单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,LTE根本原理培训教材,中兴通讯销售体系,工程效劳部TD用服部,姓 名 : 杜雨舟,E-mail :,什么是LTE？,什么是LTE？,LTE=Long Term Evolution，又称E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2 UMB合称E3GEvolved 3G,LTE是以OFDM为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网络控制器RNC。与其说是3G技术的“演进evolution，不如说是“革命revolution。,这场“革命是系统不可防止的丧失了大局部后向兼容性，也就是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此从技术归属上，可以将LTE看作4G范畴。,LTE的起因：在2004年WiMAX对UMTS技术产生挑战尤其是HSDPA技术时，3GPP急于开发和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA为核心技术、支持20MHz系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术。长期上也可以在IMT-Advanced标准化上先发制人。,LTE,标准化现状,LTE研究阶段SI于2004年底开始，于2006年9月结束。LTE的可行性研究得出了正面的结论。,2005年6月完成了LTE需求的研究，形成了需求报告TR 25.913。,2006年9月3GPP正式批准了LTE工作阶段WI，LTE标准的起草正式开始。3GPP已于2007年3月完成第2阶段Stage 2的协议，按照目前的工作方案，3GPP将于2007年9月最终完成第3阶段Stage 3协议，测试标准将于2021年3月完成。,在SI阶段，各工作组形成了TR 25.814、TR 25.813、R3.018等研究报告。各工作组的SI结论被收集在SI总技术报告TR 25.912。3月完成了Stage 2标准TS 36.300,3GPP决定将编号36的标准号分给LTE,LTE总体,技术特点,LTE系统的设计主要考虑如下几个总体目标：,降低每比特本钱,扩展业务的提供能力，以更低的本钱，更佳的用户体验提供更多的业务,灵活使用现有的和新的频段,简化架构，开放接口,实现合理的终端功耗,高数据率、低延迟、为分组业务优化的系统，需完成以下工作：,在空中接口的物理层方面，支持灵活的传输带宽，引入新的传输技术和先进的多天线技术,在空中接口层2/层3方面，对信令设计进行优化,在RAN架构方面，确定优化的RAN架构和RAN网元之间的功能划分,优化的RF设计。,LTE,需求,支持1.25MHz包括1.6MHz-20MHz带宽,峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps,频谱效率到达3GPP Release 6的2-4倍,提高小区边缘的比特率,用户面延迟单向小于5ms，制面延迟小于100ms,支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作,支持增强型的播送多播业务。在单独的下行载波部署移动电视Mobile TV系统,降低建网本钱，实现从Release 6的低本钱演进,实现合理的终端复杂度、本钱和耗电,支持增强的IMSIP多媒体子系统和核心网,追求后向兼容, 但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡,取消CS电路交换域，CS域业务在PS包交换域实现，如采用VoIP,对低速移动优化系统，同时支持高速移动,以尽可能相似的技术同时支持成对paired和非成对unpaired频段,尽可能支持简单的临频共存,LTE根本原理培训教材,中兴通讯销售体系,工程效劳部TD用服部,姓 名 : 杜雨舟,E-mail :,LTE协议层与接口原理,第一局部 3GPP LTE协议概况,第二局部 LTE协议层介绍,第三局部 LTE网络接口介绍,8,第一局部 3GPP LTE协议概况,第一章,3GPP LTE,网络架构,第一节,LTE,网络整体架构,第二节,LTE,网络节点功能,第二章,3GPP LTE,协议架构,第一节,LTE,主要协议,第二节,LTE,协议列表,LTE网络整体架构,S-GW/MME 合称EPC演进型分组域核心网,S1接口的用户面终止在效劳网关(SGW),S1接口的控制面终止于移动性管理实体MME,S1接口支持EPC与eNB之间的多对多关系,X2为eNB之间接口,MME,：,Mobility Management Entity,S-GW,：,Serving,GateWay,eNB,：,Evolved Node B,LTE网络节点功能,11,第一局部 3GPP LTE协议概况,第一章,3GPP LTE,网络架构,第一节,LTE,网络整体架构,第二节,LTE,网络节点功能,第二章,3GPP LTE,协议架构,第一节,LTE,主要协议,第二节,LTE,协议列表,36.2XX：物理层相关协议,36.201:物理层协议整体描述,36.211: 物理信道和调制,36.212: 复用和信道编码,36.213：物理层过程,36.214：物理层测量,36.3XX: 上层相关，UE等级划分,36.300:E-UTRAN 整体描述,36.321: MAC 子层标准,36.322: RLC 子层标准,36.323：PDCP子层标准,36.331：RRC标准,36.4XX：各种网络接口协议,36.41036.414：S1接口相关标准,36.42036.424：X2接口相关标准,LTE主要协议,LTE协议列表,LTE协议列表,第一局部 3GPP LTE协议概况,第二局部 LTE协议层介绍,第三局部 LTE网络接口介绍,15,第二局部 LTE协议层介绍,第一章,LTE,物理层介绍,第二章,LTE,层,2,介绍,第一节,MAC,子层介绍,第二节,RLC,子,层介绍,第三节,PDCP,子,层介绍,第三章,LTE,层,3,介绍,第一节,RRC,层介绍,第二节,NAS,层介绍,LTE物理层协议结构,无线接口主要指UE和网络之间的接口，包括层1、层2和层3。,以下图给出了层1物理层周围的E-UTRA无线协议结构。物理层与层2的媒体接入控制MAC子层和层3的无线资源控制RRC层有接口。其中圆圈便是不同层/子层间的效劳接入点SAP。物理层向MAC层提供传输信道，MAC提供不同的逻辑信道给层2的无线链路控制RLC子层。,LTE物理层功能,物理层向高层提供数据传输效劳，可以通过MAC子层并使用传输信道来接入这些效劳。为了提供数据传输效劳，物理层将提供如下功能：,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Forward Error Correction，FEC编码解码,混合自动重传请求Hybird Automatic Repeat-reQuest，HARQ软合并,编码的传输信道与物理信道之间的速率匹配,LTE物理层功能,编码的传输信道与物理信道之间的映射,物理信道的功率加权,物理信道的调制与解调,频率和时间同步,射频特性测量并向高层提供指示,对输入多输出,(Multiple Input Multiple Output,，,MIMO),天线处理,传输分集,波束赋形,射频处理,物理信道与调制,LTE物理层概述,LTE下行定义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、物理播送信道、物理控制格式指示信道和物理HARQ指示信道,LTE上行定义的物理信道包括物理随机接入信道、物理上行共享信道和物理上行控制信道。,定义的信号包括参考信号、主/辅同步信号。,下行和上行均支持如下调制方式：四相移相键控Quate Phase Shift Keying，QPSK、正交调幅Quadrature Amplitude Modulation,16QAM和64QAM。,复用与信道编码,LTE物理层概述,LTE中传输块的信道编码方案为Turbo编码，编码速率为R=1/3，它由两个8状态子编码器和一个Turbo码内部交织器构成。,在Turbo编码中使用栅格终止Trellis Termination方案。在Turbo编码之前，传输块被分割成多个段，每段的大小要与最大信息块大小6144bit保持一致。使用24bit长的循环冗余校验Cyclic Redundancy Check,CRC来支持错误检测。,物理层过程,LTE物理层概述,LTE操作中涉及多个物理层过程，这些过程包括小区搜索、功率控制、上行同步和上行定时控制、随机接入相关过程、HARQ相关过程。,通过在频域、时域和功率域进行物理资源控制，LTE隐含地支持干扰协调。,物理层测量,无线特性在终端和基站进行测量，并在网络中向高层进行报告。这包括用于同频和异频切换的测量，用于不同无线接入技术Radio Access Technology，RAT之间切换的测量，定时测量，用于无线资源管理Radio Resource Management，RRM的测量。,用于不同RAT间切换的测量用于支持向GSM、UTRA FDD和UTRA TDD系统的切换。,LTE物理层概述E-UTRAN系统的传输参数,Transmission BW,1.4,MHz,3,MHz,5 MHz,10 MHz,15 MHz,20 MHz,S,lot,duration,0.5 ms,Sub-carrier spacing,15 kHz,Sampling frequency,(MHz),1.92,(1/2,3.84),3.84,(1,3.84),7.68,(2,3.84),15.36,(4,3.84),23.04,(6,3.84),30.72,(8,3.84),FFT size,128,256,512,1024,1536,2048,Number of occupied sub-carriers,76,151,301,601,901,1201,OFDM symbols per,slot,(Short/Long CP),7/6,CP length (,s/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的下行传输是基于OFDMA的。,物理信道,物理下行共享信道Physical Downlink Shared Channel, PDSCH,物理播送信道Physical Broadcast Channel, PBCH,物理多播信道Physical Multicast Channel, PMCH,物理控制格式指示信道Physical Control Format Indicator Channel, PCFICH,物理下行控制信道Physical Downlink Control Channel, PDCCH,物理HARQ指示信道Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH,物理信号,参考信号reference signal,同步信号synchronization signal,LTE上行物理信道,LTE的上行传输是基于SC-FDMA的,物理信道,物理上行共享信道Physical Uplink Shared Channel, PUSCH,物理上行控制信道Physical Uplink Control Channel, PUCCH,物理随机接入信道Physical Random Access Channel, PRACH,物理信号,参考信号reference signal,物理层与传输信道,物理层通过传输信道为上层提供数据传送效劳。,物理信道: 定义场所,传输信道: 按怎样传,传什么特征的数据区分,物理层支持的传输信道,BCHBroadcast CH: 固定调制编码方式,播送,DL-SCHDownlink Shared CH: 支持HARQ,AMC,可以播送,可以波束赋形,可以动态或半静态资源分配,支持DTX,支持MBMS(FFS),PCHPaging CH: 支持DRX(UE省电),播送,MCHMulticast CH: 多播,支持SFN合并,支持半静态资源分配(如分配长CP帧),UL-SCH:支持HARQ,AMC,可以波束赋形(可能不需要标准化),可以动态或半静态资源分配,RACH: 有限信息,存在竞争,25,物理信道和传输信道之间的映射关系,DL,UL,27,第二局部 LTE协议层介绍,第一章,LTE,物理层介绍,第二章,LTE,层,2,介绍,第一节,MAC,子层介绍,第二节,RLC,子,层介绍,第三节,PDCP,子,层介绍,第三章,LTE,层,3,介绍,第一节,RRC,层介绍,第二节,NAS,层介绍,MAC：Media Access Control，即“媒体接入控制或“媒体访问控制 。处于LTE无线协议的第二层L2；L2还包括RLC和PDCP。用于为用户分配无线资源时间、频率RB数目及位置、发射层数Layer、天线数和发射功率 。,MAC子层介绍,MAC有两个实体，一个是在E-UTRAN端，另一个是在UE端。,E-UTRAN和UE中MAC实体对各传输信道的处理功能不相同。,MAC子层介绍,MAC子层介绍主要功能,逻辑信道与传输信道之间的映射,MAC SDUs复用/解复用 MAC PDU,调度信息报告BSR,不同优先级UE之间的调度动态调度、半持久调度,HARQ,传输格式选择调制编码方式,同一UE不同逻辑信道之间的优先级处理,MAC子层介绍,MAC层为RLC层提供的效劳：,数据传输效劳,无线资源分配,物理层为MAC层提供的效劳：,数据传输效劳,HARQ反响ACK/NACK,调度请求SR,测量如CQI等,MAC,RLC,物理层,L1,L2,MAC,存在的意义,MAC子层介绍逻辑信道,MAC通过逻辑信道为上层提供数据传送效劳,逻辑信道:按内容本身区分,传输信道: 按怎样传,传什么特征的数据区分,MAC 支持的逻辑信道,控制信道：,BCCHBroadcast Control CH:下行播送控制信息,PCCH(Paging Control CH):下行寻呼信息,CCCH(Common Control CH):在RRC连接建立前UE与网络之间的双向控制信息。,MCCH(Multicast Control CH):控制一个或者多个MTCH的控制信息,只有支持MBMS才有该信道,DCCH(Dedicated Control CH): RRC连接建立后UE到网络之间的双向控制信息,业务信道,DTCH(Dedicated Traffic CH):点到点的双向业务信息,MTCH(Multicast Traffic CH):点到多点的下行业务信息,只用于MBMS.,MAC子层介绍逻辑信道与传输信道的映射,DL-SCH也支持MBMS业务,MAC需要处理的传输信道包括以下几种：,播送信道 (BCH),下行共享信道 (DL-SCH),寻呼信道 (PCH),多播信道 (MCH),上行共享信道 (UL-SCH),随机接入信道 (RACH),Mapping in Uplink,Mapping in Downlink,RLC子层介绍,RLC(Radio Link Control),下面的功能有RLC子层提供：,上层PDUs的传输,通过ARQ自动重传请求修正错误只有在AM数据传输中,连接，拆分和重新组装RLC SDUs只在UM 和 AM数据传输中,RLC数据PDUs的再分割只在AM数据传输中,按照顺序传输上层PUDs只在UM和AM数据传输中,重复检测只在UM和Am数据传输中,RLC SDU的丢弃只在UM和Am数据传输中,RLC重组,协议错误的侦测与恢复,RLC子层介绍整体结构,RRC控制RLC的配置。,RLC底层的功能由RLC实体实现。对于一个eNB段的RLC实体，对应着UE侧也有这样一个实体，反之亦然。,RLC接收或者传递来自上层对于CCCH为RRC，其他的为PDCP的RLC SDUs，并且通过底层MAC发送或者接收RLC PDUs与对端的实体进行交互。,一个RLC PDUs可以是RLC数据PDU或者RLC控制PDU。,如果RLC实体接收到来自上层的RLC SDU，它通过与上层的单一的SAP来获取该SDU，经过将这些SDU格式化为RLC PDUs，RLC实体通过逻辑信道将这些PDU发送给底层。,如果RLC实体通过一个单一的逻辑通道接收到来自底层的PDUs，RLC实体将这些PDUs转换成SDU，然后通过RLC实体与上层之间的单一的SAP发送给上层。,如果RLC实体接收或者传输一个来自底层的RLC控制PDU，他们接收和传输的逻辑信道和RLC数据PDU是相同的。,RLC子层介绍框架结构说明,RLC,实体可以通过配置为下面三种数据传输方式：,TM,：透传模式；,UM,：非确认模式；,AM,：确认模式。,RLC,实体具体将用来作为,TM RLC,实体，,UM RLC,实体或者,AM RLC,实体是由用户配置决定的。,一个,TM RLC,实体可以配置为一个传输,TM RLC,实体或者接收,TM RLC,实体。一个传输,TM RLC,实体接收来自上层的,SDUs,，通过底层发送,RLC,PDUs,到对端的的接收,TM RLC,实体。一个接收,TM RLC,实体可以传递,SDUs,到上层，并可以通过底层接收来自对端传输,TM RLC,实体发送过来的,PDUs,。,UM RLC,实体接收实体和传输实体功能和,TM,相同。,一个,AM RLC,传输实体有传输和发送共同构成，,AM RLC,实体的传输侧接收来自上层的,SDUs,，通过底层发送,RLC,PDUs,到对端的的,AM RLC,实体。,AM RLC,实体的接收侧可以传递,SDUs,到上层，并可以通过底层接收来自对端,AM RLC,实体发送过来的,PDUs,。,大小不定的,RLC,SDUs,是按照字节排列的，,RLC,SDUs,只有在底层通知有传输时机的时候转换为,RLC,PDUs,，然后发送到底层。,RLC子层介绍框架结构说明,RLC子层介绍三种传输模式,透明模式(TM),不添加RLC头,可以分段/级联,非确认模式(UM),必须添加RLC头,两种传送数据方式:检测且将没有出错的数据传递到高层;立即传递到高层,确认模式(AM),必须添加RLC头,无错传递(通过重发机制保证),顺序传递或无序传递(仅用于上行切换,唯一传递(相同检测功能),PDCP (Packet Data Convergence Protocal),功能,用户面,头压缩和头解压缩,(ROHC),从,NAS,接收,PDCP SDU,发送到,RLC及其逆过程,顺序发送上层,PDUs,对下层,SDU,进行相同检测,加密,/,解密,控制面,加密,/,解密和完整性保护,从,RRC,接收,PDCP SDU,发送到,RLC及其逆过程,PDCP子层介绍,PDCP子层介绍,PDCP子层介绍无线承载BR,无线接入承载RAB,RAB可以看作是UE与CN之间接入层向非接入层提供的业务，主要用于用户数据的传输。RAB直接与UE业务相关，它涉及接入层各个协议模块，在空中接口上，RAB反映为无线承载RB。,无线承载(RB),RB是UE与UTRAN之间L2向上层提供的业务,RRC连接也可以看作承载信令的无线承载(SRB),PDCP，RLC，MAC处理例如,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,PDCP，RLC，MAC，PHY处理例如,各个子层数据包形成例如,45,第二局部 LTE协议层介绍,第一章,LTE,物理层介绍,第二章,LTE,层,2,介绍,第一节,MAC,子层介绍,第二节,RLC,子,层介绍,第三节,PDCP,子,层介绍,第三章,LTE,层,3,介绍,第一节,RRC,层介绍,第二节,NAS,层介绍,RRC层介绍,RRCRadio Resource Control,功能,系统信息播送,寻呼,RRC连接控制,RRC连接移动性功能,小区选择控制,UE测量报告以及对测量报告的控制,平安控制的管理,无线配置控制,DRX的配置和修改,QoS控制,多播/播送,其它,RRC层介绍LTE系统消息播送的组成,系统信息播送的内容被划分为多个系统信息块(System Information Blocks, SIB)，但是有一个“块另外给起了个名字：主信息块(Master Information Block, MIB)。因此系统播送信息就被划分为MIB+ several SIBs。,SIB,2,SIB,3,SIB,4,SIB,5,SIB,6,SIB,7,SIB,8,SIB,9,SIB,10,SIB,11,MIB,SIB,1,系统信息广播（System Information Broadcast）,RRC层介绍 LTE系统消息播送的组成,MIB在BCH上发送， MIB上传输几个比较重要的系统信息参数:,1、下行链路系统带宽；,2、PHICH配置信息；,3、系统帧号。,SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上发送。其中SIB1上传输与评估一个UE是否被允许接入小区有关的信息以及其他系统信息的调度信息：,1、小区接入相关信息；,2、小区选择信息；,3、SIB调度信息；,4、TDD参数配置；,5、SI窗口长度；,6、ValueTag。,RRC层介绍 LTE系统消息播送的组成,SIB2,SIB3,SIB4,SIB5,SIB6,SIB7,SIB8,SIB9,SIB10,SIB11,小区无线配置，其它基本配置,小区重选信息，主要关于服务小区,频内邻区列表，白/黑名单,频间邻区列表,UTRAN邻区列表(W+TD),GSM邻区列表,CDMA2000邻区列表,Home eNB Identifer,ETWS通知,ETWS信息，语音图片,RRC层介绍 UE状态,UE状态,1RRC_IDLE,将多播/播送数据传输到UE,上层可以配置UE,UE移动性管理,UE负责侦听寻呼信道，目的是即时发现呼入,也负责执行重选小区、获取系统信息,2RRC_CONNECTED,到达/来自UE的传输数据,网络进行移动性管理,UE负责侦听与共享信道相关的控制信道，即时发现属于自己的数据，也负责提供信道质量和反响信息。UE也负责执行临近小区的量以及获取系统信息。,RRC层介绍SRB(信令无线承载),当无线承载Radio Bearers ,RB用于RRC消息和NAS消息的传输时，就被定义为信令的无线承载Signalling radio bearers，SRB ,SRB0,映射到CCCH传送的RRC消息,SRB1,NAS消息，大局部RRC消息都属于这一类，映射到DCCH,SRB2,高优先级的RRC消息，也映射到DCCH,RRC连接建立涉及SRB1的建立，E-UTRAN在S1连接建立完成之前会完成RRC的连接建立.,接入层平安机制是由RRC信令的完整性保护、RRC信令和用户数据的加密组成的。,接入层提供三种不同的security keys：一个是为RRC信令的完整性保护，一个为是RRC信令的加密，还有一个是为用户数据的加密。这三个Keys都源自于一个接入层的base-key.,RRC连接建立触发条件：UE呼叫开始，请求与网络侧建立连接关系处于IDLE状态的UE有业务需求 。,RRC层介绍连接控制,流程描述：,随机接入,UE触发RRC连接建立initial UE identity PLMN ID),DCM创立用户面实例GID，调用CRM函数接口，由DRM分配无线专用资源，并进行接纳处理板号，DSP号，效劳CID，发射分集模式，SRB所需RLC/PDCP/功控参数等,请求建立UE上下文USM/MULSD/MDLSD/BPG,建立用户面上下文USM/MULSD/MDLSD/BPG, 配置成功后，向DCM返回响应,DCM向UE发送RRC Connection Setup 建立的SRB信息，C_RNTI, UE identity),UE收到消息，同样进行UE侧的RRC建立的过程。,UE返回RRC建立完成响应，消息中包含了发送到MME的NAS信息,提取NAS信元，DCM通过S1口向MME发送INITIAL UE MESSAGE消息NAS信息,MME eNB发送INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息,该消息有可能包含有平安信息，UE能力信息，业务信息以及在MME给UE分配的MME_S1AP_UEID等并进行响应的处理如果存在SAE Bearer Setup要求，发起SAE Bearer Setup Procedure。,UE和eNB间的RRC连接重配过程消息中包含平安信息，RB信息建立，测量信息和调整信息等。,eNodeB组织S1口消息INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE发送给MME，过程结束。,RRC层介绍,RRC连接建立过程,RRC,连接建立,UE处于RRC_IDLE状态，当上层要求建立RRC连接时，UE就会启动这个过程。,该过程的目的是建立一个,RRC,连接，包括,SRB1,的建立，也用于从,UE,向,E-UTRAN,发送初始,NAS,专用信息。,RRC层介绍,RRC过程,RRC连接重配,该过程的目的是修改一个RRC连接，如建立/修改/释放无线承载以完成切换或配置/修改测量。NAS专用信息可能会从E-UTRAN传输到UE。,UE收到RRC CONNECTION RECONFIGURATION后，要根据该消息中是否包含NAS专用信息，无线资源配置消息单元，测量配置消息单元，移动性控制信息，分别向上层转发NAS专用信息或执行相应的配置过程或切换过程。,假设重配失败向E-UTRAN发送RRC CONNECTION RECONFIGURATION FAILURE消息。,RRC层介绍,RRC过程,RRC,连接重建,该过程的目的是重建RRC连接，包括SRB1操作恢复和平安重激活。UE只有在平安被激活后才初始该过程。,UE设置RRC CONNECTION RE-ESTABLISHMENT REQUEST消息内容为：设置Re-establishment UE identity消息单元为变量UE_CONTENTION_RESOLUTION_IDENTITY的值。,UE收到RRC CONNECTION RE-ESTABLISHMENT后做相关操作。,假设重建请求被拒绝，UE向上层指示释放信号/令连接和已建立的EPS承载及所有无线资源，并转入RRC空闲状态。,RRC层介绍,RRC过程,RRC连接释放,在该过程中UE无需向E-UTRAN发应答消息。UE向上层指示释放信号/令连接和已建立的EPS承载及所有无线资源，并转入RRC空闲状态，此外，假设消息中有空闲模式移动性控制信息，保存该信息，如果小区重选优先级过期，那么启动计时器T320。,RRC层介绍,RRC过程,NAS层介绍,NASNon-Access Stratrum,NAS消息的传输,在E-UTRAN中，NAS消息或者链接在RRC消息中或者没有跟RRC消息链接。,如果传输块的大小允许，那么初始直传消息与RRC连接请求链接在一起。,当NAS和RRC过程同步的时候，其他NAS消息可以与RRC消息链接。,除了NAS完成的完整性保护和加密外，NAS消息的完整性保护是由RRC来完成的，加密由PDCP完成。,NAS层介绍,NAS的协议状态包括,LTE_DETACHED,LTE_IDLE,LTE_ACTIVE,NAS的协议状态描述以及状态跃迁,LTE_DETACHED:,在该状态下，没有,RRC,实体，通常指刚开机的状态。此时在网络侧还没有改用户的,RRC,通信上下文。分配给用户的只有,IMSI,，网络不终端用户的位置信息，没有上下行活动，可以执行,PLMN/CELL,选择。,NAS层介绍,NAS的协议状态描述以及状态跃迁,LTE_IDLE：在该状态下，UE处于RRC_IDLE状态。在网络侧会保存用户的一些消息，如IP地址、平安相关信息密钥、用户能力消息、无限承载等。状态的跃迁由eNodeB或者EPC来决定。网络侧有该用户的通信上下文，此时可以使用户快速跃迁到LTE_ACTIVE状态。分配给该用户的标识信息有IMSI、在跟踪区域TA中唯一标识一个用户的ID，一个或者多个IP地址。网络知道终端在那个TA，终端被分配了非连续接收的周期，可以根据此周期进行下行的接收，可以执行小区重选。,LTE_ACTIVE：UE处于RRC_CONNECTED状态。状态的跃迁由eNodeB或者EPC来决定。在网络侧会保存有UE的通信上下文，包含了所有满足通信的必要信息，分配给用户的标识信息有IMSI、在TA内唯一标识一个用户的ID、在一个小区内唯一标识C-RNTI以及一个或者多个IP地址。网络可以终端UE处于哪个小区，在上下行方向用户都可以进行非连续发送和接收。移动性可以通过执行切换过程来到达。,第一局部 3GPP LTE协议概况,第二局部 LTE协议层介绍,第三局部 LTE网络接口介绍,62,第三局部 LTE网络接口介绍,第一章,LTE网络接口,介绍,第二章,LTE S1,接口介绍,第一节,LTE S1,接口协议,第二节,LTE S1,接口例程,第三章,LTE X2,接口介绍,第一节,LTE X2,接口协议,第二节,LTE X2,接口例程,第四章,LTE X1,接口介绍,GERAN,UTRAN,GPRS Core,MME,Inter AS Anchor,hPCRF,Operator IP,services,(including IMS, PSS, .),IP Access,Evolved Packet Core,S5,S2,S3,S4,HSS,S7,S6,Gi,S1-U,Gb,Iu,Rx+,LTE网络接口介绍,X1,eNB,X1,eNB,X2,Evolved RAN,VPCRF,S9,Serving,SAE GW,S11,S10,S1-MME,S7,PDN SAE,GW,S8b,S1-MME,eNodeB与MME之间的控制面接口，提供S1-AP信令的可靠传输，基于IP和SCTP协议。,S1-U,eNodeB与S-GW之间的用户面接口，提供eNodeB与S-GW之间用户面PDU非保证传输。基于UDP/IP和GTP-U协议。,S3,在UE活动状态和空闲状态下，为支持不同的3G接入网络之间的移动性，以及用户和承载信息交换而定义的接口点，基于SGSN之间的Gn接口定义。,S4,核心网和作为3GPP锚点功能的Serving GW之间的接口，为两者提供相关的控制功能和移动性功能支持。 该接口基于定义于SGSN和GGSN之间的Gn接口。另外，如果没有建立Direct Tunnel，该接口提供用户平面的隧道功能。,S5,负责Serving GW和PDN GW之间的用户平面数据传输和隧道管理功能的接口。用于支持UE的移动性而进行的Serving GW重定位过程以及连接PDN网络所需要的与non-collocated PDN GW之间的连接功能。基于GTP协议或者基于PMIPv6协议。,S6a,MME和HSS之间用以传输签约和鉴权数据的接口。,LTE网络接口介绍,S7,基于Gx接口的演进，传输服务数据流级的PCC信息、接入网络和位置信息。,S7c,基于Gx接口演进，支持传输QoS参数和相关分组过滤器参数、控制信息。在S5/S8接口基于PMIPv6协议情形下支持。,S8a,定义于不同PLMN间，VPLMN中Serving GW和HPLMN中PDN GW之间为用户提供控制平面和用户平面功能的接口，该接口基于SGSN和GGSN间的Gp接口。 S8a相当于是S5接口的跨PLMN版本。,S8b,支持跨PLMN网关漫游情况用户平面和控制平面功能的接口，支持 PMIPv6协议。,S10,MME之间的接口，用来处理MME重定位和MME之间的信息传输。,S11,MME和Serving GW之间的接口,S12,有Direct Tunnel建立时， UTRAN和Serving GW之间的接口，用于二者之间的用户数据传输。该接口基于Iu-u/Gn-u使用SGSN和UTRAN之间或SGSN和GGSN间所定义的GTP-U协议,LTE网络接口介绍,66,LTE网络接口介绍S1/X2的引入,MME/S-GW,MME/S-GW,eNB,eNB,eNB,S1,EPC,E-UTRAN,X2,X2,X2,EPS,LTE网络接口介绍,协议栈架构,信令流,数据流,68,第三局部 LTE网络接口介绍,第一章,LTE网络接口,介绍,第二章,LTE S1,接口介绍,第一节,LTE S1,接口协议,第二节,LTE S1,接口例程,第三章,LTE X2,接口介绍,第一节,LTE X2,接口协议,第二节,LTE X2,接口例程,第四章,LTE X1,接口介绍,UP:,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,。,CP,：,S1,控制平面接口位于,E-,NodeB,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,。,用户面,控制面,LTE S1接口协议,用户面,控制面,LTE S1接口协议,控制面功能,SAE承载管理功能包括SAE承载建立、修改和释放；,连接状态下UE的移动性管理功能包括LTE系统内切换和系统间切换；,S1寻呼功能；,NAS信令传输功能；,S1 UE上下文释放功能；,S1接口管理功能包括复位、错误指示以及过载指示等；,网络共享功能；,网络节点选择功能；,初始上下文建立功能；,漫游和接入限制支持功能,71,LTE S1接口例程E-RAB Setup,目的：在CN和eNB上为UE建立业务通道。,E-RAB Setup Request主要信元：MME和eNB为UE分配的ID号，需要建立的SAE承载列表具体包括SAE承载ID，承载的Qos参数信息，承载的传输地址等，NAS-PDU等。,E-RAB Setup Response主要信元：MME和eNB为UE分配的ID号，建立成功的SAE承载列表以及没有建立成功的承载列表。,72,LTE S1接口例程 Initial Context Setup,目的：在eNB中建立UE的初始上下文。,Initial Context Setup Request主要信元：MME和eNB为UE分配的ID号，需要建立的SAE承载列表具体包括SAE承载ID，承载的Qos参数信息，承载的传输地址等，NAS-PDU，平安信息，切换限制列表，UE无线能力等。,Initial Context Setup Response主要信元：MME和eNB为UE分配的ID号，建立成功的SAE承载列表以及没有建立成功的承载列表。,73,LTE S1接口例程,Handover Resource Allocation,目的：通知目标eNB为即将切换过来的UE分配资源。,Handover Request主要信元：MME和eNB为UE分配的ID号，切换类型，切换原因，需要为UE建立的SAE承载列表具体包括SAE承载ID，承载的Qos参数信息，承载的传输地址等。,Handover Request ACK主要信元：MME和eNB为UE分配的ID号，切换类型, 成功建立的SAE承载列表以及没有建立成功的承载列表。,74,LTE S1接口例程 Paging,目的：,MME,通过寻呼与处于,IDLE,状态的,UE,建立信令连接。,Paging,主要信元：要寻呼的,UE,的,ID,，寻呼原因，要寻呼的跟踪区列表。,75,LTE S1接口例程 S1 Setup,目的：为了,eNB,和,MME,之间交换应用层数据。,S1 Setup Request,主要信元：,eNB,的,ID,，,eNB,的,name,，所支持的,TAs,，所属的,PLMN,等。,S1 Setup Response,主要信元：,MME,的,name,，所属的,PLMN,，,MME,的能力信息等。,76,LTE S1接口例程,UE Capability Info Indication,目的：,eNB,向,MME,提供,UE,的无线能力信息。,UE Capability Info Indication,主要信元：,MME,和,eNB,为,UE,分配的,ID,号，,UE Radio Capability,。,77,第三局部 LTE网络接口介绍,第一章,LTE网络接口,介绍,第二章,LTE S1,接口介绍,第一节,LTE S1,接口协议,第二节,LTE S1,接口例程,第三章,LTE X2,接口介绍,第一节,LTE X2,接口协议,第二节,LTE X2,接口例程,第四章,LTE X1,接口介绍,UP:,X2用户平面接口是E-NodeB之间的接口，用户平面协议伐如以下图所示，E-UTRAN的传输网络层是基于IP传输的，UDP/IP之上是利用GTP-U来传送用户平面PDU。,CP：,X2控制平面接口是E-NodeB之间的接口，控制平面协议伐如以下图所示。传输网络层是利用IP和SCTP协议，而应用层信令协议为X2接口应用协议X2-AP。,控制面功能,连接状态下UE的移动性管理功能针对LTE系统内切换,上行负荷管理功能,X2接口管理功能包括复位和错误指示,LTE X2接口协议,用户面,控制面,79,LTE X2接口例程UE Context Release,目的：切换完成后，目标,eNB,通知源,eNB,释放,UE,的上下文。,UE Context Release,主要信元：,MME,和,eNB,为,UE,分配的,ID,号。,80,LTE X2接口例程 eNB Configuration Update,目的：当eNB1的配置信息发生变化时，它通过该流程将更新的信息报告给eNB2，以到达两者信息的统一。,eNB Configuration Update主要信元：增加、修改、删除的效劳小区列表，增加。,81,第三局部 LTE网络接口介绍,第一章,LTE网络接口,介绍,第二章,LTE S1,接口介绍,第一节,LTE S1,接口协议,第二节,LTE S1,接口例程,第三章,LTE X2,接口介绍,第一节,LTE X2,接口协议,第二节,LTE X2,接口例程,第四章,LTE X1,接口介绍,完成业务数据流在空中接口的收发处理，协议栈包括PDCP、RLC、MAC和PHY四个协议子层,业务面,控制面,E-UTRAN,控制面主要包括,NAS,、,RRC,、,PDCP,、,RLC,、,MAC,和,PHY,，网络侧的协议终止点除,NAS,在,MME,中外，其他的协议层都终止于,eNB,LTE X1接口介绍,功能：,播送：MIB等需要频繁发送的系统信息使用固定无线资源在PBCH上发送，而其它播送信息与数据动态共享无线资源，由PDSCH承载。,寻呼：采用与数据共享无线资源的方式采用PDSCH承载。,业务链接建立和释放：在E-UTRAN中对RRC消息进行了较大的简化，仅使用一个单一的配置消息RRC CONNECTION RECONFIGURATION来进行业务链接的建立和释放。,动态调度,测量：测量对E-UTRAN网络性能影响非常大，与切换、调度密切相关。E-UTRAN中测量由网络侧发起和配置，具体的测量量仍在定义中。,切换,LTE X1接口介绍,LTE根本原理培训教材,中兴通讯销售体系,工程效劳部TD用服部,姓 名 : 杜雨舟,E-mail :,技术开展趋势？,蜂窝移动通信宽带化+宽带无线接入移动化=宽带无线移动通信的融合,LTE、AIE和WiMAX的核心技术和网络结构已经趋同,iMAX已申请成为IMT-2000家庭的一员,无线通信技术的融合,根本传输技术正交化OFDMA,非正交多址技术仍有价值？,系统宽带化：5MHz􀃆20MHz􀃆100MHz,多天线技术多模化,多流预编码、波束赋形、开环发射分集适应不同的场景,为低速移动、数据业务优化,网络扁平化、分布式化、IP化,信道和协议结构简单化：以共享信道为主,LTE 技术开展趋势,3G频段上的4G技术：后向兼容性被弱化,HSPA+日益重要􀂃,5MHz频谱效率和LTE相同并可使用MIMO􀂃,2021年峰值速率达42Mbps2天线MIMO+16QAM􀂃,后向兼容有利于保护现有HSPA运营商的投资,SC-FDMA的性能限制调度灵活性，MIMO复杂度？),小区边缘性能尚有隐忧,小区间干扰协调在复杂网络规划/优化中实现困难,小区间加扰/干扰消除性能有限：无扩频增益,没有针对TDD系统单独优化：过度强调FDD/TDD兼容性,对室内覆盖能力考虑缺乏,70%语音业务发生在室内，宽带数据业务比例更高90%？,仍沿用室外覆盖室内假设对2500MHz频段过于乐观,LTE 潜在的问题,更高的性能：,更大的带宽：最大至100MHz,更多的天线：84或88天线,新的网络架构：Relay、分布式天线Relay的特例、P2P频谱共享？,重新考虑LTE的某些技术决定：,多址技术：,OFDMA到底有没有固有的PAPR问题？,更彻底的解决小区间干扰？,对FDD和TDD同时优化：,应比FDD/TDD兼容性优先级更高？,LTE 向IMT-Advanced的演进,秘密,