LTE空中接口技术与性能

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1、LTE空中接口技术与性能(4)主讲:西安邮电大学孙友伟教授2012.10.23第四章空中接口和RRC技术在LTE网络结构中，由于不存在RNC，所以整个空中接口协议结构和原来的UTRAN相比有较大不同，尤其是不同功能实体的位置出现了很多变化。原来由RNC承担的功能被分散到了eNodeB和服务网关（SGW）上。概述LTE空中接口的用户平面和控制平面（如图所示）功能由eNodeB统一进行管理和控制，包括完成基站之间的切换等。由于减少了一层节点，用户平面的数据传送和控制平面的无线资源控制变得更加方便、灵活。用户平面和控制平面物理层技术演进数据链路层协议栈（1）不再使用专用传输信道，通过在上下

2、行链路使用共享信道，使多个用户共享空中接口的无线资源。（2）和UTRAN相比，空中接口的媒体接入控制（MAC）子层的实体类型得以简化，不再保留用于专用传输信道的MAC-d实体。（3）广播媒体控制层和UTRAN的公共业务信道不再保留。（4）对于点对点业务，不再使用宏分集合并，但并不排除对于广播多播业务（MBMS）或同一基站下不同小区之间进行下行链路的软合并。（5）不再支持用于异频或异系统测量的压缩模式。（6）减少RRC状态数，只保留RRC_IDLE和RRC_CONNECT两种状态，最大程度地简化RRC层处理。LTE空中接口协议与UTRAN相比的主要改进体现在以下几个方面4.2PDCP子

3、层PDCP子层的主要作用是将网络层的传输技术与E-UTRAN的空中接口处理技术剥离开，使其上的各协议层无需考虑与空中接口相关的问题。PDCP子层向上层提供用户平面和控制平面的数据传输功能。在用户平面上，PDCP子层得到来自上层的IP数据分组后，可以对IP数据分组进行头压缩和加密，然后递交到RLC子层。最新的3GPPLTE协议TS36.323V8.4.0中规定，目前PDCP子层仅支持ROHC头压缩协议（IETFRFC3095）。PDCP子层还向上层提供按序提交和重复分组检测功能。在控制平面，PDCP子层为上层RRC子层提供信令传输服务，并实现RRC信令的加密和一致性保护，以及在反方向上

4、实现RRC信令的解密和一致性检查。PDCP子层的主要功能如图4-3所示。图4-3PDCP子层功能4.2.1PDCPPDU网络结构PDCP子层传输的PDCPPDU总体上可分为两类：控制平面的PDCPPDU和用户平面的PDCPPDU。用户平面的PDCPPDU又可分为用户平面PDCP数据PDU和用户平面PDCU控制PDU。控制平面的PDCPPDU格式如图4-4所示。图4-4控制平面PDCPPDU控制平面PDCPPDU的SN字段长度为5bit，表示PDCPPDU的序号。MAC-I字段用于控制信息的一致性保护和检查。PDCP子层的一致性保护和检查功能仅应用于控制平面的PDCPPDU。受到一致性

5、保护的内容是加密前的PDU头和数据净荷。用户平面PDCP数据PDU格式如图4-5所示。图4-5用户平面PDCP数据PDU用户平面PDCPPDU通过D/C字段的一个比特来区分数据PDU和控制PDU。D/C字段为0表示数据PDU，D/C字段为1表示控制PDU。数据PDU中包含SN字段，长度可以配置为7bit或12bit。用户平面控制PDU包括头压缩反馈信息和PDCP状态报告两种。PDCP状态报告用于向发送方反馈PDCP数据PDU的接收情况，格式如图4-6所示。图4-6PDCP状态报告PDCP状态报告中的FMS字段表示尚未收到的PDU中SN的最小值，PDU接收位图中的每一比特表示FMS对应

6、的PDU之后的每一个PDU的接收情况，比特值为0表示其对应的PDU尚未接收到，比特值为1表示其对应的PDU已经接收到。使用头压缩的目的是减少传输应用层的冗余数据，以节省宝贵的空中接口资源。头压缩仅应用于数据平面的PDCPPDU。PDCP子层是否使用头压缩由高层负责配置。目前LTE的PDCP子层仅支持ROHC头压缩协议。ROHC协议框架中对应于多种高层协议分别定义了所使用的头压缩算法，其参考协议号见表4-1。4.2.2头压缩表4-1头压缩协议算法标识用途协议号0x0000无压缩RFC49950x0001RTP/UDP/IPRFC3095，RFC48150x0002UDP/IPRFC30

7、95，RFC48150x0003ESP/IPRFC3095，RFC48150x0004IPRFC3843，RFC48150x0006TCP/IPRFC49960x0101RTP/UDP/IPRFC52250x0102UDP/IPRFC52250x0103ESP/IPRFC52250x0104IPRFC5225控制平面的PDCUPDU和用户平面的PDCP数据PDU都拥有一个SN字段，PDCP子层的发送和接收实体就是通过设置和检查SN字段来实现PDCPPDU的