第1章系統(tǒng)概 第2章物理層協(xié) 物理信 傳輸信 傳輸信道與物理信道的..........................................................................................................第3章數(shù)據(jù)鏈路 MAC子層協(xié) MAC子層的功 邏輯信道與傳輸信道的................................................................................................MAC層的...............................................................................................................RLC子層協(xié) TM模 UM模 AM模 RLCPDU結(jié) PDCP子層協(xié) PDCP層功 PDCP實(shí) PDCPPDU結(jié) 第4章RRC層協(xié) RRC層功 RRC狀 RRC層信令流 RRC連接建 RRC連接重 RRC連接重 RRC連接第5章NAS層協(xié) AS模型與NAS模 NAS層協(xié)議狀態(tài)及轉(zhuǎn) NAS基本流 NAS基本流 第6章典型信令流 UE發(fā)起的servicerequest流 尋呼流 尋呼流程-S_TMSI尋 尋呼流程-IMSI尋 IDLE下發(fā)起的TAU流程 IDLE下發(fā)起的TAU流程 去附 非關(guān)機(jī)去附著-IDLE下發(fā) 非關(guān)機(jī)去附著-CONNECTED下發(fā) 切換流 第1章系統(tǒng)概LTE整體圖1.1- 方面都發(fā)生了性的變化。對(duì)應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)被稱為E-UTRAN和CoreeNodeBMeshUE在整個(gè)網(wǎng)eNodeBS1MME/S-GWS1MesheNodeBMME/S-GW互連，反之亦然。元eNodeB，因此，系統(tǒng)中將不再存在Iub接口，而X2接口類(lèi)似系統(tǒng)中的Iur接口，S1Iu接口。具體來(lái)講，eNodeBUMTSNodeBRNC的物理層、MAC層、RRC層、以及調(diào)度、接入控制、承載控制、移動(dòng)性管理和小可以看成一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，作為網(wǎng)的一部分，類(lèi)似于UMTS系統(tǒng)中的SGSNLTE協(xié)議E-UTRAN系統(tǒng)的空中接口協(xié)議棧根據(jù)用途可以分為用戶平面協(xié)議棧和控制平面?zhèn)€層次，這些子層在網(wǎng)絡(luò)側(cè)均終止于eNodeB實(shí)體。如下圖所示。1.2-1LTE-S1-1.2-2（NAS其中，PDCP層提供加密和完整性保護(hù)功能，RLCMAC層中控制平面執(zhí)行的功能與用戶平面一致。RRC層協(xié)議終止于eNodeB，主要提供廣播、尋呼、RRCeNodeB側(cè)協(xié)議架構(gòu)，UE側(cè)的協(xié)議架構(gòu)與之類(lèi)似。EPSEPSPayload分段、合并、IPIP

物理信 1.2-3LTE協(xié)議架構(gòu)示意圖（下行LTEIP包的形式進(jìn)行傳送，在空中接口傳送之前，IP包將通過(guò)多個(gè)協(xié)議層實(shí)體進(jìn)行處理，PDCP層：負(fù)責(zé)執(zhí)行頭壓縮以減少無(wú)線接口必須傳送的比特流量。頭壓縮多個(gè)移動(dòng)通信規(guī)范中。PDCP層同時(shí)負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)的加密和完整性保護(hù)功能；在接收端，PDCP協(xié)議將負(fù)責(zé)執(zhí)行及解壓縮功能。對(duì)于一個(gè)終端PDCP實(shí)體。RLC層：負(fù)責(zé)分段與連接、重傳處理，以及對(duì)數(shù)據(jù)的順序傳送。與統(tǒng)對(duì)無(wú)線接入網(wǎng)的架構(gòu)進(jìn)行了扁平化，僅僅只有一層節(jié)點(diǎn)eNodeB。RLCPDCP層提供服務(wù)，其中，每個(gè)終端的每個(gè)無(wú)線承RLC實(shí)體。RLC層提供服務(wù)。PHY層：負(fù)責(zé)處理編譯碼、調(diào)制解調(diào)、多天線以及其它電信物理層功MAC層提供服務(wù)。OFDMASC-FDMA：LTE系統(tǒng)的下行基本傳輸方式采用正交頻分多址小區(qū)覆蓋和多小區(qū)廣播業(yè)務(wù)。上行方向，LTE系統(tǒng)采用基于帶有循環(huán)前綴的單載波頻分多址（SC-FDMA）SC-FDMALTE系統(tǒng)上雙工方式：LTE系統(tǒng)支持兩種基本的工作模式，即頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD10ms。調(diào)制方式：LTEQPSK、16QAM信道編碼：LTETurbo編碼，編碼速率為R=1/3，它由兩個(gè)8狀態(tài)子編和一個(gè)Turbo碼交織器構(gòu)成。Turbo編碼中使用柵格終止方案。置是下行2×2、上行1×2個(gè)天線，但同時(shí)也可考慮的天線配置（最4×4上行同步、下行定時(shí)控制、隨機(jī)接入相關(guān)過(guò)程、HARQ等。通過(guò)在時(shí)域、頻域和功率域進(jìn)行物理資源控制，LTE系統(tǒng)還隱含支持干擾協(xié)調(diào)功能。物理層測(cè)量：LTEUEeNodeB之間的物理層測(cè)量，并將相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果向報(bào)告。具體測(cè)量指標(biāo)包括：同頻和異頻切換的測(cè)量、不無(wú)線幀LTETframe=10ms，進(jìn)一步10Tsubframe=1ms的子幀。為了提供一致且精確的時(shí)間定義，單位的整數(shù)倍。下圖中的時(shí)隙可表示為T(mén)frame=307200Ts，Tsubframe=30720Ts。2.2-1LTE系統(tǒng)的時(shí)域幀結(jié)3個(gè)特殊時(shí)隙：DwPTS，GPUpPTS，總長(zhǎng)度為物理信LTE系統(tǒng)的下行物理信道包括物理下行共享信道（PhysicalDownlinkSharedChannel，DSCHPBCHPMCHControlChannel，PDCCH、物理控制格式指示信道（PhysicalControlFormatChannelPCFICHChannel，HICHLTE（PhysicalUplinkSharedChannel，PUSCHPUCCH物理隨機(jī)接入信道（PhysicalRandomAccessChannel，PRACH2.4傳輸信物理層主要負(fù)責(zé)為MAC層和提供信息傳輸?shù)姆?wù)，傳輸信道則主要負(fù)責(zé)通Channel，BCHSCH實(shí)現(xiàn)鏈路自適應(yīng)；支持波束成形；支持動(dòng)態(tài)或半動(dòng)態(tài)資源分配；支持UE的非連續(xù)接受（DRX）MBMS業(yè)務(wù)的傳輸。，PCHUE的非連續(xù)接收（DRX）MBMS業(yè)務(wù)的傳輸。多播信道（MulticastChannelMCH。在整個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)域發(fā)送；對(duì)于單頻點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)（MBSFN）MBMS傳輸合并；使用半靜態(tài)資源SCH率、調(diào)制編碼格式來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈路自適應(yīng)；支持波束成形；支持HARQ；隨機(jī)接入信道（RandomAccessChannelRACH?？沙休d有限的控制信息；支持碰撞解決機(jī)制。2.5傳輸信道與物理信道的圖2.5-1上下行信道及關(guān)第3章數(shù)據(jù)鏈MACRLCPDCP數(shù)據(jù)鏈路層概2安全安全安全安全安全無(wú)線承邏輯信傳無(wú)線承邏輯信傳輸信復(fù)用復(fù)用調(diào)度/優(yōu)先級(jí)處分段ARQ分段ARQ分段ARQARQ 圖3.1-1LTE系統(tǒng)下行層2架安全安全安全

無(wú)線承 復(fù)調(diào)度/優(yōu)先級(jí)處分段ARQ分段ARQ傳輸信3.1-2LTE系統(tǒng)上行層2架從圖中可以看到，層與層之間使用服務(wù)接入點(diǎn)（ServiceAccessPointsSAP）作PDCP（RobustHeaderCompressionROHC）MACSAP為傳輸信道，MACRLCSAP為邏輯信道。因此，MAC層就主要承載）復(fù)用到傳輸信道（例如傳輸塊。LTE系統(tǒng)的上下行架構(gòu)各子層實(shí)現(xiàn)功能是基本相同的，它們的主要區(qū)別在于下行MACMAC子層的功LTEMAC協(xié)議子層的主要目的是為RLC層業(yè)務(wù)與物理層之間提供一個(gè)有效的連接。從這個(gè)角度看，MAC層支持的主要功能包括： UE或多個(gè)UE填充（PaddingRLCPDUUMTSMAC層相比，LTEMAC層具有一個(gè)新的特點(diǎn)，MACMAC層相關(guān)的全部功能。綜上，MAC層提供給上層的業(yè)務(wù)主要包括：數(shù)據(jù)傳送及無(wú)線資源分配。物理層提邏輯信MAC層可以提供邏輯信道上的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)，于是，MAC層為不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)廣播控制信道（BroadcastControlChannelBCCH，用來(lái)廣播系統(tǒng)控制信PCCH信道，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不知道UE的小區(qū)位置時(shí)使用該信道。公共控制信道（CommonControlChannel，CCCHUE與網(wǎng)絡(luò)Channel，MCCHMBMSUE接收MBMS業(yè)務(wù)?？刂菩诺溃―edicatedControlChannel，DCCHUE與網(wǎng)絡(luò)之間控制信息的點(diǎn)到點(diǎn)的雙向信道當(dāng)UE存在RRC連接時(shí)使用該信道業(yè)務(wù)信道（DedicatedTrafficChannel，DTCH，DTCH信道是點(diǎn)到點(diǎn)的信道，于一個(gè)UE傳輸用戶信息，可以是上下文雙向的。Channel，MTCH，MTCH邏輯信道與傳輸信道的上行鏈下行鏈DTCH均到UL-SCH上；對(duì)于下行邏輯信道，PCCH至PCH，BCCH映射至BCH或DL-SCH，CCCH、DCCH和DTCH均至DL-SCH上行鏈下行鏈邏輯邏輯信 傳輸信

BCCHCCCH

圖3.2-1邏輯信道與傳輸信道關(guān)系MAC層的MAC層的一個(gè)主要功能。優(yōu)先權(quán)處理過(guò)程是指從不同的等待隊(duì)列HARQ密切相關(guān)的。

用戶2的

MAC優(yōu)先級(jí)處HARQ重向物理圖3.2-2eNodeB的MAC層優(yōu)先權(quán)處MAC層只是復(fù)用自己的多個(gè)上行鏈路數(shù)據(jù)流，并道，eNodeB必須考慮小區(qū)內(nèi)發(fā)往所有用戶的流（或邏輯信道。HARQHARQ的基本原理是緩存沒(méi)有正確接收到的數(shù)據(jù)，并且將重傳數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。實(shí)際中采取的軟合并方式取決于HARQ合并機(jī)制。在CC（ChaseProcessACK/NACK反饋時(shí)，別的過(guò)程仍然可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。HARQHARQ采用同步重傳機(jī)收端可以獲取子幀號(hào)，所以不需要標(biāo)識(shí)HARQ處理的通道號(hào)。E-UTRAN的HARQ3GHSDPAE-DCH/HSUPAHARQRLCUpper TMRLCentity UMRLCRLCentityAMRLCUpper TMRLCentity UMRLCRLCentityAMRLCLowerLower TMRLC TMRLCRLCentityUMRLCAMRLCUpper3.3-1RLC層總體框TMBCCHPCCHRLC層進(jìn)行任何特殊的處理。RLC的MAC層，RLC頭增加、數(shù)據(jù)分割及串聯(lián)。UM模式可以支持?jǐn)?shù)據(jù)包丟失的檢測(cè)，并提供分組數(shù)據(jù)包的排序和重組。UM模式能夠用于任何或多播邏輯信體使用依賴于應(yīng)用及期望QoS的類(lèi)型。AM模式是一種最復(fù)雜的模式。除了UM模式所支持的特征外，AMRLC實(shí)體能DCCHDTCH邏輯信道。一般來(lái)講，AMTCP的業(yè)務(wù)，如文件傳輸，這類(lèi)業(yè)務(wù)主要關(guān)心數(shù)Voip業(yè)務(wù)，這類(lèi)業(yè)務(wù)最主要關(guān)心傳送時(shí)延；TM模式則僅僅用于特TM模TMRLCBCCH、DL/ULCCCHPCCH邏輯信道遞交/RLC3.3-2TM模式傳輸示意TMRLCRLCSDU組成TMD（透明模式數(shù)據(jù)）PDU時(shí)，它將TMDPDUTMDPDU（RLCSDU）給上層。UM模UMRLC實(shí)體可以通過(guò)DL/ULDCCH、DL/ULDTCCH或MTCH邏輯信道遞交/RLCPDU，如下圖所示。3.3-3UMUMRLCRLCSDU組成UMD（非確認(rèn)模式數(shù)據(jù)）PDU時(shí)，它RLCSDUUMDPDURLCPDURLCPDUUMDPDURLCUMRLCUMDPDUUMDPDU是否已經(jīng)以副本方式收到，并且丟棄的UMDPDU。如果接收為亂序，則對(duì)UMDPDU重排序。在下層檢測(cè)UMDPDU丟失，避免過(guò)多的重排序延遲。從已排序的UMDPDU中RLCSDURLCSDURLCSDU的UMDPDUUMDPDURLCSDU，則丟棄這些UMDPDU。AM模一個(gè)AMRLC實(shí)體可以通過(guò)DL/ULDCCH或DL/ULDTCH邏輯信道來(lái)遞交/RLCPDU3.3-4AMAMRLCRLCSDU組成AMD（確認(rèn)模式數(shù)據(jù)）PDU時(shí)，它將PDU形成的AMDPDURLCPDURLC頭。收到，丟棄的RLCPDU。如果接收為亂序，則重排序RLCPDU。同時(shí)，檢RLCPDU的丟失，并請(qǐng)求其對(duì)等AMRLC實(shí)體重傳。隨后，將已排序RLCPDURLCSDURLCSDU給上層。RLCPDU結(jié)RLCPDURLC RLCRLCRLC圖3.3-5RLCPDU的結(jié)RLCRLCPDU的序列號(hào)，該序列號(hào)與SDURLCPDUi個(gè)SDUn個(gè)完整SDUi+n+1個(gè)SDUn0的整數(shù)。UMTSPLCPDU大小是準(zhǔn)靜態(tài)不同，LTERLCPDU的大小能夠動(dòng)態(tài)PDU能夠獲得更小的開(kāi)銷(xiāo)，然而對(duì)于低速數(shù)據(jù)，PDU。因此，在LTEPDU，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率的變化，RLC調(diào)度、速率自適應(yīng)機(jī)制均位于eNodeB中，因此，LTEPDU機(jī)制。PDCP子層協(xié)PDCP層功LTEPDCPPDCP實(shí)體的分組數(shù)據(jù)。該子層主要完成以下幾方面的功能：IP包頭壓縮與解壓縮、數(shù)據(jù)與信令的加密，以從S-GW從S-GW來(lái)的EPC

3.4-1PDCP（OH）S、TP等。PDCPUERRCeNodeB側(cè)的中繼提供業(yè)PDCP（PDCPPDU傳輸成功的指示、非確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)（按序傳輸、包NAS子層接收PDCPSDU數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給RLC層，RLCAMPDCPPDURLCAMPDCP重建立流程時(shí)對(duì)下層SDURLCAMPDCPSDU上行基于定時(shí)器的SDURRCPDCPSDUPDCP實(shí)ROHC實(shí)例。PDCP實(shí)體是關(guān)聯(lián)控制平面還是用戶平面，主要取決于它為哪種無(wú)線承載攜PDCP層的功能示意圖。圖3.4-2PDCP層功能示意PDCPPDU結(jié)PDCPPDCPPDCP3.4-3PDCPPDU結(jié)其中，PDCPPDU的長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)的整數(shù)倍，PDCP頭可以是一個(gè)或兩個(gè)字節(jié)第4RRC層協(xié)RRCRRCRRCRRC層功RRC層是支持終端和eNodeBRRCNASAS移動(dòng)性管理，包括UE測(cè)量報(bào)告，以及為了小區(qū)間和RAT間移動(dòng)性進(jìn)行的報(bào)告控制、小區(qū)間切換、UERRC上下文QoSUENASNASRRC狀RRC-RRC-RRC-RRC-圖4.2-1RRC狀態(tài)RRC4.2-1LTERRCPLMN選擇；在eNodeB中沒(méi)有保存RRC通信上下文UE有一個(gè)RRCUE在E-UTRAN中具有通信上下文；E-UTRAN知道UE當(dāng)前屬于哪個(gè)小區(qū)；助小區(qū)更改（NACC）GERAN小區(qū)；終端可以控制信道以便確定網(wǎng)絡(luò)是否eNodeB可以根據(jù)終端的活動(dòng)情況配置不連續(xù)的利用UMTSUE5種狀態(tài)，即空閑狀態(tài)、CELL-DCH狀態(tài)、CELL-FACHUMTSPLMN中選擇一個(gè)合適的小區(qū)UE的基本信息。隨后，UERRC連接。UERRCUE可以與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。當(dāng)UE了RRC連接時(shí)，UE就會(huì)從RRC-CONNECTED狀態(tài)遷移到RRC-IDLE狀態(tài)。RRC層信令廣播流UEE-UTRANASNASE-eNB小區(qū)建立成功后，eNB在空口發(fā)送系統(tǒng)信息：MasterInformationBlock、尋呼流IDLECONNECTEDUE通知系統(tǒng)信息改變。RRC連接建立過(guò)程。RRC連接建該過(guò)程用于建立RRC連接，包括解決和SRB1建立。同時(shí)，也發(fā)送UEE-UTRANNASRRC連接重RRC建立、修改、E-UTRANUE的NASRRC連接重RRC連接。Inter-RATRRCRRRRC連

該過(guò)程用于RRC連接。 第5NAS層協(xié)ASNASNASNAS基本流程及其與NAS層功能的關(guān)AS模型與NAS模接入網(wǎng)、網(wǎng)等多個(gè)實(shí)體。移動(dòng)性移動(dòng)性管理與會(huì)話管理空中接A/Iu接AS終 無(wú)線接入 分5.1-1ASNAS模型示意SM（會(huì)話管理）NAS層協(xié)議與接入技術(shù)相獨(dú)立，NAS層具有很好的后向兼容性，因此，UMTSNASGSMUMTS系統(tǒng)也引入了一些額外的增強(qiáng)功能（QoS處理GSM系NAS層。EPS系統(tǒng)的大多數(shù)NAS功能和流程也與GSM和UMTS系統(tǒng)的相關(guān)概念和流程類(lèi)EPSPS域，因此，NASCS域相EPS系統(tǒng)中。GSM、WCDMALTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，需要支持NAS協(xié)議棧。EPSEMM（EPSMobilityManagement，EMM將支將支持EPS承載建立、修改與，以及承載QoS協(xié)商等相關(guān)的基本功能。NAS層協(xié)議狀態(tài)及轉(zhuǎn)5.2-1NAS協(xié)議狀在該狀態(tài)下，沒(méi)有RRC通信上下文；全相關(guān)信息（如密鑰、用戶能UE處于信上下文，包含了所滿足通PLMN/小區(qū)選在網(wǎng)絡(luò)側(cè)有該用戶的通信上下轉(zhuǎn)換到LTE-ACTIVE狀態(tài)；分配給該用戶的標(biāo)識(shí)信息包括以及一個(gè)或多個(gè)IP地址；終端被分配了非連續(xù)接收的周狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由eNodeB或IMSI、在TA中唯一標(biāo)識(shí)用戶的ID、在一個(gè)小區(qū)內(nèi)的唯一標(biāo)識(shí)C-RNTI，以及一個(gè)或多個(gè)IP地址；收E-UTRANNASRRC狀態(tài)之間的關(guān)系及狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)5.2-1E-UTRANRRC實(shí)體。終端開(kāi)機(jī)的時(shí)候進(jìn)入LTE-DETACHED狀態(tài)，隨后終端執(zhí)行過(guò)程，進(jìn)入LTE-ACTIVEC-RNTI、TA-ID、IP地址等，并獲得分配給該用戶用于接收尋呼信道的非連續(xù)接受周期后進(jìn)入LTE-IDLE狀態(tài)。當(dāng)用戶有了新的業(yè)務(wù)需求時(shí)，可以通過(guò)RRC連接請(qǐng)求（隨機(jī)接入過(guò)程）獲得C-RNTI，此時(shí)終端就從LTE-IDLE狀態(tài)遷移到了LTE-ACTIVE狀態(tài)。在C-RNTI、TA-IDIPLTE-DETACHEDLTE-IDLETA更新過(guò)程超時(shí)，TA-IDIPLTE-DETACHED狀態(tài)。NAS基本流NAS基本流NAS5.3-1NAS基本流基本流初始消應(yīng)答消成 forEPSservicesDetachPagingREQUESTSERVICEREQUEST（TMSI） REQUEST（CSfallbacktoA/GborIumode）NAS層功能和基本流程的關(guān)表5.3-2NAS層功能和基本流程的關(guān)EPSmobilityEPSsessionAuthenticationPrinciplesofaddresshandlingforESMSecuritymodecontrolDefaultEPSbearercontextactivationIdentificationDedicatedEPSbearercontextactivationEMMinformationEPSbearercontextmodificationAttachprocedureforEPSEPSbearercontextdeactivationDetachUErequestedPDNconnectivityTrackingareaupdatingUErequestedPDNdisconnectServicerequestUErequestedbearerresourceallocationPagingUErequestedbearerresourcemodificationTransportofNASmessagesESMinformationrequest第6章典型信令流UEUEservicerequest開(kāi)機(jī)附著流UEsuitableUEPDNaddress信息。圖6.1-1開(kāi)機(jī)附著流UE發(fā)起的servicerequest流UEIDLEservicerequestUEservicerequest圖6.2-1UE發(fā)起的serverrequest流尋呼流尋呼流程-S_TMSI尋UEIDLE模式下，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要給該UE發(fā)送數(shù)據(jù)（業(yè)務(wù)或者信令）時(shí)，發(fā)起尋6.3-1S_TMSI尋呼流程IMSI尋detachattach。IMSI6.3-2IMSI尋呼UETAI不在UETAIlist內(nèi)時(shí)，UE發(fā)起正GUTIUETAUcomple