LTE学习总结
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和控制 ➢ RRC协议实体位于UE和ENB内，主要负责对接入层的管理和控制，主要功能包括广播、寻呼、
RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理以及UE测量报告和测量上报的控制功能 ➢ 控制平面RRC协议数据的加密和完整性保护功能，在LTE协议栈中，交由PDCP子层完成 ➢ 数据链路层和物理层提供对RRC协议消息的数据传输功能。NAS消息可以串接在RRC消息内，
物理层位于无线接口协议栈最底层，提供物理介质中比特流传输所需要的所有 功能。负责处理编译码、调制解调、多天线映射以及其它电信物理层功能。物 理层以传输信道的方式为MAC层提供服务。 物理层将包含如下功能： ➢ 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编码（FEC）与译码。 ➢ 混合自动重传请求（HARQ）软合并。 ➢ 传输信道与物理信道之间的速率匹配及映射。 ➢ 物理信道的功率加权。 ➢ 物理信道的调制与解调。 ➢ 时间及频率同步。 ➢ 射频特性测量并向高层提供指示。 ➢ MIMO天线处理。 ➢ 传输分集。 ➢ 波束赋形。 ➢ 射频处理。
也可以单独在RRC消息中携带。
7
无线接口用户平面协议栈
➢ 没有NAS层和RRC层 ➢ 用户平面协议主要为数据链路层协议（MAC、RLC、PDCP）和物理层协议。物
理层为数据链路层提供数据传输功能，物理层通过传输信道为MAC子层提供相 应的服务。MAC子层通过逻辑信道为RLC子层提供相应的服务
8
无线接口协议栈功能划分-物理层
2
LTE网络结构（续）
全IP，扁平化网络架构
➢ eNB集成了更多的功能块：物理层(PHY)， MME / S-GW
媒体接入层(MAC)，无线链路控制(RLC)，
S1
分组数据汇聚协议(PDCP)， 无线资源控
S1
制(RRC)， 无线资源分配和调度,小区间
X2
Biblioteka Baidu
无线资源管理(RRM)
eNB
X2
➢ 更短的无线网络时延：单向用户数据延
10
无线接口协议栈功能划分-RLC层
针对不同的服务模式，RLC子层包含的功能也有所不同，具体如下： ➢ 对确认模式和非确认模式的RLC实体，支持对RLC SDU的串接、分
段和重组 ➢ 对确认模式和非确认模式的RLC实体，由于数据包中携带序号信息，
故支持对高层数据的按序递交，重复检测功能和RLC SDU丢弃功能 ➢ 对配置确认模式的RLC实体，支持ARQ传输 ➢ 对配置确认模式的RLC实体，在数据重传时候支持RLC data PDU重
PGW主要功能： 1、UE的IP地址分配 2、QoS保证 3、计费 4、IP数据包过滤
无线接口协议栈
UE APP
NAS RRC
PDCP
RLC
MAC
PHY
eNB
RRC PDCP RLC MAC PHY
S1AP X2AP SCTP IP GTPU UDP
MME NAS S1AP SCTP IP
SGW GTPU UDP IP
9
无线接口协议栈功能划分-MAC层
MAC子层只有一个MAC实体，包括传输调度功能、UE级别功能、MBMS功能、 MAC控制功能以及传输块生成功能等功能块。具体功能包括 ➢ 逻辑信道到传输信道的映射 ➢ 来自多个逻辑信道的MAC服务数据单元（SDU）的复用和解复用 ➢ 上行调度信息上报，包括终端待发送数据量信息的上行功率余量信息 ➢ HARQ传输 ➢ 终端内的多个逻辑信道的优先级处理 ➢ 通过动态调度实现UE间的优先级处理（ENB侧） ➢ MBMS业务识别 ➢ 传输格式选择，包括传输使用的调制方式和编码速率 ➢ 填充功能，即当实际传输数据量不能填满整个授权的数据块大小时使用该功能
eNB
迟 < 5ms， 控制信令延迟 <100ms
➢ eNB之间通过X2接口进行通信，实现小
Uu
区间优化的无线资源管理
X2
S1
S1
MME / S-GW eNB
E-UTRAN
3
E-UTRAN与EPC功能划分
无限资源管理 无线承载控制 无线接入控制 动态资源分配 Enodeb测量 连接态移动性管理
RRC
LTE网络架构 LTE关键技术 LTE物理层 LTE基本过程 LTE主要信令
1
LTE网络结构
eNodeB主要负责无线资源管理，MME主要负责移动性管理功能，SGW负责本地网络接 入处理，PDN GW提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能，HSS负责用户 鉴权和签约等处理，PCRF是帐号秘密认证和资源分配。
信令流 数据流
6
无线接口控制平面协议栈
NAS RRC PDCP
Relay
RRC PDCP
S1-AP SCTP
NAS
S1-AP SCTP
RLC
RLC
IP
IP
MAC
MAC
L2
L2
L1
L1
L1
L1
UE
LTE-Uu
eNodeB
S1-MME
MME
控制平面协议栈主要负责无线接口的管理和控制，包括RRC协议、MAC/RLC/PDCP协议和物理 层协议。NAS层是UE-EPC通信的一部分，控制面各协议层主要功能如下： ➢ NAS控制协议实体位于终端UE和移动性管理实体MME内，主要负责提供对非接入层的管理
SGW处理用户平面功能，主要包括 1、终止因为寻呼产生的用户平面数据 2、支持UE的移动性的用户平面切换 3、分组数据的路由与转发 4、传输层分组数据的标记 5、运营商间计费的统计 6、用户计费、合法监听
5
MME处理控制平面功能，主要包括 1、非介入层（NAS）信令的处理 2、分发寻呼消息至eNodeB 3、接入层安全控制 4、移动性管理涉及核心网节点之间的信 令控制 5、空闲状态移动性控制 6、SAE承载控制 7、NAS信令的加密与完整性保护 8、跟踪区列表管理 9、PGW与SGW的选择 10、向2G/3G切换时的SGSN选择 11、漫游、鉴权
PDCP
S1-MME S1-U
MME功能：
NAS安全 空闲态移动性管理 EPC承载控制
S11
SGW功能： 移动性管理接入点
RLC
S5/8
MAC PHY E-UTRAN
PGW功能： UE IP地址分配 基于每用户的包过滤
EPC
4
E-UTRAN与EPC功能划分（续）
eNodeB具有以下功能： 1、无线资源管理，包括无线承载控制、无 线接入控制、连接态移动性控制、UE的上 下行动态资源分配（调度） 2、IP头压缩及用户数据流加密 3、UE附着时的MME选择 4、路由用户平面数据至SGW 5、寻呼消息的组织和发送 6、广播信息的组织和发送 7、以移动性或调度为目的的测量及测量报 告配置
RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理以及UE测量报告和测量上报的控制功能 ➢ 控制平面RRC协议数据的加密和完整性保护功能，在LTE协议栈中，交由PDCP子层完成 ➢ 数据链路层和物理层提供对RRC协议消息的数据传输功能。NAS消息可以串接在RRC消息内，
物理层位于无线接口协议栈最底层，提供物理介质中比特流传输所需要的所有 功能。负责处理编译码、调制解调、多天线映射以及其它电信物理层功能。物 理层以传输信道的方式为MAC层提供服务。 物理层将包含如下功能： ➢ 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编码（FEC）与译码。 ➢ 混合自动重传请求（HARQ）软合并。 ➢ 传输信道与物理信道之间的速率匹配及映射。 ➢ 物理信道的功率加权。 ➢ 物理信道的调制与解调。 ➢ 时间及频率同步。 ➢ 射频特性测量并向高层提供指示。 ➢ MIMO天线处理。 ➢ 传输分集。 ➢ 波束赋形。 ➢ 射频处理。
也可以单独在RRC消息中携带。
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无线接口用户平面协议栈
➢ 没有NAS层和RRC层 ➢ 用户平面协议主要为数据链路层协议（MAC、RLC、PDCP）和物理层协议。物
理层为数据链路层提供数据传输功能，物理层通过传输信道为MAC子层提供相 应的服务。MAC子层通过逻辑信道为RLC子层提供相应的服务
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无线接口协议栈功能划分-物理层
2
LTE网络结构（续）
全IP，扁平化网络架构
➢ eNB集成了更多的功能块：物理层(PHY)， MME / S-GW
媒体接入层(MAC)，无线链路控制(RLC)，
S1
分组数据汇聚协议(PDCP)， 无线资源控
S1
制(RRC)， 无线资源分配和调度,小区间
X2
Biblioteka Baidu
无线资源管理(RRM)
eNB
X2
➢ 更短的无线网络时延：单向用户数据延
10
无线接口协议栈功能划分-RLC层
针对不同的服务模式，RLC子层包含的功能也有所不同，具体如下： ➢ 对确认模式和非确认模式的RLC实体，支持对RLC SDU的串接、分
段和重组 ➢ 对确认模式和非确认模式的RLC实体，由于数据包中携带序号信息，
故支持对高层数据的按序递交，重复检测功能和RLC SDU丢弃功能 ➢ 对配置确认模式的RLC实体，支持ARQ传输 ➢ 对配置确认模式的RLC实体，在数据重传时候支持RLC data PDU重
PGW主要功能： 1、UE的IP地址分配 2、QoS保证 3、计费 4、IP数据包过滤
无线接口协议栈
UE APP
NAS RRC
PDCP
RLC
MAC
PHY
eNB
RRC PDCP RLC MAC PHY
S1AP X2AP SCTP IP GTPU UDP
MME NAS S1AP SCTP IP
SGW GTPU UDP IP
9
无线接口协议栈功能划分-MAC层
MAC子层只有一个MAC实体，包括传输调度功能、UE级别功能、MBMS功能、 MAC控制功能以及传输块生成功能等功能块。具体功能包括 ➢ 逻辑信道到传输信道的映射 ➢ 来自多个逻辑信道的MAC服务数据单元（SDU）的复用和解复用 ➢ 上行调度信息上报，包括终端待发送数据量信息的上行功率余量信息 ➢ HARQ传输 ➢ 终端内的多个逻辑信道的优先级处理 ➢ 通过动态调度实现UE间的优先级处理（ENB侧） ➢ MBMS业务识别 ➢ 传输格式选择，包括传输使用的调制方式和编码速率 ➢ 填充功能，即当实际传输数据量不能填满整个授权的数据块大小时使用该功能
eNB
迟 < 5ms， 控制信令延迟 <100ms
➢ eNB之间通过X2接口进行通信，实现小
Uu
区间优化的无线资源管理
X2
S1
S1
MME / S-GW eNB
E-UTRAN
3
E-UTRAN与EPC功能划分
无限资源管理 无线承载控制 无线接入控制 动态资源分配 Enodeb测量 连接态移动性管理
RRC
LTE网络架构 LTE关键技术 LTE物理层 LTE基本过程 LTE主要信令
1
LTE网络结构
eNodeB主要负责无线资源管理，MME主要负责移动性管理功能，SGW负责本地网络接 入处理，PDN GW提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能，HSS负责用户 鉴权和签约等处理，PCRF是帐号秘密认证和资源分配。
信令流 数据流
6
无线接口控制平面协议栈
NAS RRC PDCP
Relay
RRC PDCP
S1-AP SCTP
NAS
S1-AP SCTP
RLC
RLC
IP
IP
MAC
MAC
L2
L2
L1
L1
L1
L1
UE
LTE-Uu
eNodeB
S1-MME
MME
控制平面协议栈主要负责无线接口的管理和控制，包括RRC协议、MAC/RLC/PDCP协议和物理 层协议。NAS层是UE-EPC通信的一部分，控制面各协议层主要功能如下： ➢ NAS控制协议实体位于终端UE和移动性管理实体MME内，主要负责提供对非接入层的管理
SGW处理用户平面功能，主要包括 1、终止因为寻呼产生的用户平面数据 2、支持UE的移动性的用户平面切换 3、分组数据的路由与转发 4、传输层分组数据的标记 5、运营商间计费的统计 6、用户计费、合法监听
5
MME处理控制平面功能，主要包括 1、非介入层（NAS）信令的处理 2、分发寻呼消息至eNodeB 3、接入层安全控制 4、移动性管理涉及核心网节点之间的信 令控制 5、空闲状态移动性控制 6、SAE承载控制 7、NAS信令的加密与完整性保护 8、跟踪区列表管理 9、PGW与SGW的选择 10、向2G/3G切换时的SGSN选择 11、漫游、鉴权
PDCP
S1-MME S1-U
MME功能：
NAS安全 空闲态移动性管理 EPC承载控制
S11
SGW功能： 移动性管理接入点
RLC
S5/8
MAC PHY E-UTRAN
PGW功能： UE IP地址分配 基于每用户的包过滤
EPC
4
E-UTRAN与EPC功能划分（续）
eNodeB具有以下功能： 1、无线资源管理，包括无线承载控制、无 线接入控制、连接态移动性控制、UE的上 下行动态资源分配（调度） 2、IP头压缩及用户数据流加密 3、UE附着时的MME选择 4、路由用户平面数据至SGW 5、寻呼消息的组织和发送 6、广播信息的组织和发送 7、以移动性或调度为目的的测量及测量报 告配置