3-LTE网络结构、协议栈及物理层
3GPP-LTE物理层
Data modulation Data modulation
RB mapping Resource mapping
Modulation scheme Resource/power assignment Antenna mapping
Resource demapping
Antenna demapping
DFT
NTX symbols
IFFT
Size-NTX
Size-NFFT
3) 两种子载波映射方案：Localized mapping 和 Distributed mapping; 后者可以获得额外的频率分集； 两者间的切换由链路自适应体制负责；
0 0 L-1 zeros from DFT to IFFT from DFT L-1 zeros to IFFT
subcarriers
N symb
UL
SC-FDMA symbols
Resource block
N symb N sc
UL RB
resource elements
每个resource grid包含 多个resource block；
subcarriers
N RB N sc
RB
Resource element ( k , l )
QPSK only
Data demodulation
Resource mapping
Resource demapping
Antenna mapping
Antenna demapping
2.2.6 寻呼信道(PCH)的物理层模型
Node B
Single Transport blocks (dynamic size S)
LTE 物理层解析
Extended cyclic prefix DwPTS GP UpPTS
0
3
10
3
8
“D”代表此子帧用于 下行传输，“U” 代表
此子帧用于上行传输， “S”是由DwPTS、GP 和UpPTS组成的特殊 子帧。
1
9
4
8
3 1 OFDM
2
10
3
1 OFDM symbols
9
2 symbols
3
11
2
10
LTE物理信道
下行物理信道
信道类型 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel ) PBCH (Physical Broadcast Channel)
功能 承载下行业务数据 承载广播信息
下行Unicast/MBSFN子帧，控制区 域与数据区域进行时分；
下行MBSFN专用载波子帧中不存在 控制区域，即控制区域OFDM符号数 目为0；
上行常规子帧中控制区域与数据区域 进行频分
控制区域
数据区域
下行Unicast/MBSFN子帧
控制区域与数据区域进行 时分
控制区域OFDM符号数目可 配置
PHY
逻辑信道和传输信道的映射功能 HARQ 传输格式选择 UE内部逻辑信道之间优先级调度功能 UE间根据优先级动态调度功能
S1接口
协议栈
用户平面接口位于E-NodeB 和S-GW之间，传输网络层 建立在IP传输之上， UDP/IP之上的GTP-U用来 携带用户平面的PDU。
S1控制平面接口位于ENodeB和MME之间，传输 网络层是利用IP传输，这点 类似于用户平面；为了可靠 的传输信令消息，在IP曾之 上添加了SCTP；应用层的 信令协议为S1-AP。
lte协议栈
lte协议栈LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信网络（4G）的一种技术标准，其协议栈是指在LTE网络中用于实现通信功能的一系列协议。
LTE协议栈包括物理层、数据链路层、网络层和应用层等组成部分，下面将对LTE协议栈的各个层进行介绍。
物理层是整个协议栈的最底层，主要负责对无线信号的调制解调、信道编码和解码等任务。
其具体功能包括无线信号调制解调、功率控制、调度和调制解调器功耗管理等。
物理层的设计需要考虑带宽、频率复用、多天线技术等因素，以提供高吞吐量和低时延的通信性能。
数据链路层负责将物理层传输的信号分割成较小的数据单元，并提供数据传输的可靠性和安全性保证。
其主要功能包括信道编码与解码、错误检测和纠错、调度和资源分配、混合自动重传请求（HARQ）等。
数据链路层还负责和物理层之间的协作，以确保数据的可靠交付和高效传输。
网络层是实现网络互连和路由功能的层，其主要任务是将数据传输到目标终端设备。
网络层的功能包括寻址与路由、移动性管理、IP数据包的分组交换和转发等。
在LTE中，网络层采用IP协议作为基础，支持IPv4和IPv6两种寻址方式，以适应不同的网络需求和应用场景。
应用层是整个协议栈的最上层，其主要任务是提供各种高层服务和功能。
应用层的协议包括HTTP、FTP、DNS等，用于实现互联网接入、内容下载和域名解析等功能。
此外，应用层也支持多媒体业务的传输和处理，如语音通话、视频流媒体等。
除了以上四个主要层次外，LTE协议栈还包括安全层和控制层。
安全层用于提供通信的保密性、完整性和认证等安全功能，以防止数据泄露和网络攻击。
控制层则负责网络的管理和控制功能，包括寻呼、接入控制、呼叫建立和释放等。
总之，LTE协议栈是实现LTE网络功能的核心部分，其各个层次之间密切协作，共同实现数据的传输和处理。
物理层提供无线信号的调制解调和信道编码解码等功能，数据链路层负责对数据进行分割和编码纠错，网络层实现数据的路由和转发，应用层提供各种高层服务和功能。
LTE的关键技术介绍
王斌
wangbin7062@
LTE的系统架构
LTE的协议堆栈和功能划分 LTE用户面
PDCP RLC
MAC
LTE 控制面 LTE的关键技术 LTE-A的关键技术
中继技术
载波聚合技术
增强技术
3GPP标准组织与制定阶段
阶段1：需求 阶段2：结构 阶段3：详细实现 RAN1 - 物理层 RAN2 - L2与L3无线 协议 RAN3 - 结构与 S1/X2接口 RAN4 - RF与RRM 性能要求 RAN5 - 终端测试
RLC模式
AM模式： AM模式是为可靠性要求很高并且分组的长 度可变的业务提出的。它的典型特征是支持ARQ和分 组的切割和串接。 M模式：UM模式是为可靠性要求不高的业务提出的。 它的典型特征是支持分组的切割和串接，但不支持 ARQ。 TM模式：TM模式是直接将高层的分组传到下层，在 RLC层不封装协议头。在TM模式下，高层的数据是 不分段的。目前，LTE仅仅确定了在随机接入阶段对 于控制平面支持TM模式，。
压缩的分组 (Compressed Header + Payload)
压缩的分组 (Compressed Header + Payload)
增加PDCP SN
去掉 PDCP SN
PDCP SN + 压缩的分组
PDCP SN +压缩的分组
加密参数(HFN, key, etc.)
加密
解密
解密参数(HFN, key, etc.)
RLC SDU 和 RLC PDU 缓存管理
SDU 缓存管理
LTE网络结构协议栈及物理层
H-FDD:
上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；
基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；
H-FDD与FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收，即H-FDD基 站与FDD基站相同，但是H-FDD终端相对FDD终端可以简化，只保留一套收发信 机并节省双工器的成本。
物理信道 一系列资源粒子（RE）的集合，用于承载源于高层的信息
物理信号 一系列资源粒子（RE）的集合，这些RE不承载任何源于高层的信息
上行物理信道
PUSCH——QPSK, 16QAM, 64QAM PUCCH——QPSK, 16QAM, 64QAM PRACH——QPSK
上行物理信号
eNB 功能:
无线资源管理 IP头压缩和用户数据流加密 UE附着时的MME选择 用户面数据向S-GW的路由 寻呼消息和广播信息的调度
和发送 移动性测量和测量报告的配
置
MME 功能: 分发寻呼信息给eNB 安全控制 空闲状态的移动性管理 SAE 承载控制 非接入层（NAS）信令的加密及完整性 保护
NAS
RRC PDCP RLC MAC
RRC 子层执行的功能: 广播 寻呼 链接管理 无线承载控制 移动性 UE测量上报和控制
PHY
UE
eNode-B
MME
用户面协议架构
UE PDCP RLC MAC PHY
UE
eNB PDCP RLC MAC PHY
eNode-B
SAE Gateway
MME
Active Resource Blocks
DC carrier (downlink only)
Channel edge
Resource block
LTE网络架构和协议栈
LTE网络架构和协议栈随着移动通信技术的不断发展，LTE（Long Term Evolution）成为4G移动通信的主流技术。
LTE网络架构和协议栈是构建LTE系统的核心组成部分，下面将对LTE网络架构和协议栈进行详细介绍。
一、LTE网络架构LTE网络架构由两部分组成：E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）和EPC（Evolved Packet Core）。
1. E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）E-UTRAN是LTE系统的无线接入网络，包括基站和与之相连的核心网。
基站被称为eNodeB，负责无线信号的传输和接收。
eNodeB通过X2接口相连，用于基站之间的信号传输和协同。
与核心网的连接通过S1接口实现，包括控制面和用户面的传输。
2. EPC（Evolved Packet Core）EPC是LTE系统的核心网络，负责用户数据的传输和控制信息的处理。
EPC由三个主要组成部分构成：MME（Mobility Management Entity）、SGW（Serving Gateway）和PGW（Packet Data Network Gateway）。
MME负责移动性管理和控制平面的处理；SGW负责用户数据的传输；PGW连接到外部数据网络，负责数据分组的处理和路由。
二、LTE协议栈LTE协议栈由各种协议组成，实现系统中不同层次之间的通信和控制。
LTE协议栈按照OSI（Open Systems Interconnection）参考模型分为七层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1. 物理层物理层负责数据的传输和调制解调。
LTE使用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术进行信号的调制和解调，以提高传输效率和抗干扰性能。
lte协议栈
lte协议栈LTE协议栈。
LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，其协议栈是支撑LTE网络正常运行的基础。
LTE协议栈由不同层次的协议组成，包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。
本文将对LTE协议栈的各个部分进行详细介绍。
首先，物理层是LTE协议栈的最底层，负责无线信号的调制解调和传输。
在物理层，LTE使用正交频分复用（OFDM）技术来实现高速数据传输。
物理层还包括MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术，可以提高信号传输的稳定性和速度。
此外，物理层还包括了无线信道的管理和调度功能，确保数据的高效传输。
其次，数据链路层负责数据的分组、传输和错误检测。
在LTE协议栈中，数据链路层包括了MAC（Medium Access Control）层和RLC（Radio Link Control）层。
MAC层负责对数据进行调度和管理，确保不同用户之间的公平竞争和高效传输。
而RLC层则负责数据的分段和重组，以及错误检测和纠正。
数据链路层的工作是保证数据的可靠传输和高效利用无线资源。
接下来是网络层，网络层负责数据的路由和转发。
LTE协议栈中的网络层包括了RRC（Radio Resource Control）层和PDCP（Packet Data Convergence Protocol）层。
RRC层负责无线资源的管理和控制，包括小区搜索、切换和功率控制等功能。
PDCP层则负责数据的压缩和加密，以及数据的传输和重组。
网络层的工作是确保数据在LTE网络中的顺利传输和处理。
最后是应用层，应用层负责用户数据的处理和交互。
在LTE协议栈中，应用层包括了IP（Internet Protocol）层和TCP/UDP（Transmission Control Protocol/User Datagram Protocol）层。
IP层负责数据的路由和转发，确保数据能够在LTE网络和外部网络之间进行传输。
LTE各层速率
L3网络高层—RRC（Radio Resource Control无线资源控制）L2数据链路层--MAC+RLC+PDCPMedium Access Control介质访问控制L1物理层--PHY (physical layer物理层)LTE分为横向三层：物理层、数据链路层、网络高层。
物理层给高层提供数据传输服务。
数链层分为MAC子层,RLC子层，和两个依赖于服务的子层：PDCP协议层，BMC协议层。
网络高层即RRC层。
RRC处理UE(User Equipment)和eNodeB(Evolved Node-B)之间控制平面的第三层信息。
其中，第一层是物理层（Physical Layer），第二层是媒介访问控制层（Medium Access Control），RRC是第三层。
RRC对无线资源进行分配并发送相关信令，UE和UTRAN之间控制信令的主要部分是RRC 消息，RRC消息承载了建立、修改和释放层2和物理层协议实体所需的全部参数，同时也携带了NAS(非接入层）的一些信令，如MM、CM、SM等。
PDCP(Packet Data Convergence Protocol)分组数据汇聚协议PDCP 是对分组数据汇聚协议的一个简称。
它是UMTS中的一个无线传输协议栈，它负责将IP头压缩和解压、传输用户数据并维护为无损的无线网络服务子系统(SRNS)设置的无线承载的序列号。
LTE中PHY.MAC,RLC,PDCP为什么越往高层速率越低？没往下一层都是要加包头，也就是开销比如物理层，可以10bit其中一个bit是开销的话，那么mac实际上只传了9bit。
lte测试看哪一层的速率，不同的厂家设备，规定一样吗？看PDCP层速率，有效信息比例最多，越往低层无用保护冗余bit越多。
对于网络侧下行传输来说，数据按PDCP-》RLC-》MAC-》PHY的方向传输，没经过一层都会进行一次封装，添加对应层协议的头开销，而本层的头开销对下层来说，就体现为数据量，应计入数据吞吐率中。
LTE基础知识简介
中继 技术
多点 协作
多个小区协同 为用户服务，能有 效提高小区边缘的 通信质量
TDD-LTE与FDD-LTE
TDD-LTE与FDD-LTE
FS 1_帧结构（FDD-LTE）
TDD-LTE与FDD-LTE
FS 2_帧结构（TD-LTE）
➢ 基于TD-SCDMA帧结构设计，保留三个特殊时隙 ➢ DwPTS、GP、UpPTS可灵活配置，支持各种尺寸的小区，提供与各种
➢ P-GW：分组数据网络网关（Packet Data Network Gateway）， 连接EPC和Internet。负责UE IP地址分配、数据包过滤和QoS保证。
➢ HSS：本地子载波服务节点数据库（Home Subcarrier Service）。 存储子载波的信息。
LTE网络架构
演进后的接入网E-UTRAN
控制信道
➢ BCCH：广播控制信道，传输广播的系统控制信息（D） ➢ PCCH：寻呼控制信道，传输寻呼信息和系统信息改变通知消息（D）
当网络侧没有终端所在小区信息时，使用该信道寻呼终端 ➢ CCCH：公共控制信道，当终端和网络间没有RRC连接的时候，终端级别控制
信息的传输使用该信道（D & U） ➢ DCCH：专用控制信道，用于终端和网络间存在RRC连接的时候专用控制信息
➢ RRC协议实体位于UE和eNB网络实体内，主要负责对接入层的控制 和管理（广播、寻呼、RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理等）
➢ PDCP完成对控制平面RRC协议数据的加解密和完整性保护功能 ➢ 数据链路层和物理层提供对RRC消息的数据传输功能
LTE空中接口
用户面协议栈 UE
PDCP RLC MAC PHY
LTE/LTE-A标准化进程
LTE基本原理介绍
MME / S-GW
MME / S-GW
Radio Admission Control NAS Security eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC Idle State Mobility Handling EPS Bearer Control
自规划（Self-planning）
自配置（Self-deployment） 自优化（Self-optimization） 自维护（Self-maintenance）
SON的优势
运营商可以减少规划、优化、维护的成 本，降低OPEX。 设备商可以促进性能特性、工具等的销 售，降低交付后网络优化的成本；低附 加值和低技术含量的工作收益将减少。
分组数据路由及转发；移动性及切换支持；合 法监听；计费。 分组数据过滤；UE的IP地址分配；上下行计费 及限速。
P-GW的主要功能包括：
eNB Inter Cell RRM RB Control Connection Mobility Cont. MME Radio Admission Control NAS Security eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC PDCP S-GW RLC MAC S1 PHY Packet Filtering internet E-UTRAN EPC Mobility Anchoring UE IP address allocation P-GW Idle State Mobility Handling EPS Bearer Control
3GPP-LTE物理层
Redundancy for data detection
Interleaving
Modulation scheme Resource/power assignment Antenna mapping
Interl.
Deinterleaving
QPSK, 16QAM, 64QAM
Interl.
Data modulation
L-1 zeros 0
0
4) 主要调制方式：BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM； 5) 主要编码方式：Turbo，Tail biting convolutional coding
One uplink slot T slot
2.2.2 物理层资源映射 ——resource grid
每一个slot映射到一个 resource grid;
Redundancy version
Deinterleaving
Modulation scheme Resource assignment Antenna mapping
Interl.
Interleaving
Interl.
Data demodulation RB mapping
Data modulation
1.3 体系结构
1.3.1 网络拓扑
注：E-UTRAN 就是3gpp-LTE
MME / S-GW
MME / S-GW
X2
eNB eNB
S1
eNB
X2
S1
S1
X2
S1
E-UTRAN
1.3.2 协议栈
Layer 3
Control / Measurements
Radio Resource Control (RRC)
LTE网络结构协议栈及物理层
NAS信令 NAS信令安全 AS 安全控制 3GPP无线网络的网间移动信令 idle状态UE的可达性（包括寻呼信号重传的控制和执行） 跟踪区列表管理 P-GW 和 S-GW 的选择 切换中需要改变MME时的MME选择 切换到2G或3GPP网络时的SGSN选择 漫游 鉴权 包括专用承载建立的承载管理功能 支持ETW传输
eNB
RRC PDCP RLC MAC PHY
MME NAS
UE
eNode-B
MME
UE NAS
RRC
PDCP
RLC
PDCP 子层执行的M功A能C:
加密和完整性保护
PHY
控制面协议架构
NAS 子层执行的功能: 认证、鉴权 安全控制 Idle 模式移动性处理 Idle 模式寻呼发起
eNB
MME
H-FDD:
上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；
基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；
H-FDD与FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收，即H-FDD基 站与FDD基站相同，但是H-FDD终端相对FDD终端可以简化，只保留一套收发信 机并节省双工器的成本。
ENodeB功能
具有现3GPP Node B全部和RNC大部分功能，包括：
无线资源管理：无线承载控制、无线接纳控制、连接移动性控制、上下 行链路的动态资源分配（即调度）等功能 IP头压缩和用户数据流的加密 当从提供给UE的信息无法获知到MME的路由信息时，选择UE附着的 MME 路由用户面数据到S-GW 调度和传输从MME发起的寻呼消息 调度和传输从MME或O&M发起的广播信息 用于移动性和调度的测量和测量上报的配置 调度和传输从MME发起的ETWS（即地震和海啸预警系统）消息
LTE--网络架构和协议栈
LTE--⽹络架构和协议栈⼀、LTE⽹络参考模型整个TD-LTE系统由3部分组成：核⼼⽹（EPC，Evolved Packet Core），接⼊⽹（eNodeB），⽤户设备（UE）UE：全称是User Equipment，⽤户设备，就是指⽤户的⼿机，或者是其他可以利⽤LTE上⽹的设备。
eNB：是eNodeB的简写，它为⽤户提供空中接⼝（air interface），⽤户设备可以通过⽆线连接到eNB，也就是我们常说的基站，然后基站再通过有线连接到运营商的核⼼⽹。
在这⾥注意，我们所说的⽆线通信，仅仅只是⼿机和基站这⼀段是⽆线的，其他部分例如基站与核⼼⽹的连接，基站与基站之间互相的连接，核⼼⽹中各设备的连接全部都是有线连接的。
⼀台基站(eNB)要接受很多台UE的接⼊，所以eNB要负责管理UE，包括资源分配，调度，管理接⼊策略等等。
MME：Mobility Management Entity的缩写，提供：NAS 信令传输，⽤户鉴权与漫游管理（S6a），移动性管理，EPS承载管理。
移动性管理主要是有寻呼，TAI管理和切换。
S-GW：Serving Gateway，负责本地⽹络⽤户数据处理部分。
P-GW：PDN Gateway，负责⽤户数据包与其他⽹络的处理。
是PDN Gateway的缩写，其中PDN是Packet Data Network 的缩写，通俗地讲，可以理解为互联⽹，这是整个LTE架构与互联⽹的接⼝处，所以UE如果想访问互联⽹就必须途径P-GW实体， 从另外⼀⽅⾯说，如果想通过P-GW⽽访问互联⽹的话，必须要有IP地址，所以P-GW负责了UE的IP地址的分配⼯作，同时提供IP路由和转发的功能。
此外，为了使互联⽹的各种业务能够分配给不同的承载，P-GW提供针对每⼀个SDF和每⼀个⽤户的包过滤功能。
（也就是说在P-GW处，进出的每⼀个包属于哪个级别的SDF和哪⼀个⽤户都已经被匹配好了。
这⾥的SDF是服务数据流Service Data Flow的缩写，意思就是P-GW能区分每⼀个⽤户的不同服务的数据包，从⽽映射到不同的承载上去。
LTE网络架构
.
13
三、LTE网络结构
GERAN
SGSN
UTRAN
HSS
S3
S6a
S1MME
MME
S4 S11
S10 LTE-Uu”
UE
E-UTRAN
S1-U
S5
Serving Gateway
PCRF
S7
Rx+
PDN SGi Gateway
Operato'sr IP Services (e.g. IMS, PSS etc.)
LTE网络架构介绍
.
1
.
2
一、LTE概述
Q：什么是LTE？
长期演进( Long Term Evolution )
3GPP 于 2004 年 12 月 开 始 LTE 相 关 的 标 准 工 作 ， LTE是关于UTRAN改进的项目。
LTE与现有3GPP的R6、R7系统结构上有很大不同， E-UTRAN在整个体系上趋于扁平化，减少了中间节点 数 量 。 这 种 系 统 结 构 和 体 系 的 改 变 使 得LTE 较 现 有 UTRAN结构接口减少同时降低了成本，并且更易于对 设备进行维护管理；在性能上便于减少数据传输延迟
eNodeB内无终端上下文
网络侧有UE的上下文信息
网络侧知道UE所处小区
网络和终端可以传输数据
网络控制终端的移动性
RRC_CONNECTED 邻小区测量
存在RRC连接:
UE可以从网络侧收发数据
监听共享信道上指示控制授权的控制信令
UE可以上报信道质量给网络侧
UE可以根据网络配置进行DRX
.
25
五、业务流程介绍-无线网基本信令
X2-C接口支持以下功能： 移动性功能，支持UE在各个eNB之间的移动性，例如切换信令和 用户面隧道控制。 支持多小区的无线资源管理，例如测量报告。 通常的X2接口管理和错误处理功能。 X2-U接口支持终端用户分组在各个eNB之间的隧道功能。隧道协 议支持以下功能： 在分组归属的目的节点处SAE接入承载指示 减小分组由于移动性引起的丢失的方法
LTE网络结构协议栈及物理层
LTE网络结构协议栈及物理层LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，为了满足日益增长的数据需求和提供更高的速率、更低的时延，LTE采用了全新的网络结构和协议栈。
本文将介绍LTE网络的结构、协议栈及物理层。
一、LTE网络结构LTE网络结构包括用户终端设备（UE）、基站（eNodeB）、核心网（EPC）和公共网（Internet）四个部分。
UE是移动设备，eNodeB是用于无线接入的基站，EPC则是支持核心网络功能的节点。
UE与eNodeB之间通过无线接口建立连接，提供无线接入服务。
eNodeB负责对无线资源进行管理和调度，以及用户数据的传输。
而EPC则是核心网络，包括MME（Mobility Management Entity）、SGW （Serving Gateway）和PGW（Packet Data Network Gateway）等网络节点，负责用户移动性管理、用户数据传输和连接到公共网。
二、LTE协议栈LTE协议栈分为两个层次：控制面协议栈（CP）和用户面协议栈（UP）。
CP负责控制信令的传输和处理，UP处理用户数据的传输。
协议栈分为PHY（物理层）、MAC（介质访问控制层）、RLC（无线链路控制层）、PDCP（包隧道协议层）和RRC（无线资源控制层）五个层次。
- 物理层（PHY）：是协议栈的最底层，负责将用户数据以比特流的形式传输到空中介质中，并接收从空中介质中接收到的数据。
物理层对数据进行编码、调制和解调，实现无线传输。
- 介质访问控制层（MAC）：负责管理无线资源，包括分配资源、管理调度和处理数据的传输。
MAC层通过无线帧的分配来实现用户数据的传输控制。
- 无线链路控制层（RLC）：负责对用户数据进行分段、确认和相关的传输协议。
RLC层提供不同的服务质量，如可靠传输和非可靠传输。
- 包隧道协议层（PDCP）：负责对用户数据进行压缩和解压缩，以减小无线传输时的带宽占用。
LTE网络结构和协议
MME
MME是核心网唯一控制平面的设备，主要功能有： •移动性管理
附着/去附着、跟踪区更新、切换和寻呼、清除用户等。例如：将寻呼消息发送 到eNodeB；跟踪区域的列表管理（UE的IDLE模式和ACTIVE模式）；在3GPP访问网 络之间移动时，CN节点之间的信令传输；MME选择，MME改变带来的切换； •接入控制 MME通过鉴权功能实现网络和用户之间的相互鉴权和密钥协商，确保用户请求的业 务 在当前网络可用。鉴权包括对用户的IMSI（国际移动用户识别码）和GUTI的校 验。MME能够根据需要给用户重新分配GUTI，GUTI作为临时用户标识，可以在空 口保护用户标识IMSI的安全性，类似于UMTS网络中TMSI或P-TMSI的作用。 •会话管理 对建立会话所必须的承载的管理，默认承载和专用承载。另外，在与pre-R8网络 （即包含Gn/Gp SGSN的2G/3G网络）互通时，由于两个系统中承载参数不一样， MME还要能将SAE承载与GPRS网络中的PDP上下文之间进行相互映射，保证两个系 统中会话的连续性。
和发送功能；
• 用于移动性和调度的测量和测量报告配 E-UTRAN 置功能。
• 基于AMBR和MBR的上行承载级速率整 型。
• 上行传输层数据包的分类标示。
E-UTRAN
无线资源管理—无线承载控制、无线许可控制，上行和下行资源动态分配/调度； 根 据用户QoS签约信息，进行上行和下行的承载级别的速率调整，对承载级别的准入控制； 寻呼消息的调度与传输；系统广播消息的调度与传输。
– 头压缩 – 加密 – 调度
– ARQ/HARQ
用户面协议栈
UE
eNB
PDCP
PDCP
RLC
RLC
MAC
MAC
lte,3gpp,物理层协议
lte,3gpp,物理层协议竭诚为您提供优质文档/双击可除lte,3gpp,物理层协议篇一：lte协议对照表规范编号射频系列规范ts36.101规范名称内容更新时间ue无线发送和接收描述Fdd和tdde-08-oct-20xxutRaue的最小射频（RF）特性ts36.104bs无线发送与接收描述e-utRabs在成对频谱和非成对频谱的最小RF特性30-sep-20xxts36.106Fdd直放站无线发送与接收描述Fdd直放站的射频要求和基本测试条件30-sep-20xxts36.113bs与直放站的电磁兼容包含对e-utRa基站、直放站和补充设备的电磁兼容（emc）评估01-oct-20xxts36.124移动终端和辅助设备的电磁兼容的要求建立了对于e-utRa终端和附属设备的主要emc要求，保证不对其他设备产生电磁干扰，并保证自身对电磁干扰有一定的免疫性。
定义了emc测试方法、最小性能要求等01-oct-20xx ts36.133支持无线资源管理的要求描述支持Fdd和td08-oct-20xxde-utRa的无线资源管理需求，包括对e-utRan和ue测量的要求，以及针对延迟和反馈特性的点对点动态性和互动的要求ts36.141bs一致性测试描述对Fdd/tdde-utRa基站的射频测试方法和一致性要求30-sep-20xxts36.143Fdd直放站一致性测试描述了Fdd直放站的一致性规范，基于36.106中定义的核心要求和基本方法，对详细的测试方法、过程、环境和一致性要求等进行详细说明01-oct-20xxts36.171支持辅助全球导航卫星系统(a-gnss)的要求描述了基于ue和ue辅助Fdd或tdd的辅助全球导航卫星系统终端的最低性能21-jun-20xxts36.307ue支持零散频段的要求定义了终端支持与版本无关频段时所要满足的要求。
04-oct-20xx物理层系列规范ts36.201物理层——总体描述物理层综述协议，主要包括物理层在协议结构中的位置和功能，包括物理层4个规范36.211、36.212、36.213、36.214的主要内容和相互关系等ts36.211物理信道和调制主要描述物理层信道和调制方法。
LTE知识点梳理(一)：网络架构及协议修改版
LTE知识点梳理(一)：网络架构及协议修改版目录LTE知识点梳理（一）：LTE网络架构及协议错误!未定义书签。
1.1 移动通信系统的发展错误!未定义书签。
1.2 LTE概述 ....... 错误!未定义书签。
1.2.1 LTE的主要技术特点 (6)1.2.2 LTE设计目标 (7)1.3 LTE网络架构 (8)1.3.1 E-UTRAN（接入网） (10)1.3.2 EPC核心网 (12)1.3.3 LTE网络特点 (15)1.4 LTE无线接口协议栈 (16)1.4.1 LTE协议栈的三层 (16)1.4.2 LTE协议栈的两个面： (17)1.4.3 协议栈架构 (19)1.5网络接口 (20)际为 3.9G ，并不是真正意义上的4G技术，而是3G向4G技术发展过程中的一个过渡技术，是被称为3.9G的全球化标准，它通过采用OFDM （正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）作为无线网络演进的标准，改进并且增强了3G的空中接入技术。
这些技术的运用，使其能获得更高的峰值速率。
对于LTE技术的研究历来已久，我国的LTE项目是基于3G时代的TD-SCDMA技术和WCDMA技术发展起来的，那么，其对应的也将发展成为TD-LTE和FD-LTE技术。
后续的 R9/R10 版本为 LTE Advanced 才是实际的 4G 网络。
1.2.1 LTE的主要技术特点LTE有如下主要技术特点：（1）实现灵活的频谱带宽配置，支持1.25-20MHz的可变带宽；（2）采用OFDM，MIMO等先进技术支持更高的用户传输速率，20M带宽时，实现下行峰值速率100Mbps和上行峰值速率50Mbps；（3）频谱利用率是HSPA（高速分组接入，是WCDMA的其中一种规范）的2-4倍，用户平均吞吐量（吞吐量指上下行流量）是HSPA的2-4倍；（4）提高小区边缘传输速率，改善用户在小区边缘的业务体验，增强3GPP LTE系统的覆盖性能；（5）用户面延迟小于5ms，控制面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,UE从待机状态到开始传输数据，时延不超过100ms；（6）降低建网成本，实现低成本演进；（7）取消电路交换（CS）域，CS域业务在PS域实现，语音部分由VOIP实现；（注：CS域是电路承载域，走语音的，PS域是数据域，走的是IP，用于手机上网）（8）强调兼容性，支持已有的3G系统，也支持与非3GPP规范系统的协同运作。
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MME 功能:
分发寻呼信息给eNB
安全控制
空闲状态的移动性管理 SAE 承载控制 非接入层（NAS）信令的加密及完整性
用户面数据向S-GW的路由
寻呼消息和广播信息的调度 和发送
保护
S-GW 功能:
PDSCH 调度RBG 用于传输用户数据
带宽 1.4MHz
RB数 6
System Bandwidth（RB）
≤10 11 – 26 27 – 63 64 – 110
RBG Size(PRB)
1 2 3 4
3MHz 5MHz
10MHz
15 25
50
15MHz 20MHz
75 100
物理信道和信号
DwPTS、GP、UpPTS长度配置
Configuration 0 1 2 Normal cyclic prefix DwPTS 3 9 10 GP 10 4 3 1 OFDM symbols UpPTS Extended cyclic prefix DwPTS 3 8 9 GP 8 3 2 1 OFDM symbols UpPTS
信道带宽与传输带宽配置有如下对应关系：
Channel edge
Channel edge
信道带宽 传输带宽配置（RB
1.4 6
3 15
5 25
10 50
15 75
20 100
Resource block
数目）
Active Resource Blocks
பைடு நூலகம்
DC carrier (downlink only)
支持的信道带宽（Channel Bandwidth）
1.4MHz，3.0MHz，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHz
LTE系统上下行的信道带宽可以不同
下行信道带宽大小通过主广播信息（MIB）进行广播 上行信道带宽大小通过系统信息（SIB）进行广播
Channel Bandwidth [MHz] Transmission Bandwidth Configuration [RB] Transmission Bandwidth [RB]
RB ( Resource Block) 业务信道的资源单位，时域上为1个时 隙，频域上为12个子载波
频率/子载波（序号k）
PRB(physical RB) PRB的时域大小为一个时隙，即0.5ms。 PRB的大小和下行数据的最小载荷相匹 配。 VRB(virtual RB)
时间/OFDM符号（序号l）
UE
PCRF
S4 S7即Gx Rx+
E-UTRAN
S1-U
Serving Gateway
S5
PDN Gateway
SGi Operator's IP Services (e.g. IMS, PSS etc.)
S8
LTE 网络构架
MME / S-GW MME / S-GW
EPC
S1
移动性管理 服务网关 MME/SGW 与 eNode B的接口
LTE网络结构、协议栈及物理层
该部分内容重点：
– LTE协议栈结构 – LTE资源的基本概念 – LTE上下行物理信道的映射作用和配置
– LTE信号的概念、作用和配置
– LTE的L2
LTE全网架构
GERAN
SGSN
UTRAN S3 S1-MME
HSS
S6a S9
MME
S11 S10 LTE-Uu
RS
REG n
REG n
RS
RS
第一个OFDM符号
第二个OFDM符号 (1/2个公共天线端口)
第二个OFDM符号 (4个公共天线端口)
第三个OFDM符号
控制信道单元（CCE）
36RE，9REG组成 PDCCH调度CCE
物理资源概念
RBG （Resource Block Group）
为业务信道资源分配的资源单位，由一组RB组成，分组大小与系统带宽 有关
D S U U U D S U U U
0
5 ms
1
2
5 ms
5 ms
D S U U D D S U U D
D S U D D D S U D D
3
4 5 6
10 ms
10 ms 10 ms 5 ms
D S U U U D D D D D
D S U U D D D D D D D S U D D D D D D D D S U U U D S U U D
UE
eNode-B
MME
控制面协议架构
UE NAS RRC PDCP RLC
PDCP 子层执行的功能 : MAC 加密和完整性保护
NAS 子层执行的功能: 认证、鉴权 安全控制 Idle 模式移动性处理 Idle 模式寻呼发起
eNB
MME NAS RRC PDCP RLC MAC PHY
帧结构
TDD帧结构 --- 帧结构类型2，适用于TDD 一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成
1个无线帧 Tf = 307200 Ts = 10 ms 1个半帧 153600 TS = 5 ms
1个时隙 Tslot=15360TS 30720TS
子帧 #0
…
子帧 #4
子帧 #5
移动性测量和测量报告的配
置
终止由于寻呼原因产生的用户平面数据 包
支持由于UE移动性产生的用户面切换
LTE网元功能
MME
Serving GW
PDN GW
E-Node B
物理层功能 MAC、RLC、
用户接入控制
支持UE的移动性切 基于用户的包过滤
合法监听
业务承载管理功能
换用户面数据的功能
（包括专用承载的建
立）
寻呼控制
E-UTRAN空闲模式 UE的IP地址分配
上下行传输层数据
PDCP功能
RRC功能 资源调度
下行分组数据缓存和 寻呼支持
数据包路由和转发
上下行传输层数据
包标记
切换控制
上下行业务级计费、 无线资源管理（含
门控
基于聚合最大比特
小区间）
无线接入控制许可 接入移动性管理
LTE/SAE的协议结构
MME UE NAS APP RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY GTPU UDP S1AP X2AP eNB NAS S1AP SCTP IP SCTP IP SGW GTPU UDP IP
信令流 数据流
控制面协议架构
UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY eNB MME NAS
l=0 k=0
物理资源概念
资源单元组 (REG)
控制区域中RE集合，用于映射下行控制信道
每个REG中包含4个数据RE PCFICH 4个Reg，PHICH 3个Reg
RS
REG n+1
REG n+2
RS
REG n+1
REG n+2
RS
REG n+1
RS
REG n+1
RS
REG n
REG n
UE PDCP RLC MAC PHY
eNB PDCP RLC MAC PHY
SAE Gateway
RLC 子层执行的功能: PDU传输 ARQ 包的组合和拆分
MAC 子层执行的功能: 调度 HARQ 逻辑信道优先级处理 PDU组包和解复用
UE
eNode-B
MME
信道带宽
EPS
eNode B
RNC E-UTRAN
X2 X2 eNode B eNode B X2
Node B
eNode B
+
=
Uu
eNode B间的接口
E-UTRAN中只有一种网元——eNode B
演进分组核心网——EPC 演进分组系统——EPS
E-UTRAN 和 EPC的功能划分
eNB 功能:
双工方式
FDD:
上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；
TDD:
上行传输和下行传输在相同的载波频段上进行； 基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；
H-FDD:
上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行； 基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；
物理资源
Ts 1 15000 2048秒
OFDM符号
基本时间 单位
天线端口
接收机用来区分资源在 空间上的差别，包括三 类天线端口： CRS： 天线端口0~3 MBSFN：天线端口4 DRS： 天线端口5 天线端口0-5
帧结构
FDD帧结构 --- 帧结构类型1，适用于FDD
一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成；
漫游
鉴权 包括专用承载建立的承载管理功能 支持ETW传输
ENodeB功能
具有现3GPP Node B全部和RNC大部分功能，包括：
无线资源管理：无线承载控制、无线接纳控制、连接移动性控制、上下 行链路的动态资源分配（即调度）等功能 IP头压缩和用户数据流的加密 当从提供给UE的信息无法获知到MME的路由信息时，选择UE附着的 MME 路由用户面数据到S-GW 调度和传输从MME发起的寻呼消息 调度和传输从MME或O&M发起的广播信息 用于移动性和调度的测量和测量上报的配置 调度和传输从MME发起的ETWS（即地震和海啸预警系统）消息