[LTE 协议]概述 LTE协议

LTE协议栈的两个面

用户面协议栈——负责用户数据传输

控制面协议栈——负责系统信令传输

在架构中的位置

横跨UE和eNB

 

用户面协议架构
控制面协议架构

用户面主要功能

  • 头压缩、加密、调度、ARQ/HARQ(自动重传请求/混合自动重传请求)

控制面主要功能

  • PDCH层完成加密完整性保护;
  • RLC和MAC层功能与用户面中的功能一致;
  • RRC完成广播寻呼RRC连接管理、资源控制移动性管理、UE测量报告与控制;
  • NAS层完成核心网承载管理、鉴权及安全控制

用户平面与控制平面协议栈中共有的LTE数据链路层(L2)

ARQ:Automatic Repeat-reQuest,自动重传请求,是OSI模型中数据链路层错误纠正协议之一。

HARQ,Hybrid Automatic Repeat reQuest,混合自动重传请求,是一种将前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)相结合而形成的技术。

LTE数据链路含有三种协议:

  • PDCP(Packet Data Convergence Protocol):分组数据汇聚协议
  • RLC(Radio Link Control):无线链路控制
  • MAC(Medio Access Control):媒体接入控制

LTE数据链路层主要功能:

  • 调度、优先级处理、复用/解复用、HARQ
  • 分段/串接、ARQ
  • 头压缩、加密
  数据链路 下行功能框架图

  

  数据链路 上行功能框架图

                                    

MACRLCPDCP各自的功能如下:

1)  MAC层的主要功能:

  • 逻辑信道(logical channel)与传输信道(transport channel)之间的映射;
  • 复用过程,即将RLC层的协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)复用到传输块TB(transport block)中,然后通过传输信道传输到物理层。相反的过程即为解复用过程;
  • 业务量测量报告;
  • 通过HARQ纠错;
  • 对单个UE的逻辑信道优先级处理;
  • 多个UE间的优先级处理(动态调度);
  • 传输格式选择;
  • 填充

2) RLC层的主要功能:

  • 上层协议数据单元PDU的传输支持确认模式AM(Acknowledge Mode)和非确认模式UM(Un-acknowledge Mode);
  • 数据传输支持透传模式TM(Transparent Mode);
  • 通过ARQ纠错(无需CRC校验,由物理层提供CRC校验);
  • 对传输块进行分段(segmentation)处理,仅当RLC SDU不完全符合TB大小时,将SDU(Service Data Unit)分段到可变大小的RLC PDU中,而不用进行填充;
  • 对重传的PDU进行重分段Re-segmentation处理:仅当需要重传的PDU 不完全符合用于重传的新TB大小时,对RLC PDU进行重分段处理;
  • 多个SDU的串接(Concatenation);
  • 顺序传递上层PDU(除切换外);
  • 协议流程错误侦测和恢复;
  • 副本侦测;
  • SDU丢弃;
  • 复位;

补充说明

  • 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)

3) PDCP层的主要功能

  •  用户平面的功能

               头压缩/解压缩:ROHC(Robust Header Compression);

               用户数据传输:接收来自上层NAS层的PDCP SDU,然后传递到RLC层,反之亦然;

               RLC确认模式AM下,在切换时将上层PDU顺序传递;

               RLC确认模式AM下,在切换时下层SDU的副本侦测;

               RLC确认模式AM下,在切换时将PDCP SDU重传;

               加密;

               基于计时器的上行SDU丢弃

  • 控制平面的功能

               加密及完整性保护;

               控制数据传输:接收来自上层RRC层的PDCP SDU,然后传递到RLC层,反之亦然。

E-UTRAN接口通用模型

  • 适用于E-UTRAN相关的所有接口,即S1和X2接口
  • 控制面和用户面相分离,无线网络层与传输网络层相分离
  • 无线网络层:实现E-UTRAN的通信功能
  • 传输网络层:采用IP传输技术对用户面和控制面数据进行传输
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