LTE 标准介绍
王斌
wangbin7062@

LTE的系统架构
LTE的协议堆栈和功能划分 LTE用户面

PDCP RLC

MAC

LTE 控制面 LTE的关键技术 LTE-A的关键技术

中继技术


载波聚合技术
增强技术
3GPP标准组织与制定阶段

阶段1：需求 阶段2：结构 阶段3：详细实现 RAN1 - 物理层 RAN2 - L2与L3无线 协议 RAN3 - 结构与 S1/X2接口 RAN4 - RF与RRM 性能要求 RAN5 - 终端测试
RLC模式



AM模式： AM模式是为可靠性要求很高并且分组的长 度可变的业务提出的。它的典型特征是支持ARQ和分 组的切割和串接。 M模式：UM模式是为可靠性要求不高的业务提出的。 它的典型特征是支持分组的切割和串接，但不支持 ARQ。 TM模式：TM模式是直接将高层的分组传到下层，在 RLC层不封装协议头。在TM模式下，高层的数据是 不分段的。目前，LTE仅仅确定了在随机接入阶段对 于控制平面支持TM模式，。
压缩的分组 (Compressed Header + Payload)
压缩的分组 (Compressed Header + Payload)
增加PDCP SN
去掉 PDCP SN
PDCP SN + 压缩的分组
PDCP SN +压缩的分组
加密参数(HFN, key, etc.)
加密
解密
解密参数(HFN, key, etc.)
RLC SDU 和 RLC PDU 缓存管理
SDU 缓存管理
串接和分割
PDU 重传缓存和管理
接受 Acks 和 状态报告
串接和分割
复用
发送缓存
发送缓存
去往 MAC
PDCP层
分组 (Header + Payload) 分组 (Header + Payload) 头压缩(ROHC) 头解压缩(ROHC)
调度 / 优先级控制

MAC
复用
HARQ 传输信道
MAC层的描述
CCCH DCCH DTCH MAC-control DCCH DTCH CCCH BCCH PCCH
Scheduling / Priority Handling
Control Multiplexing Demultiplexing
HARQ

RC的建立过程中要考虑3个方面的内容，即：移 动和安全方面的控制、NAS信令的传输、冲突解 决和路由等几个方面的问题
RRC重配置


Measurement configuration Mobility control information (HO) NAS Radio resource configuration
非接入层

非接入层（NAS，Non-Access-Stratum），顾名思义， 更多的是完成核心网对用户的移动性、呼叫控制和 QoS管理功能，不属于接入网的范畴，这部分终结于 GW。UE的NAS层状态和其所处的RRC状态有相应 的关系
NAS层的状态



LTE_DETACHED：网络和UE侧都没有RRC实体， 此时UE通常处于关机、去附着等状态 LTE_IDLE：对应RRC的IDLE状态。UE和网络侧存 储的信息包括：给UE分配的IP地址、安全相关的参数 （密钥等）、UE的能力信息、无线承载。此时UE的 状态转移由基站或GW决定。 3) LTE_ACTIVE：对应RRC连接状态；状态转移由 基站或GW决定。
RRC的状态


RRC_IDLE：当UE不发起业务时，通常处于该状态。 此时，eNB侧也没有UE的RRC上下文，只进行一些诸 如监听寻呼、小区广播消息等操作，在eNB之内不存 储RRC上下文。 RRC_CONNECTED：UE已经建立业务后，进入RRC 连接状态，E-UTRAN具有该UE的上下文，并知道UE 所在的小区；网络和UE之间进行数据传送；进行切换 和 邻 区 测 量 ； 以 及 控 制 UE 进 行 非 连 续 发 送 / 接 收 （DTX／DRX）。
RLC
打包分片 和ARQ
...
打包分片 和ARQ 逻辑信道
打包分片 和ARQ
...
打包分片 和ARQ
BCCH
PCCH
调度 / 优先级控制
MAC
UE1内部复用
UEn内部复用
HARQ 传输信道
HARQ
上行的层2结构
无线承载 ROHC PDCP 安全 安全 ROHC
RLC
打包分片 和ARQ
...
打包分片 和ARQ 逻辑信道
HARQ
UL-SCH
HARQ Feedback
PDCCH
SR
DL-SCH
HARQ Feedback
BCH
PCH
复用和解复用（1）
R/R/E/LCID sub-header R/R/E/LCID[/F/ L] sub-header R/R/E/LCID/F/L sub-header R/R/E/LCID/F/L sub-header
RRC连接建立
UE Source ENB MME UPE 1: RA 请求 2: RA 响应 3: 无线连接请求 >NAS 信息
4: 接入连接请求 >NAS 信息请求
7: 无线连接建立 >AS- 配置 8: 无线连接建立完成 >
6: 接入连接响应 <NAS 信息响应, >SAE 承载性质, >UE AS 能力, >AS 安全上下文 9: 接入连接完成 >
用户平面结构
UE PDCP RLC MAC PHY eNB PDCP RLC MAC PHY SAE Gateway

在用户面，协议栈主要分为MAC、RLC、PDCP。 主 要 完 成 头 压 缩 、 加 密 、 解 密 、 调 度 、 ARQ 和 HARQ的功能
控制平面
UE NAS RRC RLC MAC PHY RRC RLC MAC PHY eNB MME NAS
...
R/R/E/LCID/F/L sub-header
R/R/E/LCID padding subheader
MAC header
MAC Control element 1
MAC Control element 2
MAC SDU
...
MAC SDU
Padding (opt)
MAC payload
复用和解复用（2）




无线网络结构

MME/SAE Gateway
MME/SAE Gateway
X2接口
eNB eNB
S1接 口
出于达到简化信 令流程，缩短延 迟的目的，EUTRAN舍弃了 UTRAN的RNCNodeB结构，完 全由eNB（基站） 组成
eNB
X2
接
口
S1接口
S1 接 口
X2 接 口
S1接口
E-UTRAN
EPS Bearer
External Bearer
Radio Bearer
S1 Bearer
S5/S8 Bearer
Radio
S1
S5/S8
Gi
RRC子层

RRC子层主要承担广播、无线接口寻呼、RRC连 接管理、无线承载控制（RBC）、移动性管理、 UE测量上报和控制等功能。把RRC在网络侧终 结于eNB，是网络的一个重大改变。
PDCP SN +加密的压缩 分组
PDCP SN + 加密的压缩 分组

PDCP层的最重要功能是头压缩和加密功 能，在这里需要特别提出的是：PDCP的 序号是用来产生与加密相关的时变MASK， 它不参与压缩和被加密
RRC概述
UE capability Attach BCCH MBMS NAS transfer paging RRC connection est Security (UP-C; CP-C/I) SRB2/DRBs establishment UE capability enquiry Measurement configuration and report RRC connection reconfiguration Handover procedure RRC re-establishement RRC connection release CS fall back HNB/SON
RRC connection re-establishment complete
RRC connection re-configuration
RRC connection reconfiguration complete
LTE的关键技术

随机接入过程 切换 重传技术 调度技术 干扰协调技术
LTE协议堆栈和功能划分
eNB Inter Cell RRM RB Control Connection Mobility Cont. MME Radio Admission Control NAS Security eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC PDCP S-GW RLC MAC S1 PHY Packet Filtering internet E-UTRAN EPC Mobility Anchoring UE IP address allocation P-GW Idle State Mobility Handling EPS Bearer Control