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1、LTE无线层协议介绍Contents一.什么是LTE二.SAE网络结构简介三.LTE无线层协议架构本PPT使用资料的截止时间：2006.04一. 什么是LTEF Long Term Evolution的缩写F LTE & SAEF 为长期(10年或更长)保证3GPP的竞争力F 变更的网络体系结构F 新的空口技术F 降低系统复杂度F 和异质系统的合作LTE的目标F 降低用户面时延和控制面时延(参见下页)F 更高的上下行速率-DL 100Mbps / UL 50MbpsF 对PS域的优化支持F 更高的系统容量(激活用户=200/Cell，5M频谱)F 更好的覆盖(5km30km100km)F 更低
2、的部署成本F 用户面时延：RAN/UE的IP层单向时延F 用户面时延小于5ms（空载网络小报文）F 控制面时延：二. SAE网络结构简介F 存储UE控制面上下文，包括UE ID、状态、TA等F 移动性管理F 鉴权和密钥管理F 信令的加密、完整性保护F 管理和分配用户临时IDMME功能体简介移动性管理F 数据的路由和转发F 用户面加密终结点F 头压缩F 存储UE用户面上下文，包括基本IP承载信息、 路由信息等F eNB间切换(3GPP AS间切换)用户面支持F LTE_IDLE时下行数据触发/发起pagingUPE功能体简介用户面处理F 处理不同接入系统间的用户面切换F 数据的路由和转发F 计费
3、数据收集F 到PDN的网关功能F 部分功能可能和UPE合作IASA功能体简介系统间用户面支持LTE的连接状态F LTE_Detached网络没有UE的信息F LTE_IDLE网络知道UE的TA(见下页)UE进行Cell/TA更新F LTE_ACTIVEUE可进行数传网络和UE协作进行移动性处理Tracking AreaF GSM: LA/RA；UMTS: URAF LTE使用统一的TA概念F LTE_IDLE时网络对UE位置的知识精度为TAF TA边界TA Update信令过多的解决方式：一个小区属于多个TA一个UE属于多个TASAE的承载概念三. LTE无线层协议架构降低系统的复杂性F 减少
4、传输信道个数(如使用共享信道，删除DCH)F 减少MAC层实体个数(如删除MAC-d)F 删除BMC层以及CTCH(使用MBMS代替)F 删除下行宏分集F 删除UTRAN的压缩模式(使用scheduling gap)F RRC的简化(如删除CELL_FACH态)F eNB-E-UTRAN NodeBF aGW-E-UTRAN Access GatewayF E-UTRAN由eNB组成F eNB提供RLC/MAC/PHY & RRC功能F eNB通过S1和aGW连接F 可能在eNB以上存在RRM Server节点E-UTRAN网络结构eNB功能F UE attach时的aGW选择F 调度和传输p
5、aging messagesF 调度和传输BCCH信息F 上下行资源分配F RB控制、无线资源准入F LTE_ACTIVE时的移动性管理aGW功能 (参考前面MME、UPE、IASA功能)F 发起寻呼F LTE_IDLE态UE信息管理F 移动性管理F 用户面加密处理F PDCPF SAE Bearer控制F NAS信令的加密和完整性保护用户面协议栈物理层选择F FDD: UL based on SC-FDMA, DL based on OFDMAF FDD: UL based on OFDMA, DL based on OFDMAF FDD: UL/DL based on MC-WCDMAF
6、TDD: UL/DL based on MC-TD-SCDMAF TDD: UL/DL based on OFDMAF TDD: UL based on SC-FDMA, DL based on OFDMA 下行传输信道F BCH-Broadcast ChannelF PCH-Paging ChannelF DL-SCH-Downlink Shared ChannelF NCH-Notification Channel (FFS)F MCH-Multicast Channel (FFS)上行传输信道F UL-SCH-Uplink Shared ChannelF RACH-Random Acce
7、ss Channel (FFS)网络侧L2下行示意图UE侧L2上行示意图MAC层功能 (网络侧每Cell一个MAC实体)F 逻辑信道和传输信道的映射，复用和解复用F 数据量测量F HARQ功能F UE内的优先级调度和UE间的优先级调度F TF选择F Padding (FFS)F RLC PDU的按序提交 (FFS)逻辑信道F BCCH-Broadcast Control ChannelF P(N)CCH-Paging (and Notification) Control ChannelF CCCH-Common Control Channel (FFS)F MCCH-Multicast Con
8、trol Channel (FFS)F DCCH-Dedicated Control ChannelF DTCH-Dedicated Traffic ChannelF MTCH-Multicast Traffic Channel逻辑信道和传输信道的映射RLC层功能F 支持AM、UM、TM数据传输 (FFS)F ARQF 数据切分(重切分)和重组 (级联 FFS)F SDU的按序投递F 数据的重复检测F 协议错误检测和恢复 (Reset FFS)F aGW和eNB间的流控 (FFS)F SDU丢弃 (FFS)PDCP层功能位于UPEF 头压缩，只支持ROHC算法F 用户面数据加密 (FFS)F
9、下层RLC按序投递时，PDCP的重排缓冲 (FFS， 主要用于跨eNB切换)控制面协议栈NAS功能F SAE bearer管理F 鉴权F aGW和UE间信令加密控制F 用户面信令加密控制F 移动性管理F LTE_IDLE时的寻呼发起RRC层功能F 系统消息广播和寻呼F 建立、管理、释放RRC连接F RRC信令的加密和完整性保护 (FFS)F RB管理F 移动性管理F 广播/多播服务支持 (FFS)F NAS直传信令传递 (FFS)RRC连接状态F RRC_IDLEeNB不存储UE上下文对应LTE_IDLEF RRC_CONNECTEDeNB有UE上下文网络侧知道UE的Cell级位置可进行数传对
10、应LTE_ACTIVE状态转换图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下行基于异步重传 (类似HSDPA)F HARQ上行基于同步重传 (类似HSUPA)F RLC ARQ进行RLC SDU或PDU重传 (FFS)F RLC ARQ可基于状态报告或HARQ信息数据调度F MAC负责资源分配F DL-SCH和UL-SCH使用不同的schedulerF UE通过sched
11、uling channel接收资源分配F 调度基于待发数据量和无线质量、QoSF 除传统测量外，可增加额外测量(如区分小区中 心和边缘，FFS)E-UTRAN移动性管理RRC_CONNECTED状态：F UE根据网络的测量控制和邻区信息进行测量F 网络侧控制上报准则 (周期触发 FFS)F 网络侧控制HORRC_IDLE状态：F 小区重选过程F 基本公共信息占用频带不能超过UE最小能力F HO和频率重配F 邻区列表不区分同频、异频频带分布示意图：F Non gap assisted measurement (for handover)F Gap assisted measurement (fo
12、r handover)F 使用哪种方式依赖于UE能力和频带分布F UE决定是否需要gapF 网络侧需要知道UE的测量方式，指导schedulerF Gap的获得方式：DRX/DTX 或 packet schedulingUTRAN和E-UTRAN间的切换F E-UTRAN和UTRAN间可切换F E-UTRAN和GERAN间，FFSF UTRAN CELL_DCHE-UTRAN RRC_CONNECTEDF UTRAN CELL_FACHE-UTRAN RRC_IDLEF UTRAN CELL/URA_PCHE-UTRAN RRC_IDLEF UTRAN RRC_IDLEE-UTRAN RRC_
13、IDLE鉴权和加密终结点CipheringIntegrity Protection NAS 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 Signalling (AS)Need is FF
14、SNeed 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 the U-Plane is not controlled by the eNB NOTE 3: Key set for RRC protection cannot be used to derive NAS and user-plane keys.参考文献1 3GPP TS 25.913 7.3.02 3GPP TS 25.814 1.2.23 3GPP TR 25.813 0.8.34 3GPP TR 23.882 1.1.0 draft
