LTE协议栈架构

作者:神秘网友 发布时间:2020-08-21 04:24:02

LTE协议栈架构

LTE协议栈架构

1、LTE接口


LTE接口分为空中接口地面接口接口协议的架构称为协议栈

LTE的空中接口为UE到eNB的LTE-Uu接口,地面接口有eNB之间的X2接口和EPC和eNB之间的S1接口。

 

1.1、空中接口

空中接口可以分为3个层,2个面

3个层

  • L1:物理层(PHY)
  • L2:数据链路层(DLL)
  • L3:网络层(NL);

2个面,

  • 用户面
  • 控制面

用户面主要是数据相关,控制面主要是业务相关。

物理层没有区分用户面和控制面,但第二层以上就开始区分了,在核心网中,两个面位于不同的实体上。

三层和两面可以用图表示:

                        媒质接入控制(Medium Access Control,MAC),无线链路控制(Radio Link Control,RLC),包数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol,PDCP)。

       发送端的IP数据流经过头压缩,加密,分段,复用,送到物理层,接收端以相反顺序恢复数据帧。控制面的第二层与用户面的对应模块类似,只是在PDCP中还需对信令作完整性校验。

      L3层是对控制面而言的,具有两个模块:无线资源控制(Radio Resource Control,RRC),非接入层(Non Access Stratum,NAS)。位于eNB的RRC向层一层二释放设置参数,同时向UE传达核心网的参数,负责系统信息的广播、寻呼、RRC连接管理、无线资源控制,以及移动性管理。NAS负责UE和MME之间的信令交换,eNodeB只起到传输作用。

 

1.2、地面接口

  • 同级之间接口X2
  • 上下级接口S1

    X2:用于eNB和eNB之间的连接,在用户面上提供基于IP的不可靠业务数据连接(UDP/IP + GTP-U),在控制面上基于IP的可靠信令传输(IP + SCTP)。

    S1:S1接口连接eNB和核心网的SGM,也是建立在IP基础上,与X2架构基本一致。
 

1.3、用户平面协议栈

如下图所示:

                              NAS)、RRCPDCPRLCMACPHY层。其中,PDCP层提供加密和完整性保护功能,RLC及MAC层中控制平面执行的功能与用户平面一致。RRC层协议终止于eNode B,主要提供广播、寻呼、RRC连接管理、无线承载(RB)控制、移动性管理、UE测量上报和控制等功能。NAS子层则终止于MME,主要实现EPS承载管理、鉴权、空闲状态下的移动性处理、寻呼消息以及安全控制等功能。

●RRC层:?支持终端和eNode B间多种功能的最为关键的信令协议。广义上来说,还包括无线资源算法,实际应用中的无线行为,都是由它来决定的。

●NAS层:处理UE和MME之间信息的传输,传输的内容可以是用户信息或控制信息。包括会话管理,用户管理,安全管理等。NAS层以下,我们称为AS层,而NAS对于eNode B是透明的,从上图可以看到,eNode B是没有这层协议的,所有NAS消息,对于他来说,就是过路。

1.5、TDD和FDD

       LTE可以同时支持TDD和FDD两种双工模式,两者只在物理层软件上不同,MAC层以上都是类似的。

      TDD双工是在同样的频率上对时间复用;FDD是在连续时间上对频率复用。图6-3直观描述了FDD和TDD的区别。目前标准支持的频段数量FDD明显多于TDD,FDD的频段特性也更优。

 

2、信令和数据流

下图描述了用户数据控制数据的流向:

                                      LTE协议栈架构

下图简要描述了LTE协议不同层次的结构、主要功能以及各层之间的交互流程。该图给出的是eNode B侧协议架构,UE侧的协议架构与之类似。

               LTE协议栈架构
 

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