td—lte空中接口技术研究

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1、TD—LTE空中接口技术研究　　【摘要】TD-LTE网络空中接口是终端和接入网之间的唯一信道，很大程度上决定了移动通信用户的感知度，空中接口协议是建立、重配置和释放各种无线承载业务的保证。从协议、信道、帧结构以及资源分配等方面详细分析了TD-LTE的空中接口技术，并总结空中接口数据比特流的传输情况，最后提出了在无线网络维护、管理和优化中的一些建议。【关键词】TD-LTE空中接口协议架构帧结构中图分类号：TN929.53文献标识码：A文章编号：1006-1010（2013）-14-1概述[1-2]14TD-LTE网络的空中接口也叫无线接口（简称Uu），是移动终端UE和接入网E

2、-UTRAN节点eNodeB之间的唯一无线传输通道。空中接口定义了每个无线信道使用的频率、带宽和编码方法，是移动通信系统的关键模块之一，也是移动性的集中体现。空中接口技术同时位于节点eNodeB和UE上，是空中接口两端设备的必备技术，其设计目标是：以用户为中心；技术上灵活；成本上可行。空中接口协议主要用来建立、重配置和释放各种无线承载业务，是一个完全开放的公共协议，只要遵守接口协议规范，任何厂商的无线设备都能在E-UTRAN中通信。与互联网操作系统结构不同的是，TD-LTE空中接口的帧结构直接位于物理层，数据的传输方式既有时域中的串行，也有频域或空域中的并行，是一种串并传输

3、的综合模式。本文从协议、信道、帧结构和资源等方面分析了TD-LTE的空中接口技术，对TD-LTE网络的管理、维护和优化有一定的指导意义。2空中接口协议分析[3]2.1空中接口协议架构空中接口支持的协议可以简单地分为三层两面，具体如下：所谓三层是指空中接口的物理层、链路层和网络层，这三层各自支持的协议分别为：物理层（PHY，PhysicalLayer）；数据链路层的媒体接入控制（MAC，MediaAccessControl）、无线链路控制（RLC，RadioLinkControl）、包数据集中协议（PDCP，PacketDataConvergenceProtocol）；网络层

4、的无线资源控制（RRC，RadioResourceControl）、非接入层（NAS，Non-Access14Stratum）等。由于网络层属于无线接入层，因此系统仍然将其列入空中接口。图1所示为UE与eNodeB之间通过空中接口交互的控制平面协议栈中的协议分布情况。可以看出，物理层及链路层仅仅分布在UE和eNodeB之中，是空中接口直链设备间交互的协议，也是无线网络维护、优化中的重要内容。所谓两面是指归于空中接口的、由eNodeB管理和控制的、根据用途划分的控制平面和用户平面。其中，用户平面支持物理层协议PHY和链路层各子层协议MAC、RLC、PDCP，控制平面支持的协议

5、除了物理层和链路层协议外，还有网络层协议RRC和NAS。从图1可以看出，用户平面协议仅仅应用于UE和eNodeB之间，控制平面协议也只有NAS应用于UE和MME之间。因此从网络侧看，PHY、MAC、RLC、PDCP、RRC等协议都终止于eNodeB，仅有NAS终止于MME。图1TD-LTE空中接口协议分布此外，从图1中可知，为了提高数据速率、缩短系统延时、压缩用户平面、减少协议转换、优化分组结构、简化无线系统、扩大无线覆盖、降低投入成本，TD-LTE对3G网络架构进行了扁平化改进，取消了3G网络中的无线网络控制器（RNC，RadioNetworkController），使其

6、中的用户平面和控制平面功能都由eNodeB管理及控制，而原有的接入网关不仅要承担汇聚子层的功能，还包括了部分核心网功能。14当然，TD-LTE的信道定义与3G一样，即在RLC层与MAC层之间仍是逻辑信道、在MAC层与PHY层之间是传输信道、PHY层底部发送的也是物理信道。从逻辑信道到传输信道再到物理信道的映射关系，存在多次复用和解复用过程，即多个逻辑信道可能映射到同一个传输信道上，多个传输信道可能映射到同一个物理信道上。也就是说，在空中接口的无线传输中，存在多条物理信道供UE、eNodeB之间交互使用。2.2空中接口协议功能与所有分组交换的IP通信一样，空中接口协议是UE与

7、E-UTRAN之间正常通信的重要保证，这些协议的功能分别简述如下：（1）PHY协议：PHY位于空中接口的最底层，主要功能是为数据端设备提供传送数据的通道，目标是保证通过物理层的数据按位传送的正确性。PHY对下通过物理信道为UE提供空中比特流传输服务，对上通过传输信道为数据链路层MAC子层提供信息传输服务。其中，物理信道描述了物理层为空中接口Uu终止的无线终端设备UE所传输的数据特征；传输信道描述了物理层为MAC子层及高层所传输的数据特征。（2）MAC协议：MAC位于数据链路层协议栈中三个子层中的最下层，是为上层提供