技术和原理-中兴lte培训lfspc00协议

第1章系统概 第2章物理层协 物理信 传输信 传输信道与物理信道的..........................................................................................................第3章数据链路 MAC子层协 MAC子层的功 逻辑信道与传输信道的................................................................................................MAC层的...............................................................................................................RLC子层协 TM模 UM模 AM模 RLCPDU结 PDCP子层协 PDCP层功 PDCP实 PDCPPDU结 第4章RRC层协 RRC层功 RRC状 RRC层信令流 RRC连接建 RRC连接重 RRC连接重 RRC连接第5章NAS层协 AS模型与NAS模 NAS层协议状态及转 NAS基本流 NAS基本流 第6章典型信令流 UE发起的servicerequest流 寻呼流 寻呼流程-S_TMSI寻 寻呼流程-IMSI寻 IDLE下发起的TAU流程 IDLE下发起的TAU流程 去附 非关机去附着-IDLE下发 非关机去附着-CONNECTED下发 切换流 第1章系统概LTE整体图1.1- 方面都发生了性的变化。对应的无线网络和网被称为E-UTRAN和CoreeNodeBMeshUE在整个网eNodeBS1MME/S-GWS1MesheNodeBMME/S-GW互连，反之亦然。元eNodeB，因此，系统中将不再存在Iub接口，而X2接口类似系统中的Iur接口，S1Iu接口。具体来讲，eNodeBUMTSNodeBRNC的物理层、MAC层、RRC层、以及调度、接入控制、承载控制、移动性管理和小可以看成一个边界节点，作为网的一部分，类似于UMTS系统中的SGSNLTE协议E-UTRAN系统的空中接口协议栈根据用途可以分为用户平面协议栈和控制平面个层次，这些子层在网络侧均终止于eNodeB实体。如下图所示。1.2-1LTE-S1-1.2-2（NAS其中，PDCP层提供加密和完整性保护功能，RLCMAC层中控制平面执行的功能与用户平面一致。RRC层协议终止于eNodeB，主要提供广播、寻呼、RRCeNodeB侧协议架构，UE侧的协议架构与之类似。EPSEPSPayload分段、合并、IPIP

物理信 1.2-3LTE协议架构示意图（下行LTEIP包的形式进行传送，在空中接口传送之前，IP包将通过多个协议层实体进行处理，PDCP层：负责执行头压缩以减少无线接口必须传送的比特流量。头压缩多个移动通信规范中。PDCP层同时负责传输数据的加密和完整性保护功能；在接收端，PDCP协议将负责执行及解压缩功能。对于一个终端PDCP实体。RLC层：负责分段与连接、重传处理，以及对数据的顺序传送。与统对无线接入网的架构进行了扁平化，仅仅只有一层节点eNodeB。RLCPDCP层提供服务，其中，每个终端的每个无线承RLC实体。RLC层提供服务。PHY层：负责处理编译码、调制解调、多天线以及其它电信物理层功MAC层提供服务。OFDMASC-FDMA：LTE系统的下行基本传输方式采用正交频分多址小区覆盖和多小区广播业务。上行方向，LTE系统采用基于带有循环前缀的单载波频分多址（SC-FDMA）SC-FDMALTE系统上双工方式：LTE系统支持两种基本的工作模式，即频分双工（FDD）和时分双工（TDD10ms。调制方式：LTEQPSK、16QAM信道编码：LTETurbo编码，编码速率为R=1/3，它由两个8状态子编和一个Turbo码交织器构成。Turbo编码中使用栅格终止方案。置是下行2×2、上行1×2个天线，但同时也可考虑的天线配置（最4×4上行同步、下行定时控制、随机接入相关过程、HARQ等。通过在时域、频域和功率域进行物理资源控制，LTE系统还隐含支持干扰协调功能。物理层测量：LTEUEeNodeB之间的物理层测量，并将相应的测量结果向报告。具体测量指标包括：同频和异频切换的测量、不无线帧LTETframe=10ms，进一步10Tsubframe=1ms的子帧。为了提供一致且精确的时间定义，单位的整数倍。下图中的时隙可表示为Tframe=307200Ts，Tsubframe=30720Ts。2.2-1LTE系统的时域帧结3个特殊时隙：DwPTS，GPUpPTS，总长度为物理信LTE系统的下行物理信道包括物理下行共享信道（PhysicalDownlinkSharedChannel，DSCHPBCHPMCHControlChannel，PDCCH、物理控制格式指示信道（PhysicalControlFormatChannelPCFICHChannel，HICHLTE（PhysicalUplinkSharedChannel，PUSCHPUCCH物理随机接入信道（PhysicalRandomAccessChannel，PRACH2.4传输信物理层主要负责为MAC层和提供信息传输的服务，传输信道则主要负责通Channel，BCHSCH实现链路自适应；支持波束成形；支持动态或半动态资源分配；支持UE的非连续接受（DRX）MBMS业务的传输。，PCHUE的非连续接收（DRX）MBMS业务的传输。多播信道（MulticastChannelMCH。在整个小区覆盖区域发送；对于单频点网络（MBSFN）MBMS传输合并；使用半静态资源SCH率、调制编码格式来实现动态链路自适应；支持波束成形；支持HARQ；随机接入信道（RandomAccessChannelRACH。可承载有限的控制信息；支持碰撞解决机制。2.5传输信道与物理信道的图2.5-1上下行信道及关第3章数据链MACRLCPDCP数据链路层概2安全安全安全安全安全无线承逻辑信传无线承逻辑信传输信复用复用调度/优先级处分段ARQ分段ARQ分段ARQARQ 图3.1-1LTE系统下行层2架安全安全安全

无线承 复调度/优先级处分段ARQ分段ARQ传输信3.1-2LTE系统上行层2架从图中可以看到，层与层之间使用服务接入点（ServiceAccessPointsSAP）作PDCP（RobustHeaderCompressionROHC）MACSAP为传输信道，MACRLCSAP为逻辑信道。因此，MAC层就主要承载）复用到传输信道（例如传输块。LTE系统的上下行架构各子层实现功能是基本相同的，它们的主要区别在于下行MACMAC子层的功LTEMAC协议子层的主要目的是为RLC层业务与物理层之间提供一个有效的连接。从这个角度看，MAC层支持的主要功能包括： UE或多个UE填充（PaddingRLCPDUUMTSMAC层相比，LTEMAC层具有一个新的特点，MACMAC层相关的全部功能。综上，MAC层提供给上层的业务主要包括：数据传送及无线资源分配。物理层提逻辑信MAC层可以提供逻辑信道上的数据传送业务，于是，MAC层为不同的数据业务广播控制信道（BroadcastControlChannelBCCH，用来广播系统控制信PCCH信道，当网络不知道UE的小区位置时使用该信道。公共控制信道（CommonControlChannel，CCCHUE与网络Channel，MCCHMBMSUE接收MBMS业务。控制信道（DedicatedControlChannel，DCCHUE与网络之间控制信息的点到点的双向信道当UE存在RRC连接时使用该信道业务信道（DedicatedTrafficChannel，DTCH，DTCH信道是点到点的信道，于一个UE传输用户信息，可以是上下文双向的。Channel，MTCH，MTCH逻辑信道与传输信道的上行链下行链DTCH均到UL-SCH上；对于下行逻辑信道，PCCH至PCH，BCCH映射至BCH或DL-SCH，CCCH、DCCH和DTCH均至DL-SCH上行链下行链逻辑逻辑信 传输信

BCCHCCCH

图3.2-1逻辑信道与传输信道关系MAC层的MAC层的一个主要功能。优先权处理过程是指从不同的等待队列HARQ密切相关的。

用户2的

MAC优先级处HARQ重向物理图3.2-2eNodeB的MAC层优先权处MAC层只是复用自己的多个上行链路数据流，并道，eNodeB必须考虑小区内发往所有用户的流（或逻辑信道。HARQHARQ的基本原理是缓存没有正确接收到的数据，并且将重传数据和原始数据进行合并。实际中采取的软合并方式取决于HARQ合并机制。在CC（ChaseProcessACK/NACK反馈时，别的过程仍然可以继续发送数据。HARQHARQ采用同步重传机收端可以获取子帧号，所以不需要标识HARQ处理的通道号。E-UTRAN的HARQ3GHSDPAE-DCH/HSUPAHARQRLCUpper TMRLCentity UMRLCRLCentityAMRLCUpper TMRLCentity UMRLCRLCentityAMRLCLowerLower TMRLC TMRLCRLCentityUMRLCAMRLCUpper3.3-1RLC层总体框TMBCCHPCCHRLC层进行任何特殊的处理。RLC的MAC层，RLC头增加、数据分割及串联。UM模式可以支持数据包丢失的检测，并提供分组数据包的排序和重组。UM模式能够用于任何或多播逻辑信体使用依赖于应用及期望QoS的类型。AM模式是一种最复杂的模式。除了UM模式所支持的特征外，AMRLC实体能DCCHDTCH逻辑信道。一般来讲，AMTCP的业务，如文件传输，这类业务主要关心数Voip业务，这类业务最主要关心传送时延；TM模式则仅仅用于特TM模TMRLCBCCH、DL/ULCCCHPCCH逻辑信道递交/RLC3.3-2TM模式传输示意TMRLCRLCSDU组成TMD（透明模式数据）PDU时，它将TMDPDUTMDPDU（RLCSDU）给上层。UM模UMRLC实体可以通过DL/ULDCCH、DL/ULDTCCH或MTCH逻辑信道递交/RLCPDU，如下图所示。3.3-3UMUMRLCRLCSDU组成UMD（非确认模式数据）PDU时，它RLCSDUUMDPDURLCPDURLCPDUUMDPDURLCUMRLCUMDPDUUMDPDU是否已经以副本方式收到，并且丢弃的UMDPDU。如果接收为乱序，则对UMDPDU重排序。在下层检测UMDPDU丢失，避免过多的重排序延迟。从已排序的UMDPDU中RLCSDURLCSDURLCSDU的UMDPDUUMDPDURLCSDU，则丢弃这些UMDPDU。AM模一个AMRLC实体可以通过DL/ULDCCH或DL/ULDTCH逻辑信道来递交/RLCPDU3.3-4AMAMRLCRLCSDU组成AMD（确认模式数据）PDU时，它将PDU形成的AMDPDURLCPDURLC头。收到，丢弃的RLCPDU。如果接收为乱序，则重排序RLCPDU。同时，检RLCPDU的丢失，并请求其对等AMRLC实体重传。随后，将已排序RLCPDURLCSDURLCSDU给上层。RLCPDU结RLCPDURLC RLCRLCRLC图3.3-5RLCPDU的结RLCRLCPDU的序列号，该序列号与SDURLCPDUi个SDUn个完整SDUi+n+1个SDUn0的整数。UMTSPLCPDU大小是准静态不同，LTERLCPDU的大小能够动态PDU能够获得更小的开销，然而对于低速数据，PDU。因此，在LTEPDU，以实现数据速率的变化，RLC调度、速率自适应机制均位于eNodeB中，因此，LTEPDU机制。PDCP子层协PDCP层功LTEPDCPPDCP实体的分组数据。该子层主要完成以下几方面的功能：IP包头压缩与解压缩、数据与信令的加密，以从S-GW从S-GW来的EPC

3.4-1PDCP（OH）S、TP等。PDCPUERRCeNodeB侧的中继提供业PDCP（PDCPPDU传输成功的指示、非确认的数据传输业务（按序传输、包NAS子层接收PDCPSDU数据转发给RLC层，RLCAMPDCPPDURLCAMPDCP重建立流程时对下层SDURLCAMPDCPSDU上行基于定时器的SDURRCPDCPSDUPDCP实ROHC实例。PDCP实体是关联控制平面还是用户平面，主要取决于它为哪种无线承载携PDCP层的功能示意图。图3.4-2PDCP层功能示意PDCPPDU结PDCPPDCPPDCP3.4-3PDCPPDU结其中，PDCPPDU的长度为一个字节的整数倍，PDCP头可以是一个或两个字节第4RRC层协RRCRRCRRCRRC层功RRC层是支持终端和eNodeBRRCNASAS移动性管理，包括UE测量报告，以及为了小区间和RAT间移动性进行的报告控制、小区间切换、UERRC上下文QoSUENASNASRRC状RRC-RRC-RRC-RRC-图4.2-1RRC状态RRC4.2-1LTERRCPLMN选择；在eNodeB中没有保存RRC通信上下文UE有一个RRCUE在E-UTRAN中具有通信上下文；E-UTRAN知道UE当前属于哪个小区；助小区更改（NACC）GERAN小区；终端可以控制信道以便确定网络是否eNodeB可以根据终端的活动情况配置不连续的利用UMTSUE5种状态，即空闲状态、CELL-DCH状态、CELL-FACHUMTSPLMN中选择一个合适的小区UE的基本信息。随后，UERRC连接。UERRCUE可以与网络进行数据的交互。当UE了RRC连接时，UE就会从RRC-CONNECTED状态迁移到RRC-IDLE状态。RRC层信令广播流UEE-UTRANASNASE-eNB小区建立成功后，eNB在空口发送系统信息：MasterInformationBlock、寻呼流IDLECONNECTEDUE通知系统信息改变。RRC连接建立过程。RRC连接建该过程用于建立RRC连接，包括解决和SRB1建立。同时，也发送UEE-UTRANNASRRC连接重RRC建立、修改、E-UTRANUE的NASRRC连接重RRC连接。Inter-RATRRCRRRRC连

该过程用于RRC连接。 第5NAS层协ASNASNASNAS基本流程及其与NAS层功能的关AS模型与NAS模接入网、网等多个实体。移动性移动性管理与会话管理空中接A/Iu接AS终 无线接入 分5.1-1ASNAS模型示意SM（会话管理）NAS层协议与接入技术相独立，NAS层具有很好的后向兼容性，因此，UMTSNASGSMUMTS系统也引入了一些额外的增强功能（QoS处理GSM系NAS层。EPS系统的大多数NAS功能和流程也与GSM和UMTS系统的相关概念和流程类EPSPS域，因此，NASCS域相EPS系统中。GSM、WCDMALTE无线网络，需要支持NAS协议栈。EPSEMM（EPSMobilityManagement，EMM将支将支持EPS承载建立、修改与，以及承载QoS协商等相关的基本功能。NAS层协议状态及转5.2-1NAS协议状在该状态下，没有RRC通信上下文；全相关信息（如密钥、用户能UE处于信上下文，包含了所满足通PLMN/小区选在网络侧有该用户的通信上下转换到LTE-ACTIVE状态；分配给该用户的标识信息包括以及一个或多个IP地址；终端被分配了非连续接收的周状态的转换由eNodeB或IMSI、在TA中唯一标识用户的ID、在一个小区内的唯一标识C-RNTI，以及一个或多个IP地址；收E-UTRANNASRRC状态之间的关系及状态之间的转5.2-1E-UTRANRRC实体。终端开机的时候进入LTE-DETACHED状态，随后终端执行过程，进入LTE-ACTIVEC-RNTI、TA-ID、IP地址等，并获得分配给该用户用于接收寻呼信道的非连续接受周期后进入LTE-IDLE状态。当用户有了新的业务需求时，可以通过RRC连接请求（随机接入过程）获得C-RNTI，此时终端就从LTE-IDLE状态迁移到了LTE-ACTIVE状态。在C-RNTI、TA-IDIPLTE-DETACHEDLTE-IDLETA更新过程超时，TA-IDIPLTE-DETACHED状态。NAS基本流NAS基本流NAS5.3-1NAS基本流基本流初始消应答消成 forEPSservicesDetachPagingREQUESTSERVICEREQUEST（TMSI） REQUEST（CSfallbacktoA/GborIumode）NAS层功能和基本流程的关表5.3-2NAS层功能和基本流程的关EPSmobilityEPSsessionAuthenticationPrinciplesofaddresshandlingforESMSecuritymodecontrolDefaultEPSbearercontextactivationIdentificationDedicatedEPSbearercontextactivationEMMinformationEPSbearercontextmodificationAttachprocedureforEPSEPSbearercontextdeactivationDetachUErequestedPDNconnectivityTrackingareaupdatingUErequestedPDNdisconnectServicerequestUErequestedbearerresourceallocationPagingUErequestedbearerresourcemodificationTransportofNASmessagesESMinformationrequest第6章典型信令流UEUEservicerequest开机附着流UEsuitableUEPDNaddress信息。图6.1-1开机附着流UE发起的servicerequest流UEIDLEservicerequestUEservicerequest图6.2-1UE发起的serverrequest流寻呼流寻呼流程-S_TMSI寻UEIDLE模式下，当网络需要给该UE发送数据（业务或者信令）时，发起寻6.3-1S_TMSI寻呼流程IMSI寻detachattach。IMSI6.3-2IMSI寻呼UETAI不在UETAIlist内时，UE发起正GUTIUETAUcomple