【正文】 vice Access Points， SAP）作為端到端通信的接口。 知識(shí)點(diǎn)l LTE系統(tǒng)上下行L2架構(gòu)l MAC子層協(xié)議l RLC子層協(xié)議l PDCP子層協(xié)議 數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層主要由MAC、RLC和PDCP子層組成。 傳輸信道與物理信道的映射LTE系統(tǒng)中傳輸信道與物理信道的映射關(guān)系如下圖所示。● 隨機(jī)接入信道（Random Access Channel， RACH）?！?上行共享信道（Uplink Shared Channel， ULSCH）。在整個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)域發(fā)送；對于單頻點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)（MBSFN）支持多小區(qū)的MBMS傳輸合并；使用半靜態(tài)資源分配。在整個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)域內(nèi)發(fā)送；可映射到用于業(yè)務(wù)或其它動(dòng)態(tài)控制信道使用的物理資源上；支持UE的非連續(xù)接收（DRX）以達(dá)到節(jié)電目的；支持MBMS業(yè)務(wù)的傳輸?？稍谡麄€(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)域發(fā)送；支持HARQ；能夠通過各種調(diào)制方式、編碼方式及發(fā)送功率來實(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）也達(dá)到節(jié)電的目的；支持MBMS業(yè)務(wù)的傳輸。固定的預(yù)定義傳輸格式，在整個(gè)小區(qū)的覆蓋區(qū)域內(nèi)廣播。LTE系統(tǒng)中的下行傳輸信道包括如下幾種類型。LTE系統(tǒng)的上行物理信道包括物理上行共享信道（Physical Uplink Shared Channel， PUSCH）、物理上行控制信道（Physical Uplink Control Channel， PUCCH），以及物理隨機(jī)接入信道（Physical Random Access Channel， PRACH）。特殊子幀包括3個(gè)特殊時(shí)隙：DwPTS，GP和UpPTS，總長度為1ms。下圖中的時(shí)隙可表示為Tframe = 307200Ts，Tsubframe = 30720Ts。每個(gè)無線幀的總長度Tframe = 10ms，進(jìn)一步可以分成10個(gè)長度為Tsubframe = 1ms的子幀。具體測量指標(biāo)包括：同頻和異頻切換的測量、不同無線接入技術(shù)之間的切換測量、定時(shí)測量以及無線資源管理的相關(guān)測量。通過在時(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。LTE系統(tǒng)對下行鏈路采用的MIMO技術(shù)包括發(fā)射分集、空間復(fù)用、空分多址、預(yù)編碼等，對于上行鏈路，LTE系統(tǒng)采用了虛擬MIMO技術(shù)以增大容量?！?多天線技術(shù)：LTE系統(tǒng)引入了MIMO技術(shù)，通過在發(fā)射端和接收端同時(shí)配置多個(gè)天線，大幅度地提高了系統(tǒng)的整體容量?！?信道編碼：LTE系統(tǒng)中對傳輸塊使用的信道編碼方案為Turbo編碼，編碼速率為R=1/3，它由兩個(gè)8狀態(tài)子編碼器和一個(gè)Turbo碼內(nèi)部交織器構(gòu)成?！?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（TDD）；支持兩種不同的無線幀結(jié)構(gòu)，幀長度均為10ms。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（SCFDMA）技術(shù)?！?OFDMA與SCFDMA：LTE系統(tǒng)的下行基本傳輸方式采用正交頻分多址OFDMA方式，OFDM傳輸方式中的CP（循環(huán)前綴）主要用于有效的消除符號(hào)間干擾，其長度決定了OFDM系統(tǒng)的抗多徑能力和覆蓋能力?！?系統(tǒng)帶寬：LTE系統(tǒng)載波間隔采用15kHz，上下行的最小資源塊均為180kHz，也就是12個(gè)子載波寬度，數(shù)據(jù)到資源塊的映射可采用集中式或分布式兩種方式?！?射頻處理。● 傳輸分集?！?射頻特性測量并向高層提供指示?！?物理信道的調(diào)制與解調(diào)?！?傳輸信道與物理信道之間的速率匹配及映射?！?傳輸信道的前向糾錯(cuò)編碼（FEC）與譯碼。為了提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，物理層將包含如下功能。第2章 物理層協(xié)議amp?！?PHY層：負(fù)責(zé)處理編譯碼、調(diào)制解調(diào)、多天線映射以及其它電信物理層功能。 ● MAC層：負(fù)責(zé)處理HARQ重傳與上下行調(diào)度。與UMTS系統(tǒng)不同，LTE系統(tǒng)的RLC協(xié)議位于eNodeB，這是因?yàn)樵贚TE系統(tǒng)對無線接入網(wǎng)的架構(gòu)進(jìn)行了扁平化，僅僅只有一層節(jié)點(diǎn)eNodeB。對于一個(gè)終端每個(gè)無線承載有一個(gè)PDCP實(shí)體。頭壓縮機(jī)制基于ROHC，ROHC是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的頭壓縮算法，已被應(yīng)用于UMTS及多個(gè)移動(dòng)通信規(guī)范中。3 LTE協(xié)議架構(gòu)示意圖（下行）與UMTS系統(tǒng)及大多數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)類似，LTE系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理過程被分解成不同的協(xié)議層。下圖簡要描述了LTE協(xié)議不同層次的結(jié)構(gòu)、主要功能以及各層之間的交互流程。RRC層協(xié)議終止于eNodeB，主要提供廣播、尋呼、RRC連接管理、無線承載（RB）控制、移動(dòng)性管理、UE測量上報(bào)和控制等功能。圖 2 空中接口控制平面協(xié)議?？刂破矫鎱f(xié)議棧主要包括非接入層（NAS）、RRC、PDCP、RLC、MAC、PHY層。如下圖所示。 LTE協(xié)議架構(gòu)EUTRAN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)議棧和控制平面協(xié)議棧。MME/SGW則可以看成一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，作為核心網(wǎng)的一部分，類似于UMTS系統(tǒng)中的SGSN?？梢钥闯?，與UTRAN系統(tǒng)相比，EUTRAN系統(tǒng)將NodeB和RNC融合為一個(gè)網(wǎng)元eNodeB，因此，系統(tǒng)中將不再存在Iub接口，而X2接口類似于原系統(tǒng)中的Iur接口，S1接口類似于Iu接口。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效地支持UE在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)性，保證用戶的無縫切換。對應(yīng)的無線網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)被稱為EUTRAN和EPC（Evolved Packet Core），并將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)命名為EPS（Evolved Packet System，演進(jìn)的分組系統(tǒng)）。 第6章 典型信令流程LTE協(xié)議原理設(shè)計(jì)LTE整體架構(gòu)下圖為LTE系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖 01 LTE整體架構(gòu)與UMTS系統(tǒng)相比，LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)中無線傳輸技術(shù)、空中接口協(xié)議和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面都發(fā)生了革命性的變化。在EUTRAN中，eNodeB之間底層采用IP傳輸，在邏輯上通過X2接口相互連接，也就是常說的Mesh型網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)eNodeB通過S1接口，與MME/SGW相連接，而S1接口，也是采用了全部或部分Mesh型的連接形式，即一個(gè)eNodeB可用于多個(gè)MME/SGW互連，反之亦然。具體來講，eNodeB是指在UMTS系統(tǒng)NodeB原有功能基礎(chǔ)上，增加了RNC的物理層、MAC層、RRC層、以及調(diào)度、接入控制、承載控制、移動(dòng)性管理和小區(qū)間無線資源管理等功能，即eNodeB實(shí)現(xiàn)了接入網(wǎng)的全部功能。綜上，新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以帶來以下好處：● 網(wǎng)絡(luò)扁平化使得系統(tǒng)延時(shí)減少，從而改善了用戶體驗(yàn)，可開展更多業(yè)務(wù)；● 網(wǎng)元數(shù)目減少，使得網(wǎng)絡(luò)部署更為簡單，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)更加容易；● 取消了RNC的集中控制，避免單點(diǎn)故障，有利于提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。用戶平面協(xié)議棧與UMTS系統(tǒng)相似，主要包括物理（PHY）層、媒體訪問控制（MAC）層、無線鏈路控制（RLC）層以及分組數(shù)據(jù)匯聚（PDCP）層四個(gè)層次，這些子層在網(wǎng)絡(luò)側(cè)均終止于eNodeB實(shí)體。圖 1 空中接口用戶平面協(xié)議?？刂破矫鎱f(xié)議棧如下圖所示。其中，PDCP層提供加密和完整性保護(hù)功能，RLC及MAC層中控制平面執(zhí)行的功能與用戶平面一致。NAS子層則終止于MME，主要實(shí)現(xiàn)EPS承載管理、鑒權(quán)、空閑狀態(tài)下的移動(dòng)性處理、尋呼消息以及安全控制等功能。該圖給出的是eNodeB側(cè)協(xié)議架構(gòu)，UE側(cè)的協(xié)議架構(gòu)與之類似。上圖闡述了LTE系統(tǒng)下行傳輸?shù)目傮w協(xié)議架構(gòu)，下行數(shù)據(jù)以IP包的形式進(jìn)行傳送，在空中接口傳送之前，IP包將通過多個(gè)協(xié)議層實(shí)體進(jìn)行處理，具體描述如下：● PDCP層：負(fù)責(zé)執(zhí)行頭壓縮以減少無線接口必須傳送的比特流量。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)行解密及解壓縮功能。● RLC層：負(fù)責(zé)分段與連接、重傳處理，以及對高層數(shù)據(jù)的順序傳送。RLC層以無線承載的方式為PDCP層提供服務(wù)，其中，每個(gè)終端的每個(gè)無線承載配置一個(gè)RLC實(shí)體。MAC層將以邏輯信道的方式為RLC層提供服務(wù)。物理層以傳輸信道的方式為MAC層提供服務(wù)。 知識(shí)點(diǎn)l 物理層功能l 物理層幀結(jié)構(gòu)l 物理資源分配l 物理層信道及映射關(guān)系 物理層功能