LTE学习笔记自己学习3GPP LTE协议时的一些有用的学习笔记，非常适合LTE初学者作为参考答疑。

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详细说明：自己学习3GPP LTE协议时的一些有用的学习笔记，非常适合LTE初学者作为参考答疑。12接口协议栈 LTE网络中信令及用户数据流路径情况如卜: UE E-Node B NAS NAS I StAR APP SC TR RRC S1AP X2AP PDCP PDCP SCTP RLC RLC SGW MAC MAC GTPU GTPU PHY PHY UOP UDP 信令流数据流控制面协议栈 I UE eNode B MME NAS NAS RRC RRC PDCP PDCP RLC RLC 1ll MAC MAC PHY PHY NAS控制协议实体位于UE和MME内,主要负责提供对非接入层部分的控制和管理,主要功能包括EPS承载管理、鉴权、ECM-DLE状态下的移动性管理,负责产生 ECM-DLE状态UE的寻呼消息、安全控制等功能。 RRC协议实体位丁UE和 e nodeB内,主要负责对接入层的控制和管理,主要功能包括:广播、寻呼、RRC连接管理、无线承载控制、栘动性管理以及UE测量报告和测量上报功控制的功能。数据链路层包括MAC、RLC和PDCP三个子层。物理层为MAC层提供传输信道级的服务,MAC层为RLC层提供逻辑信道级的服务,PDCP层为上层提供无线承载级的服务 PDCP层是负责对|P数据报头压缩和解压,传输的数据(用户平面或控制平面),维护PDCP序列号(SNS),序列重新建立下层的上层PDU的交付,重复消除下层的 sDU,在重新建立下层 RLC AM无线承载映射,加密和解密的用户平面数据平面和控制平面数据,控制平面数据的完整性保护和完整性验证,基于定吋器的丢弁,丢弁重复, PDCP使用的SRB和DCCH和DTCH不同的逻辑信道映射到多个DRB RLC分为3种工作模式:透明模式(TM),非确认模式(UM),确认模式 (AM)。RLC层是负责转移上层的PDU,通过ARQ纠错(仅适用于AM数据传输), 串联,分割和重组的 RLC SDU(仅适用于UM和AM数据传输)。RLC还负责重新分割 RLC数据PDU(仅适用于UM和AM数据传输),重复检测(仅适用于UM和AM数据传输), RLC SDU丢弃RLC数据PDU(仅适用于AM数据传输),重新排序(仅适用于 UM和AM数据传输),RLC重建以及协议错误检测(仅适用于AM数据传输)。 MAC层负责在逻辑信道和传输信道之间的映射,复用的 MAC SDU从一个或不同的逻辑信道到传输块(TB)被传递到物理层的传输信道,复用的 MAC SDU的从一个或不同的逻辑信道传送的传输块(TB),从物理层上的传输信道,调度信息的报告,通过HARQ 的误差校正,通过动态调度,一个UE的逻辑信道优先级的逻辑信道之间的优先级处珒的 UE之间的优先级处理。物理层从MAC传输信道通过空中接口进行所有的信息。需要护理的链路自适应 (AMC),功率控制,小区搜索〔为初始同步和越区切换的目的),无线资源控制层的其他测量值(在LTE系统中,在系统之间)。用户面协议一一---1 UE eNode B PDCP PDCP RLC RLC MAC MAC PHY PHY 1.3常用概念 1.31各类承载 E-UTRAN EPC Internet eNB SGW PGW Peer Entity end to end Service EPS承载外部承载 E-RAB 55/8载 DRB 51承载 SRB2 SRB1 NAS信令 RRQ信令 S1 AP S5/s8 EPS承载BEAR 在UE和PDN之间提供逻辑的传输通道,关联到QoS参数集,提供承载级QoS控制。承载|D:取值5-15,一个用户只能创建11个承载默认承载和专有承载:第一个默认承载附着创建,永远在线,直到用户分离;专有承载按需创建 E-RAB LTE的ERAB从SGW开始到UE结束,山S1承载和DRB串联而成,进入LTE 系统的业务数据主要通过E-RAB进行传输,因此LTE对于业务的管理主要是在ERAB层次上进行的。为了管理ERAB,在LTE系统内需要相应的信令连接传输网元间的控制信令来完成,LTE的信令主要包括三个部分,就是NAs信令、RRC信令和S1AP信令以及用来传输信令的各种实际的承载。另外ERAB的管理主要体现在S1接口的信令中,包括 ERAB的建立、修改和释放,对于RB的管理也就是空口连接的管理可以看做是ERAB管理过程的子过程。其中DRB是数据无线承载的简称,在UE和 EnodeB之间传输ERAB数据包,在 DRB和ERAB之间有点到点的映射,是属于空口(Uu接口)的内容,同时在Uu口还包括SRB。作为 enodeB和UE之间数据传输的通道,RB是通过RRC信令来进行管理的, eNodeB和UE通过RRC信令的交互,完成各种RB的建立、重配和释放等功能。 S1凵U承载在 ENodeB和sGW之间传输数据,通过S1AP信令米进行管理的,包括S1承载的建立、修改和释放。S1-AP有专门建立、修改和释放信令完成这几个功能。 RB RB是 enodeB为UE分配的一系列协议实体及配置的总称,包括PDCP协议实体、 RLC协议实体以及MAC和PHY分配的系列资源等。RB是Uu接∏连接 enodeB和 UE的通道,在协议架构由下到上包括PHY、MAC、RLC和PDCP协议,任何在Uu接口上传输的数据都要绎过RB。RB构造如下: UE Radio Bearer eN。deB PocP‖ PDCP PDCP PDCPPDCP PDCP RLC RLC RLC RLC RLC RLC MAC MAC PHY PHY RB包括SRB和DRB,SRB是系统的信令消息实际传输的通道,DRB是用户数据实际传输的通道。LTE中定义了3种SRB:SRB0、SRB1和SRB2。 SRB0是默认建立的无线承载,用于发送RRC消息。使用SRB0的RRC消息用 CCCH来传输,而CCCH的配置时固定的。SRB0并没有一个对应的PDCH实体,使用 sRBo的RRG消息在PDCH层时透传的(既没冇完整性保护,也没有加解密处理)。 message3、4均使用SRB0 SRB1用于发送RRC消息(该消息可能携带NAS信恳);并在SRB2建立之前,用于发送NAS消息,这些消息都使用DCCH来发送。 message5使用SRB1。 SRB2只用于发送NAS消息,均使用DCCH发送。SRB2的优先级低于SRB1,并且 SRB2总是在安全激活之后配置的。 DRB是用于传输用户数据的无线承载,DRB只有一种,协议规定每个UE可以最多有8个DRB用来传输不同的业务。 1.3.2 TB/codeword/layer/precoding/port 数据或信令在发给物理层之前,先要经过PDCP,RLC和MAC层的处理。但从物理层的角度来看,它只从MAC层接收数据: MAC PDU 从MAC层发往物理层的数据是以传输块TB的形式组织的。一个TB对应包含一个 MAC PDU的数据块,这个数据块会在一个TT内发送,同时也是HARQ重传的单位。若 UE不支持空分复用,则一个TT至多会发送一个TB:若UE支持空分复用,则一个TT 至多会发送2个TB 个码字( codeword)是对在一个TT上发送的一个TB进行CRC插入、码块分割并为每个码块插入CRC、信道编码、速率匹配之后,得到的数据码流。每个码字与一个TB向对应,因此一个UE在一个TT至多发送2个码字。码字可以看做是带出错包含的TB。对1个或2个码字进行加扰和调制后得到的复数符号进行层映射后,会得到一个或多个传输层(ayer)。每层对应一条有效的数据流。传输层的个数,即层数被称为传输阶或传输秩(rank)。传输秩是可动态变化的。层数必须小于或等于发射天线端口个数和接收天线端∏1个数。预编码(ρ recoding)是使用预编码矩阵将层(ayer)映射到天线端( antenna port)的过程。预编码矩阵时R×P的矩阵,其中R为传输秩,即使用的传翰层数,卩为天线端口数天线端口( antenna port时逻辑上的概念,一个天线端口可以是一个物理发射天线,也可以时多个物理发射天地的合并。在这两种情况下,UE的接收机都不会去分解来自同天线端口的信号。 TB、码字、传输层、天线端口之间的关系为:TB数=码字数≤层数≤天线端口数 CRC插入加扰传输块TB 信道编码码字 Codeword 调整传输层aer预编码+天线口pot 速率匹配昆映射传输层的个数 MAC层物理层称为秩rank 1.3.3Q0S EPS系统中,QoS控制的基本粒庋是EPS承载( earer),即相同承载上的所有数据流将获得相冋的QoS保障(如调度策略,缓冲队列管理,链路层配置等),忄同的QoS侏障需要不同类型的EPS承载来提供。 QOS参数包括: Qcl( QoS Class Indentifier):数量等级,标识业务优先级、时延、丢包率等; ARP( Allocation and Retention Priority):表征专用承载建立优先级,在资源限制的情况下决定接受还是拒绝承载的建立或修改请求; GBR( Guaranteed bit rate):表征能够由GBR承载提供的预期比特速率; MBR(Maximum Bit Rate):表征由GBR承载提供的比特速率上限; AMBR( Aggregate Maximum Bit Rate): Non gBr承载定义了AMBR参数,限制了共享该AMBR的所有承载所能提供的总速率在接入內中,空口上承载的QoS是由 enodeB来控制的,每个承载都有相应的QoS 参数QC和ARP。QC|分为1~9。1~4只能签约在PCRF上,HSS只能签约5~9;默认承载只能签约5~9 QC1资源类型优先级/包延迟误码及丢包预算率典型业务 2 100ms 10 语音会话 150ms 视频会话(实时流) GBR 3 3 50 ms 103 实时游戏 5 300ms 106 非会话視频(缓冲流) 100ms 106 MS信令视频(缓冲流) 6 300ms 了6 TCP传输eg- w. e-mail,chat,ftp,p2p file sharing, progressive video, etc Non-GBR 100ms 语音,視频(实时流),互动游戏 8 8 视频(缓冲流) 300ms TCP传输(eg-, ww. e-mail. chat.fp,p2p 9 9 file sharing, progressive video, etc. 1.3.4用户标识无线侧用户标识: 标识类型应用场景获得方式有效范围 RA-RN随机接入中用于指示接收根据占用的时频资源计算获得小区内随札接入响应消息 (0001~003c) T-CRNTI 随机接入中,没有进行竞eNB在随机接入响应消息中下发小争裁决前的CRN给终端(003~F3) CRNT)于标识 RRC Connect初始接入时获得( T-CRNTI升级小区内状态的UE 为CRNT)(003D~FFF3) eNB在调度UE进入SPS时分配 SPS-CRNTI 半静态调度标识小区内 (003D~FFF3) P-RNTI 寻呼 FFFE(固定标识) 全网 SI-RNTI 系统广播 FFFF(固定标识) 全网核心网标识用户名称来源标识作用 Subscriber ldentity SI卡UE在首次 ATTACH时需要携带WS信息,网终也 International mobile IMS 可以通过身份识别流程要求UE上报MS|参数 International mobile 国际移动台设备标识,唯一标识UE设各,用15个 IMEI 终端 Equipment Identity 数字表示 IMEI and software IMEISV 终端携带软件版本号的国际移动台设备标识,用16个数 Version number 字衣示 S-TMSI SAE Temporary MobileMME产SAE临时移动标识,由MME分配。与UMTS的P Station Identifier生并维护|TMS格式类似,用于NAS交互中保护用户的Ms 仝球唯一临时标识,在网络中唯一标识UE,可减少 Globally Unique MMe产Me等用户私有参数暴露右络传输中第 GUTI Temporary Identifier生并维护 GUT|进行一个对应,以后就一直用GUTl,通过 attach accept带给UE;TMS|是GUT的一部分 GUT的结构 Globally unique temporary ID GUTI GUMMEI M-TMSI MMEI GUMMEl(Global Unique MME Identifier) MMEI (MME Identifier) MMEGI MMEC MMEGI (MME Group Id) MMEC (MME Code M-TMSI(MME Temporary Subscriber Identity) S-TMs|结构: Temporary ID S-TMSI MMEC M-TMSI 1.3.5EPS状态 EPS状态分为EMM和ECM两种: EMM( EPS Mobility Management EPS移动性管理:分为 EMM-Deregisted和EMM- Registered两种状态 EcM( EPS Connection Management)EPS连接状态管理:分为 ECM-IDLE和ECM CONNECTED两种状态。 EMM-Registered:是指终端已 ATTACH上,且已存在默认承载; EMM-Deregisted 是制终端 DETACH,或者TAU过程被拒绝后的状态。EMM状态可以理解为UE与MME 之间的状态关系。 Attach EMM EMM deregistered registered Detach ECM状态判定规则就是是否有NAS信令连接。例如:UE可以通过 Service Request 或 Tracking Area Update,从ECM-DLE态切换到 ECM-CONNECTED态。 ECM Connected=RRC Connected s1 Connection UE eNB MME RRC Connection S1 Connection ECM Connected EMM和ECM之间的状态转换: Power On Release due to Registration(Attach) Inactivity Allocate IP addresses Release RRC connection · Authentication Establish security context EMM Deregistered EMM Registered EMMiRegistered ECM Idle ECM Connected Deregistration(Detach) New Traffic Change PLMN Establish RRC Connection Release iP addresses Timeout of Periodic TA Release IP addresses

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