7 LTE接口协议分析

©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.LTE接口协议分析Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.培训目标学完本课程后，您应该能：了解E-UMTS接口协议的整体架构了解E-UMTS各接口的特性了解和协议栈相关的概念Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录1.LTE接口概述2.空中接口协议栈分析3.S1接口协议栈分析4.X2接口协议栈分析Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.LTE系统总体架构SGiS12S3S1-MMEPCRFGxS6aHSSOperator'sIPServices(e.g.IMS,PSSetc.)RxS10UESGSNLTE-UuE-UTRANMMES11S5ServingGatewayPDNGatewayS1-US4UTRANGERANCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.E-UTRAN和EPC的分工界面interneteNBRBControlConnectionMobilityCont.eNBMeasurementConfiguration&ProvisionDynamicResourceAllocation(Scheduler)PDCPPHYMMES-GWS1MACInterCellRRMRadioAdmissionControlRLCE-UTRANEPCRRCMobilityAnchoringEPSBearerControlIdleStateMobilityHandlingNASSecurityP-GWUEIPaddressallocationPacketFilteringeNBMME/S-GWMME/S-GWeNBeNBS1S1S1S1X2X2X2E-UTRANCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.eNB实现的功能无线资源管理：无线承载控制、无线准入控制、连接移动性控制、UE上下行的动态资源分配IP头压缩和用户数据流加密UE连接期间，选择MME，当无路由信息可用时，可以根据UE提供的信息来间接确定到达MME的路径路由用户平面数据到S-GW调度和传输寻呼消息调度和传输广播消息就移动性和调度，进行测量和测量报告的配置。Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.MME（移动性管理实体）实现的功能将寻呼消息发送到eNodeB跟踪区域的列表管理（UE的IDLE模式和ACTIVE模式）在3GPP访问网络之间移动时，CN节点之间的信令传输P-GW（PDN分组数据网关）和S-GW（服务网关）的选择MME选择，MME改变带来的切换SGSN（服务GPRS支持节点）选择，为了切换到2G或3G网络IDLE空闲状态下的移动性管理、漫游、确认等SAE承载控制（承载建立和管理等）NAS(非接入层)信令、信令的加密和完整性保护Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.S-GW实现的功能为eNB间的切换，进行本地的移动定位3GPP间的移动性管理，建立移动安全机制在E-UTRAN的IDLE模式下，下行包缓冲和网络初始化授权侦听包路由和前向转移在上下行进行传输级的包标记在运营商之间交换用户和QoS类别标识的有关计费信息Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.P-GW实现的动能用户的包过滤授权侦听UE的IP地址分配传输级的下行包标记上下行的服务级计费、速率控制基于最大比特速率的下行速率控制DHCPv4和DHCPv6功能Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.E-UTRAN地面接口通用协议模型对于S1/X2接口，层与层之间，面与面之间彼此逻辑上独立。所以当有相应需要时，标准实体可以很容易改变协议栈和其各平面来满足将来的需要ApplicationProtocolTransportNetworkLayerPhysicalLayerSignallingBearer(s)TransportUserNetworkPlaneControlPlaneUserPlaneTransportUserNetworkPlaneRadioNetworkLayerDataBearer(s)Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.控制面协议栈结构SCTPL2L1IPL2L1IPSCTPS1-MMEeNodeBMMES1-APS1-APNASMACL1RLCPDCPUERRCMACL1RLCPDCPRRCLTE-UuNASRelayCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.用户面协议栈结构ServingGWPDNGWS5/S8aGTP-UGTP-UUDP/IPUDP/IPL2RelayL2L1L1PDCPRLCMACL1IPApplicationUDP/IPL2L1GTP-UIPSGiS1-ULTE-UueNodeBRLCUDP/IPL2PDCPGTP-URelayMACL1L1UECopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录1.LTE接口概述2.空中接口协议栈分析3.S1接口协议栈分析4.X2接口协议栈分析Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Uu接口协议结构L3controlcontrolcontrolLogicalChannelsTransportChannelsC-planesignallingU-planeinformationPHYL2/MACL1RLCDCNtGCL2/RLCMACRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCDuplicationavoidanceUuSboundarycontrolPDCPPDCPL2/PDCPDCNtGCRadioBearersRRC无线资源控制controlCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.无线空中接口协议架构E-UMTS无线接口协议栈结构水平方向可分为：NAS控制协议L3层：无线资源控制（RRC）层L2层媒体接入控制（MAC）子层无线链路控制（RLC）子层分组数据集中协议（PDCP）子层L1层：物理层、传输信道、传输信道与物理信道的映射Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.无线空中接口协议架构无线接口协议栈垂直方向根据用途分为：用户平面协议栈控制平面协议栈Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录2.无线空中接口协议架构2.1物理层2.2媒体访问控制协议MAC2.3无线链路控制协议RLC2.4分组数据汇聚协议PDCP2.5无线资源控制（RRC）协议2.6NAS层Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.物理层主要功能传输信道的错误检测，并向高层提供指示传输信道的纠错编码/译码、物理信道调制与解调HARQ软合并编码的传输信道向物理信道的映射物理信道功率加权频率与时间同步无线特征测量，并向高层提供指示MIMO天线处理、传输分集、波束赋形射频处理Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.LTE物理资源定义ConfigurationNormalcyclicprefix127Extendedcyclicprefix126ULsymbNSC-FDMAsymbolsOneuplinkslotslotT0l1ULsymbNlRBscULRBNNsubcarriersRBscNsubcarriersRBscULsymbNNResourceblockresourceelementsResourceelement),(lk0k1RBscULRBNNkRBscN基本定义ResourceelementResourceblockULsymbNCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.物理层处理Bit处理传送来自MAC层的数据块基准为24bitCRC信道编码：Turbo编码ChannelcodingRatematchingCodeblockconcatenation110,...,,Aaaa110,...,,Bbbb110,...,,rKrrrccc)(1)(1)(0,...,,iDririrrddd110,...,,rErrreee110,...,,GfffTransportblockCRCattachmentCodeblocksegmentationCodeblockCRCattachmentCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.物理层处理符号处理调制：QPSK，16QAM，和64QAM(64QAMUE可选)ScramblingModulationmapperLayermapperPrecodingResourceelementmapperOFDMsignalgenerationResourceelementmapperOFDMsignalgenerationScramblingModulationmapperlayersantennaportscodewordsCopyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.下行物理信道物理广播信道（PBCH：Physicalbroadcastchannel）物理下行共享信道（PDSCH：Physicaldownlinksharedchannel）物理组播信道（PMCH：Physicalmulticastchannel）物理下行控制信道（PDCCH：Physicaldownlinkcontrolchannel）物理控制格式指示信道（PCFICH：Physicalcontrolformatindicatorchannel）Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.下行物理信号Cell-specific下行参考信号参考信号用于传送下行链路相干解调信息正交序列有3种，伪随机序列有168种每个小区通过一个正交序列和一个伪随机序列的组合来识别，因此总共有504种不同的小区ID（168*3=504）同步信号主同步信号从同步信号Copyright©2006HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.下行资源分配实例72centerR