LTE無(wú)線(xiàn)層協(xié)議介紹

1、LTE無(wú)線(xiàn)層協(xié)議介紹Contents1 什么是LTE2 SAE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3 LTE無(wú)線(xiàn)層協(xié)議架構(gòu)本PPT使用資料的截止時(shí)間：2006.04一. 什么是LTEF Long Term Evolution的縮寫(xiě)F LTE & SAEF 為長(zhǎng)期(10年或更長(zhǎng))保證3GPP的競(jìng)爭(zhēng)力F 變更的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)F 新的空口技術(shù)F 降低系統(tǒng)復(fù)雜度F 和異質(zhì)系統(tǒng)的合作LTE的目標(biāo)F 降低用戶(hù)面時(shí)延和控制面時(shí)延(參見(jiàn)下頁(yè))F 更高的上下行速率-DL 100Mbps / UL 50MbpsF 對(duì)PS域的優(yōu)化支持F 更高的系統(tǒng)容量(激活用戶(hù)=200/Cell，5M頻譜)F 更好的覆蓋(5km30km100km)

2、F 更低的部署成本F 用戶(hù)面時(shí)延：RAN/UE的IP層單向時(shí)延F 用戶(hù)面時(shí)延小于5ms（空載網(wǎng)絡(luò)小報(bào)文）F 控制面時(shí)延：二. SAE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介F 存儲(chǔ)UE控制面上下文，包括UE ID、狀態(tài)、TA等F 移動(dòng)性管理F 鑒權(quán)和密鑰管理F 信令的加密、完整性保護(hù)F 管理和分配用戶(hù)臨時(shí)IDMME功能體簡(jiǎn)介移動(dòng)性管理F 數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)F 用戶(hù)面加密終結(jié)點(diǎn)F 頭壓縮F 存儲(chǔ)UE用戶(hù)面上下文，包括基本IP承載信息、路由信息等F eNB間切換(3GPP AS間切換)用戶(hù)面支持F LTE_IDLE時(shí)下行數(shù)據(jù)觸發(fā)/發(fā)起pagingUPE功能體簡(jiǎn)介用戶(hù)面處理F 處理不同接入系統(tǒng)間的用戶(hù)面切換F 數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)F

3、 計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)收集F 到PDN的網(wǎng)關(guān)功能F 部分功能可能和UPE合作IASA功能體簡(jiǎn)介系統(tǒng)間用戶(hù)面支持LTE的連接狀態(tài)F LTE_Detached 網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有UE的信息F LTE_IDLE 網(wǎng)絡(luò)知道UE的TA(見(jiàn)下頁(yè)) UE進(jìn)行Cell/TA更新F LTE_ACTIVE UE可進(jìn)行數(shù)傳 網(wǎng)絡(luò)和UE協(xié)作進(jìn)行移動(dòng)性處理Tracking AreaF GSM: LA/RA；UMTS: URAF LTE使用統(tǒng)一的TA概念F LTE_IDLE時(shí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)UE位置的知識(shí)精度為T(mén)AF TA邊界TA Update信令過(guò)多的解決方式： 一個(gè)小區(qū)屬于多個(gè)TA 一個(gè)UE屬于多個(gè)TASAE的承載概念三. LTE無(wú)線(xiàn)層協(xié)議架構(gòu)降低

4、系統(tǒng)的復(fù)雜性F 減少傳輸信道個(gè)數(shù)(如使用共享信道，刪除DCH)F 減少M(fèi)AC層實(shí)體個(gè)數(shù)(如刪除MAC-d)F 刪除BMC層以及CTCH(使用MBMS代替)F 刪除下行宏分集F 刪除UTRAN的壓縮模式(使用scheduling gap)F RRC的簡(jiǎn)化(如刪除CELL_FACH態(tài))F eNB-E-UTRAN NodeBF aGW-E-UTRAN Access GatewayF E-UTRAN由eNB組成F eNB提供RLC/MAC/PHY & RRC功能F eNB通過(guò)S1和aGW連接F 可能在eNB以上存在RRM Server節(jié)點(diǎn)E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)eNB功能F UE attach時(shí)

5、的aGW選擇F 調(diào)度和傳輸paging messagesF 調(diào)度和傳輸BCCH信息F 上下行資源分配F RB控制、無(wú)線(xiàn)資源準(zhǔn)入F LTE_ACTIVE時(shí)的移動(dòng)性管理aGW功能 (參考前面MME、UPE、IASA功能)F 發(fā)起尋呼F LTE_IDLE態(tài)UE信息管理F 移動(dòng)性管理F 用戶(hù)面加密處理F PDCPF SAE Bearer控制F NAS信令的加密和完整性保護(hù)用戶(hù)面協(xié)議棧物理層選擇F FDD: UL based on SC-FDMA, DL based on OFDMAF FDD: UL based on OFDMA, DL based on OFDMAF FDD: UL/DL based

6、 on MC-WCDMAF TDD: UL/DL based on MC-TD-SCDMAF TDD: UL/DL based on OFDMAF TDD: UL based on SC-FDMA, DL based on OFDMA 下行傳輸信道F BCH-Broadcast ChannelF PCH-Paging ChannelF DL-SCH-Downlink Shared ChannelF NCH-Notification Channel (FFS)F MCH-Multicast Channel (FFS)上行傳輸信道F UL-SCH-Uplink Shared ChannelF RA

7、CH-Random Access Channel (FFS)網(wǎng)絡(luò)側(cè)L2下行示意圖UE側(cè)L2上行示意圖MAC層功能 (網(wǎng)絡(luò)側(cè)每Cell一個(gè)MAC實(shí)體)F 邏輯信道和傳輸信道的映射，復(fù)用和解復(fù)用F 數(shù)據(jù)量測(cè)量F HARQ功能F UE內(nèi)的優(yōu)先級(jí)調(diào)度和UE間的優(yōu)先級(jí)調(diào)度F TF選擇F Padding (FFS)F RLC PDU的按序提交 (FFS)邏輯信道F BCCH-Broadcast Control ChannelF P(N)CCH-Paging (and Notification) Control ChannelF CCCH-Common Control Channel (FFS)F MCCH

8、-Multicast Control Channel (FFS)F DCCH-Dedicated Control ChannelF DTCH-Dedicated Traffic ChannelF MTCH-Multicast Traffic Channel邏輯信道和傳輸信道的映射RLC層功能F 支持AM、UM、TM數(shù)據(jù)傳輸 (FFS)F ARQF 數(shù)據(jù)切分(重切分)和重組 (級(jí)聯(lián) FFS)F SDU的按序投遞F 數(shù)據(jù)的重復(fù)檢測(cè)F 協(xié)議錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù) (Reset FFS)F aGW和eNB間的流控 (FFS)F SDU丟棄 (FFS)PDCP層功能位于UPEF 頭壓縮，只支持ROHC算法F 用

9、戶(hù)面數(shù)據(jù)加密 (FFS)F 下層RLC按序投遞時(shí)，PDCP的重排緩沖 (FFS，主要用于跨eNB切換)控制面協(xié)議棧NAS功能F SAE bearer管理F 鑒權(quán)F aGW和UE間信令加密控制F 用戶(hù)面信令加密控制F 移動(dòng)性管理F LTE_IDLE時(shí)的尋呼發(fā)起RRC層功能F 系統(tǒng)消息廣播和尋呼F 建立、管理、釋放RRC連接F RRC信令的加密和完整性保護(hù) (FFS)F RB管理F 移動(dòng)性管理F 廣播/多播服務(wù)支持 (FFS)F NAS直傳信令傳遞 (FFS)RRC連接狀態(tài)F RRC_IDLE eNB不存儲(chǔ)UE上下文 對(duì)應(yīng)LTE_IDLEF RRC_CONNECTED eNB有UE上下文 網(wǎng)絡(luò)側(cè)知

10、道UE的Cell級(jí)位置 可進(jìn)行數(shù)傳 對(duì)應(yīng)LTE_ACTIVE狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖UE IDF IMSI & IMEIF TMSI for MMEF TMSI for UPE (FFS)F C-RNTIF Random value for contention resolutionHARQ & ARQF N-Channel停等式HARQF HARQ下行基于異步重傳 (類(lèi)似HSDPA)F HARQ上行基于同步重傳 (類(lèi)似HSUPA)F RLC ARQ進(jìn)行RLC SDU或PDU重傳 (FFS)F RLC ARQ可基于狀態(tài)報(bào)告或HARQ信息數(shù)據(jù)調(diào)度F MAC負(fù)責(zé)資源分配F DL-SCH和UL-S

11、CH使用不同的schedulerF UE通過(guò)scheduling channel接收資源分配F 調(diào)度基于待發(fā)數(shù)據(jù)量和無(wú)線(xiàn)質(zhì)量、QoSF 除傳統(tǒng)測(cè)量外，可增加額外測(cè)量(如區(qū)分小區(qū)中心和邊緣，F(xiàn)FS)E-UTRAN移動(dòng)性管理RRC_CONNECTED狀態(tài)：F UE根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量控制和鄰區(qū)信息進(jìn)行測(cè)量F 網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制上報(bào)準(zhǔn)則 (周期觸發(fā) FFS)F 網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制HORRC_IDLE狀態(tài)：F 小區(qū)重選過(guò)程F 基本公共信息占用頻帶不能超過(guò)UE最小能力F HO和頻率重配F 鄰區(qū)列表不區(qū)分同頻、異頻頻帶分布示意圖：F Non gap assisted measurement (for handover)F Ga

12、p assisted measurement (for handover)F 使用哪種方式依賴(lài)于UE能力和頻帶分布F UE決定是否需要gapF 網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要知道UE的測(cè)量方式，指導(dǎo)schedulerF Gap的獲得方式：DRX/DTX 或 packet schedulingUTRAN和E-UTRAN間的切換F E-UTRAN和UTRAN間可切換F E-UTRAN和GERAN間，F(xiàn)FSF UTRAN CELL_DCHE-UTRAN RRC_CONNECTEDF UTRAN CELL_FACHE-UTRAN RRC_IDLEF UTRAN CELL/URA_PCHE-UTRAN RRC_IDLEF

13、UTRAN RRC_IDLEE-UTRAN RRC_IDLE鑒權(quán)和加密終結(jié)點(diǎn)CipheringIntegrity ProtectionNAS SignallingRequired and terminated above eNB (NOTE 1)Required and terminated above eNB (NOTE 1)U-Plane DataRequired and terminated in aGW (NOTE 2)Need is FFSRRC Signalling (AS)Need is FFSRequired and terminated in eNB(NOTE 3)MAC S

14、ignalling (AS)Need is FFSNeed is FFSNOTE 1: “Above eNB” means that the termination point is in either the aGW or above (FFS) and that the activation/deactivation is not controlled by the eNB.NOTE 2: The protocol stack layer in which the ciphering takes place is FFS. The activation/deactivation of ciphering of t