP LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第一節(jié) LTE網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)

3、第二節(jié) LTE網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能第二章 3GPP LTE協(xié)議架構(gòu)第一節(jié) LTE主要協(xié)議第二節(jié) LTE協(xié)議列表,36.2XX：物理層相關(guān)協(xié)議36.201:物理層協(xié)議整體描述36.211: 物理信道和調(diào)制36.212: 復(fù)用和信道編碼36.213：物理層過(guò)程36.214：物理層測(cè)量36.3XX: 上層相關(guān)，UE等級(jí)劃分36.300:E-UTRAN 整體描述36.321: MAC 子層規(guī)范36.322: RLC 子層規(guī)

4、范36.323：PDCP子層規(guī)范36.331：RRC規(guī)范36.4XX：各種網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議36.410~36.414：S1接口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)36.420~36.424：X2接口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),LTE主要協(xié)議,LTE協(xié)議列表,LTE協(xié)議導(dǎo):www.3gpp.org/ftp,第一部分 3GPP LTE協(xié)議概況第二部分 LTE協(xié)議層介紹第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,,10,,第二部分 LTE協(xié)議層介紹,第一章 LTE 物理層

5、介紹第二章 LTE 層2介紹第一節(jié) MAC子層介紹第二節(jié) RLC子層介紹第三節(jié) PDCP子層介紹第三章 LTE層3介紹第一節(jié) RRC層介紹第二節(jié) NAS層介紹,LTE物理層協(xié)議結(jié)構(gòu),無(wú)線接口主要指UE和網(wǎng)絡(luò)之間的接口，包括層1、層2和層3。下圖給出了層1（物理層）周圍的E-UTRA無(wú)線協(xié)議結(jié)構(gòu)。物理層與層2的媒體接入控制（MAC）子層和層3的無(wú)線資源控制（RRC）層有接口。其中圓圈便是不同層/子層間的服務(wù)接入

6、點(diǎn)（SAP）。物理層向MAC層提供傳輸信道，MAC提供不同的邏輯信道給層2的無(wú)線鏈路控制（RLC）子層。,LTE物理層功能,物理層向高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，可以通過(guò)MAC子層并使用傳輸信道來(lái)接入這些服務(wù)。為了提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，物理層將提供如下功能：,傳輸信道的錯(cuò)誤檢測(cè)并向高層提供指示傳輸信道的前向糾錯(cuò)（Forward Error Correction，F(xiàn)EC）編碼解碼混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（Hybird Automatic Repeat-r

7、eQuest，HARQ）軟合并編碼的傳輸信道與物理信道之間的速率匹配,LTE物理層功能,編碼的傳輸信道與物理信道之間的映射物理信道的功率加權(quán)物理信道的調(diào)制與解調(diào)頻率和時(shí)間同步射頻特性測(cè)量并向高層提供指示對(duì)輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)天線處理傳輸分集波束賦形射頻處理,物理信道與調(diào)制,LTE物理層概述,LTE下行定義的物理信道包括物理下行共享信道、物理多播信道、物理下

8、行控制信道、物理廣播信道、物理控制格式指示信道和物理HARQ指示信道LTE上行定義的物理信道包括物理隨機(jī)接入信道、物理上行共享信道和物理上行控制信道。定義的信號(hào)包括參考信號(hào)、主/輔同步信號(hào)。下行和上行均支持如下調(diào)制方式：四相移相鍵控（Quate Phase Shift Keying，QPSK）、正交調(diào)幅（Quadrature Amplitude Modulation,16QAM）和64QAM。,復(fù)用與信道編碼,LTE物理層概述,L

9、TE中傳輸塊的信道編碼方案為Turbo編碼，編碼速率為R=1/3，它由兩個(gè)8狀態(tài)子編碼器和一個(gè)Turbo碼內(nèi)部交織器構(gòu)成。在Turbo編碼中使用柵格終止（Trellis Termination）方案。在Turbo編碼之前，傳輸塊被分割成多個(gè)段，每段的大小要與最大信息塊大小6144bit保持一致。使用24bit長(zhǎng)的循環(huán)冗余校驗(yàn)（Cyclic Redundancy Check,CRC）來(lái)支持錯(cuò)誤檢測(cè)。,物理層過(guò)程,LTE物理層概述,LTE

10、操作中涉及多個(gè)物理層過(guò)程，這些過(guò)程包括小區(qū)搜索、功率控制、上行同步和上行定時(shí)控制、隨機(jī)接入相關(guān)過(guò)程、HARQ相關(guān)過(guò)程。通過(guò)在頻域、時(shí)域和功率域進(jìn)行物理資源控制，LTE隱含地支持干擾協(xié)調(diào)。,物理層測(cè)量,無(wú)線特性在終端和基站進(jìn)行測(cè)量，并在網(wǎng)絡(luò)中向高層進(jìn)行報(bào)告。這包括用于同頻和異頻切換的測(cè)量，用于不同無(wú)線接入技術(shù)（Radio Access Technology，RAT）之間切換的測(cè)量，定時(shí)測(cè)量，用于無(wú)線資源管理（Radio Resource

11、 Management，RRM）的測(cè)量。用于不同RAT間切換的測(cè)量用于支持向GSM、UTRA FDD和UTRA TDD系統(tǒng)的切換。,LTE物理層概述——E-UTRAN系統(tǒng)的傳輸參數(shù),LTE下行物理信道,LTE的下行傳輸是基于OFDMA的。物理信道物理下行共享信道（Physical Downlink Shared Channel, PDSCH）物理廣播信道（Physical Broadcast Channel, PBCH）物理多

12、播信道（Physical Multicast Channel, PMCH）物理控制格式指示信道（Physical Control Format Indicator Channel, PCFICH）物理下行控制信道（Physical Downlink Control Channel, PDCCH）物理HARQ指示信道（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH） 物理信號(hào)參考信號(hào)（r

13、eference signal）同步信號(hào)（synchronization signal）,LTE上行物理信道,LTE的上行傳輸是基于SC-FDMA的物理信道物理上行共享信道（Physical Uplink Shared Channel, PUSCH）物理上行控制信道（Physical Uplink Control Channel, PUCCH）物理隨機(jī)接入信道（Physical Random Access Channel, P

14、RACH） 物理信號(hào)參考信號(hào)（reference signal）,物理層與傳輸信道,物理層通過(guò)傳輸信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。物理信道: 定義場(chǎng)所傳輸信道: 按怎樣傳,傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分物理層支持的傳輸信道BCH（Broadcast CH）: 固定調(diào)制編碼方式,廣播DL-SCH（Downlink Shared CH）: 支持HARQ,AMC,可以廣播,可以波束賦形,可以動(dòng)態(tài)或半靜態(tài)資源分配,支持DTX,支持MBMS(F

15、FS)PCH（Paging CH）: 支持DRX(UE省電),廣播MCH（Multicast CH）: 多播,支持SFN合并,支持半靜態(tài)資源分配(如分配長(zhǎng)CP幀)UL-SCH:支持HARQ,AMC,可以波束賦形(可能不需要標(biāo)準(zhǔn)化),可以動(dòng)態(tài)或半靜態(tài)資源分配RACH: 有限信息,存在競(jìng)爭(zhēng),20,物理信道和傳輸信道之間的映射關(guān)系,,,DL,UL,22,,第二部分 LTE協(xié)議層介紹,第一章 LTE 物理層介紹第二章 LT

16、E 層2介紹第一節(jié) MAC子層介紹第二節(jié) RLC子層介紹第三節(jié) PDCP子層介紹第三章 LTE層3介紹第一節(jié) RRC層介紹第二節(jié) NAS層介紹,MAC：Media Access Control，即“媒體接入控制”或“媒體訪問(wèn)控制” 。處于LTE無(wú)線協(xié)議的第二層（L2；L2還包括RLC和PDCP）。用于為用戶分配無(wú)線資源（時(shí)間、頻率（RB數(shù)目及位置）、發(fā)射層數(shù)（Layer）、天線數(shù)和發(fā)射功率 ）。,MAC子層介紹,MAC有

17、兩個(gè)實(shí)體，一個(gè)是在E-UTRAN端，另一個(gè)是在UE端。E-UTRAN和UE中MAC實(shí)體對(duì)各傳輸信道的處理功能不相同。,MAC子層介紹,MAC子層介紹——主要功能,邏輯信道與傳輸信道之間的映射MAC SDUs復(fù)用/解復(fù)用 MAC PDU調(diào)度信息報(bào)告（BSR）不同優(yōu)先級(jí)UE之間的調(diào)度（動(dòng)態(tài)調(diào)度、半持久調(diào)度）HARQ傳輸格式選擇（調(diào)制編碼方式）同一UE不同邏輯信道之間的優(yōu)先級(jí)處理,,MAC子層介紹,MAC層為RL

18、C層提供的服務(wù)：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)無(wú)線資源分配物理層為MAC層提供的服務(wù)：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)HARQ反饋（ACK/NACK）調(diào)度請(qǐng)求（SR）測(cè)量（如CQI等）,MAC存在的意義,MAC子層介紹——邏輯信道,MAC通過(guò)邏輯信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)邏輯信道:按內(nèi)容本身區(qū)分傳輸信道: 按怎樣傳,傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分MAC 支持的邏輯信道控制信道：BCCH（Broadcast Control CH）:下行廣播控制信息PCC

19、H(Paging Control CH):下行尋呼信息CCCH(Common Control CH):在RRC連接建立前UE與網(wǎng)絡(luò)之間的雙向控制信息。MCCH(Multicast Control CH):控制一個(gè)或者多個(gè)MTCH的控制信息,只有支持MBMS才有該信道DCCH(Dedicated Control CH): RRC連接建立后UE到網(wǎng)絡(luò)之間的雙向控制信息業(yè)務(wù)信道DTCH(Dedicated Traffic CH):點(diǎn)

20、到點(diǎn)的雙向業(yè)務(wù)信息MTCH(Multicast Traffic CH):點(diǎn)到多點(diǎn)的下行業(yè)務(wù)信息,只用于MBMS.,MAC子層介紹——邏輯信道與傳輸信道的映射,DL-SCH也支持MBMS業(yè)務(wù),MAC需要處理的傳輸信道包括以下幾種：廣播信道 (BCH) 下行共享信道 (DL-SCH) 尋呼信道 (PCH)多播信道 (MCH)上行共享信道 (UL-SCH) 隨機(jī)接入信道 (RACH),Mapping in Uplink,Map

21、ping in Downlink,RLC子層介紹,RLC(Radio Link Control)下面的功能有RLC子層提供：上層PDUs的傳輸通過(guò)ARQ（自動(dòng)重傳請(qǐng)求）修正錯(cuò)誤（只有在AM數(shù)據(jù)傳輸中）連接，拆分和重新組裝RLC SDUs（只在UM 和 AM數(shù)據(jù)傳輸中）RLC數(shù)據(jù)PDUs的再分割（只在AM數(shù)據(jù)傳輸中）按照順序傳輸上層PUDs（只在UM和AM數(shù)據(jù)傳輸中）重復(fù)檢測(cè)（只在UM和Am數(shù)據(jù)傳輸中）RLC SDU的丟棄

22、（只在UM和Am數(shù)據(jù)傳輸中）RLC重組協(xié)議錯(cuò)誤的偵測(cè)與恢復(fù),,RLC子層介紹——整體結(jié)構(gòu),RRC控制RLC的配置。RLC底層的功能由RLC實(shí)體實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一個(gè)eNB段的RLC實(shí)體，對(duì)應(yīng)著UE側(cè)也有這樣一個(gè)實(shí)體，反之亦然。RLC接收或者傳遞來(lái)自上層（對(duì)于CCCH為RRC，其他的為PDCP）的RLC SDUs，并且通過(guò)底層MAC發(fā)送或者接收RLC PDUs與對(duì)端的實(shí)體進(jìn)行交互。一個(gè)RLC PDUs可以是RLC數(shù)據(jù)PDU或者RLC控制

23、PDU。如果RLC實(shí)體接收到來(lái)自上層的RLC SDU，它通過(guò)與上層的單一的SAP來(lái)獲取該SDU，經(jīng)過(guò)將這些SDU格式化為RLC PDUs，RLC實(shí)體通過(guò)邏輯信道將這些PDU發(fā)送給底層。如果RLC實(shí)體通過(guò)一個(gè)單一的邏輯通道接收到來(lái)自底層的PDUs，RLC實(shí)體將這些PDUs轉(zhuǎn)換成SDU，然后通過(guò)RLC實(shí)體與上層之間的單一的SAP發(fā)送給上層。如果RLC實(shí)體接收或者傳輸一個(gè)來(lái)自底層的RLC控制PDU，他們接收和傳輸?shù)倪壿嬓诺篮蚏LC數(shù)據(jù)P

24、DU是相同的。,RLC子層介紹——框架結(jié)構(gòu)說(shuō)明,RLC實(shí)體可以通過(guò)配置為下面三種數(shù)據(jù)傳輸方式：TM：透?jìng)髂Ｊ剑籙M：非確認(rèn)模式；AM：確認(rèn)模式。RLC實(shí)體具體將用來(lái)作為TM RLC實(shí)體，UM RLC實(shí)體或者AM RLC實(shí)體是由用戶配置決定的。一個(gè)TM RLC實(shí)體可以配置為一個(gè)傳輸TM RLC實(shí)體或者接收TM RLC實(shí)體。一個(gè)傳輸 TM RLC實(shí)體接收來(lái)自上層的SDUs，通過(guò)底層發(fā)送RLC PDUs到對(duì)端的的接收 TM RLC實(shí)體。一個(gè)

25、接收 TM RLC實(shí)體可以傳遞SDUs到上層，并可以通過(guò)底層接收來(lái)自對(duì)端傳輸TM RLC實(shí)體發(fā)送過(guò)來(lái)的PDUs。UM RLC實(shí)體接收實(shí)體和傳輸實(shí)體功能和TM相同。一個(gè)AM RLC傳輸實(shí)體有傳輸和發(fā)送共同構(gòu)成，AM RLC實(shí)體的傳輸側(cè)接收來(lái)自上層的SDUs，通過(guò)底層發(fā)送RLC PDUs到對(duì)端的的AM RLC實(shí)體。AM RLC實(shí)體的接收側(cè)可以傳遞SDUs到上層，并可以通過(guò)底層接收來(lái)自對(duì)端AM RLC實(shí)體發(fā)送過(guò)來(lái)的PDUs。大小不定的R

26、LC SDUs是按照字節(jié)排列的，RLC SDUs只有在底層通知有傳輸時(shí)機(jī)的時(shí)候轉(zhuǎn)換為RLC PDUs，然后發(fā)送到底層。,RLC子層介紹——框架結(jié)構(gòu)說(shuō)明,RLC子層介紹——三種傳輸模式,透明模式(TM)不添加RLC頭可以分段/級(jí)聯(lián)非確認(rèn)模式(UM)必須添加RLC頭兩種傳送數(shù)據(jù)方式:檢測(cè)且將沒(méi)有出錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳遞到高層;立即傳遞到高層確認(rèn)模式(AM)必須添加RLC頭無(wú)錯(cuò)傳遞(通過(guò)重發(fā)機(jī)制保證)順序傳遞或無(wú)序傳遞(僅用于上行切換

27、）唯一傳遞(相同檢測(cè)功能),PDCP (Packet Data Convergence Protocal)功能用戶面頭壓縮和頭解壓縮(ROHC)從NAS接收PDCP SDU發(fā)送到RLC及其逆過(guò)程 順序發(fā)送上層PDUs對(duì)下層SDU進(jìn)行相同檢測(cè)加密/解密控制面加密/解密和完整性保護(hù)從RRC接收PDCP SDU發(fā)送到RLC及其逆過(guò)程,PDCP子層介紹,PDCP子層介紹,,PDCP子層介紹——無(wú)線承載（RB）,無(wú)線接入承載

28、（RAB）RAB可以看作是UE與CN之間接入層向非接入層提供的業(yè)務(wù)，主要用于用戶數(shù)據(jù)的傳輸。RAB直接與UE業(yè)務(wù)相關(guān)，它涉及接入層各個(gè)協(xié)議模塊，在空中接口上，RAB反映為無(wú)線承載（RB）。 無(wú)線承載(RB)RB是UE與UTRAN之間L2向上層提供的業(yè)務(wù) RRC連接也可以看作承載信令的無(wú)線承載(SRB),PDCP，RLC，MAC處理示例,In both uplink and downlink, only one transport

29、 block is generated per TTI in the non-MIMO case,Layer 2 Structure for UL,Layer 2 Structure for DL,PDCP，RLC，MAC，PHY處理示例,各個(gè)子層數(shù)據(jù)包形成示例,40,,第二部分 LTE協(xié)議層介紹,第一章 LTE 物理層介紹第二章 LTE 層2介紹第一節(jié) MAC子層介紹第二節(jié) RLC子層介紹第三節(jié) PDCP子層介紹

30、第三章 LTE層3介紹第一節(jié) RRC層介紹第二節(jié) NAS層介紹,RRC層介紹,RRC（Radio Resource Control）功能系統(tǒng)信息廣播尋呼RRC連接控制RRC連接移動(dòng)性功能小區(qū)選擇控制UE測(cè)量報(bào)告以及對(duì)測(cè)量報(bào)告的控制安全控制的管理無(wú)線配置控制DRX的配置和修改QoS控制多播/廣播其它,RRC層介紹——LTE系統(tǒng)消息廣播的組成,系統(tǒng)信息廣播的內(nèi)容被劃分為多個(gè)系統(tǒng)信息塊(System Info

31、rmation Blocks, SIB)，但是有一個(gè)“塊”另外給起了個(gè)名字：主信息塊(Master Information Block, MIB)。因此系統(tǒng)廣播信息就被劃分為MIB+ several SIBs。,RRC層介紹—— LTE系統(tǒng)消息廣播的組成,MIB在BCH上發(fā)送， MIB上傳輸幾個(gè)比較重要的系統(tǒng)信息參數(shù):1、下行鏈路系統(tǒng)帶寬；2、PHICH配置信息；3、系統(tǒng)幀號(hào)。SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上發(fā)送。

32、其中SIB1上傳輸與評(píng)估一個(gè)UE是否被允許接入小區(qū)有關(guān)的信息以及其他系統(tǒng)信息的調(diào)度信息：1、小區(qū)接入相關(guān)信息；2、小區(qū)選擇信息；3、SIB調(diào)度信息；4、TDD參數(shù)配置；5、SI窗口長(zhǎng)度；6、ValueTag。,RRC層介紹—— LTE系統(tǒng)消息廣播的組成,RRC層介紹—— UE狀態(tài),UE狀態(tài) （1）RRC_IDLE將多播/廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)経E上層可以配置UEUE移動(dòng)性管理UE負(fù)責(zé)偵聽(tīng)尋呼信道，目的是即時(shí)發(fā)現(xiàn)呼入也負(fù)

33、責(zé)執(zhí)行重選小區(qū)、獲取系統(tǒng)信息 （2）RRC_CONNECTED到達(dá)/來(lái)自UE的傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行移動(dòng)性管理UE負(fù)責(zé)偵聽(tīng)與共享信道相關(guān)的控制信道，即時(shí)發(fā)現(xiàn)屬于自己的數(shù)據(jù)，也負(fù)責(zé)提供信道質(zhì)量和反饋信息。UE也負(fù)責(zé)執(zhí)行臨近小區(qū)的量以及獲取系統(tǒng)信息。,RRC層介紹——SRB(信令無(wú)線承載),當(dāng)無(wú)線承載（Radio Bearers ,RB）用于RRC消息和NAS消息的傳輸時(shí)，就被定義為信令的無(wú)線承載（Signalling radio be

34、arers，SRB ）SRB0映射到CCCH傳送的RRC消息SRB1NAS消息，大部分RRC消息都屬于這一類，映射到DCCHSRB2高優(yōu)先級(jí)的RRC消息，也映射到DCCH,RRC連接建立涉及SRB1的建立，E-UTRAN在S1連接建立完成之前會(huì)完成RRC的連接建立. 接入層安全機(jī)制是由RRC信令的完整性保護(hù)、RRC信令和用戶數(shù)據(jù)的加密組成的。 接入層提供三種不同的security keys：一個(gè)是為RRC信令的完整性保護(hù)

35、，一個(gè)為是RRC信令的加密，還有一個(gè)是為用戶數(shù)據(jù)的加密。這三個(gè)Keys都源自于一個(gè)接入層的base-key.RRC連接建立觸發(fā)條件：UE呼叫開(kāi)始，請(qǐng)求與網(wǎng)絡(luò)側(cè)建立連接關(guān)系（處于IDLE狀態(tài)的UE有業(yè)務(wù)需求 ）。,RRC層介紹——連接控制,流程描述：隨機(jī)接入U(xiǎn)E觸發(fā)RRC連接建立（initial UE identity PLMN ID)DCM創(chuàng)建用戶面實(shí)例（GID），調(diào)用CRM函數(shù)接口，由DRM分配無(wú)線專用資源，并進(jìn)行接納處理（

36、板號(hào)，DSP號(hào)，服務(wù)CID，發(fā)射分集模式，SRB所需RLC/PDCP/功控參數(shù)等）請(qǐng)求建立UE上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPG）建立用戶面上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPG）, 配置成功后，向DCM返回響應(yīng)DCM向UE發(fā)送RRC Connection Setup （建立的SRB信息，C_RNTI, UE identity)UE收到消息，同樣進(jìn)行UE側(cè)的RRC建立的過(guò)程。UE返回RRC建立完成響應(yīng)，消息

37、中包含了發(fā)送到MME的NAS信息提取NAS信元，DCM通過(guò)S1口向MME發(fā)送INITIAL UE MESSAGE消息（NAS信息） MME—> eNB發(fā)送INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息,該消息有可能包含有安全信息，UE能力信息，業(yè)務(wù)信息以及在MME給UE分配的MME_S1AP_UEID等并進(jìn)行響應(yīng)的處理（如果存在SAE Bearer Setup要求，發(fā)起SAE Bearer Setup Proc

38、edure）。UE和eNB間的RRC連接重配過(guò)程（消息中包含安全信息，RB信息建立，測(cè)量信息和調(diào)整信息等）。eNodeB組織S1口消息INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE發(fā)送給MME，過(guò)程結(jié)束。,RRC層介紹——RRC連接建立過(guò)程,RRC連接建立,,,UE處于RRC_IDLE狀態(tài)，當(dāng)上層要求建立RRC連接時(shí)，UE就會(huì)啟動(dòng)這個(gè)過(guò)程。該過(guò)程的目的是建立一個(gè)RRC連接，包括SRB1的建立，也用于從UE向E-UTRA

39、N發(fā)送初始NAS專用信息。,RRC層介紹——RRC過(guò)程,RRC連接重配,該過(guò)程的目的是修改一個(gè)RRC連接，如建立/修改/釋放無(wú)線承載以完成切換或配置/修改測(cè)量。NAS專用信息可能會(huì)從E-UTRAN傳輸?shù)経E。UE收到RRC CONNECTION RECONFIGURATION后，要根據(jù)該消息中是否包含NAS專用信息，無(wú)線資源配置消息單元，測(cè)量配置消息單元，移動(dòng)性控制信息，分別向上層轉(zhuǎn)發(fā)NAS專用信息或執(zhí)行相應(yīng)的配置過(guò)程或切換過(guò)程。若

40、重配失敗向E-UTRAN發(fā)送RRC CONNECTION RECONFIGURATION FAILURE消息。,,,RRC層介紹——RRC過(guò)程,RRC連接重建,該過(guò)程的目的是重建RRC連接，包括SRB1操作恢復(fù)和安全重激活。UE只有在安全被激活后才初始該過(guò)程。UE設(shè)置RRC CONNECTION RE-ESTABLISHMENT REQUEST消息內(nèi)容為：設(shè)置Re-establishment UE identity消息單元為變量UE_

41、CONTENTION_RESOLUTION_IDENTITY的值。UE收到RRC CONNECTION RE-ESTABLISHMENT后做相關(guān)操作。若重建請(qǐng)求被拒絕，UE向上層指示釋放信號(hào)/令連接和已建立的EPS承載及所有無(wú)線資源，并轉(zhuǎn)入RRC空閑狀態(tài)。,,,RRC層介紹——RRC過(guò)程,RRC連接釋放,在該過(guò)程中UE無(wú)需向E-UTRAN發(fā)應(yīng)答消息。UE向上層指示釋放信號(hào)/令連接和已建立的EPS承載及所有無(wú)線資源，并轉(zhuǎn)入RRC空閑狀

42、態(tài)，此外，若消息中有空閑模式移動(dòng)性控制信息，保存該信息，如果小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)過(guò)期，則啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T320。,,RRC層介紹——RRC過(guò)程,NAS層介紹,NAS（Non-Access Stratrum）NAS消息的傳輸在E-UTRAN中，NAS消息或者鏈接在RRC消息中或者沒(méi)有跟RRC消息鏈接。如果傳輸塊的大小允許，則初始直傳消息與RRC連接請(qǐng)求鏈接在一起。當(dāng)NAS和RRC過(guò)程同步的時(shí)候，其他NAS消息可以與RRC消息鏈接。除了NA

43、S完成的完整性保護(hù)和加密外，NAS消息的完整性保護(hù)是由RRC來(lái)完成的，加密由PDCP完成。,NAS層介紹,NAS的協(xié)議狀態(tài)包括LTE_DETACHEDLTE_IDLELTE_ACTIVENAS的協(xié)議狀態(tài)描述以及狀態(tài)躍遷LTE_DETACHED:在該狀態(tài)下，沒(méi)有RRC實(shí)體，通常指剛開(kāi)機(jī)的狀態(tài)。此時(shí)在網(wǎng)絡(luò)側(cè)還沒(méi)有改用戶的RRC通信上下文。分配給用戶的只有IMSI，網(wǎng)絡(luò)不終端用戶的位置信息，沒(méi)有上下行活動(dòng)，可以執(zhí)行PLMN/CELL

44、選擇。,NAS層介紹,NAS的協(xié)議狀態(tài)描述以及狀態(tài)躍遷LTE_IDLE：在該狀態(tài)下，UE處于RRC_IDLE狀態(tài)。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)會(huì)保存用戶的一些消息，如IP地址、安全相關(guān)信息（密鑰）、用戶能力消息、無(wú)限承載等。狀態(tài)的躍遷由eNodeB或者EPC來(lái)決定。網(wǎng)絡(luò)側(cè)有該用戶的通信上下文，此時(shí)可以使用戶快速躍遷到LTE_ACTIVE狀態(tài)。分配給該用戶的標(biāo)識(shí)信息有IMSI、在跟蹤區(qū)域（TA）中唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)用戶的ID，一個(gè)或者多個(gè)IP地址。網(wǎng)絡(luò)知道終端在

45、那個(gè)TA，終端被分配了非連續(xù)接收的周期，可以根據(jù)此周期進(jìn)行下行的接收，可以執(zhí)行小區(qū)重選。LTE_ACTIVE：UE處于RRC_CONNECTED狀態(tài)。狀態(tài)的躍遷由eNodeB或者EPC來(lái)決定。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)會(huì)保留有UE的通信上下文，包含了所有滿足通信的必要信息，分配給用戶的標(biāo)識(shí)信息有IMSI、在TA內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)用戶的ID、在一個(gè)小區(qū)內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)C-RNTI以及一個(gè)或者多個(gè)IP地址。網(wǎng)絡(luò)可以終端UE處于哪個(gè)小區(qū)，在上下行方向用戶都可以進(jìn)行非連

46、續(xù)發(fā)送和接收。移動(dòng)性可以通過(guò)執(zhí)行切換過(guò)程來(lái)達(dá)到。,第一部分 3GPP LTE協(xié)議概況第二部分 LTE協(xié)議層介紹第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,,57,,第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,第一章 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹第二章 LTE S1接口介紹第一節(jié) LTE S1接口協(xié)議第二節(jié) LTE S1接口例程第三章 LTE X2接口介紹第一節(jié) LTE X2接口協(xié)議第二節(jié) LTE X2接口例程第四章 LTE

47、X1接口介紹,,,,,,,,,,,,,GERAN,UTRAN,GPRS Core,MME,Inter AS Anchor,hPCRF,Evolved Packet Core,,S5,S2,S3,S4,HSS,S7,S6,Gi,S1-U,Gb,Iu,Rx+,LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,,,X1,eNB,X1,eNB,X2,Evolved RAN,,VPCRF,S9,ServingSAE GW,,,S11,S10,,S1-MME,,S7,,PDN

48、 SAEGW,S8b,LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,61,LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹——S1/X2的引入,,,,,LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹——協(xié)議棧架構(gòu),,信令流,,,,數(shù)據(jù)流,,63,,第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,第一章 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹第二章 LTE S1接口介紹第一節(jié) LTE S1接口協(xié)議第二節(jié) LTE S1接口例程第三章 LTE X2接口介紹第一節(jié) LTE X2接口協(xié)議第二節(jié) LTE X2接口例程

49、第四章 LTE X1接口介紹,,,UP:用戶平面接口位于E-NodeB和S-GW之間，傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在IP傳輸之上，UDP/IP之上的GTP-U用來(lái)攜帶用戶平面的PDU。 CP：S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之間，傳輸網(wǎng)絡(luò)層是利用IP傳輸，這點(diǎn)類似于用戶平面；為了可靠的傳輸信令消息，在IP曾之上添加了SCTP；應(yīng)用層的信令協(xié)議為S1-AP。,用戶面,控制面,LTE S1接口協(xié)議,用戶面,控制面,LTE S1接口

50、協(xié)議,控制面功能 SAE承載管理功能（包括SAE承載建立、修改和釋放）；連接狀態(tài)下UE的移動(dòng)性管理功能（包括LTE系統(tǒng)內(nèi)切換和系統(tǒng)間切換）；S1尋呼功能；NAS信令傳輸功能；S1 UE上下文釋放功能；S1接口管理功能（包括復(fù)位、錯(cuò)誤指示以及過(guò)載指示等）；網(wǎng)絡(luò)共享功能；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇功能；初始上下文建立功能；漫游和接入限制支持功能,66,LTE S1接口例程——E-RAB Setup,,目的：在CN和eNB上為UE建立

51、業(yè)務(wù)通道。E-RAB Setup Request主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)，需要建立的SAE承載列表（具體包括SAE承載ID，承載的Qos參數(shù)信息，承載的傳輸?shù)刂返龋?，NAS-PDU等。E-RAB Setup Response主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)，建立成功的SAE承載列表以及沒(méi)有建立成功的承載列表。,,67,LTE S1接口例程—— Initial Context Setup,目的：在eNB中建

52、立UE的初始上下文。Initial Context Setup Request主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)，需要建立的SAE承載列表（具體包括SAE承載ID，承載的Qos參數(shù)信息，承載的傳輸?shù)刂返龋琋AS-PDU，安全信息，切換限制列表，UE無(wú)線能力等。Initial Context Setup Response主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)，建立成功的SAE承載列表以及沒(méi)有建立成功的承載列表。,68,L

53、TE S1接口例程—— Handover Resource Allocation,,目的：通知目標(biāo)eNB為即將切換過(guò)來(lái)的UE分配資源。Handover Request主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)，切換類型，切換原因，需要為UE建立的SAE承載列表（具體包括SAE承載ID，承載的Qos參數(shù)信息，承載的傳輸?shù)刂返龋?。Handover Request ACK主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)，切換類型, 成功建立的S

54、AE承載列表以及沒(méi)有建立成功的承載列表。,69,LTE S1接口例程—— Paging,,目的：MME通過(guò)尋呼與處于IDLE狀態(tài)的UE建立信令連接。Paging主要信元：要尋呼的UE的ID，尋呼原因，要尋呼的跟蹤區(qū)列表。,70,LTE S1接口例程—— S1 Setup,,目的：為了eNB和MME之間交換應(yīng)用層數(shù)據(jù)。S1 Setup Request主要信元：eNB的ID，eNB的name，所支持的TAs，所屬的PLMN等。S1 S

55、etup Response主要信元：MME的name，所屬的PLMN，MME的能力信息等。,71,LTE S1接口例程—— UE Capability Info Indication,,目的：eNB向MME提供UE的無(wú)線能力信息。UE Capability Info Indication主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)，UE Radio Capability。,72,,第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,第一章 LTE網(wǎng)絡(luò)

56、接口介紹第二章 LTE S1接口介紹第一節(jié) LTE S1接口協(xié)議第二節(jié) LTE S1接口例程第三章 LTE X2接口介紹第一節(jié) LTE X2接口協(xié)議第二節(jié) LTE X2接口例程第四章 LTE X1接口介紹,,,UP:X2用戶平面接口是E-NodeB之間的接口，用戶平面協(xié)議伐如下圖所示，E-UTRAN的傳輸網(wǎng)絡(luò)層是基于IP傳輸?shù)模琔DP/IP之上是利用GTP-U來(lái)傳送用戶平面PDU。CP：X2控制平面接

57、口是E-NodeB之間的接口，控制平面協(xié)議伐如下圖所示。傳輸網(wǎng)絡(luò)層是利用IP和SCTP協(xié)議，而應(yīng)用層信令協(xié)議為X2接口應(yīng)用協(xié)議X2-AP。 控制面功能 連接狀態(tài)下UE的移動(dòng)性管理功能（針對(duì)LTE系統(tǒng)內(nèi)切換）上行負(fù)荷管理功能X2接口管理功能（包括復(fù)位和錯(cuò)誤指示）,LTE X2接口協(xié)議,用戶面,控制面,74,LTE X2接口例程——UE Context Release,,目的：切換完成后，目標(biāo)eNB通知源eNB釋放UE的上下文。U

58、E Context Release主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號(hào)。,75,LTE X2接口例程—— eNB Configuration Update,,,,,目的：當(dāng)eNB1的配置信息發(fā)生變化時(shí)，它通過(guò)該流程將更新的信息報(bào)告給eNB2，以達(dá)到兩者信息的統(tǒng)一。eNB Configuration Update主要信元：增加、修改、刪除的服務(wù)小區(qū)列表，增加。,76,,第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹,第一章 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介

59、紹第二章 LTE S1接口介紹第一節(jié) LTE S1接口協(xié)議第二節(jié) LTE S1接口例程第三章 LTE X2接口介紹第一節(jié) LTE X2接口協(xié)議第二節(jié) LTE X2接口例程第四章 LTE X1接口介紹,完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流在空中接口的收發(fā)處理，協(xié)議棧包括PDCP、RLC、MAC和PHY四個(gè)協(xié)議子層,,,,業(yè)務(wù)面,控制面,E-UTRAN控制面主要包括NAS、RRC、PDCP、RLC、MAC和PHY，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的協(xié)議終止點(diǎn)除N

60、AS在MME中外，其他的協(xié)議層都終止于eNB,LTE X1接口介紹,功能：廣播：MIB等需要頻繁發(fā)送的系統(tǒng)信息使用固定無(wú)線資源在PBCH上發(fā)送，而其它廣播信息與數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)共享無(wú)線資源，由PDSCH承載。尋呼：采用與數(shù)據(jù)共享無(wú)線資源的方式采用PDSCH承載。業(yè)務(wù)鏈接建立和釋放：在E-UTRAN中對(duì)RRC消息進(jìn)行了較大的簡(jiǎn)化，僅使用一個(gè)單一的配置消息（RRC CONNECTION RECONFIGURATION）來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)鏈接的建立和釋