LTE協(xié)議層與接口原理培訓(xùn)教材

1、.1 什么是什么是LTELTE？ .2 LTE=Long Term EvolutionLTE=Long Term Evolution，又稱，又稱E-UTRA/E-UTRANE-UTRA/E-UTRAN，和，和3GPP2 UMB3GPP2 UMB 合稱合稱E3GE3G（Evolved 3GEvolved 3G） LTELTE是以是以O(shè)FDMOFDM為核心的技術(shù)，為了降低用戶面延遲，取消了無線網(wǎng)為核心的技術(shù)，為了降低用戶面延遲，取消了無線網(wǎng) 絡(luò)控制器（絡(luò)控制器（RNCRNC）。與其說是）。與其說是3G3G技術(shù)的技術(shù)的“演進演進”（evolutionevolution），）， 不如說是不如說是“革命

2、革命”（revolutionrevolution）。）。 這場這場“革命革命”是系統(tǒng)不可避免的喪失了大部分后向兼容性，也就是系統(tǒng)不可避免的喪失了大部分后向兼容性，也就 是說，從網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)都要做大規(guī)模的更新?lián)Q代。因此從技術(shù)是說，從網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)都要做大規(guī)模的更新?lián)Q代。因此從技術(shù) 歸屬上，可以將歸屬上，可以將LTELTE看作看作4G4G范疇。范疇。 LTELTE的起因：在的起因：在20042004年年WiMAXWiMAX對對UMTSUMTS技術(shù)產(chǎn)生挑戰(zhàn)（尤其是技術(shù)產(chǎn)生挑戰(zhàn)（尤其是HSDPAHSDPA技技 術(shù)）時，術(shù)）時，3GPP3GPP急于開發(fā)和急于開發(fā)和WiMAXWiMAX抗衡的、以抗衡的、

3、以O(shè)FDM/FDMAOFDM/FDMA為核心技術(shù)、為核心技術(shù)、 支持支持20MHz20MHz系統(tǒng)帶寬的、具有相似甚至更高性能的技術(shù)。長期上也系統(tǒng)帶寬的、具有相似甚至更高性能的技術(shù)。長期上也 可以在可以在IMT-AdvancedIMT-Advanced標準化上先發(fā)制人。標準化上先發(fā)制人。 .3 LTELTE研究階段（研究階段（SISI）于）于20042004年底開始，于年底開始，于20062006年年9 9月結(jié)束。月結(jié)束。 LTELTE的可行性研究得出了正面的結(jié)論。的可行性研究得出了正面的結(jié)論。 20052005年年6 6月完成了月完成了LTELTE需求的研究，形成了需求報告需求的研究，形成了需

4、求報告TR TR 25.91325.913。 20062006年年9 9月月3GPP3GPP正式批準了正式批準了LTELTE工作階段（工作階段（WIWI），），LTELTE標準的標準的 起草正式開始。起草正式開始。3GPP3GPP已于已于20072007年年3 3月完成第月完成第2 2階段（階段（Stage 2Stage 2） 的協(xié)議，按照目前的工作計劃，的協(xié)議，按照目前的工作計劃，3GPP3GPP將于將于20072007年年9 9月最終完月最終完 成第成第3 3階段（階段（Stage 3Stage 3）協(xié)議，測試規(guī)范將于）協(xié)議，測試規(guī)范將于20082008年年3 3月完成。月完成。 在在SI

5、SI階段，各工作組形成了階段，各工作組形成了TR 25.814TR 25.814、TR 25.813TR 25.813、R3.018R3.018 等研究報告。各工作組的等研究報告。各工作組的SISI結(jié)論被收集在結(jié)論被收集在SISI總技術(shù)報告總技術(shù)報告TR TR 25.91225.912。3 3月完成了月完成了Stage 2Stage 2規(guī)范規(guī)范TS 36.300 TS 36.300 3GPP3GPP決定將編號決定將編號3636的標準號分給的標準號分給LTELTE .4 LTELTE系統(tǒng)的設(shè)計主要考慮如下幾個總體目標：系統(tǒng)的設(shè)計主要考慮如下幾個總體目標： 降低每比特成本降低每比特成本 擴展業(yè)務(wù)的

6、提供能力，以更低的成本，更佳的用戶體驗提供更多的業(yè)擴展業(yè)務(wù)的提供能力，以更低的成本，更佳的用戶體驗提供更多的業(yè) 務(wù)務(wù) 靈活使用現(xiàn)有的和新的頻段靈活使用現(xiàn)有的和新的頻段 簡化架構(gòu)，開放接口簡化架構(gòu)，開放接口 實現(xiàn)合理的終端功耗實現(xiàn)合理的終端功耗 高數(shù)據(jù)率、低延遲、為分組業(yè)務(wù)優(yōu)化的系統(tǒng)，需完成以下工作：高數(shù)據(jù)率、低延遲、為分組業(yè)務(wù)優(yōu)化的系統(tǒng)，需完成以下工作： 在空中接口的物理層方面，支持靈活的傳輸帶寬，引入新的傳輸技術(shù)在空中接口的物理層方面，支持靈活的傳輸帶寬，引入新的傳輸技術(shù) 和先進的多天線技術(shù)和先進的多天線技術(shù) 在空中接口層在空中接口層2/2/層層3 3方面，對信令設(shè)計進行優(yōu)化方面，對信令設(shè)計

7、進行優(yōu)化 在在RANRAN架構(gòu)方面，確定優(yōu)化的架構(gòu)方面，確定優(yōu)化的RANRAN架構(gòu)和架構(gòu)和RANRAN網(wǎng)元之間的功能劃分網(wǎng)元之間的功能劃分 優(yōu)化的優(yōu)化的RFRF設(shè)計。設(shè)計。 .5 支持支持1.25MHz1.25MHz（包括（包括1.6MHz1.6MHz）-20MHz-20MHz帶寬帶寬 峰值數(shù)據(jù)率：上行峰值數(shù)據(jù)率：上行50Mbps50Mbps，下行，下行100Mbps 100Mbps 頻譜效率達到頻譜效率達到3GPP Release 63GPP Release 6的的2-42-4倍倍 提高小區(qū)邊緣的比特率提高小區(qū)邊緣的比特率 用戶面延遲（單向）小于用戶面延遲（單向）小于5ms5ms，制面延遲小

8、于，制面延遲小于100ms100ms 支持與現(xiàn)有支持與現(xiàn)有3GPP3GPP和非和非3GPP3GPP系統(tǒng)的互操作系統(tǒng)的互操作 支持增強型的廣播多播業(yè)務(wù)。在單獨的下行載波部署移動電視（支持增強型的廣播多播業(yè)務(wù)。在單獨的下行載波部署移動電視（Mobile TVMobile TV） 系統(tǒng)系統(tǒng) 降低建網(wǎng)成本，實現(xiàn)從降低建網(wǎng)成本，實現(xiàn)從Release 6Release 6的低成本演進的低成本演進 實現(xiàn)合理的終端復(fù)雜度、成本和耗電實現(xiàn)合理的終端復(fù)雜度、成本和耗電 支持增強的支持增強的IMSIMS（IPIP多媒體子系統(tǒng)）和核心網(wǎng)多媒體子系統(tǒng)）和核心網(wǎng) 追求后向兼容追求后向兼容, , 但應(yīng)該仔細考慮性能改進和向

9、后兼容之間的平衡但應(yīng)該仔細考慮性能改進和向后兼容之間的平衡 取消取消CSCS（電路交換）域，（電路交換）域，CSCS域業(yè)務(wù)在域業(yè)務(wù)在PSPS（包交換）域?qū)崿F(xiàn)，如采用（包交換）域?qū)崿F(xiàn)，如采用VoIPVoIP 對低速移動優(yōu)化系統(tǒng)，同時支持高速移動對低速移動優(yōu)化系統(tǒng)，同時支持高速移動 以盡可能相似的技術(shù)同時支持成對（以盡可能相似的技術(shù)同時支持成對（pairedpaired）和非成對（）和非成對（unpairedunpaired）頻段）頻段 盡可能支持簡單的臨頻共存盡可能支持簡單的臨頻共存 .6 中興通訊銷售體系 工程服務(wù)部TD用服部 姓 名 : 杜雨舟 E-mail : LTELTE協(xié)議層與接口原理

10、協(xié)議層與接口原理 .7 2第一部分第一部分 3GPP LTE協(xié)議概況協(xié)議概況 2第二部分第二部分 LTE協(xié)議層介紹協(xié)議層介紹 2第三部分第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹網(wǎng)絡(luò)接口介紹 .8 8 8 n第一章第一章 3GPP LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) u第一節(jié)第一節(jié) LTELTE網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu) u第二節(jié)第二節(jié) LTELTE網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能 n第二章第二章 3GPP LTE協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) u第一節(jié)第一節(jié) LTELTE主要協(xié)議主要協(xié)議 u第二節(jié)第二節(jié) LTELTE協(xié)議列表協(xié)議列表 .9 S-GW/MME S-GW/MME 合稱合稱EPCEPC演進型分組域演進型分組域 核心網(wǎng)核心網(wǎng) S1S

11、1接口的用戶面終止在服務(wù)網(wǎng)關(guān)接口的用戶面終止在服務(wù)網(wǎng)關(guān) (SGW)(SGW) S1S1接口的控制面終止于移動性管接口的控制面終止于移動性管 理實體（理實體（MMEMME） S1S1接口支持接口支持EPCEPC與與eNBeNB之間的多對之間的多對 多關(guān)系多關(guān)系 X2X2為為eNBeNB之間接口之間接口 nMMEMME：Mobility Management EntityMobility Management Entity nS-GWS-GW：Serving GateWayServing GateWay neNBeNB：Evolved Node BEvolved Node B .10 LTE網(wǎng)絡(luò)節(jié)

12、點功能 .11 1111 n第一章第一章 3GPP LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) u第一節(jié)第一節(jié) LTELTE網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu) u第二節(jié)第二節(jié) LTELTE網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能 n第二章第二章 3GPP LTE協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) u第一節(jié)第一節(jié) LTELTE主要協(xié)議主要協(xié)議 u第二節(jié)第二節(jié) LTELTE協(xié)議列表協(xié)議列表 .12 36.2XX36.2XX：物理層相關(guān)協(xié)議：物理層相關(guān)協(xié)議 n36.201:36.201:物理層協(xié)議整體描述物理層協(xié)議整體描述 n36.211: 36.211: 物理信道和調(diào)制物理信道和調(diào)制 n36.212: 36.212: 復(fù)用和信道編碼復(fù)用和信道編碼 n36.21

13、336.213：物理層過程：物理層過程 n36.21436.214：物理層測量：物理層測量 36.3XX: 36.3XX: 上層相關(guān)，上層相關(guān)，UEUE等級劃分等級劃分 n36.300:E-UTRAN 36.300:E-UTRAN 整體描述整體描述 n36.321: MAC 36.321: MAC 子層規(guī)范子層規(guī)范 n36.322: RLC 36.322: RLC 子層規(guī)范子層規(guī)范 n36.32336.323：PDCPPDCP子層規(guī)范子層規(guī)范 n36.33136.331：RRCRRC規(guī)范規(guī)范 36.4XX36.4XX：各種網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議：各種網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議 n36.41036.41436.4103

14、6.414：S1S1接口相關(guān)標準接口相關(guān)標準 n36.42036.42436.42036.424：X2X2接口相關(guān)標準接口相關(guān)標準 LTE主要協(xié)議 .13 LTELTE協(xié)議列表協(xié)議列表 .14 2第一部分第一部分 3GPP LTE協(xié)議概況協(xié)議概況 2第二部分第二部分 LTE協(xié)議層介紹協(xié)議層介紹 2第三部分第三部分 LTE網(wǎng)絡(luò)接口介紹網(wǎng)絡(luò)接口介紹 .15 1515 n第一章第一章 LTE 物理層介紹物理層介紹 n第二章第二章 LTE 層層2介紹介紹 u第一節(jié)第一節(jié) MACMAC子層介紹子層介紹 u第二節(jié)第二節(jié) RLCRLC子子層介紹層介紹 u第三節(jié)第三節(jié) PDCPPDCP子子層介紹層介紹 n第三

15、章第三章 LTE層層3介紹介紹 u第一節(jié)第一節(jié) RRCRRC層介紹層介紹 u第二節(jié)第二節(jié) NASNAS層介紹層介紹 .16 無線接口主要指無線接口主要指UEUE和網(wǎng)絡(luò)之間的接口，包括層和網(wǎng)絡(luò)之間的接口，包括層1 1、層、層2 2和層和層3 3。 下圖給出了層下圖給出了層1 1（物理層）周圍的（物理層）周圍的E-UTRAE-UTRA無線協(xié)議結(jié)構(gòu)。物理層與層無線協(xié)議結(jié)構(gòu)。物理層與層2 2 的媒體接入控制（的媒體接入控制（MACMAC）子層和層）子層和層3 3的無線資源控制（的無線資源控制（RRCRRC）層有接口。其）層有接口。其 中圓圈便是不同層中圓圈便是不同層/ /子層間的服務(wù)接入點（子層間的服

16、務(wù)接入點（SAPSAP）。物理層向）。物理層向MACMAC層提供傳層提供傳 輸信道，輸信道，MACMAC提供不同的邏輯信道給層提供不同的邏輯信道給層2 2的無線鏈路控制（的無線鏈路控制（RLCRLC）子層。）子層。 .17 物理層向高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，可以通過物理層向高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，可以通過MACMAC子層并使用傳輸子層并使用傳輸 信道來接入這些服務(wù)。為了提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，物理層將提供如下信道來接入這些服務(wù)。為了提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，物理層將提供如下 功能：功能： 傳輸信道的錯誤檢測并向高層提供指示傳輸信道的錯誤檢測并向高層提供指示 傳輸信道的前向糾錯（傳輸信道的前向糾錯（Forward

17、Error CorrectionForward Error Correction，F(xiàn)ECFEC）編碼解碼）編碼解碼 混合自動重傳請求（混合自動重傳請求（Hybird Automatic Repeat-reQuestHybird Automatic Repeat-reQuest，HARQHARQ）軟合并）軟合并 編碼的傳輸信道與物理信道之間的速率匹配編碼的傳輸信道與物理信道之間的速率匹配 .18 編碼的傳輸信道與物理信道之間的映射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)物理信道的功率加權(quán) 物理信道的調(diào)制與解調(diào)物理信道的調(diào)制與解調(diào) 頻率和時間同步頻率和時間同步 射頻特性測量并向高層提

18、供指示射頻特性測量并向高層提供指示 對輸入多輸出對輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output(Multiple Input Multiple Output，MIMO)MIMO)天線處理天線處理 傳輸分集傳輸分集 波束賦形波束賦形 射頻處理射頻處理 .19 物理信道與調(diào)制物理信道與調(diào)制 LTELTE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 理下行控制信道、物理廣播信道、物理控制格式指示信道和物理理下行控制信道、物理廣播信道、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上行定義的物理信道包括物理隨機接入信道、物理上行共享信道上行定義的物理信道包括物理隨機接入信道、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。 定義的信號包括參考信號、主定義的信號包括參考信號、主/ /輔同步信號。輔同步信號。 下行和上行均支持如下調(diào)制方式：四相移相鍵控（下行和上行均支持如下調(diào)制方式：四相移相鍵控（Quate Phase Quate Phase Shift KeyingShift Keying，QPSKQPSK）、正交調(diào)幅（）、正交調(diào)幅（Quadrature Amplitude Quadrature Amplitude Modulation,16QAMModula

20、tion,16QAM）和）和64QAM64QAM。 .20 復(fù)用與信道編碼復(fù)用與信道編碼 LTELTE中傳輸塊的信道編碼方案為中傳輸塊的信道編碼方案為TurboTurbo編碼，編碼速率為編碼，編碼速率為R=1/3R=1/3，它由，它由 兩個兩個8 8狀態(tài)子編碼器和一個狀態(tài)子編碼器和一個TurboTurbo碼內(nèi)部交織器構(gòu)成。碼內(nèi)部交織器構(gòu)成。 在在TurboTurbo編碼中使用柵格終止（編碼中使用柵格終止（Trellis TerminationTrellis Termination）方案。在）方案。在 TurboTurbo編碼之前，傳輸塊被分割成多個段，每段的大小要與最大信息編碼之前，傳輸塊被分

21、割成多個段，每段的大小要與最大信息 塊大小塊大小6144bit6144bit保持一致。使用保持一致。使用24bit24bit長的循環(huán)冗余校驗（長的循環(huán)冗余校驗（Cyclic Cyclic Redundancy Check,CRCRedundancy Check,CRC）來支持錯誤檢測。）來支持錯誤檢測。 .21 物理層過程物理層過程 LTELTE操作中涉及多個物理層過程，這些過程包括小區(qū)搜索、功率控制、上行同操作中涉及多個物理層過程，這些過程包括小區(qū)搜索、功率控制、上行同 步和上行定時控制、隨機接入相關(guān)過程、步和上行定時控制、隨機接入相關(guān)過程、HARQHARQ相關(guān)過程。相關(guān)過程。 通過在頻域、

22、時域和功率域進行物理資源控制，通過在頻域、時域和功率域進行物理資源控制，LTELTE隱含地支持干擾協(xié)調(diào)。隱含地支持干擾協(xié)調(diào)。 物理層測量物理層測量 無線特性在終端和基站進行測量，并在網(wǎng)絡(luò)中向高層進行報告。這包括用于同頻和異頻切換的測量，無線特性在終端和基站進行測量，并在網(wǎng)絡(luò)中向高層進行報告。這包括用于同頻和異頻切換的測量， 用于不同無線接入技術(shù)（用于不同無線接入技術(shù)（Radio Access TechnologyRadio Access Technology，RATRAT）之間切換的測量，定時測量，用于無線資）之間切換的測量，定時測量，用于無線資 源管理（源管理（Radio Resource

23、ManagementRadio Resource Management，RRMRRM）的測量。）的測量。 用于不同用于不同RATRAT間切換的測量用于支持向間切換的測量用于支持向GSMGSM、UTRA FDDUTRA FDD和和UTRA TDDUTRA TDD系統(tǒng)的切換。系統(tǒng)的切換。 .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的下行傳輸是基于的下行傳輸是基于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） 物理廣播信道（物理廣播信道（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） 物理信號物理信號 參考信號（參考信號（reference signalreference signal） 同步信號（同步信號（synchronization signalsynchronization signal） .24 LTELTE的上行傳輸

28、是基于的上行傳輸是基于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） 物理隨機接入信道（物理隨機接入信道（Physical Random Access Channel, PRACHPhysical Random Ac

29、cess Channel, PRACH） 物理信號物理信號 參考信號（參考信號（reference signalreference signal） .25 物理層通過傳輸信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。物理層通過傳輸信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。 物理信道物理信道: : 定義場所定義場所 傳輸信道傳輸信道: : 按怎樣傳按怎樣傳, ,傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分 物理層支持的傳輸信道物理層支持的傳輸信道 BCHBCH（Broadcast CHBroadcast CH）: : 固定調(diào)制編碼方式固定調(diào)制編碼方式, ,廣播廣播 DL-SCHDL-SCH（Downlink Shared CHDo

30、wnlink Shared CH）: : 支持支持HARQ,AMC,HARQ,AMC,可以廣播可以廣播, ,可以波束賦形可以波束賦形, ,可以動態(tài)或半可以動態(tài)或半 靜態(tài)資源分配靜態(tài)資源分配, ,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省電省電),),廣播廣播 MCHMCH（Multicast CHMulticast CH）: : 多播多播, ,支持支持SFNSFN合并合并, ,支持半靜態(tài)資源分配支持半靜態(tài)資源分配( (如分配長如分配長CPCP幀幀) ) UL-SCH:UL-

31、SCH:支持支持HARQ,AMC,HARQ,AMC,可以波束賦形可以波束賦形( (可能不需要標準化可能不需要標準化),),可以動態(tài)或半靜態(tài)資源分配可以動態(tài)或半靜態(tài)資源分配 RACH: RACH: 有限信息有限信息, ,存在競爭存在競爭 25 .26 DL UL .27 2727 n第一章第一章 LTE 物理層介紹物理層介紹 n第二章第二章 LTE 層層2介紹介紹 u第一節(jié)第一節(jié) MACMAC子層介紹子層介紹 u第二節(jié)第二節(jié) RLCRLC子子層介紹層介紹 u第三節(jié)第三節(jié) PDCPPDCP子子層介紹層介紹 n第三章第三章 LTE層層3介紹介紹 u第一節(jié)第一節(jié) RRCRRC層介紹層介紹 u第二節(jié)第二

32、節(jié) NASNAS層介紹層介紹 .28 MACMAC：Media Access ControlMedia Access Control，即，即“媒體接入控制媒體接入控制”或或“媒體訪問控媒體訪問控 制制” 。處于。處于LTELTE無線協(xié)議的第二層（無線協(xié)議的第二層（L2L2；L2L2還包括還包括RLCRLC和和PDCPPDCP）。用于）。用于 為用戶分配無線資源（時間、頻率（為用戶分配無線資源（時間、頻率（RBRB數(shù)目及位置）、發(fā)射層數(shù)數(shù)目及位置）、發(fā)射層數(shù) （LayerLayer）、天線數(shù)和發(fā)射功率）、天線數(shù)和發(fā)射功率 ）。）。 MAC子層介紹子層介紹 .29 MACMAC有兩個實體，一個是在

33、有兩個實體，一個是在E-UTRANE-UTRAN端，另端，另 一個是在一個是在UEUE端。端。 E-UTRANE-UTRAN和和UEUE中中MACMAC實體對各傳輸信道的處實體對各傳輸信道的處 理功能不相同。理功能不相同。 MAC子層介紹子層介紹 eNode B Core Network UE IP UE UE eNode B eNode B .30 邏輯信道與傳輸信道之間的映射邏輯信道與傳輸信道之間的映射 MAC SDUsMAC SDUs復(fù)用復(fù)用/ /解復(fù)用解復(fù)用 MAC PDUMAC PDU 調(diào)度信息報告（調(diào)度信息報告（BSRBSR） 不同優(yōu)先級不同優(yōu)先級UEUE之間的調(diào)度（動態(tài)調(diào)度、半持

34、久調(diào)度）之間的調(diào)度（動態(tài)調(diào)度、半持久調(diào)度） HARQHARQ 傳輸格式選擇（調(diào)制編碼方式）傳輸格式選擇（調(diào)制編碼方式） 同一同一UEUE不同邏輯信道之間的優(yōu)先級處理不同邏輯信道之間的優(yōu)先級處理 .31 MACMAC層為層為RLCRLC層提供的服務(wù)層提供的服務(wù)： u數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) u無線資源分配無線資源分配 物理層為物理層為MACMAC層提供的服務(wù)層提供的服務(wù)： u數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) uHARQHARQ反饋（反饋（ACK/NACKACK/NACK） u調(diào)度請求（調(diào)度請求（SRSR） u測量（如測量（如CQICQI等）等） MACMACRLCRLC 物理層物理層 L1 L2 n M

35、AC MAC存在的意義存在的意義 .32 MACMAC通過邏輯信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)通過邏輯信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù) 邏輯信道邏輯信道: :按內(nèi)容本身區(qū)分按內(nèi)容本身區(qū)分 傳輸信道傳輸信道: : 按怎樣傳按怎樣傳, ,傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分 MAC MAC 支持的邏輯信道支持的邏輯信道 控制信道：控制信道： BCCHBCCH（Broadcast Control CHBroadcast Control CH）: :下行廣播控制信息下行廣播控制信息 PCCH(Paging Control CH):PCCH(Paging Control CH):下行尋呼信息下行尋呼信息 CCC

36、H(Common Control CH):CCCH(Common Control CH):在在RRCRRC連接建立前連接建立前UEUE與網(wǎng)絡(luò)之間的雙向控制信息。與網(wǎng)絡(luò)之間的雙向控制信息。 MCCH(Multicast Control CH):MCCH(Multicast Control CH):控制一個或者多個控制一個或者多個MTCHMTCH的控制信息的控制信息, ,只有支持只有支持MBMSMBMS才有該才有該 信道信道 DCCH(Dedicated Control CH): RRCDCCH(Dedicated Control CH): RRC連接建立后連接建立后UEUE到網(wǎng)絡(luò)之間的雙向控制信

37、息到網(wǎng)絡(luò)之間的雙向控制信息 業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道 DTCH(Dedicated Traffic CH):DTCH(Dedicated Traffic CH):點到點的雙向業(yè)務(wù)信息點到點的雙向業(yè)務(wù)信息 MTCH(Multicast Traffic CH):MTCH(Multicast Traffic CH):點到多點的下行業(yè)務(wù)信息點到多點的下行業(yè)務(wù)信息, ,只用于只用于MBMS.MBMS. .33 DL-SCH也支持MBMS業(yè) 務(wù) MACMAC需要處理的傳輸信道包需要處理的傳輸信道包 括以下幾種：括以下幾種： 廣播信道廣播信道 (BCH) (BCH) 下行共享信道下行共享信道 (DL-SCH) (D

38、L-SCH) 尋呼信道尋呼信道 (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) 隨機接入隨機接入信道信道 (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子層提供：子層提供： 上層上層PDUsPDUs的傳輸?shù)膫鬏?通過通過ARQARQ（自動重傳請求）修正錯誤（只有在（自動重傳請求）修正錯誤（只有在 AMAM數(shù)據(jù)傳輸中）數(shù)據(jù)傳輸中）

39、 連接，拆分和重新組裝連接，拆分和重新組裝RLC SDUsRLC SDUs（只在（只在UM UM 和和 AMAM數(shù)據(jù)傳輸中）數(shù)據(jù)傳輸中） RLCRLC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)PDUsPDUs的再分割（只在的再分割（只在AMAM數(shù)據(jù)傳輸中）數(shù)據(jù)傳輸中） 按照順序傳輸上層按照順序傳輸上層PUDsPUDs（只在（只在UMUM和和AMAM數(shù)據(jù)傳數(shù)據(jù)傳 輸中）輸中） 重復(fù)檢測（只在重復(fù)檢測（只在UMUM和和AmAm數(shù)據(jù)傳輸中）數(shù)據(jù)傳輸中） RLC SDURLC SDU的丟棄（只在的丟棄（只在UMUM和和AmAm數(shù)據(jù)傳輸中）數(shù)據(jù)傳輸中） RLCRLC重組重組 協(xié)議錯誤的偵測與恢復(fù)協(xié)議錯誤的偵測與恢復(fù) .35 RLC子層介

40、紹整體結(jié)構(gòu) .36 RRCRRC控制控制RLCRLC的配置。的配置。 RLCRLC底層的功能由底層的功能由RLCRLC實體實現(xiàn)。對于一個實體實現(xiàn)。對于一個eNBeNB段的段的 RLCRLC實體，對應(yīng)著實體，對應(yīng)著UEUE側(cè)也有這樣一個實體，反之亦側(cè)也有這樣一個實體，反之亦 然。然。 RLCRLC接收或者傳遞來自上層（對于接收或者傳遞來自上層（對于CCCHCCCH為為RRCRRC，其，其 他的為他的為PDCPPDCP）的）的RLC SDUsRLC SDUs，并且通過底層，并且通過底層MACMAC發(fā)送發(fā)送 或者接收或者接收RLC PDUsRLC PDUs與對端的實體進行交互。與對端的實體進行交互。

41、 一個一個RLC PDUsRLC PDUs可以是可以是RLCRLC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)PDUPDU或者或者RLCRLC控制控制PDUPDU。 如果如果RLCRLC實體接收到來自上層的實體接收到來自上層的RLC SDURLC SDU，它通過，它通過 與上層的單一的與上層的單一的SAPSAP來獲取該來獲取該SDUSDU，經(jīng)過將這些，經(jīng)過將這些SDUSDU 格式化為格式化為RLC PDUsRLC PDUs，RLCRLC實體通過邏輯信道將這些實體通過邏輯信道將這些 PDUPDU發(fā)送給底層。發(fā)送給底層。 如果如果RLCRLC實體通過一個單一的邏輯通道接收到來自實體通過一個單一的邏輯通道接收到來自 底層的底層的PDU

42、sPDUs，RLCRLC實體將這些實體將這些PDUsPDUs轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成SDUSDU，然，然 后通過后通過RLCRLC實體與上層之間的單一的實體與上層之間的單一的SAPSAP發(fā)送給上發(fā)送給上 層。層。 如果如果RLCRLC實體接收或者傳輸一個來自底層的實體接收或者傳輸一個來自底層的RLCRLC控控 制制PDUPDU，他們接收和傳輸?shù)倪壿嬓诺篮?，他們接收和傳輸?shù)倪壿嬓诺篮蚏LCRLC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)PDUPDU 是相同的。是相同的。 RLC子層介紹框架結(jié)構(gòu)說 明 .37 RLCRLC實體可以通過配置為下面三種數(shù)據(jù)傳輸方式：實體可以通過配置為下面三種數(shù)據(jù)傳輸方式： TMTM：透傳模式；：透傳模式；UMUM

43、：非確認模式；：非確認模式；AMAM：確認模式。：確認模式。 RLCRLC實體具體將用來作為實體具體將用來作為TM RLCTM RLC實體，實體，UM RLCUM RLC實體實體 或者或者AM RLCAM RLC實體是由用戶配置決定的。實體是由用戶配置決定的。 n一個一個TM RLCTM RLC實體可以配置為一個傳輸實體可以配置為一個傳輸TM RLCTM RLC實體實體 或者接收或者接收TM RLCTM RLC實體。一個傳輸實體。一個傳輸 TM RLCTM RLC實體接收實體接收 來自上層的來自上層的SDUsSDUs，通過底層發(fā)送，通過底層發(fā)送RLC PDUsRLC PDUs到對端到對端 的的

44、接收的的接收 TM RLCTM RLC實體。一個接收實體。一個接收 TM RLCTM RLC實體可實體可 以傳遞以傳遞SDUsSDUs到上層，并可以通過底層接收來自對到上層，并可以通過底層接收來自對 端傳輸端傳輸TM RLCTM RLC實體發(fā)送過來的實體發(fā)送過來的PDUsPDUs。 nUM RLCUM RLC實體接收實體和傳輸實體功能和實體接收實體和傳輸實體功能和TMTM相同。相同。 n一個一個AM RLCAM RLC傳輸實體有傳輸和發(fā)送共同構(gòu)成，傳輸實體有傳輸和發(fā)送共同構(gòu)成，AM AM RLCRLC實體的傳輸側(cè)接收來自上層的實體的傳輸側(cè)接收來自上層的SDUsSDUs，通過底層，通過底層 發(fā)送

45、發(fā)送RLC PDUsRLC PDUs到對端的的到對端的的AM RLCAM RLC實體。實體。AM RLCAM RLC實實 體的接收側(cè)可以傳遞體的接收側(cè)可以傳遞SDUsSDUs到上層，并可以通過底到上層，并可以通過底 層接收來自對端層接收來自對端AM RLCAM RLC實體發(fā)送過來的實體發(fā)送過來的PDUsPDUs。 n大小不定的大小不定的RLC SDUsRLC SDUs是按照字節(jié)排列的，是按照字節(jié)排列的，RLC RLC SDUsSDUs只有在底層通知有傳輸時機的時候轉(zhuǎn)換為只有在底層通知有傳輸時機的時候轉(zhuǎn)換為RLC RLC PDUsPDUs，然后發(fā)送到底層。，然后發(fā)送到底層。 RLC子層介紹框架結(jié)

46、構(gòu)說 明 .38 透明模式透明模式(TM)(TM) 不添加不添加RLCRLC頭頭 可以分段可以分段/ /級聯(lián)級聯(lián) 非確認模式非確認模式(UM)(UM) 必須添加必須添加RLCRLC頭頭 兩種傳送數(shù)據(jù)方式兩種傳送數(shù)據(jù)方式: :檢測且將沒有出錯的數(shù)據(jù)檢測且將沒有出錯的數(shù)據(jù) 傳遞到高層傳遞到高層; ;立即傳遞到高層立即傳遞到高層 確認模式確認模式(AM)(AM) 必須添加必須添加RLCRLC頭頭 無錯傳遞無錯傳遞( (通過重發(fā)機制保證通過重發(fā)機制保證) ) 順序傳遞或無序傳遞順序傳遞或無序傳遞( (僅用于上行切換）僅用于上行切換） 唯一傳遞唯一傳遞( (相同檢測功能相同檢測功能) ) .39 PDC

47、P (Packet Data Convergence Protocal)PDCP (Packet Data Convergence Protocal) 功能功能 用戶面用戶面 頭壓縮和頭解壓縮頭壓縮和頭解壓縮(ROHC)(ROHC) 從從NASNAS接收接收PDCP SDUPDCP SDU發(fā)送到發(fā)送到RLCRLC及其逆過程及其逆過程 順序發(fā)送上層順序發(fā)送上層PDUsPDUs 對下層對下層SDUSDU進行相同檢測進行相同檢測 加密加密/ /解密解密 控制面控制面 加密加密/ /解密和完整性保護解密和完整性保護 從從RRCRRC接收接收PDCP SDUPDCP SDU發(fā)送到發(fā)送到RLCRLC及其逆

48、過程及其逆過程 PDCP子層介紹 .40 .41 無線接入承載（無線接入承載（RABRAB） RABRAB可以看作是可以看作是UEUE與與CNCN之間接入層向非接入層提供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。的業(yè)務(wù)，主要用于用戶數(shù)據(jù)的傳輸。RABRAB直接與直接與UEUE 業(yè)務(wù)相關(guān)，它涉及接入層各個協(xié)議模塊，在空中業(yè)務(wù)相關(guān)，它涉及接入層各個協(xié)議模塊，在空中 接口上，接口上，RABRAB反映為無線承載（反映為無線承載（RBRB）。）。 無線承載無線承載(RB)(RB) RBRB是是UEUE與與UTRANUTRAN之間之間L2L2向上層提供的業(yè)務(wù)向上層提供的業(yè)務(wù) RRCRRC連

49、接也可以看作承載信令的無線承載連接也可以看作承載信令的無線承載(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 物理層介紹物理層介紹 n第二章第二章 LTE 層層2介紹介紹 u第一節(jié)第一節(jié) MACMAC子層介紹子層介紹 u第二節(jié)第二節(jié) RLCRLC子子層介紹層介紹 u第

50、三節(jié)第三節(jié) PDCPPDCP子子層介紹層介紹 n第三章第三章 LTE層層3介紹介紹 u第一節(jié)第一節(jié) RRCRRC層介紹層介紹 u第二節(jié)第二節(jié) NASNAS層介紹層介紹 .46 nRRCRRC（Radio Resource ControlRadio Resource Control） n功能功能 系統(tǒng)信息廣播系統(tǒng)信息廣播 尋呼尋呼 RRCRRC連接控制連接控制 RRCRRC連接移動性功能連接移動性功能 小區(qū)選擇控制小區(qū)選擇控制 UEUE測量報告以及對測量報告的控制測量報告以及對測量報告的控制 安全控制的管理安全控制的管理 無線配置控制無線配置控制 DRXDRX的配置和修改的配置和修改 QoSQo

51、S控制控制 多播多播/ /廣播廣播 其它其它 .47 系統(tǒng)信息廣播的內(nèi)容被劃分為多個系統(tǒng)信息系統(tǒng)信息廣播的內(nèi)容被劃分為多個系統(tǒng)信息 塊塊(System Information Blocks, SIB)(System Information Blocks, SIB)，但，但 是有一個是有一個“塊塊”另外給起了個名字：主信息另外給起了個名字：主信息 塊塊(Master Information Block, MIB)(Master Information Block, MIB)。因此。因此 系統(tǒng)廣播信息就被劃分為系統(tǒng)廣播信息就被劃分為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 系統(tǒng)信息廣播（System Information Broadcast） .48 MIBMIB在在BCHBCH上發(fā)送，上發(fā)送， MIBMIB上傳輸幾個比較上傳輸幾個比較 重要的系統(tǒng)信息參數(shù)重要的系統(tǒng)信息參數(shù): : 1 1、下行鏈路系統(tǒng)帶寬；、下行鏈路系統(tǒng)帶寬； 2 2、PHICHPHICH配置信息；配置信息； 3 3、系統(tǒng)幀號。、系統(tǒng)幀號。 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 上發(fā)送。其中上發(fā)

53、送。其中SIB1SIB1上傳輸與評估一個上傳輸與評估一個UEUE 是否被允許接入小區(qū)有關(guān)的信息以及其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：他系統(tǒng)信息的調(diào)度信息： 1 1、小區(qū)接入相關(guān)信息；、小區(qū)接入相關(guān)信息； 2 2、小區(qū)選擇信息；、小區(qū)選擇信息； 3 3、SIBSIB調(diào)度信息；調(diào)度信息； 4 4、TDDTDD參數(shù)配置；參數(shù)配置； 5 5、SISI窗口長度；窗口長度； 6 6、ValueTagValueTag。 .49 SIB2 SIB3 SIB4 SIB5 SIB6 SIB7 SIB8 SIB9 SIB10 SIB11 小區(qū)無線配置，其小區(qū)無線配置，其 它基本配置它基本配

54、置 小區(qū)重選信息，主小區(qū)重選信息，主 要關(guān)于服務(wù)小區(qū)要關(guān)于服務(wù)小區(qū) 頻內(nèi)鄰區(qū)列表，白頻內(nèi)鄰區(qū)列表，白/ / 黑名單黑名單 頻間鄰區(qū)列表頻間鄰區(qū)列表 UTRANUTRAN鄰區(qū)列表鄰區(qū)列表(W+TD)(W+TD) GSMGSM鄰區(qū)列表鄰區(qū)列表 CDMA2000CDMA2000鄰區(qū)列表鄰區(qū)列表 Home eNB Home eNB IdentiferIdentifer ETWSETWS通知通知 ETWSETWS信息，語音圖信息，語音圖 片片 .50 UEUE狀態(tài)狀態(tài) （1 1）RRC_IDLERRC_IDLE 將多播將多播/ /廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇V播數(shù)據(jù)傳輸?shù)経EUE 上層可以配置上層可以配置UEUE U

55、EUE移動性管理移動性管理 UEUE負責(zé)偵聽尋呼信道，目的是即時發(fā)現(xiàn)呼入負責(zé)偵聽尋呼信道，目的是即時發(fā)現(xiàn)呼入 也負責(zé)執(zhí)行重選小區(qū)、獲取系統(tǒng)信息也負責(zé)執(zhí)行重選小區(qū)、獲取系統(tǒng)信息 （2 2）RRC_CONNECTEDRRC_CONNECTED 到達到達/ /來自來自UEUE的傳輸數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)進行移動性管理網(wǎng)絡(luò)進行移動性管理 UEUE負責(zé)偵聽與共享信道相關(guān)的控制信道，即時負責(zé)偵聽與共享信道相關(guān)的控制信道，即時 發(fā)現(xiàn)屬于自己的數(shù)據(jù)，也負責(zé)提供信道質(zhì)量和發(fā)現(xiàn)屬于自己的數(shù)據(jù)，也負責(zé)提供信道質(zhì)量和 反饋信息。反饋信息。UEUE也負責(zé)執(zhí)行臨近小區(qū)的量以及獲也負責(zé)執(zhí)行臨近小區(qū)的量以及獲 取系統(tǒng)信息。取系

56、統(tǒng)信息。 .51 當無線承載（當無線承載（Radio Bearers ,RBRadio Bearers ,RB）用于）用于RRCRRC消息消息 和和NASNAS消息的傳輸時，就被定義為信令的無線承載消息的傳輸時，就被定義為信令的無線承載 （Signalling radio bearersSignalling radio bearers，SRB SRB ） SRB0SRB0 映射到映射到CCCHCCCH傳送的傳送的RRCRRC消息消息 SRB1SRB1 NASNAS消息，大部分消息，大部分RRCRRC消息都屬于這一類，映射到消息都屬于這一類，映射到 DCCHDCCH SRB2SRB2 高優(yōu)先級的

57、高優(yōu)先級的RRCRRC消息，也映射到消息，也映射到DCCHDCCH .52 RRCRRC連接建立涉及連接建立涉及SRB1SRB1的建立，的建立，E-UTRANE-UTRAN在在 S1S1連接建立完成之前會完成連接建立完成之前會完成RRCRRC的連接建立的連接建立. . 接入層安全機制是由接入層安全機制是由RRCRRC信令的完整性保信令的完整性保 護、護、RRCRRC信令和用戶數(shù)據(jù)的加密組成的。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接入層提供三種不同的security keyssecurity keys： 一個是為一個是為RRCRRC信令的完整性保護，一個為是信令的完整性保護，一個為

58、是 RRCRRC信令的加密，還有一個是為用戶數(shù)據(jù)的信令的加密，還有一個是為用戶數(shù)據(jù)的 加密。這三個加密。這三個KeysKeys都源自于一個接入層的都源自于一個接入層的 base-key.base-key. RRCRRC連接建立連接建立觸發(fā)條件：觸發(fā)條件：UEUE呼叫開始，請求呼叫開始，請求 與網(wǎng)絡(luò)側(cè)建立連接關(guān)系（處于與網(wǎng)絡(luò)側(cè)建立連接關(guān)系（處于IDLEIDLE狀態(tài)的狀態(tài)的 UEUE有業(yè)務(wù)需求有業(yè)務(wù)需求 ）。）。 .53 流程描述：流程描述： n隨機接入隨機接入 nUEUE觸發(fā)觸發(fā)RRCRRC連接建立（連接建立（initial UE identity PLMN ID)initial UE iden

59、tity PLMN ID) nDCMDCM創(chuàng)建用戶面實例（創(chuàng)建用戶面實例（GIDGID），調(diào)用），調(diào)用CRMCRM函數(shù)接口，由函數(shù)接口，由DRMDRM分分 配無線專用資源，并進行接納處理（板號，配無線專用資源，并進行接納處理（板號，DSPDSP號，服務(wù)號，服務(wù) CIDCID，發(fā)射分集模式，發(fā)射分集模式，SRBSRB所需所需RLC/PDCP/RLC/PDCP/功控參數(shù)等）功控參數(shù)等） n請求建立請求建立UEUE上下文（上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPGUSM/MULSD/MDLSD/BPG） n建立用戶面上下文（建立用戶面上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPGUSM/MULS

60、D/MDLSD/BPG）, , 配置成功配置成功 后，向后，向DCMDCM返回響應(yīng)返回響應(yīng) nDCMDCM向向UEUE發(fā)送發(fā)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，同樣進行收到消息，同樣進行UEUE側(cè)的側(cè)的RRCRRC建立的過程。建立的過程。 nUEUE返回返回RRCRRC建立完成響應(yīng)，消息中包含了發(fā)送到建立完成響應(yīng)，消息中包含了發(fā)送到MMEMME的的NASNAS 信息信息 n提取提取NASNAS信元，信元