LTE協(xié)議層與接口原理培訓教材-1

LTE基本原理培訓教材什么是LTE？什么是LTE？LTE=LongTermEvolution，又稱E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2UMB合稱E3G（Evolved3G）LTE是以OFDM為核心的技術，為了降低用戶面延遲，取消了無線網(wǎng)絡控制器（RNC）。與其說是3G技術的“演進”（evolution），不如說是“革命”（revolution）。這場“革命”是系統(tǒng)不可避免的喪失了大部分后向兼容性，也就是說，從網(wǎng)絡側和終端側都要做大規(guī)模的更新?lián)Q代。因此從技術歸屬上，可以將LTE看作4G范疇。LTE的起因：在2004年WiMAX對UMTS技術產(chǎn)生挑戰(zhàn)（尤其是HSDPA技術）時，3GPP急于開發(fā)和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA為核心技術、支持20MHz系統(tǒng)帶寬的、具有相似甚至更高性能的技術。長期上也可以在IMT-Advanced標準化上先發(fā)制人。

LTE標準化現(xiàn)狀

LTE研究階段（SI）于2004年底開始，于2006年9月結束。LTE的可行性研究得出了正面的結論。2005年6月完成了LTE需求的研究，形成了需求報告TR25.913。2006年9月3GPP正式批準了LTE工作階段（WI），LTE標準的起草正式開始。3GPP已于2007年3月完成第2階段（Stage2）的協(xié)議，按照目前的工作計劃，3GPP將于2007年9月最終完成第3階段（Stage3）協(xié)議，測試規(guī)范將于2008年3月完成。在SI階段，各工作組形成了TR25.814、TR25.813、R3.018等研究報告。各工作組的SI結論被收集在SI總技術報告TR25.912。3月完成了Stage2規(guī)范TS36.3003GPP決定將編號36的標準號分給LTE

LTE總體技術特點

LTE系統(tǒng)的設計主要考慮如下幾個總體目標：降低每比特成本擴展業(yè)務的提供能力，以更低的成本，更佳的用戶體驗提供更多的業(yè)務靈活使用現(xiàn)有的和新的頻段簡化架構，開放接口實現(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，引入新的傳輸技術和先進的多天線技術在空中接口層2/層3方面，對信令設計進行優(yōu)化在RAN架構方面，確定優(yōu)化的RAN架構和RAN網(wǎng)元之間的功能劃分優(yōu)化的RF設計。

LTE需求

支持1.25MHz（包括1.6MHz）-20MHz帶寬峰值數(shù)據(jù)率：上行50Mbps，下行100Mbps頻譜效率達到3GPPRelease6的2-4倍提高小區(qū)邊緣的比特率用戶面延遲（單向）小于5ms，制面延遲小于100ms支持與現(xiàn)有3GPP和非3GPP系統(tǒng)的互操作支持增強型的廣播多播業(yè)務。在單獨的下行載波部署移動電視（MobileTV）系統(tǒng)降低建網(wǎng)成本，實現(xiàn)從Release6的低成本演進實現(xiàn)合理的終端復雜度、成本和耗電支持增強的IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）和核心網(wǎng)追求后向兼容,但應該仔細考慮性能改進和向后兼容之間的平衡取消CS（電路交換）域，CS域業(yè)務在PS（包交換）域實現(xiàn)，如采用VoIP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同時支持成對（paired）和非成對（unpaired）頻段盡可能支持簡單的臨頻共存LTE基本原理培訓教材中興通訊銷售體系工程服務部TD用服部姓名:杜雨舟E-mail:du.yuzhou@LTE協(xié)議層與接口原理第一部分3GPPLTE協(xié)議概況第二部分LTE協(xié)議層介紹第三部分LTE網(wǎng)絡接口介紹8第一部分3GPPLTE協(xié)議概況第一章3GPPLTE網(wǎng)絡架構第一節(jié)LTE網(wǎng)絡整體架構第二節(jié)LTE網(wǎng)絡節(jié)點功能第二章3GPPLTE協(xié)議架構第一節(jié)LTE主要協(xié)議第二節(jié)LTE協(xié)議列表LTE網(wǎng)絡整體架構S-GW/MME合稱EPC演進型分組域核心網(wǎng)S1接口的用戶面終止在服務網(wǎng)關(SGW)S1接口的控制面終止于移動性管理實體（MME）S1接口支持EPC與eNB之間的多對多關系X2為eNB之間接口MME：MobilityManagementEntityS-GW：ServingGateWayeNB：EvolvedNodeBLTE網(wǎng)絡節(jié)點功能11第一部分3GPPLTE協(xié)議概況第一章3GPPLTE網(wǎng)絡架構第一節(jié)LTE網(wǎng)絡整體架構第二節(jié)LTE網(wǎng)絡節(jié)點功能第二章3GPPLTE協(xié)議架構第一節(jié)LTE主要協(xié)議第二節(jié)LTE協(xié)議列表36.2XX：物理層相關協(xié)議36.201:物理層協(xié)議整體描述36.211:物理信道和調(diào)制36.212:復用和信道編碼36.213：物理層過程36.214：物理層測量36.3XX:上層相關，UE等級劃分36.300:E-UTRAN整體描述36.321:MAC子層規(guī)范36.322:RLC子層規(guī)范36.323：PDCP子層規(guī)范36.331：RRC規(guī)范36.4XX：各種網(wǎng)絡接口協(xié)議36.410~36.414：S1接口相關標準36.420~36.424：X2接口相關標準LTE主要協(xié)議LTE協(xié)議列表LTE協(xié)議列表第一部分3GPPLTE協(xié)議概況第二部分LTE協(xié)議層介紹第三部分LTE網(wǎng)絡接口介紹15第二部分LTE協(xié)議層介紹第一章LTE物理層介紹第二章LTE層2介紹第一節(jié)MAC子層介紹第二節(jié)RLC子層介紹第三節(jié)PDCP子層介紹第三章LTE層3介紹第一節(jié)RRC層介紹第二節(jié)NAS層介紹LTE物理層協(xié)議結構 無線接口主要指UE和網(wǎng)絡之間的接口，包括層1、層2和層3。 下圖給出了層1（物理層）周圍的E-UTRA無線協(xié)議結構。物理層與層2的媒體接入控制（MAC）子層和層3的無線資源控制（RRC）層有接口。其中圓圈便是不同層/子層間的服務接入點（SAP）。物理層向MAC層提供傳輸信道，MAC提供不同的邏輯信道給層2的無線鏈路控制（RLC）子層。LTE物理層功能 物理層向高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務，可以通過MAC子層并使用傳輸信道來接入這些服務。為了提供數(shù)據(jù)傳輸服務，物理層將提供如下功能：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（ForwardErrorCorrection，F(xiàn)EC）編碼解碼混合自動重傳請求（HybirdAutomaticRepeat-reQuest，HARQ）軟合并編碼的傳輸信道與物理信道之間的速率匹配LTE物理層功能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物理信道的調(diào)制與解調(diào)頻率和時間同步射頻特性測量并向高層提供指示對輸入多輸出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)天線處理傳輸分集波束賦形射頻處理

物理信道與調(diào)制LTE物理層概述LTE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HARQ指示信道LTE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。定義的信號包括參考信號、主/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（QuatePhaseShiftKeying，QPSK）、正交調(diào)幅（QuadratureAmplitudeModulation,16QAM）和64QAM。

復用與信道編碼LTE物理層概述LTE中傳輸塊的信道編碼方案為Turbo編碼，編碼速率為R=1/3，它由兩個8狀態(tài)子編碼器和一個Turbo碼內(nèi)部交織器構成。在Turbo編碼中使用柵格終止（TrellisTermination）方案。在Turbo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塊大小6144bit保持一致。使用24bit長的循環(huán)冗余校驗（CyclicRedundancyCheck,CRC）來支持錯誤檢測。

物理層過程LTE物理層概述LTE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、隨機接入相關過程、HARQ相關過程。通過在頻域、時域和功率域進行物理資源控制，LTE隱含地支持干擾協(xié)調(diào)。

物理層測量無線特性在終端和基站進行測量，并在網(wǎng)絡中向高層進行報告。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（RadioAccessTechnology，RAT）之間切換的測量，定時測量，用于無線資源管理（RadioResourceManagement，RRM）的測量。用于不同RAT間切換的測量用于支持向GSM、UTRAFDD和UTRATDD系統(tǒng)的切換。LTE物理層概述——E-UTRAN系統(tǒng)的傳輸參數(shù)TransmissionBW1.4MHz3MHz5MHz10MHz15MHz20MHzSlotduration0.5msSub-carrierspacing15kHzSamplingfrequency(MHz)1.92(1/23.84)3.84(13.84)7.68(23.84)15.36(43.84)23.04(63.84)30.72(83.84)FFTsize128256512102415362048Numberofoccupied

sub-carriers761513016019011201OFDMsymbols

perslot

(Short/LongCP)7/6CPlength(μs/samples)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,(5.21/80)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)LTE下行物理信道

LTE的下行傳輸是基于OFDMA的。物理信道物理下行共享信道（PhysicalDownlinkSharedChannel,PDSCH）物理廣播信道（PhysicalBroadcastChannel,PBCH）物理多播信道（PhysicalMulticastChannel,PMCH）物理控制格式指示信道（PhysicalControlFormatIndicatorChannel,PCFICH）物理下行控制信道（PhysicalDownlinkControlChannel,PDCCH）物理HARQ指示信道（PhysicalHybridARQIndicatorChannel,PHICH）

物理信號參考信號（referencesignal）同步信號（synchronizationsignal）LTE上行物理信道LTE的上行傳輸是基于SC-FDMA的物理信道物理上行共享信道（PhysicalUplinkSharedChannel,PUSCH）物理上行控制信道（PhysicalUplinkControlChannel,PUCCH）物理隨機接入信道（PhysicalRandomAccessChannel,PRACH）

物理信號參考信號（referencesignal）物理層與傳輸信道物理層通過傳輸信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務。物理信道:定義場所傳輸信道:按怎樣傳,傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分物理層支持的傳輸信道BCH（BroadcastCH）:固定調(diào)制編碼方式,廣播DL-SCH（DownlinkSharedCH）:支持HARQ,AMC,可以廣播,可以波束賦形,可以動態(tài)或半靜態(tài)資源分配,支持DTX,支持MBMS(FFS)PCH（PagingCH）:支持DRX(UE省電),廣播MCH（MulticastCH）:多播,支持SFN合并,支持半靜態(tài)資源分配(如分配長CP幀)UL-SCH:支持HARQ,AMC,可以波束賦形(可能不需要標準化),可以動態(tài)或半靜態(tài)資源分配RACH:有限信息,存在競爭25物理信道和傳輸信道之間的映射關系DLUL27第二部分LTE協(xié)議層介紹第一章LTE物理層介紹第二章LTE層2介紹第一節(jié)MAC子層介紹第二節(jié)RLC子層介紹第三節(jié)PDCP子層介紹第三章LTE層3介紹第一節(jié)RRC層介紹第二節(jié)NAS層介紹MAC：MediaAccessControl，即“媒體接入控制”或“媒體訪問控制”。處于LTE無線協(xié)議的第二層（L2；L2還包括RLC和PDCP）。用于為用戶分配無線資源（時間、頻率（RB數(shù)目及位置）、發(fā)射層數(shù)（Layer）、天線數(shù)和發(fā)射功率）。MAC子層介紹MAC有兩個實體，一個是在E-UTRAN端，另一個是在UE端。E-UTRAN和UE中MAC實體對各傳輸信道的處理功能不相同。MAC子層介紹MAC子層介紹——主要功能邏輯信道與傳輸信道之間的映射MACSDUs復用/解復用MACPDU調(diào)度信息報告（BSR）不同優(yōu)先級UE之間的調(diào)度（動態(tài)調(diào)度、半持久調(diào)度）HARQ傳輸格式選擇（調(diào)制編碼方式）同一UE不同邏輯信道之間的優(yōu)先級處理MAC子層介紹MAC層為RLC層提供的服務：數(shù)據(jù)傳輸服務無線資源分配物理層為MAC層提供的服務：數(shù)據(jù)傳輸服務HARQ反饋（ACK/NACK）調(diào)度請求（SR）測量（如CQI等）MACRLC物理層

L1L2

MAC存在的意義MAC子層介紹——邏輯信道MAC通過邏輯信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務邏輯信道:按內(nèi)容本身區(qū)分傳輸信道:按怎樣傳,傳什么特征的數(shù)據(jù)區(qū)分MAC支持的邏輯信道控制信道：BCCH（BroadcastControlCH）:下行廣播控制信息PCCH(PagingControlCH):下行尋呼信息CCCH(CommonControlCH):在RRC連接建立前UE與網(wǎng)絡之間的雙向控制信息。MCCH(MulticastControlCH):控制一個或者多個MTCH的控制信息,只有支持MBMS才有該信道DCCH(DedicatedControlCH):RRC連接建立后UE到網(wǎng)絡之間的雙向控制信息業(yè)務信道DTCH(DedicatedTrafficCH):點到點的雙向業(yè)務信息MTCH(MulticastTrafficCH):點到多點的下行業(yè)務信息,只用于MBMS.MAC子層介紹——邏輯信道與傳輸信道的映射DL-SCH也支持MBMS業(yè)務MAC需要處理的傳輸信道包括以下幾種：廣播信道(BCH)下行共享信道(DL-SCH)尋呼信道(PCH)多播信道(MCH)上行共享信道(UL-SCH)隨機接入信道(RACH)MappinginUplinkMappinginDownlinkRLC子層介紹RLC(RadioLinkControl)下面的功能有RLC子層提供：上層PDUs的傳輸通過ARQ（自動重傳請求）修正錯誤（只有在AM數(shù)據(jù)傳輸中）連接，拆分和重新組裝RLCSDUs（只在UM和AM數(shù)據(jù)傳輸中）RLC數(shù)據(jù)PDUs的再分割（只在AM數(shù)據(jù)傳輸中）按照順序傳輸上層PUDs（只在UM和AM數(shù)據(jù)傳輸中）重復檢測（只在UM和Am數(shù)據(jù)傳輸中）RLCSDU的丟棄（只在UM和Am數(shù)據(jù)傳輸中）RLC重組協(xié)議錯誤的偵測與恢復RLC子層介紹——整體結構RRC控制RLC的配置。RLC底層的功能由RLC實體實現(xiàn)。對于一個eNB段的RLC實體，對應著UE側也有這樣一個實體，反之亦然。RLC接收或者傳遞來自上層（對于CCCH為RRC，其他的為PDCP）的RLCSDUs，并且通過底層MAC發(fā)送或者接收RLCPDUs與對端的實體進行交互。一個RLCPDUs可以是RLC數(shù)據(jù)PDU或者RLC控制PDU。如果RLC實體接收到來自上層的RLCSDU，它通過與上層的單一的SAP來獲取該SDU，經(jīng)過將這些SDU格式化為RLCPDUs，RLC實體通過邏輯信道將這些PDU發(fā)送給底層。如果RLC實體通過一個單一的邏輯通道接收到來自底層的PDUs，RLC實體將這些PDUs轉換成SDU，然后通過RLC實體與上層之間的單一的SAP發(fā)送給上層。如果RLC實體接收或者傳輸一個來自底層的RLC控制PDU，他們接收和傳輸?shù)倪壿嬓诺篮蚏LC數(shù)據(jù)PDU是相同的。RLC子層介紹——框架結構說明RLC實體可以通過配置為下面三種數(shù)據(jù)傳輸方式：TM：透傳模式；UM：非確認模式；AM：確認模式。RLC實體具體將用來作為TMRLC實體，UMRLC實體或者AMRLC實體是由用戶配置決定的。一個TMRLC實體可以配置為一個傳輸TMRLC實體或者接收TMRLC實體。一個傳輸TMRLC實體接收來自上層的SDUs，通過底層發(fā)送RLCPDUs到對端的的接收TMRLC實體。一個接收TMRLC實體可以傳遞SDUs到上層，并可以通過底層接收來自對端傳輸TMRLC實體發(fā)送過來的PDUs。UMRLC實體接收實體和傳輸實體功能和TM相同。一個AMRLC傳輸實體有傳輸和發(fā)送共同構成，AMRLC實體的傳輸側接收來自上層的SDUs，通過底層發(fā)送RLCPDUs到對端的的AMRLC實體。AMRLC實體的接收側可以傳遞SDUs到上層，并可以通過底層接收來自對端AMRLC實體發(fā)送過來的PDUs。大小不定的RLCSDUs是按照字節(jié)排列的，RLCSDUs只有在底層通知有傳輸時機的時候轉換為RLCPDUs，然后發(fā)送到底層。RLC子層介紹——框架結構說明RLC子層介紹——三種傳輸模式透明模式(TM)不添加RLC頭可以分段/級聯(lián)非確認模式(UM)必須添加RLC頭兩種傳送數(shù)據(jù)方式:檢測且將沒有出錯的數(shù)據(jù)傳遞到高層;立即傳遞到高層確認模式(AM)必須添加RLC頭無錯傳遞(通過重發(fā)機制保證)順序傳遞或無序傳遞(僅用于上行切換）唯一傳遞(相同檢測功能)PDCP(PacketDataConvergenceProtocal)功能用戶面頭壓縮和頭解壓縮(ROHC)從NAS接收PDCPSDU發(fā)送到RLC及其逆過程順序發(fā)送上層PDUs對下層SDU進行相同檢測加密/解密控制面加密/解密和完整性保護從RRC接收PDCPSDU發(fā)送到RLC及其逆過程PDCP子層介紹PDCP子層介紹PDCP子層介紹——無線承載（BR）無線接入承載（RAB）RAB可以看作是UE與CN之間接入層向非接入層提供的業(yè)務，主要用于用戶數(shù)據(jù)的傳輸。RAB直接與UE業(yè)務相關，它涉及接入層各個協(xié)議模塊，在空中接口上，RAB反映為無線承載（RB）。無線承載(RB)RB是UE與UTRAN之間L2向上層提供的業(yè)務RRC連接也可以看作承載信令的無線承載(SRB)PDCP，RLC，MAC處理示例Inbothuplinkanddownlink,onlyonetransportblockisgeneratedperTTIinthenon-MIMOcase

Layer2StructureforUL

Layer2StructureforDL

PDCP，RLC，MAC，PHY處理示例各個子層數(shù)據(jù)包形成示例45第二部分LTE協(xié)議層介紹第一章LTE物理層介紹第二章LTE層2介紹第一節(jié)MAC子層介紹第二節(jié)RLC子層介紹第三節(jié)PDCP子層介紹第三章LTE層3介紹第一節(jié)RRC層介紹第二節(jié)NAS層介紹RRC層介紹RRC（RadioResourceControl）功能系統(tǒng)信息廣播尋呼RRC連接控制RRC連接移動性功能小區(qū)選擇控制UE測量報告以及對測量報告的控制安全控制的管理無線配置控制DRX的配置和修改QoS控制多播/廣播其它RRC層介紹——LTE系統(tǒng)消息廣播的組成系統(tǒng)信息廣播的內(nèi)容被劃分為多個系統(tǒng)信息塊(SystemInformationBlocks,SIB)，但是有一個“塊”另外給起了個名字：主信息塊(MasterInformationBlock,MIB)。因此系統(tǒng)廣播信息就被劃分為MIB+severalSIBs。SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11MIBSIB1系統(tǒng)信息廣播（SystemInformationBroadcast）RRC層介紹——LTE系統(tǒng)消息廣播的組成MIB在BCH上發(fā)送，MIB上傳輸幾個比較重要的系統(tǒng)信息參數(shù):1、下行鏈路系統(tǒng)帶寬；2、PHICH配置信息；3、系統(tǒng)幀號。SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上發(fā)送。其中SIB1上傳輸與評估一個UE是否被允許接入小區(qū)有關的信息以及其他系統(tǒng)信息的調(diào)度信息：1、小區(qū)接入相關信息；2、小區(qū)選擇信息；3、SIB調(diào)度信息；4、TDD參數(shù)配置；5、SI窗口長度；6、ValueTag。RRC層介紹——LTE系統(tǒng)消息廣播的組成SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11小區(qū)無線配置，其它基本配置小區(qū)重選信息，主要關于服務小區(qū)頻內(nèi)鄰區(qū)列表，白/黑名單頻間鄰區(qū)列表UTRAN鄰區(qū)列表(W+TD)GSM鄰區(qū)列表CDMA2000鄰區(qū)列表HomeeNB

IdentiferETWS通知ETWS信息，語音圖片RRC層介紹——UE狀態(tài)UE狀態(tài)（1）RRC_IDLE將多播/廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)経E上層可以配置UEUE移動性管理UE負責偵聽尋呼信道，目的是即時發(fā)現(xiàn)呼入也負責執(zhí)行重選小區(qū)、獲取系統(tǒng)信息（2）RRC_CONNECTED到達/來自UE的傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行移動性管理UE負責偵聽與共享信道相關的控制信道，即時發(fā)現(xiàn)屬于自己的數(shù)據(jù)，也負責提供信道質(zhì)量和反饋信息。UE也負責執(zhí)行臨近小區(qū)的量以及獲取系統(tǒng)信息。RRC層介紹——SRB(信令無線承載)當無線承載（RadioBearers,RB）用于RRC消息和NAS消息的傳輸時，就被定義為信令的無線承載（Signallingradiobearers，SRB）SRB0映射到CCCH傳送的RRC消息SRB1NAS消息，大部分RRC消息都屬于這一類，映射到DCCHSRB2高優(yōu)先級的RRC消息，也映射到DCCHRRC連接建立涉及SRB1的建立，E-UTRAN在S1連接建立完成之前會完成RRC的連接建立.

接入層安全機制是由RRC信令的完整性保護、RRC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securitykeys：一個是為RRC信令的完整性保護，一個為是RRC信令的加密，還有一個是為用戶數(shù)據(jù)的加密。這三個Keys都源自于一個接入層的base-key.RRC連接建立觸發(fā)條件：UE呼叫開始，請求與網(wǎng)絡側建立連接關系（處于IDLE狀態(tài)的UE有業(yè)務需求）。RRC層介紹——連接控制流程描述：隨機接入UE觸發(fā)RRC連接建立（initialUEidentityPLMNID)DCM創(chuàng)建用戶面實例（GID），調(diào)用CRM函數(shù)接口，由DRM分配無線專用資源，并進行接納處理（板號，DSP號，服務CID，發(fā)射分集模式，SRB所需RLC/PDCP/功控參數(shù)等）請求建立UE上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPG）建立用戶面上下文（USM/MULSD/MDLSD/BPG）,配置成功后，向DCM返回響應DCM向UE發(fā)送RRCConnectionSetup（建立的SRB信息，C_RNTI,UEidentity)UE收到消息，同樣進行UE側的RRC建立的過程。UE返回RRC建立完成響應，消息中包含了發(fā)送到MME的NAS信息提取NAS信元，DCM通過S1口向MME發(fā)送INITIALUEMESSAGE消息（NAS信息）MME—>eNB發(fā)送INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息,該消息有可能包含有安全信息，UE能力信息，業(yè)務信息以及在MME給UE分配的MME_S1AP_UEID等并進行響應的處理（如果存在SAEBearerSetup要求，發(fā)起SAEBearerSetupProcedure）。UE和eNB間的RRC連接重配過程（消息中包含安全信息，RB信息建立，測量信息和調(diào)整信息等）。eNodeB組織S1口消息INITIALCONTEXTSETUPRESPONSE發(fā)送給MME，過程結束。RRC層介紹——RRC連接建立過程RRC連接建立

UE處于RRC_IDLE狀態(tài)，當上層要求建立RRC連接時，UE就會啟動這個過程。該過程的目的是建立一個RRC連接，包括SRB1的建立，也用于從UE向E-UTRAN發(fā)送初始NAS專用信息。RRC層介紹——RRC過程RRC連接重配該過程的目的是修改一個RRC連接，如建立/修改/釋放無線承載以完成切換或配置/修改測量。NAS專用信息可能會從E-UTRAN傳輸?shù)経E。UE收到RRCCONNECTIONRECONFIGURATION后，要根據(jù)該消息中是否包含NAS專用信息，無線資源配置消息單元，測量配置消息單元，移動性控制信息，分別向上層轉發(fā)NAS專用信息或執(zhí)行相應的配置過程或切換過程。若重配失敗向E-UTRAN發(fā)送RRCCONNECTIONRECONFIGURATIONFAILURE消息。RRC層介紹——RRC過程RRC連接重建

該過程的目的是重建RRC連接，包括SRB1操作恢復和安全重激活。UE只有在安全被激活后才初始該過程。UE設置RRCCONNECTIONRE-ESTABLISHMENTREQUEST消息內(nèi)容為：設置Re-establishmentUEidentity消息單元為變量UE_CONTENTION_RESOLUTION_IDENTITY的值。UE收到RRCCONNECTIONRE-ESTABLISHMENT后做相關操作。若重建請求被拒絕，UE向上層指示釋放信號/令連接和已建立的EPS承載及所有無線資源，并轉入RRC空閑狀態(tài)。RRC層介紹——RRC過程RRC連接釋放在該過程中UE無需向E-UTRAN發(fā)應答消息。UE向上層指示釋放信號/令連接和已建立的EPS承載及所有無線資源，并轉入RRC空閑狀態(tài)，此外，若消息中有空閑模式移動性控制信息，保存該信息，如果小區(qū)重選優(yōu)先級過期，則啟動計時器T320。RRC層介紹——RRC過程NAS層介紹NAS（Non-AccessStratrum）NAS消息的傳輸在E-UTRAN中，NAS消息或者鏈接在RRC消息中或者沒有跟RRC消息鏈接。如果傳輸塊的大小允許，則初始直傳消息與RRC連接請求鏈接在一起。當NAS和RRC過程同步的時候，其他NAS消息可以與RRC消息鏈接。除了NAS完成的完整性保護和加密外，NAS消息的完整性保護是由RRC來完成的，加密由PDCP完成。NAS層介紹NAS的協(xié)議狀態(tài)包括LTE_DETACHEDLTE_IDLELTE_ACTIVENAS的協(xié)議狀態(tài)描述以及狀態(tài)躍遷LTE_DETACHED:在該狀態(tài)下，沒有RRC實體，通常指剛開機的狀態(tài)。此時在網(wǎng)絡側還沒有改用戶的RRC通信上下文。分配給用戶的只有IMSI，網(wǎng)絡不終端用戶的位置信息，沒有上下行活動，可以執(zhí)行PLMN/CELL選擇。NAS層介紹NAS的協(xié)議狀態(tài)描述以及狀態(tài)躍遷LTE_IDLE：在該狀態(tài)下，UE處于RRC_IDLE狀態(tài)。在網(wǎng)絡側會保存用戶的一些消息，如IP地址、安全相關信息（密鑰）、用戶能力消息、無限承載等。狀態(tài)的躍遷由eNodeB或者EPC來決定。網(wǎng)絡側有該用戶的通信上下文，此時可以使用戶快速躍遷到LTE_ACTIVE狀態(tài)。分配給該用戶的標識信息有IMSI、在跟蹤區(qū)域（TA）中唯一標識一個用戶的ID，一個或者多個IP地址。網(wǎng)絡知道終端在那個TA，終端被分配了非連續(xù)接收的周期，可以根據(jù)此周期進行下行的接收，可以執(zhí)行小區(qū)重選。LTE_ACTIVE：UE處于RRC_CONNECTED狀態(tài)。狀態(tài)的躍遷由eNodeB或者EPC來決定。在網(wǎng)絡側會保留有UE的通信上下文，包含了所有滿足通信的必要信息，分配給用戶的標識信息有IMSI、在TA內(nèi)唯一標識一個用戶的ID、在一個小區(qū)內(nèi)唯一標識C-RNTI以及一個或者多個IP地址。網(wǎng)絡可以終端UE處于哪個小區(qū)，在上下行方向用戶都可以進行非連續(xù)發(fā)送和接收。移動性可以通過執(zhí)行切換過程來達到。第一部分3GPPLTE協(xié)議概況第二部分LTE協(xié)議層介紹第三部分LTE網(wǎng)絡接口介紹62第三部分LTE網(wǎng)絡接口介紹第一章LTE網(wǎng)絡接口介紹第二章LTES1接口介紹第一節(jié)LTES1接口協(xié)議第二節(jié)LTES1接口例程第三章LTEX2接口介紹第一節(jié)LTEX2接口協(xié)議第二節(jié)LTEX2接口例程第四章LTEX1接口介紹GERANUTRANGPRSCoreMMEInterASAnchorhPCRFOperatorIPservices(includingIMS,PSS,...)IPAccessEvolvedPacketCoreS5S2S3S4HSSS7S6GiS1-UGbIuRx+LTE網(wǎng)絡接口介紹X1eNBX1eNBX2EvolvedRANVPCRFS9ServingSAEGWS11S10S1-MMES7PDNSAEGWS8bS1-MMEeNodeB與MME之間的控制面接口，提供S1-AP信令的可靠傳輸，基于IP和SCTP協(xié)議。S1-UeNodeB與S-GW之間的用戶面接口，提供eNodeB與S-GW之間用戶面PDU非保證傳輸?；赨DP/IP和GTP-U協(xié)議。S3在UE活動狀態(tài)和空閑狀態(tài)下，為支持不同的3G接入網(wǎng)絡之間的移動性，以及用戶和承載信息交換而定義的接口點，基于SGSN之間的Gn接口定義。S4核心網(wǎng)和作為3GPP錨點功能的ServingGW之間的接口，為兩者提供相關的控制功能和移動性功能支持。該接口基于定義于SGSN和GGSN之間的Gn接口。另外，如果沒有建立DirectTunnel，該接口提供用戶平面的隧道功能。S5負責ServingGW和PDNGW之間的用戶平面數(shù)據(jù)傳輸和隧道管理功能的接口。用于支持UE的移動性而進行的ServingGW重定位過程以及連接PDN網(wǎng)絡所需要的與non-collocatedPDNGW之間的連接功能。基于GTP協(xié)議或者基于PMIPv6協(xié)議。S6aMME和HSS之間用以傳輸簽約和鑒權數(shù)據(jù)的接口。LTE網(wǎng)絡接口介紹S7基于Gx接口的演進，傳輸服務數(shù)據(jù)流級的PCC信息、接入網(wǎng)絡和位置信息。S7c基于Gx接口演進，支持傳輸QoS參數(shù)和相關分組過濾器參數(shù)、控制信息。在S5/S8接口基于PMIPv6協(xié)議情形下支持。S8a定義于不同PLMN間，VPLMN中ServingGW和HPLMN中PDNGW之間為用戶提供控制平面和用戶平面功能的接口，該接口基于SGSN和GGSN間的Gp接口。S8a相當于是S5接口的跨PLMN版本。S8b支持跨PLMN網(wǎng)關漫游情況用戶平面和控制平面功能的接口，支持PMIPv6協(xié)議。S10MME之間的接口，用來處理MME重定位和MME之間的信息傳輸。S11MME和ServingGW之間的接口S12有DirectTunnel建立時，UTRAN和ServingGW之間的接口，用于二者之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸。該接口基于Iu-u/Gn-u使用SGSN和UTRAN之間或SGSN和GGSN間所定義的GTP-U協(xié)議LTE網(wǎng)絡接口介紹66LTE網(wǎng)絡接口介紹——S1/X2的引入MME/S-GWMME/S-GWeNBeNBeNBS1EPCE-UTRANX2X2X2EPSLTE網(wǎng)絡接口介紹——協(xié)議棧架構信令流數(shù)據(jù)流68第三部分LTE網(wǎng)絡接口介紹第一章LTE網(wǎng)絡接口介紹第二章LTES1接口介紹第一節(jié)LTES1接口協(xié)議第二節(jié)LTES1接口例程第三章LTEX2接口介紹第一節(jié)LTEX2接口協(xié)議第二節(jié)LTEX2接口例程第四章LTEX1接口介紹UP:

用戶平面接口位于E-NodeB和S-GW之間，傳輸網(wǎng)絡層建立在IP傳輸之上，UDP/IP之上的GTP-U用來攜帶用戶平面的PDU。CP：

S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之間，傳輸網(wǎng)絡層是利用IP傳輸，這點類似于用戶平面；為了可靠的傳輸信令消息，在IP曾之上添加了SCTP；應用層的信令協(xié)議為S1-AP。用戶面控制面LTES1接口協(xié)議用戶面控制面LTES1接口協(xié)議控制面功能SAE承載管理功能（包括SAE承載建立、修改和釋放）；連接狀態(tài)下UE的移動性管理功能（包括LTE系統(tǒng)內(nèi)切換和系統(tǒng)間切換）；S1尋呼功能；NAS信令傳輸功能；S1UE上下文釋放功能；S1接口管理功能（包括復位、錯誤指示以及過載指示等）；網(wǎng)絡共享功能；網(wǎng)絡節(jié)點選擇功能；初始上下文建立功能；漫游和接入限制支持功能

71LTES1接口例程——E-RABSetup目的：在CN和eNB上為UE建立業(yè)務通道。E-RABSetupRequest主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號，需要建立的SAE承載列表（具體包括SAE承載ID，承載的Qos參數(shù)信息，承載的傳輸?shù)刂返龋?，NAS-PDU等。E-RABSetupResponse主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號，建立成功的SAE承載列表以及沒有建立成功的承載列表。72LTES1接口例程——InitialContextSetup目的：在eNB中建立UE的初始上下文。InitialContextSetupRequest主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號，需要建立的SAE承載列表（具體包括SAE承載ID，承載的Qos參數(shù)信息，承載的傳輸?shù)刂返龋?，NAS-PDU，安全信息，切換限制列表，UE無線能力等。InitialContextSetupResponse主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號，建立成功的SAE承載列表以及沒有建立成功的承載列表。73LTES1接口例程——HandoverResourceAllocation目的：通知目標eNB為即將切換過來的UE分配資源。HandoverRequest主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號，切換類型，切換原因，需要為UE建立的SAE承載列表（具體包括SAE承載ID，承載的Qos參數(shù)信息，承載的傳輸?shù)刂返龋?。HandoverRequestACK主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號，切換類型,成功建立的SAE承載列表以及沒有建立成功的承載列表。74LTES1接口例程——Paging目的：MME通過尋呼與處于IDLE狀態(tài)的UE建立信令連接。Paging主要信元：要尋呼的UE的ID，尋呼原因，要尋呼的跟蹤區(qū)列表。75LTES1接口例程——S1Setup目的：為了eNB和MME之間交換應用層數(shù)據(jù)。S1SetupRequest主要信元：eNB的ID，eNB的name，所支持的TAs，所屬的PLMN等。S1SetupResponse主要信元：MME的name，所屬的PLMN，MME的能力信息等。76LTES1接口例程——UECapabilityInfoIndication目的：eNB向MME提供UE的無線能力信息。UECapabilityInfoIndication主要信元：MME和eNB為UE分配的ID號，UERadioCapability。77第三部分LTE網(wǎng)絡接口介紹第一章LTE網(wǎng)絡接口介紹第二章LTES1接口介紹第一節(jié)LTES1接口協(xié)議第二節(jié)LTES1接口例程第三章LTEX2接口介紹第一節(jié)LTEX2接口協(xié)議第二節(jié)LTEX2接口例程第四章LTEX1接口介紹UP:

X2用戶平面接口是E-NodeB之間的接口，用戶平面協(xié)議伐如下圖所示，E-UTRAN的傳輸網(wǎng)絡層是基于IP傳輸?shù)?，UDP/IP之上是利用GTP-U來傳送用戶平面PDU。CP：

X2控制平面接口是E-NodeB之間的接口，控制平面協(xié)議伐如下圖