LTE协议层与接口原理培训教材(1)

1、.1 什么是什么是LTELTE？ .2 LTE=Long Term EvolutionLTE=Long Term Evolution，又称，又称E-UTRA/E-UTRANE-UTRA/E-UTRAN，和，和3GPP2 UMB3GPP2 UMB 合称合称E3GE3G（Evolved 3GEvolved 3G） LTELTE是以是以OFDMOFDM为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网 络控制器（络控制器（RNCRNC）。与其说是）。与其说是3G3G技术的技术的“演进演进”（evolutionevolution），）， 不如说是不如说是“革命

2、革命”（revolutionrevolution）。）。 这场这场“革命革命”是系统不可避免的丧失了大部分后向兼容性，也就是系统不可避免的丧失了大部分后向兼容性，也就 是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此从技术是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此从技术 归属上，可以将归属上，可以将LTELTE看作看作4G4G范畴。范畴。 LTELTE的起因：在的起因：在20042004年年WiMAXWiMAX对对UMTSUMTS技术产生挑战（尤其是技术产生挑战（尤其是HSDPAHSDPA技技 术）时，术）时，3GPP3GPP急于开发和急于开发和WiMAXWiMAX抗衡的、以抗衡的、

3、以OFDM/FDMAOFDM/FDMA为核心技术、为核心技术、 支持支持20MHz20MHz系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术。长期上也系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术。长期上也 可以在可以在IMT-AdvancedIMT-Advanced标准化上先发制人。标准化上先发制人。 .3 LTELTE研究阶段（研究阶段（SISI）于）于20042004年底开始，于年底开始，于20062006年年9 9月结束。月结束。 LTELTE的可行性研究得出了正面的结论。的可行性研究得出了正面的结论。 20052005年年6 6月完成了月完成了LTELTE需求的研究，形成了需求报告需求的研究，形成了需

4、求报告TR TR 25.91325.913。 20062006年年9 9月月3GPP3GPP正式批准了正式批准了LTELTE工作阶段（工作阶段（WIWI），），LTELTE标准的标准的 起草正式开始。起草正式开始。3GPP3GPP已于已于20072007年年3 3月完成第月完成第2 2阶段（阶段（Stage 2Stage 2） 的协议，按照目前的工作计划，的协议，按照目前的工作计划，3GPP3GPP将于将于20072007年年9 9月最终完月最终完 成第成第3 3阶段（阶段（Stage 3Stage 3）协议，测试规范将于）协议，测试规范将于20082008年年3 3月完成。月完成。 在在SI

5、SI阶段，各工作组形成了阶段，各工作组形成了TR 25.814TR 25.814、TR 25.813TR 25.813、R3.018R3.018 等研究报告。各工作组的等研究报告。各工作组的SISI结论被收集在结论被收集在SISI总技术报告总技术报告TR TR 25.91225.912。3 3月完成了月完成了Stage 2Stage 2规范规范TS 36.300 TS 36.300 3GPP3GPP决定将编号决定将编号3636的标准号分给的标准号分给LTELTE .4 LTELTE系统的设计主要考虑如下几个总体目标：系统的设计主要考虑如下几个总体目标： 降低每比特成本降低每比特成本 扩展业务的

6、提供能力，以更低的成本，更佳的用户体验提供更多的业扩展业务的提供能力，以更低的成本，更佳的用户体验提供更多的业 务务 灵活使用现有的和新的频段灵活使用现有的和新的频段 简化架构，开放接口简化架构，开放接口 实现合理的终端功耗实现合理的终端功耗 高数据率、低延迟、为分组业务优化的系统，需完成以下工作：高数据率、低延迟、为分组业务优化的系统，需完成以下工作： 在空中接口的物理层方面，支持灵活的传输带宽，引入新的传输技术在空中接口的物理层方面，支持灵活的传输带宽，引入新的传输技术 和先进的多天线技术和先进的多天线技术 在空中接口层在空中接口层2/2/层层3 3方面，对信令设计进行优化方面，对信令设计

7、进行优化 在在RANRAN架构方面，确定优化的架构方面，确定优化的RANRAN架构和架构和RANRAN网元之间的功能划分网元之间的功能划分 优化的优化的RFRF设计。设计。 .5 支持支持1.25MHz1.25MHz（包括（包括1.6MHz1.6MHz）-20MHz-20MHz带宽带宽 峰值数据率：上行峰值数据率：上行50Mbps50Mbps，下行，下行100Mbps 100Mbps 频谱效率达到频谱效率达到3GPP Release 63GPP Release 6的的2-42-4倍倍 提高小区边缘的比特率提高小区边缘的比特率 用户面延迟（单向）小于用户面延迟（单向）小于5ms5ms，制面延迟小

8、于，制面延迟小于100ms100ms 支持与现有支持与现有3GPP3GPP和非和非3GPP3GPP系统的互操作系统的互操作 支持增强型的广播多播业务。在单独的下行载波部署移动电视（支持增强型的广播多播业务。在单独的下行载波部署移动电视（Mobile TVMobile TV） 系统系统 降低建网成本，实现从降低建网成本，实现从Release 6Release 6的低成本演进的低成本演进 实现合理的终端复杂度、成本和耗电实现合理的终端复杂度、成本和耗电 支持增强的支持增强的IMSIMS（IPIP多媒体子系统）和核心网多媒体子系统）和核心网 追求后向兼容追求后向兼容, , 但应该仔细考虑性能改进和向

9、后兼容之间的平衡但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡 取消取消CSCS（电路交换）域，（电路交换）域，CSCS域业务在域业务在PSPS（包交换）域实现，如采用（包交换）域实现，如采用VoIPVoIP 对低速移动优化系统，同时支持高速移动对低速移动优化系统，同时支持高速移动 以尽可能相似的技术同时支持成对（以尽可能相似的技术同时支持成对（pairedpaired）和非成对（）和非成对（unpairedunpaired）频段）频段 尽可能支持简单的临频共存尽可能支持简单的临频共存 .6 中兴通讯销售体系 工程服务部TD用服部 姓 名 : 杜雨舟 E-mail : LTELTE协议层与接口原理

10、协议层与接口原理 .7 2第一部分第一部分 3GPP LTE协议概况协议概况 2第二部分第二部分 LTE协议层介绍协议层介绍 2第三部分第三部分 LTE网络接口介绍网络接口介绍 .8 8 8 n第一章第一章 3GPP LTE网络架构网络架构 u第一节第一节 LTELTE网络整体架构网络整体架构 u第二节第二节 LTELTE网络节点功能网络节点功能 n第二章第二章 3GPP LTE协议架构协议架构 u第一节第一节 LTELTE主要协议主要协议 u第二节第二节 LTELTE协议列表协议列表 .9 S-GW/MME S-GW/MME 合称合称EPCEPC演进型分组域演进型分组域 核心网核心网 S1S

11、1接口的用户面终止在服务网关接口的用户面终止在服务网关 (SGW)(SGW) S1S1接口的控制面终止于移动性管接口的控制面终止于移动性管 理实体（理实体（MMEMME） S1S1接口支持接口支持EPCEPC与与eNBeNB之间的多对之间的多对 多关系多关系 X2X2为为eNBeNB之间接口之间接口 nMMEMME：Mobility Management EntityMobility Management Entity nS-GWS-GW：Serving GateWayServing GateWay neNBeNB：Evolved Node BEvolved Node B .10 LTE网络节

12、点功能 .11 1111 n第一章第一章 3GPP LTE网络架构网络架构 u第一节第一节 LTELTE网络整体架构网络整体架构 u第二节第二节 LTELTE网络节点功能网络节点功能 n第二章第二章 3GPP LTE协议架构协议架构 u第一节第一节 LTELTE主要协议主要协议 u第二节第二节 LTELTE协议列表协议列表 .12 36.2XX36.2XX：物理层相关协议：物理层相关协议 n36.201:36.201:物理层协议整体描述物理层协议整体描述 n36.211: 36.211: 物理信道和调制物理信道和调制 n36.212: 36.212: 复用和信道编码复用和信道编码 n36.21

13、336.213：物理层过程：物理层过程 n36.21436.214：物理层测量：物理层测量 36.3XX: 36.3XX: 上层相关，上层相关，UEUE等级划分等级划分 n36.300:E-UTRAN 36.300:E-UTRAN 整体描述整体描述 n36.321: MAC 36.321: MAC 子层规范子层规范 n36.322: RLC 36.322: RLC 子层规范子层规范 n36.32336.323：PDCPPDCP子层规范子层规范 n36.33136.331：RRCRRC规范规范 36.4XX36.4XX：各种网络接口协议：各种网络接口协议 n36.41036.41436.4103

14、6.414：S1S1接口相关标准接口相关标准 n36.42036.42436.42036.424：X2X2接口相关标准接口相关标准 LTE主要协议 .13 LTELTE协议列表协议列表 .14 2第一部分第一部分 3GPP LTE协议概况协议概况 2第二部分第二部分 LTE协议层介绍协议层介绍 2第三部分第三部分 LTE网络接口介绍网络接口介绍 .15 1515 n第一章第一章 LTE 物理层介绍物理层介绍 n第二章第二章 LTE 层层2介绍介绍 u第一节第一节 MACMAC子层介绍子层介绍 u第二节第二节 RLCRLC子子层介绍层介绍 u第三节第三节 PDCPPDCP子子层介绍层介绍 n第三

15、章第三章 LTE层层3介绍介绍 u第一节第一节 RRCRRC层介绍层介绍 u第二节第二节 NASNAS层介绍层介绍 .16 无线接口主要指无线接口主要指UEUE和网络之间的接口，包括层和网络之间的接口，包括层1 1、层、层2 2和层和层3 3。 下图给出了层下图给出了层1 1（物理层）周围的（物理层）周围的E-UTRAE-UTRA无线协议结构。物理层与层无线协议结构。物理层与层2 2 的媒体接入控制（的媒体接入控制（MACMAC）子层和层）子层和层3 3的无线资源控制（的无线资源控制（RRCRRC）层有接口。其）层有接口。其 中圆圈便是不同层中圆圈便是不同层/ /子层间的服务接入点（子层间的服

16、务接入点（SAPSAP）。物理层向）。物理层向MACMAC层提供传层提供传 输信道，输信道，MACMAC提供不同的逻辑信道给层提供不同的逻辑信道给层2 2的无线链路控制（的无线链路控制（RLCRLC）子层。）子层。 .17 物理层向高层提供数据传输服务，可以通过物理层向高层提供数据传输服务，可以通过MACMAC子层并使用传输子层并使用传输 信道来接入这些服务。为了提供数据传输服务，物理层将提供如下信道来接入这些服务。为了提供数据传输服务，物理层将提供如下 功能：功能： 传输信道的错误检测并向高层提供指示传输信道的错误检测并向高层提供指示 传输信道的前向纠错（传输信道的前向纠错（Forward

17、Error CorrectionForward Error Correction，FECFEC）编码解码）编码解码 混合自动重传请求（混合自动重传请求（Hybird Automatic Repeat-reQuestHybird Automatic Repeat-reQuest，HARQHARQ）软合并）软合并 编码的传输信道与物理信道之间的速率匹配编码的传输信道与物理信道之间的速率匹配 .18 编码的传输信道与物理信道之间的映射编码的传输信道与物理信道之间的映射 物理信道的功率加权物理信道的功率加权 物理信道的调制与解调物理信道的调制与解调 频率和时间同步频率和时间同步 射频特性测量并向高层提

18、供指示射频特性测量并向高层提供指示 对输入多输出对输入多输出(Multiple Input Multiple Output(Multiple Input Multiple Output，MIMO)MIMO)天线处理天线处理 传输分集传输分集 波束赋形波束赋形 射频处理射频处理 .19 物理信道与调制物理信道与调制 LTELTE下行定义的物理信道包括物理下行共享信道、物理多播信道、物下行定义的物理信道包括物理下行共享信道、物理多播信道、物 理下行控制信道、物理广播信道、物理控制格式指示信道和物理理下行控制信道、物理广播信道、物理控制格式指示信道和物理HARQHARQ 指示信道指示信道 LTELT

19、E上行定义的物理信道包括物理随机接入信道、物理上行共享信道上行定义的物理信道包括物理随机接入信道、物理上行共享信道 和物理上行控制信道。和物理上行控制信道。 定义的信号包括参考信号、主定义的信号包括参考信号、主/ /辅同步信号。辅同步信号。 下行和上行均支持如下调制方式：四相移相键控（下行和上行均支持如下调制方式：四相移相键控（Quate Phase Quate Phase Shift KeyingShift Keying，QPSKQPSK）、正交调幅（）、正交调幅（Quadrature Amplitude Quadrature Amplitude Modulation,16QAMModula

20、tion,16QAM）和）和64QAM64QAM。 .20 复用与信道编码复用与信道编码 LTELTE中传输块的信道编码方案为中传输块的信道编码方案为TurboTurbo编码，编码速率为编码，编码速率为R=1/3R=1/3，它由，它由 两个两个8 8状态子编码器和一个状态子编码器和一个TurboTurbo码内部交织器构成。码内部交织器构成。 在在TurboTurbo编码中使用栅格终止（编码中使用栅格终止（Trellis TerminationTrellis Termination）方案。在）方案。在 TurboTurbo编码之前，传输块被分割成多个段，每段的大小要与最大信息编码之前，传输块被分

21、割成多个段，每段的大小要与最大信息 块大小块大小6144bit6144bit保持一致。使用保持一致。使用24bit24bit长的循环冗余校验（长的循环冗余校验（Cyclic Cyclic Redundancy Check,CRCRedundancy Check,CRC）来支持错误检测。）来支持错误检测。 .21 物理层过程物理层过程 LTELTE操作中涉及多个物理层过程，这些过程包括小区搜索、功率控制、上行同操作中涉及多个物理层过程，这些过程包括小区搜索、功率控制、上行同 步和上行定时控制、随机接入相关过程、步和上行定时控制、随机接入相关过程、HARQHARQ相关过程。相关过程。 通过在频域、

22、时域和功率域进行物理资源控制，通过在频域、时域和功率域进行物理资源控制，LTELTE隐含地支持干扰协调。隐含地支持干扰协调。 物理层测量物理层测量 无线特性在终端和基站进行测量，并在网络中向高层进行报告。这包括用于同频和异频切换的测量，无线特性在终端和基站进行测量，并在网络中向高层进行报告。这包括用于同频和异频切换的测量， 用于不同无线接入技术（用于不同无线接入技术（Radio Access TechnologyRadio Access Technology，RATRAT）之间切换的测量，定时测量，用于无线资）之间切换的测量，定时测量，用于无线资 源管理（源管理（Radio Resource

23、ManagementRadio Resource Management，RRMRRM）的测量。）的测量。 用于不同用于不同RATRAT间切换的测量用于支持向间切换的测量用于支持向GSMGSM、UTRA FDDUTRA FDD和和UTRA TDDUTRA TDD系统的切换。系统的切换。 .22 Transmission BW1.4 MHz3 MHz5 MHz10 MHz15 MHz 20 MHz Slot duration 0.5 ms Sub-carrier spacing15 kHz Sampling frequency (MHz) 1.92 (1/2 3.84) 3.84 (1 3.84)

24、 7.68 (2 3.84) 15.36 (4 3.84) 23.04 (6 3.84) 30.72 (8 3.84) FFT size128256512102415362048 Number of occupied sub-carriers 761513016019011201 OFDM symbols per slot (Short/Long CP) 7/6 CP length (s/sample s) Short(4.69/9) 6, (5.21/10) 1 (4.69/18) 6, (5.21/20) 1 (4.69/36) 6, (5.21/40) 1 (4.69/72) 6, (5

25、.21/80) 1 (4.69/108) 6, (5.21/120) 1 (4.69/144) 6, (5.21/160) 1 Long(16.67/32)(16.67/64)(16.67/128)(16.67/256)(16.67/384)(16.67/512) .23 LTE LTE的下行传输是基于的下行传输是基于OFDMAOFDMA的。的。 物理信道物理信道 物理下行共享信道（物理下行共享信道（Physical Downlink Shared Channel, PDSCHPhysical Downlink Shared Channel, PDSCH） 物理广播信道（物理广播信道（Phys

26、ical Broadcast Channel, PBCHPhysical Broadcast Channel, PBCH） 物理多播信道（物理多播信道（Physical Multicast Channel, PMCHPhysical Multicast Channel, PMCH） 物理控制格式指示信道（物理控制格式指示信道（Physical Control Format Indicator Channel, Physical Control Format Indicator Channel, PCFICHPCFICH） 物理下行控制信道（物理下行控制信道（Physical Downlink

27、Control Channel, PDCCHPhysical Downlink Control Channel, PDCCH） 物理物理HARQHARQ指示信道（指示信道（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICHPhysical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH） 物理信号物理信号 参考信号（参考信号（reference signalreference signal） 同步信号（同步信号（synchronization signalsynchronization signal） .24 LTELTE的上行传输

28、是基于的上行传输是基于SC-FDMASC-FDMA的的 物理信道物理信道 物理上行共享信道（物理上行共享信道（Physical Uplink Shared Channel, PUSCHPhysical Uplink Shared Channel, PUSCH） 物理上行控制信道（物理上行控制信道（Physical Uplink Control Channel, PUCCHPhysical Uplink Control Channel, PUCCH） 物理随机接入信道（物理随机接入信道（Physical Random Access Channel, PRACHPhysical Random Ac

29、cess Channel, PRACH） 物理信号物理信号 参考信号（参考信号（reference signalreference signal） .25 物理层通过传输信道为上层提供数据传送服务。物理层通过传输信道为上层提供数据传送服务。 物理信道物理信道: : 定义场所定义场所 传输信道传输信道: : 按怎样传按怎样传, ,传什么特征的数据区分传什么特征的数据区分 物理层支持的传输信道物理层支持的传输信道 BCHBCH（Broadcast CHBroadcast CH）: : 固定调制编码方式固定调制编码方式, ,广播广播 DL-SCHDL-SCH（Downlink Shared CHDo

30、wnlink Shared CH）: : 支持支持HARQ,AMC,HARQ,AMC,可以广播可以广播, ,可以波束赋形可以波束赋形, ,可以动态或半可以动态或半 静态资源分配静态资源分配, ,支持支持DTX,DTX,支持支持MBMS(FFS)MBMS(FFS) PCHPCH（Paging CHPaging CH）: : 支持支持DRX(UEDRX(UE省电省电),),广播广播 MCHMCH（Multicast CHMulticast CH）: : 多播多播, ,支持支持SFNSFN合并合并, ,支持半静态资源分配支持半静态资源分配( (如分配长如分配长CPCP帧帧) ) UL-SCH:UL-

31、SCH:支持支持HARQ,AMC,HARQ,AMC,可以波束赋形可以波束赋形( (可能不需要标准化可能不需要标准化),),可以动态或半静态资源分配可以动态或半静态资源分配 RACH: RACH: 有限信息有限信息, ,存在竞争存在竞争 25 .26 DL UL .27 2727 n第一章第一章 LTE 物理层介绍物理层介绍 n第二章第二章 LTE 层层2介绍介绍 u第一节第一节 MACMAC子层介绍子层介绍 u第二节第二节 RLCRLC子子层介绍层介绍 u第三节第三节 PDCPPDCP子子层介绍层介绍 n第三章第三章 LTE层层3介绍介绍 u第一节第一节 RRCRRC层介绍层介绍 u第二节第二

32、节 NASNAS层介绍层介绍 .28 MACMAC：Media Access ControlMedia Access Control，即，即“媒体接入控制媒体接入控制”或或“媒体访问控媒体访问控 制制” 。处于。处于LTELTE无线协议的第二层（无线协议的第二层（L2L2；L2L2还包括还包括RLCRLC和和PDCPPDCP）。用于）。用于 为用户分配无线资源（时间、频率（为用户分配无线资源（时间、频率（RBRB数目及位置）、发射层数数目及位置）、发射层数 （LayerLayer）、天线数和发射功率）、天线数和发射功率 ）。）。 MAC子层介绍子层介绍 .29 MACMAC有两个实体，一个是在

33、有两个实体，一个是在E-UTRANE-UTRAN端，另端，另 一个是在一个是在UEUE端。端。 E-UTRANE-UTRAN和和UEUE中中MACMAC实体对各传输信道的处实体对各传输信道的处 理功能不相同。理功能不相同。 MAC子层介绍子层介绍 eNode B Core Network UE IP UE UE eNode B eNode B .30 逻辑信道与传输信道之间的映射逻辑信道与传输信道之间的映射 MAC SDUsMAC SDUs复用复用/ /解复用解复用 MAC PDUMAC PDU 调度信息报告（调度信息报告（BSRBSR） 不同优先级不同优先级UEUE之间的调度（动态调度、半持

34、久调度）之间的调度（动态调度、半持久调度） HARQHARQ 传输格式选择（调制编码方式）传输格式选择（调制编码方式） 同一同一UEUE不同逻辑信道之间的优先级处理不同逻辑信道之间的优先级处理 .31 MACMAC层为层为RLCRLC层提供的服务层提供的服务： u数据传输服务数据传输服务 u无线资源分配无线资源分配 物理层为物理层为MACMAC层提供的服务层提供的服务： u数据传输服务数据传输服务 uHARQHARQ反馈（反馈（ACK/NACKACK/NACK） u调度请求（调度请求（SRSR） u测量（如测量（如CQICQI等）等） MACMACRLCRLC 物理层物理层 L1 L2 n M

35、AC MAC存在的意义存在的意义 .32 MACMAC通过逻辑信道为上层提供数据传送服务通过逻辑信道为上层提供数据传送服务 逻辑信道逻辑信道: :按内容本身区分按内容本身区分 传输信道传输信道: : 按怎样传按怎样传, ,传什么特征的数据区分传什么特征的数据区分 MAC MAC 支持的逻辑信道支持的逻辑信道 控制信道：控制信道： BCCHBCCH（Broadcast Control CHBroadcast Control CH）: :下行广播控制信息下行广播控制信息 PCCH(Paging Control CH):PCCH(Paging Control CH):下行寻呼信息下行寻呼信息 CCC

36、H(Common Control CH):CCCH(Common Control CH):在在RRCRRC连接建立前连接建立前UEUE与网络之间的双向控制信息。与网络之间的双向控制信息。 MCCH(Multicast Control CH):MCCH(Multicast Control CH):控制一个或者多个控制一个或者多个MTCHMTCH的控制信息的控制信息, ,只有支持只有支持MBMSMBMS才有该才有该 信道信道 DCCH(Dedicated Control CH): RRCDCCH(Dedicated Control CH): RRC连接建立后连接建立后UEUE到网络之间的双向控制信

37、息到网络之间的双向控制信息 业务信道业务信道 DTCH(Dedicated Traffic CH):DTCH(Dedicated Traffic CH):点到点的双向业务信息点到点的双向业务信息 MTCH(Multicast Traffic CH):MTCH(Multicast Traffic CH):点到多点的下行业务信息点到多点的下行业务信息, ,只用于只用于MBMS.MBMS. .33 DL-SCH也支持MBMS业 务 MACMAC需要处理的传输信道包需要处理的传输信道包 括以下几种：括以下几种： 广播信道广播信道 (BCH) (BCH) 下行共享信道下行共享信道 (DL-SCH) (D

38、L-SCH) 寻呼信道寻呼信道 (PCH)(PCH) 多播信道多播信道 (MCH)(MCH) 上行共享信道上行共享信道 (UL-SCH) (UL-SCH) 随机接入随机接入信道信道 (RACH)(RACH) Mapping in Uplink Mapping in Downlink .34 RLC(Radio Link Control)RLC(Radio Link Control) 下面的功能有下面的功能有RLCRLC子层提供：子层提供： 上层上层PDUsPDUs的传输的传输 通过通过ARQARQ（自动重传请求）修正错误（只有在（自动重传请求）修正错误（只有在 AMAM数据传输中）数据传输中）

39、 连接，拆分和重新组装连接，拆分和重新组装RLC SDUsRLC SDUs（只在（只在UM UM 和和 AMAM数据传输中）数据传输中） RLCRLC数据数据PDUsPDUs的再分割（只在的再分割（只在AMAM数据传输中）数据传输中） 按照顺序传输上层按照顺序传输上层PUDsPUDs（只在（只在UMUM和和AMAM数据传数据传 输中）输中） 重复检测（只在重复检测（只在UMUM和和AmAm数据传输中）数据传输中） RLC SDURLC SDU的丢弃（只在的丢弃（只在UMUM和和AmAm数据传输中）数据传输中） RLCRLC重组重组 协议错误的侦测与恢复协议错误的侦测与恢复 .35 RLC子层介

40、绍整体结构 .36 RRCRRC控制控制RLCRLC的配置。的配置。 RLCRLC底层的功能由底层的功能由RLCRLC实体实现。对于一个实体实现。对于一个eNBeNB段的段的 RLCRLC实体，对应着实体，对应着UEUE侧也有这样一个实体，反之亦侧也有这样一个实体，反之亦 然。然。 RLCRLC接收或者传递来自上层（对于接收或者传递来自上层（对于CCCHCCCH为为RRCRRC，其，其 他的为他的为PDCPPDCP）的）的RLC SDUsRLC SDUs，并且通过底层，并且通过底层MACMAC发送发送 或者接收或者接收RLC PDUsRLC PDUs与对端的实体进行交互。与对端的实体进行交互。

41、 一个一个RLC PDUsRLC PDUs可以是可以是RLCRLC数据数据PDUPDU或者或者RLCRLC控制控制PDUPDU。 如果如果RLCRLC实体接收到来自上层的实体接收到来自上层的RLC SDURLC SDU，它通过，它通过 与上层的单一的与上层的单一的SAPSAP来获取该来获取该SDUSDU，经过将这些，经过将这些SDUSDU 格式化为格式化为RLC PDUsRLC PDUs，RLCRLC实体通过逻辑信道将这些实体通过逻辑信道将这些 PDUPDU发送给底层。发送给底层。 如果如果RLCRLC实体通过一个单一的逻辑通道接收到来自实体通过一个单一的逻辑通道接收到来自 底层的底层的PDU

42、sPDUs，RLCRLC实体将这些实体将这些PDUsPDUs转换成转换成SDUSDU，然，然 后通过后通过RLCRLC实体与上层之间的单一的实体与上层之间的单一的SAPSAP发送给上发送给上 层。层。 如果如果RLCRLC实体接收或者传输一个来自底层的实体接收或者传输一个来自底层的RLCRLC控控 制制PDUPDU，他们接收和传输的逻辑信道和，他们接收和传输的逻辑信道和RLCRLC数据数据PDUPDU 是相同的。是相同的。 RLC子层介绍框架结构说 明 .37 RLCRLC实体可以通过配置为下面三种数据传输方式：实体可以通过配置为下面三种数据传输方式： TMTM：透传模式；：透传模式；UMUM

43、：非确认模式；：非确认模式；AMAM：确认模式。：确认模式。 RLCRLC实体具体将用来作为实体具体将用来作为TM RLCTM RLC实体，实体，UM RLCUM RLC实体实体 或者或者AM RLCAM RLC实体是由用户配置决定的。实体是由用户配置决定的。 n一个一个TM RLCTM RLC实体可以配置为一个传输实体可以配置为一个传输TM RLCTM RLC实体实体 或者接收或者接收TM RLCTM RLC实体。一个传输实体。一个传输 TM RLCTM RLC实体接收实体接收 来自上层的来自上层的SDUsSDUs，通过底层发送，通过底层发送RLC PDUsRLC PDUs到对端到对端 的的

44、接收的的接收 TM RLCTM RLC实体。一个接收实体。一个接收 TM RLCTM RLC实体可实体可 以传递以传递SDUsSDUs到上层，并可以通过底层接收来自对到上层，并可以通过底层接收来自对 端传输端传输TM RLCTM RLC实体发送过来的实体发送过来的PDUsPDUs。 nUM RLCUM RLC实体接收实体和传输实体功能和实体接收实体和传输实体功能和TMTM相同。相同。 n一个一个AM RLCAM RLC传输实体有传输和发送共同构成，传输实体有传输和发送共同构成，AM AM RLCRLC实体的传输侧接收来自上层的实体的传输侧接收来自上层的SDUsSDUs，通过底层，通过底层 发送

45、发送RLC PDUsRLC PDUs到对端的的到对端的的AM RLCAM RLC实体。实体。AM RLCAM RLC实实 体的接收侧可以传递体的接收侧可以传递SDUsSDUs到上层，并可以通过底到上层，并可以通过底 层接收来自对端层接收来自对端AM RLCAM RLC实体发送过来的实体发送过来的PDUsPDUs。 n大小不定的大小不定的RLC SDUsRLC SDUs是按照字节排列的，是按照字节排列的，RLC RLC SDUsSDUs只有在底层通知有传输时机的时候转换为只有在底层通知有传输时机的时候转换为RLC RLC PDUsPDUs，然后发送到底层。，然后发送到底层。 RLC子层介绍框架结

46、构说 明 .38 透明模式透明模式(TM)(TM) 不添加不添加RLCRLC头头 可以分段可以分段/ /级联级联 非确认模式非确认模式(UM)(UM) 必须添加必须添加RLCRLC头头 两种传送数据方式两种传送数据方式: :检测且将没有出错的数据检测且将没有出错的数据 传递到高层传递到高层; ;立即传递到高层立即传递到高层 确认模式确认模式(AM)(AM) 必须添加必须添加RLCRLC头头 无错传递无错传递( (通过重发机制保证通过重发机制保证) ) 顺序传递或无序传递顺序传递或无序传递( (仅用于上行切换）仅用于上行切换） 唯一传递唯一传递( (相同检测功能相同检测功能) ) .39 PDC

47、P (Packet Data Convergence Protocal)PDCP (Packet Data Convergence Protocal) 功能功能 用户面用户面 头压缩和头解压缩头压缩和头解压缩(ROHC)(ROHC) 从从NASNAS接收接收PDCP SDUPDCP SDU发送到发送到RLCRLC及其逆过程及其逆过程 顺序发送上层顺序发送上层PDUsPDUs 对下层对下层SDUSDU进行相同检测进行相同检测 加密加密/ /解密解密 控制面控制面 加密加密/ /解密和完整性保护解密和完整性保护 从从RRCRRC接收接收PDCP SDUPDCP SDU发送到发送到RLCRLC及其逆

48、过程及其逆过程 PDCP子层介绍 .40 .41 无线接入承载（无线接入承载（RABRAB） RABRAB可以看作是可以看作是UEUE与与CNCN之间接入层向非接入层提供之间接入层向非接入层提供 的业务，主要用于用户数据的传输。的业务，主要用于用户数据的传输。RABRAB直接与直接与UEUE 业务相关，它涉及接入层各个协议模块，在空中业务相关，它涉及接入层各个协议模块，在空中 接口上，接口上，RABRAB反映为无线承载（反映为无线承载（RBRB）。）。 无线承载无线承载(RB)(RB) RBRB是是UEUE与与UTRANUTRAN之间之间L2L2向上层提供的业务向上层提供的业务 RRCRRC连

49、接也可以看作承载信令的无线承载连接也可以看作承载信令的无线承载(SRB)(SRB) .42 In both uplink and downlink, only one transport block is generated per TTI in the non-MIMO case Layer 2 Structure for UL Layer 2 Structure for DL .43 .44 .45 4545 n第一章第一章 LTE 物理层介绍物理层介绍 n第二章第二章 LTE 层层2介绍介绍 u第一节第一节 MACMAC子层介绍子层介绍 u第二节第二节 RLCRLC子子层介绍层介绍 u第

50、三节第三节 PDCPPDCP子子层介绍层介绍 n第三章第三章 LTE层层3介绍介绍 u第一节第一节 RRCRRC层介绍层介绍 u第二节第二节 NASNAS层介绍层介绍 .46 nRRCRRC（Radio Resource ControlRadio Resource Control） n功能功能 系统信息广播系统信息广播 寻呼寻呼 RRCRRC连接控制连接控制 RRCRRC连接移动性功能连接移动性功能 小区选择控制小区选择控制 UEUE测量报告以及对测量报告的控制测量报告以及对测量报告的控制 安全控制的管理安全控制的管理 无线配置控制无线配置控制 DRXDRX的配置和修改的配置和修改 QoSQo

51、S控制控制 多播多播/ /广播广播 其它其它 .47 系统信息广播的内容被划分为多个系统信息系统信息广播的内容被划分为多个系统信息 块块(System Information Blocks, SIB)(System Information Blocks, SIB)，但，但 是有一个是有一个“块块”另外给起了个名字：主信息另外给起了个名字：主信息 块块(Master Information Block, MIB)(Master Information Block, MIB)。因此。因此 系统广播信息就被划分为系统广播信息就被划分为MIB+ several SIBsMIB+ several SIB

52、s。 SIB 2 SIB 3 SIB 4 SIB 5 SIB 6 SIB 7 SIB 8 SIB 9 SIB 10 SIB 11 MIB SIB 1 系统信息广播（System Information Broadcast） .48 MIBMIB在在BCHBCH上发送，上发送， MIBMIB上传输几个比较上传输几个比较 重要的系统信息参数重要的系统信息参数: : 1 1、下行链路系统带宽；、下行链路系统带宽； 2 2、PHICHPHICH配置信息；配置信息； 3 3、系统帧号。、系统帧号。 SIBsSIBs包含了其它的必要信息，在包含了其它的必要信息，在DL-SCHDL-SCH 上发送。其中上发

53、送。其中SIB1SIB1上传输与评估一个上传输与评估一个UEUE 是否被允许接入小区有关的信息以及其是否被允许接入小区有关的信息以及其 他系统信息的调度信息：他系统信息的调度信息： 1 1、小区接入相关信息；、小区接入相关信息； 2 2、小区选择信息；、小区选择信息； 3 3、SIBSIB调度信息；调度信息； 4 4、TDDTDD参数配置；参数配置； 5 5、SISI窗口长度；窗口长度； 6 6、ValueTagValueTag。 .49 SIB2 SIB3 SIB4 SIB5 SIB6 SIB7 SIB8 SIB9 SIB10 SIB11 小区无线配置，其小区无线配置，其 它基本配置它基本配

54、置 小区重选信息，主小区重选信息，主 要关于服务小区要关于服务小区 频内邻区列表，白频内邻区列表，白/ / 黑名单黑名单 频间邻区列表频间邻区列表 UTRANUTRAN邻区列表邻区列表(W+TD)(W+TD) GSMGSM邻区列表邻区列表 CDMA2000CDMA2000邻区列表邻区列表 Home eNB Home eNB IdentiferIdentifer ETWSETWS通知通知 ETWSETWS信息，语音图信息，语音图 片片 .50 UEUE状态状态 （1 1）RRC_IDLERRC_IDLE 将多播将多播/ /广播数据传输到广播数据传输到UEUE 上层可以配置上层可以配置UEUE U

55、EUE移动性管理移动性管理 UEUE负责侦听寻呼信道，目的是即时发现呼入负责侦听寻呼信道，目的是即时发现呼入 也负责执行重选小区、获取系统信息也负责执行重选小区、获取系统信息 （2 2）RRC_CONNECTEDRRC_CONNECTED 到达到达/ /来自来自UEUE的传输数据的传输数据 网络进行移动性管理网络进行移动性管理 UEUE负责侦听与共享信道相关的控制信道，即时负责侦听与共享信道相关的控制信道，即时 发现属于自己的数据，也负责提供信道质量和发现属于自己的数据，也负责提供信道质量和 反馈信息。反馈信息。UEUE也负责执行临近小区的量以及获也负责执行临近小区的量以及获 取系统信息。取系

56、统信息。 .51 当无线承载（当无线承载（Radio Bearers ,RBRadio Bearers ,RB）用于）用于RRCRRC消息消息 和和NASNAS消息的传输时，就被定义为信令的无线承载消息的传输时，就被定义为信令的无线承载 （Signalling radio bearersSignalling radio bearers，SRB SRB ） SRB0SRB0 映射到映射到CCCHCCCH传送的传送的RRCRRC消息消息 SRB1SRB1 NASNAS消息，大部分消息，大部分RRCRRC消息都属于这一类，映射到消息都属于这一类，映射到 DCCHDCCH SRB2SRB2 高优先级的

57、高优先级的RRCRRC消息，也映射到消息，也映射到DCCHDCCH .52 RRCRRC连接建立涉及连接建立涉及SRB1SRB1的建立，的建立，E-UTRANE-UTRAN在在 S1S1连接建立完成之前会完成连接建立完成之前会完成RRCRRC的连接建立的连接建立. . 接入层安全机制是由接入层安全机制是由RRCRRC信令的完整性保信令的完整性保 护、护、RRCRRC信令和用户数据的加密组成的。信令和用户数据的加密组成的。 接入层提供三种不同的接入层提供三种不同的security keyssecurity keys： 一个是为一个是为RRCRRC信令的完整性保护，一个为是信令的完整性保护，一个为

58、是 RRCRRC信令的加密，还有一个是为用户数据的信令的加密，还有一个是为用户数据的 加密。这三个加密。这三个KeysKeys都源自于一个接入层的都源自于一个接入层的 base-key.base-key. RRCRRC连接建立连接建立触发条件：触发条件：UEUE呼叫开始，请求呼叫开始，请求 与网络侧建立连接关系（处于与网络侧建立连接关系（处于IDLEIDLE状态的状态的 UEUE有业务需求有业务需求 ）。）。 .53 流程描述：流程描述： n随机接入随机接入 nUEUE触发触发RRCRRC连接建立（连接建立（initial UE identity PLMN ID)initial UE iden

59、tity PLMN ID) nDCMDCM创建用户面实例（创建用户面实例（GIDGID），调用），调用CRMCRM函数接口，由函数接口，由DRMDRM分分 配无线专用资源，并进行接纳处理（板号，配无线专用资源，并进行接纳处理（板号，DSPDSP号，服务号，服务 CIDCID，发射分集模式，发射分集模式，SRBSRB所需所需RLC/PDCP/RLC/PDCP/功控参数等）功控参数等） n请求建立请求建立UEUE上下文（上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPGUSM/MULSD/MDLSD/BPG） n建立用户面上下文（建立用户面上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPGUSM/MULS

60、D/MDLSD/BPG）, , 配置成功配置成功 后，向后，向DCMDCM返回响应返回响应 nDCMDCM向向UEUE发送发送RRC Connection Setup RRC Connection Setup （建立的（建立的SRBSRB信息，信息， C_RNTI, UE identity)C_RNTI, UE identity) nUEUE收到消息，同样进行收到消息，同样进行UEUE侧的侧的RRCRRC建立的过程。建立的过程。 nUEUE返回返回RRCRRC建立完成响应，消息中包含了发送到建立完成响应，消息中包含了发送到MMEMME的的NASNAS 信息信息 n提取提取NASNAS信元，信元