[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
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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
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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
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