[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层完成加密与完整性保护；
• 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；我的这篇博文对RRC进行了详细描述
• 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模型中数据链路层的错误纠正协议之一。

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数据链路层含有三种协议：

• 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 层 下行功能框架图

  

 

  数据链路 层 上行功能框架图

                                    

MAC、RLC、PDCP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