第八章 代移動通信系統(tǒng) - LTE

移動通信第八章第四代移動通信系統(tǒng)—LTE目錄8.1LTE的基本概念和技術8.2LTE系統(tǒng)的網絡結構8.1.1概述8.1.2LTE需求8.1.3LTE關鍵技術8.2.1概述8.2.2標準化現狀8.3.1LTE系統(tǒng)的幀結構8.3LTE系統(tǒng)的鏈路結構8.3.2物理信道MobileCommunicationTheory學習重點與要求LTE系統(tǒng)需求，LTE關鍵技術；LTE系統(tǒng)的網絡結構，S1接口、X2接口、空中接口及協(xié)議；LTE系統(tǒng)的幀結構，物理信道、物理信號及映射。8.1.1概述取消無線網絡控制器RNC采用OFDM/FDMA技術LTE帶寬從5MHz擴展至20MHzLTE技術革新SAE項目推出了EPS架構8.1.1概述概述

LTE支持FDD和TDD兩種雙工方式，還考慮支持半雙工FDD這種特殊的雙工方式FDD雙工方式：上下行信號在兩個頻帶上發(fā)送，之間有頻段保護帶。TDD雙工方式

：發(fā)送和接收信號在相同頻帶內，上下行信號在不同時間段內發(fā)送。H-FDD雙工方式：基站采用全雙工FDD方式，終端發(fā)送和接收信號在不同頻段傳輸，但接收和發(fā)送不能同時進行，這與TDD相似。LTE雙工方式8.1.2LTE系統(tǒng)需求系統(tǒng)容量需求成本相關需求系統(tǒng)部署相關需求系統(tǒng)性能需求

無線資源管理需求業(yè)務相關需求

復雜性需求

網絡架構及遷移需求

LTE系統(tǒng)需求8.1.2LTE系統(tǒng)需求峰值速率需求：峰值速率大小與傳輸載波帶寬成正比。傳輸時延需求：（1）控制平面時延需求為了支持更多的處于激活態(tài)的用戶數5MHz帶寬小區(qū)，支持200個同時處于激活態(tài)的用戶更大帶寬小區(qū)，支持至少400個同時處于激活態(tài)的用戶下行：

2天線收||20MHz瞬時峰值速率滿足100Mbit/s上行：

1天線發(fā)||20MHz瞬時峰值速率滿足150Mbit/s系統(tǒng)容量需求8.1.1LTE的基本概念和技術（2）用戶平面時延需求用戶平面時延：UE（或RAN邊緣節(jié)點）發(fā)送IP層數據包到RAN邊緣節(jié)點（或UE）接收IP層數據包的單向傳輸時延。

對于E-UTRA系統(tǒng)的用戶平面，在無負載小數據IP包情況下＜5ms的時延。圖8-1控制平面狀態(tài)轉換及時延需求示意圖8.1.2LTE系統(tǒng)需求2、頻譜效率需求5、MBMS需求4、覆蓋需求3、移動性需求系統(tǒng)性能需求1、用戶吞吐量需求系統(tǒng)性能需求

8.1.2LTE系統(tǒng)需求用戶吞吐量指標分為用戶平均吞吐量和小區(qū)邊緣吞吐量。

上下行用戶吞吐量需求比對下行上行小區(qū)邊緣吞吐量5%CDF處吞吐量/MHz為R6HSDPA的2~3倍5%CDF處吞吐量/MHz為HSUPA的2~3倍小區(qū)平均吞吐量2發(fā)2收天線相對于單天線吞吐量/MHz為R6HSDPA的3~4倍單發(fā)雙收陣列吞吐量/MHz為R6HSUPA的3~4倍帶寬/發(fā)送功率用戶吞吐量正比于于載波帶寬用戶吞吐量正比于發(fā)送帶寬和最大發(fā)送功率1、用戶吞吐量需求8.1.2LTE系統(tǒng)需求下行頻譜效率：R6HSPDA頻譜效率的3~4倍上行頻譜效率：R6HSPDA頻譜效率的3~4倍支持在多個小區(qū)間的移動和切換

低速場景（0~15km/h）優(yōu)化設計；

高速場景（15~120km/h）較高性能； 120~350km/h（可能需要支持500km/h）下的移動性同等業(yè)務質量E-UTRAN中通過PS（Packet-Switch,分組交換）實現2、頻譜效率需求3、移動性需求8.1.2LTE系統(tǒng)需求小區(qū)覆蓋半徑5km范圍內，用戶吞吐量、頻譜效率和移動性贏完全滿足前述需要；小區(qū)覆蓋半徑30km范圍內，移動性需求應完全滿足，用戶吞吐量允許略微下降，頻譜效率允許明顯下降；能夠支持100km半徑的小區(qū)覆蓋。（1）更高的頻譜效率；（2）單播和多播混合載波內，MBMS業(yè)務在小區(qū)邊緣的頻譜效率與單播業(yè)務相同；4、覆蓋需求5、MBMS需求8.1.2LTE系統(tǒng)需求（3）MBMS業(yè)務應盡可能地減少一個小區(qū)內或位于兩個不同載波間的廣播業(yè)務頻道間、廣播業(yè)務與單播業(yè)務切換時的終端時延；（4）MBMS業(yè)務與單播業(yè)務采用相同的多址調制、編碼方式，終端帶寬等級方面也與單播業(yè)務相同；（5）E-UTRA系統(tǒng)支持MBMS業(yè)務和話音業(yè)務在一個用戶中并發(fā)應用（6）E-UTRA系統(tǒng)支持MBMS業(yè)務和數據業(yè)務在一個用戶中并發(fā)應用（7）E-UTRA系統(tǒng)支持MBMS業(yè)務在非對稱頻段中應用8.1.2LTE系統(tǒng)需求3、頻譜部署4、與3GPP現有系統(tǒng)的共存與互操作2、頻譜靈活應用系統(tǒng)部署相關需求1、部署場景需求8.1.2LTE系統(tǒng)需求E-UTRAN系統(tǒng)支持以下兩種部署場景。（1）單獨部署場景：E-UTRAN系統(tǒng)可在以前未部署無線網絡的地區(qū)或者已經存在UTRAN/GERAN覆蓋的區(qū)域內不是E-ITRAN系統(tǒng)，但E-UTRAN與UTRAN/GERAN間不存在互操作。（2）與現有UTRAN/GERAN融合部署：E-UTRAN在已存在UTRAN/GERAN覆蓋的區(qū)域內部署，且網絡間存在互操作。1、部署場景8.1.2LTE系統(tǒng)需求（1）E-UTRA支持不同帶寬的部署場景，同時支持成對和非成對頻段上部署；（2）E-UTRA支持兩種廣播傳輸模式“Downlink-only”和“DownlinkandUplink”，以利于頻譜的優(yōu)化應用；（3）E-UTRA可根據運營商或特殊需求，靈活配置用于不通傳輸請求的無線資源；（4）在對稱和非對稱頻譜的使用上，避免不必要的技術差異，盡可能地降低附加的復雜度。2、頻譜靈活應用8.1.2LTE系統(tǒng)需求

（1）在相同的地理區(qū)域內實現與GERAN/3G系統(tǒng)的鄰頻、共站址共存；（2）在相同的地理區(qū)域內實現不同運營商系統(tǒng)間的鄰頻、共站址共存；（3）在國境線上的系統(tǒng)間可實現相互重疊和相鄰頻段情況下共存；（4）可在所有的頻段內獨立進行部署。3、頻譜部署8.1.2LTE系統(tǒng)需求

（1）E-UTRAN終端必須具備在UTRAN或GERAN中測量的能力，測量對終端復雜度和網絡性能的影響可接受；（2）E-UTRAN系統(tǒng)網絡需在有限的終端復雜度和對網絡性能的影響的情況下，有效地支持不同無線接入系統(tǒng)間（Inter-RAT）的測量；（3）E-UTRAN和UTRAN系統(tǒng)間實時業(yè)務的切換中斷時延少于300ms；（4）E-UTRAN和UTRAN系統(tǒng)間非實時業(yè)務的切換中斷時延少于500ms;（5）E-UTRAN和GERAN系統(tǒng)間實時業(yè)務的切換中斷時延少于300ms;4、與3GPP現有系統(tǒng)的共存和互操作8.1.2LTE系統(tǒng)需求（6）E-UTRAN和GERAN系統(tǒng)間非實時業(yè)務的切換中斷時延少于500ms；（7）支持UTRAN/GERAN和E-UTRAN的雙模終端如果處于非激活狀態(tài)，只需要檢測GERAN、UTRA或E-UTRA中一個系統(tǒng)的尋呼消；（8）E-UTRAN系統(tǒng)的廣播數據流和UTRAN系統(tǒng)采用單播方式發(fā)送廣播數據流（如相同的電視頻道）間進行切換時，中斷時延滿足要；（9）E-UTRAN系統(tǒng)的廣播數據流和GERAN系統(tǒng)采用單播方式發(fā)送廣播數據流（如相同的電視頻道）間進行切換時，中斷時延需滿足要求;（10）E-UTRAN與UTRAN系統(tǒng)的廣播數據流業(yè)務（如相同的電視頻道）進行切換時，中斷時延需滿足要求;4、與3GPP現有系統(tǒng)的共存和互操作8.1.2LTE系統(tǒng)需求（1）E-UTRAN系統(tǒng)架構基于分組域；（2）E-UTRAN系統(tǒng)架構在不額外增加系統(tǒng)成本的基礎上，最小化“單點失敗”的可能性；（3）E-UTRAN系統(tǒng)架構應簡化設計，盡可能減少接口數目；（4）E-UTRAN系統(tǒng)架構應不排除無線網絡層和傳輸網絡層間互操作的可能性；（5）E-UTRAN系統(tǒng)架構應支持端到端的QoS，傳輸網絡層贏根據無線網絡層的需求提供合適的QoS；（6）QoS機制應考慮各種類型的業(yè)務，以便有效利用系統(tǒng)帶寬；（7）E-UTRAN系統(tǒng)架構設計應盡可能減少時延變化（抖動），以便有效地支持TCP/IP分組業(yè)務傳輸。網絡架構及遷移需求

8.1.2LTE系統(tǒng)需求（1）增強無線資源管理機制，以便實現更好的端到端QoS；（2）E-UTRAN系統(tǒng)應提供在空口有效的傳輸和高層協(xié)議操作方式，如支持IP頭壓縮；（3）E-UTRAN系統(tǒng)應支持在不同的無線接入系統(tǒng)間的負載均衡機制和管理策略。無線資源管理需求8.1.2LTE系統(tǒng)需求1、對系統(tǒng)整體需求（1）最小化功能實現的可選項；（2）避免多余的必選項特性；（3）減少測試數量，如通過減少協(xié)議棧的狀態(tài)數、最小化過程數、合適的參數范圍和顆粒度等。復雜性需求

8.1.2LTE系統(tǒng)需求2、對終端復雜性需求（1）應考慮終端可能支持多種模式（GERA/UTRA/E-UTRA）時的復雜性；（2）最小化終端的必選特性；（3）應避免在實現相同的功能時標準化重復或多余的必選項特性；（4）盡量減少可選項數目，可選項集合可通過不同的終端能力等級進行區(qū)分，不同能力等級的終端對應于不同的復雜度和性能折中，如多天線能力；（5）盡可能減少終端的必選測試例，加快LTE開發(fā)和測試進度。復雜性需求

8.1.2LTE系統(tǒng)需求（1）回程通信協(xié)議應進行優(yōu)化設計；（2）E-UTRAN架構設計應盡可能減少網絡部署的費用，并能重用當前站址；（3）所有被標準化的接口都應為開放接口，以實現多個設備廠商設備間的互聯互通；（4）系統(tǒng)的維護、管理和配置操作應盡可能簡便。成本相關需求8.1.2LTE系統(tǒng)需求E-UTRA系統(tǒng)應能夠有效支持各種類型的業(yè)務，包括現有的網頁瀏覽、FTP業(yè)務、視頻流業(yè)務和VoIP業(yè)務，并能夠以分組域方式支持更先進的業(yè)務（如實時視頻或一鍵通）。VoIP業(yè)務的無線接口和回程效率以及時延性能不低于現有的UMTS系統(tǒng)電路域話音實現方式。業(yè)務相關需求

8.1.3LTE關鍵技術多載波技術下行：正交頻分多址接入（OFDMA）上行：單載波頻分多址接入（SC-FDMA）圖8-2從頻域角度看LTE多址接入技術8.1.3LTE關鍵技術多載波技術OFDMA是對多載波技術OFDM的擴展，本質上仍是一種頻分復用多址接入技術，是利用有效帶寬的細分在多用戶間共享子載波。它具有OFDM的優(yōu)點，還具有很強的靈活性。靈活性：可以在不改變基本參數或設備設計的情況下使用不同的頻譜帶寬；可變帶寬的傳輸資源可以在頻域內自由調度，分配給不同的用戶；為軟頻率復用和小區(qū)間的干擾協(xié)調提供便利。8.1.3LTE關鍵技術多載波技術對抗時間彌散無線信道的健壯性。由于把寬帶傳輸信號細分為多個窄帶子載波，從而使得符號間干擾主要限制在每個符號起始的保護帶內；通過頻域均衡實現的低復雜度接收機；廣播網絡中多重發(fā)射機發(fā)射信號的簡單合并；OFDM優(yōu)點：8.1.3LTE關鍵技術多載波技術圖8-3OFDM發(fā)射機結構圖8.1.3LTE關鍵技術多載波技術圖8-4OFDM接收機結構圖8.1.3LTE關鍵技術多載波技術SC-FDMA技術提供了與OFDMA技術有很多共同之處的多址接入技術——特別是頻域靈活方面。SC-FDMA能顯著降低PAPR（峰均功率比），解決了這一困境：在避免移動終端發(fā)射機成本過高的情況下使上行傳輸受益于多載波技術，同時使上行和下行傳輸技術保留適當程度的共性。8.1.3LTE關鍵技術多天線技術多天線技術是指在無線通信的發(fā)射端或接收端采用多副天線，同時結合先進的信號處理技術實現的一種綜合技術。使用多天線技術，把空間域作為另一個新資源。在追求更高頻譜效率的要求下，多天線技術已發(fā)展成為最基本的解決方案之一。8.1.3LTE關鍵技術多天線技術圖8-5多天線技術的3種基本增益8.1.3LTE關鍵技術多天線技術分集增益：利用多天線提供的空間分集來改善多徑衰落情況下傳輸的健壯性

陣列增益：通過預編碼或波束成形使能量集中在一個

或多個特定方向。這也可以為在不同方向的多個用戶

同時提供業(yè)務（即多用戶MIMO）8.1.3LTE關鍵技術多天線技術空間復用增益：在可用天線組合所建立的多重空間層上，將多個信號流傳輸給單個用戶8.1.3LTE關鍵技術鏈路自適應技術蜂窩移動通信系統(tǒng)顯著特征：無線信道的時變性無線信道時變特性：傳播損耗、快衰落、慢衰落和干擾的變化帶來的問題：解決問題關鍵技術：LTE如何有效利用信道的變化性？如何在有限的帶寬上最大限度地提高數據傳輸速率，從而最大限度地提高頻帶利用效率？鏈路自適應技術8.1.3LTE關鍵技術鏈路自適應技術是指根據當前獲取的信道信息，自適應地調整系統(tǒng)傳輸參數的行為，用以克服或者適應當前信道帶來的影響?；驹恚喊l(fā)送功率恒定時，通過調整無線鏈路傳輸的調制方式與編碼速率，確保鏈路的傳輸質量。信道條件較差時，選擇較小的調制方式與編碼速率；信道條件較好時，選擇較大的調制方式，從而最大化編碼速率。鏈路自適應技術

自適應調制與編碼技術18.1.3LTE關鍵技術功率控制是無線通信系統(tǒng)中一項基本技術，用于補償無線信道的衰落影響，使得信號能以比較合適的功率達到接收機。LTE系統(tǒng)中一個小區(qū)發(fā)送給不同UE的上下行信號間相互正交，功率控制主要用于補償信道的路徑損耗和影響，并用于抑制小區(qū)間的干擾。合理的功率控制方案可以：（1）降低發(fā)射機功耗（2）避免小區(qū)內用戶的干擾（3）提高傳輸性能和系統(tǒng)容量

（3）控制小區(qū)間的相互干擾。鏈路自適應技術

功率控制技術28.1.3LTE關鍵技術HARQ結合FEC（前向糾錯編碼）和ARQ（自動重傳請求）兩種基本的差錯控制方法，具有更高的可靠性和傳輸速率。三種機制：Chase合并機制、完全增量冗余、部分增量冗余LTE系統(tǒng)中，采用增量冗余（IR）HARQ機制，并在下行鏈路系統(tǒng)中采用異步自適應的HARQ技術，上行鏈路采用同步非自適應HARQ技術。鏈路自適應技術

混合自動重傳請求38.1.3LTE關鍵技術信道選擇性調度技術是指根據無線信道測量的結果，選擇信道條件較好的時頻資源進行數據的傳輸。LTE系統(tǒng)中，由于OFDM的應用，可在頻域上進行信道選擇性調度，調度的顆粒度更小。帶寬增加，信道的頻率選擇性衰落特性更明顯，為每個用戶分配最佳的頻帶資源，獲得頻域上的多用戶分集增益，提高系統(tǒng)吞吐量和頻譜利用率。鏈路自適應技術

信道選擇性調度技術48.1.3LTE關鍵技術頻域信道選擇性調度與信道質量信息（CQI）的獲得緊密相關。下行信道CQI通過終端測量全帶寬的公共參考信號獲得不同頻帶的信道狀態(tài)信息，并通過上行信道反饋給基站。上行信道質量信息通過基站測量終端發(fā)送的上行探測參考信號獲得不同頻帶的信道狀態(tài)信息。鏈路自適應技術

8.2.1網絡結構網絡結構網絡架構網絡結構空中接口協(xié)議8.2.1網絡結構網絡架構圖8-6E-UTRAN總體架構圖1、網絡架構概述8.2.1網絡結構網絡架構與3G系統(tǒng)相比，重新定義系統(tǒng)網絡架構后，核心網和接入網之間的功能劃分也發(fā)生變化，需重新明確以適應新的架構和LTE系統(tǒng)需求。8.2.1網絡結構圖8-7功能實體劃分、協(xié)議架構示意圖8.2.1網絡結構網絡架構核心網（EPC）負責對用戶終端的全面控制和有關承載的建立。EPC的主要邏輯節(jié)點：分組數據網關（P-GW）、服務網關（S-GW）、移動性管理實體（MME）除此以外，EPC也包括其他邏輯節(jié)點和職能，如注入用戶歸屬服務器（HSS）、策略控制和計費規(guī)則功能（RCPF）2、核心網8.2.1網絡結構網絡架構P-GW：分組數據網關P-GW提供與外部分組數據網絡的連接，是主要的移動性處理節(jié)點。負責用戶IP地址分配和QoS保證，根據PCRF規(guī)則計費；一個UE連多個P-GW，P-GW給UE分配IP地址；為保證比特率(GBR)提供QoS保證；成為與其他網絡之間的移動性錨點；8.2.1網絡結構網絡架構S-GW：分組數據網關S-GW（ServingGateway）通過S1-U接口來實現用戶數據包的路由和分布。功能：數據通道、IP頭壓縮處理、用戶數據流加密、針對移動性的用戶面的切換、尋呼時用戶面數據包終止。當用戶在eNodeB之間移動時，S-GW作為數據承載的本地移動性管理實體；當用戶處于空閑狀態(tài)時，S-GW保留承載信息并臨時把下行數據存儲在緩存區(qū)里，以便當MME開始尋呼UE時重新建立承載。8.2.1網絡結構網絡架構MME：移動性管理實體MME是處理UE和核心網絡間信令交互的控制節(jié)點。在UE和核心網絡間所執(zhí)行的協(xié)議棧成為非介入層協(xié)議（NAS）。功能：尋呼信息分布

安全控制空閑狀態(tài)的移動性管理

SAE（系統(tǒng)架構演進）承載控制非接入層信令的加密和完整性保護8.2.1網絡結構網絡架構扁平化：LTE接入網E-UTRAN僅由eNodeB組成，網絡節(jié)點數量減

少；降低呼叫建立時延以及用戶數據的傳輸時延；E-UTRAN系統(tǒng)提供用戶平面和控制平面協(xié)議。用戶平面：分組數據匯聚協(xié)議（PDCP）層、無線鏈路控制（RLC）

層、媒體接入控制（MAC）層控制平面：無線資源控制（RRC）層3、接入網8.2.1網絡結構網絡架構eNodeB之間通過X2接口連接通過S1接口與EPC連接—通過S1-MME連接到MME通過S1-U連接到S-GW3、接入網圖8-6E-UTRAN總體架構圖8.2.1網絡結構網絡架構eNodeB功能：（1）無線資源管理相關的功能，如無線承載控制、接納控制、連接移動性管理、上/下行動態(tài)資源分配/調度等；（2）IP頭壓縮與用戶數據流的加密；（3）UE附著時的MME選擇。由于eNodeB可以與多個MME/S-GW之間存在S1接口，因此在UE初始接入到網絡時，需要選擇一個MME進行附著；3、接入網8.2.1網絡結構網絡架構S1接口是MME/S-GW網關與eNodeB之間的接口S1接口分為用戶平面接口和控制平面接口圖8-8S1接口用戶平面棧圖8-9

S1接口控制平面協(xié)議棧8.2.1網絡結構網絡架構（1）用戶平面S1用戶平面的傳輸網絡基于IP傳輸，

UDP/IP協(xié)議之上采用GPRS用戶平面隧道協(xié)議來傳輸S-GW與eNodeB之間的用戶平面PDU。S1用戶平面無線網絡層協(xié)議的主要特點：<1>在S1接口的目標節(jié)點中指示數據分組所屬的SAE接入承載；<2>移動性過程中盡量減少數據的丟失；<3>錯誤處理機制；<4>MBMS支持功能；8.2.1網絡結構網絡架構（2）控制平面S1接口控制基于IP傳輸，在IP層的上面采用流控制傳輸協(xié)議（SCTP）為無線網絡層信令消息提供可靠的傳輸。若每個UE對應一個SCTP連接，則SCTP還提供尋址UE上下文的功能。S1接口無線網絡層信令協(xié)議表示為S1-AP，在傳輸網絡層，信令協(xié)議數據單元的傳輸在IP層采用點到點方式傳輸。8.2.1網絡結構網絡架構<1>SAE承載服務管理功能，包括SAE承載的建立、釋放；<2>S1接口UE上下文管理功能；<3>LTE_ACTIVE狀態(tài)下UE移動性管理功能；<4>S1接口的尋呼；<5>NAS信令傳輸。提供UE與核心網之間非接入層信令的透明傳輸；S1接口的主要功能8.2.1網絡結構網絡架構<6>S1接口管理功能。如錯誤指示、S1接口建立等；<7>網絡共享功能；<8>漫游與區(qū)域限制支持功能；<9>NAS節(jié)點選擇功能；<10>初始上下文建立過程；<11>S1接口的無線網絡層不提供流量控制功能和擁塞控制功能。S1接口的主要功能8.2.1網絡結構網絡架構X2接口是eNodeB與eNodeB之間的接口X2接口分為用戶平面接口和控制平面接口圖8-10X2接口用戶平面協(xié)議棧圖8-11X2接口控制平面協(xié)議棧8.2.1網絡結構網絡架構X2接口用戶平面的傳輸網絡基于IP傳輸，

UDP/IP協(xié)議之上采用GTP-U來傳輸eNodeB之間的用戶平面PDU。X2接口用戶平面支持eNodeB之間的隧道傳輸終端用戶分組功能。隧道協(xié)議應具備的功能：<1>在X2接口的目標節(jié)點中指示數據分組所屬的SAE接入承載；<2>在移動性過程中，盡量減少數據的丟失；<3>對于X2接口上業(yè)務流的傳輸，將與S1接口保持一致，以便降低架構的復雜性，并有利于S1接口和X2接口上與業(yè)務流管理的一致性。8.2.1網絡結構網絡架構LTE系統(tǒng)X2接口的傳輸網絡層控制平面IP層的上面也采用SCTP，為信令消息提供可靠的傳輸。應用層信令協(xié)議表示為X2-AP。<1>X2-AP主要實現UE在eNB間的移動性管理、多小區(qū)無線資源管理、常規(guī)X2接口管理和錯誤處理等功能；<2>X2-AP應盡量集成和重用3GIur接口的RNSAP協(xié)議的一些應用原則和協(xié)議過程，并根據LTE新增加的特定應用層功能來定義新的協(xié)議過程；X2接口應用協(xié)議的主要原則8.2.1網絡結構網絡架構<3>X2-AP層消息應使用ASN.1編碼；<4>X2-AP層與傳輸網絡層所提供的服務應保持獨立；<1>支持LTE_ACTIVE狀態(tài)下UE的LTE接入系統(tǒng)內的移動性管理功能。主要體現在切換過程中由源eNB到目標eNB的上下文傳輸以及源eNB與目標eNB之間用戶平面隧道的控制；<2>X2接口自身的管理功能，如錯誤指示等。X2接口應用協(xié)議具有的主要功能8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議空中接口是指終端和接入網之間的接口（Uu接口）。LTE無線接口協(xié)議體系結構分為用戶平面協(xié)議棧和控制平面協(xié)議棧。用戶平面協(xié)議與UMTS系統(tǒng)相似，主要包括PDCP、RLC、MAC層，執(zhí)行頭壓縮、調度、加密等功能。圖8-12用戶平面協(xié)議棧8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議控制平面協(xié)議主要包括非接入層（NAS）、RRC、PDCP、RLC、MAC層，其中PDCP、RLC和MAC和用戶平面功能相同，但控制平面沒有IP報文頭壓縮功能。圖8-13控制平面協(xié)議棧8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議RRC協(xié)議終止于eNodeB，它在接入層中起主要控制功能，負責建立無線承載和配置eNodeB和UE間由RRC信令控制的所有底層。（1）SAE承載管理；（2）鑒權；（3）LTE_IDLE狀態(tài)下的移動性處理；（4）產生LTE_IDLE狀態(tài)下的尋呼消息；（5）安全控制。NAS控制協(xié)議的主要功能8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議①物理層與層2的媒體接入控制（MAC）子層和層3的無線資源控制（RRC）層具有接口②層與層之間的連接點成為服務接入點（SAP）③物理層向MAC層提供傳輸信道④MAC層提供不同的邏輯信道給層2的無線鏈路控制（RLC）子層。圖8-14物理層周圍的無線接口協(xié)議結構1、層1協(xié)議框架8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議物理層向高層提供數據傳輸服務，可以通過MAC子層并使用傳輸信道來接入這些服務。物理層的功能：

傳輸信道的錯誤檢測并向高層提供指示

傳輸信道的前向糾錯（ForwardErrorCorrection，FEC）編碼解

碼

混合自動重傳請求（HybiridAutomaticRepeat-reQuest，HARQ）軟合并1、層1協(xié)議框架8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議編碼的傳輸信道與物理信道之間的速率匹配編碼的傳輸信道與物理信道之間的映射物理信道的功率加權物理信道的調制和解調頻率和時間同步射頻特性測量并向高層提供指示多輸入多輸出（MultipleInputMultipleOutput，MIMO）天線處理傳輸分集射頻處理8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議圖8-15層2下行構架圖（反映網絡側）圖8-16層2上行構架圖（反映終端側）8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議MAC層是LTE無線協(xié)議棧第二層結構內最低的子層。MAC層通過傳輸信道與其下的物理層連接，通過邏輯信道與其上的RLC子層連接。功能MAC層主要實現與調度和HARQ相關的功能。LTE中的MAC，每小區(qū)只存在一個MAC實體，負責MAC相關的全部功能。1.AMAC層8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議邏輯信道MAC層通過邏輯信道為RLC層提供數據傳輸業(yè)務。邏輯信道既可以是承載RRC等控制數據的控制邏輯信道，也可以使承載用戶平面數據的業(yè)務邏輯信道。業(yè)務信道來自MAC層的數據通過傳輸信道與物理層進行交換，可根據數據如何在空口傳輸將他們復用到傳輸信道上。8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議傳輸信道和邏輯信道間的復用和映射下行時，DL-SCH承載除PCCH外所有邏輯信道中的信息。對MBMS來說，MTCH和MCCH既可映射到DL-SCH也可映射到MCH，這取決于數據是但小區(qū)發(fā)送還是多小區(qū)發(fā)送。圖8-17下行邏輯信道復用8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議RLC層位于PDCP層和MAC層之間，通過業(yè)務接入點（SAP）與PDCP層通信，通過邏輯信道與MAC層通信。RLCPDU由RLC頭和RLCSUD組成。功能RLC層主要實現與ARQ相關的功能。RLC層的功能時通過RLC實體來實現的。1.BRLC層8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議數據傳輸模式RLC層提供三種數據傳輸模式：透明模式（TM）、非確認模式（UM）和確認模式（AM）透明模式：TMRLC不對PDU增加任何RLC頭，僅僅根據業(yè)務類型決定是否進行分段操作。該模式適用于那些不需要重發(fā)或對投遞順序不敏感的服務。8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議非確認模式：UMRLC提供單向的數據傳輸業(yè)務。UM模式按順序投遞那些可能因MAC層HARQ進程而在接收時發(fā)生混亂但又無需重發(fā)丟失PDU的數據。該模式主要用于延時敏感和可容錯的實時業(yè)務，尤其是VoIP，以及其他對時延敏感的流媒體業(yè)務中。確認模式：AMRLC提供雙向的數據傳輸業(yè)務，AMRLC最重要的特征是“重傳”，自動重傳請求（ARQ）用來支持無差錯傳輸。AMRLC主要用于錯誤敏感、時延容忍的非實時應用中。時延要求不太嚴格，流媒體類型業(yè)務也經常使用AMRLC。在控制平面中，為了確?？煽啃裕琑RC消息通常使用AMRLC。8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議PDCP提供下列功能：（1）用戶平面數據的報頭壓縮和解壓縮；（2）安全性功能：用戶和控制平面協(xié)議的加密和解密；控制平面數據的完整性保護和驗證；（3）切換支持功能：切換時對上層發(fā)送的PDU順序發(fā)送和重排序；對映射到RLC確認模式下的用戶平面數據的無損切換；（4）丟棄超時的用戶平面數據。1.CPDCP層8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議圖8-20控制平面PDCP概覽圖8-19用戶平面PDCP概覽8.2.2空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議層3協(xié)議主要由無線資源控制（RRC）層構成RRC層承擔RRC連接管理、無線承載控制、移動性管理以及