协议功能分类PPT课件.pptx

LTE协议栈研究 高翔2014 03 19 2020 3 20 1 目录 1 LTE协议总体框架2 LTE层结构3 功能分析4 关键技术5 信道分析 2020 3 20 2 目录 1 LTE协议总体框架2 LTE层结构3 功能分析4 关键技术5 信道分析 2020 3 20 3 1 LTE协议总体框架 2020 3 20 4 1 LTE协议总体框架 1 核心网 1 PCRF 2 HLR SAE开户信息 3 P GW IP QoS 4 MME UE2SAE信令交互控制节点2 接入网 1 无线资源管理 2 IP报文头压缩 3 安全性 4 与EPC的连接 2020 3 20 5 目录 1 LTE协议总体框架2 LTE层结构3 功能分析4 关键技术5 信道分析 2020 3 20 6 2 LTE层结构 控制平面左边端口LTE Uu右边端口S1 MME控制平面不包含IP报文压缩功能 RRC协议主要起到对底层的控制功能和信令传输功能 2020 3 20 7 2 LTE层结构 用户平面L1 PHY L2 MAC RLC PDCP E UTRAN用户平面协议栈为图中绿色一部分 2020 3 20 8 目录 1 LTE协议总体框架2 LTE层结构3 功能分析4 关键技术5 信道分析 2020 3 20 9 3 功能分析 1 S1接口相关功能分析2 X2接口相关功能分析3 RLC协议功能分析4 PDCP协议功能分析5 RRC协议功能分析 2020 3 20 10 3 功能分析 1 S1接口相关功能分析2 X2接口相关功能分析3 RLC协议功能分析4 PDCP协议功能分析5 RRC协议功能分析 2020 3 20 11 1 S1接口相关功能分析 控制平面 1 采用SCTP IP协议栈结构2 SCTP协议延续了TCP协议的特点 保证所需要的信令安全传输 其中多流处理容易实现网络冗余传输 避免头行阻塞 多重寻址 3 相比较UMTS而言 去掉连接管理协议 使连接在S1 AP协议中处理 用户平面 1 S1 U位于eNB与S GW之间 提供两个网元之间的不可靠传输 在UDP IP基础上通过GTP U协议传输用户面PDU 2020 3 20 12 3 功能分析 1 S1接口相关功能分析2 X2接口相关功能分析3 RLC协议功能分析4 PDCP协议功能分析5 RRC协议功能分析 2020 3 20 13 2 X2接口相关功能分析 X2接口是eNB之间的接口 其定义采用了与S1接口一致的原则 两者非常相似 X2 AP的功能主要为 1 支持LTE激活状态下UE的LTE接入系统内MME功能 2 上行负荷管理功能 2020 3 20 14 3 功能分析 1 S1接口相关功能分析2 X2接口相关功能分析3 RLC协议功能分析4 PDCP协议功能分析5 RRC协议功能分析 2020 3 20 15 3 RLC协议功能分析 RLC层主要是分割与重组上层数据包 使得他们的大小适应于无线接口进行实际传输 对于需要无线差错传输的无线承载来说 RLC层可以通过重传来恢复丢失的包 2020 3 20 16 3 RLC协议功能分析 1 TMRLC实体为不需要RLC配置的RRC消息传输消息 例如广播系统信息 寻呼消息 单向传播消息 不分段 不串接 不添加头部 2 UMRLC实体RLCSDU重排序RLCSDU分块和串接RLCSDU重复检测 注意定时器RLCSDU重组 2020 3 20 17 3 RLC协议功能分析 3 AMRLC实体RLCPDU重传重传的RLCPDU数据重分块轮询状态报告 指明ACK NACK信息状态禁止双向数据传输业务支持ARQ 2020 3 20 18 3 功能分析 1 S1接口相关功能分析2 X2接口相关功能分析3 RLC协议功能分析4 PDCP协议功能分析5 RRC协议功能分析 2020 3 20 19 4 PDCP协议功能分析 PDCP协议主要功能为处理控制平面上的RRC消息以及用户平面上的IP包 PDCP协议主要包括包头压缩 安全性功能 完整性保护和加密 以及对切换时的重排序和重传的支持 2020 3 20 20 4 PDCP协议功能分析 1 用户平面数据的包头压缩和解压缩 2 安全性功能用户和控制平面协议的加密和解密控制平面数据的完整性保护和验证 3 切换支持功能在切换时对向上层发送的PDU顺序发送和重排序对映射到RLCAM实体下的用户平面数据的无损切换 4 丢弃超时的用户平面数据 2020 3 20 21 4 PDCP协议功能分析 1 用户平面数据的包头压缩和解压缩RoHC协议将40字节包头压缩为6 8字节 主要应用场合为VoIP voiceoverIP IP语音 一般载荷为32字节的VoIP分组添加IPv4或IPv6后 包头增加125 188 数据量 采用RoHC协议后 使得包头增加为原有的10 左右 2020 3 20 22 4 PDCP协议功能分析 2 安全性功能用户和控制平面协议的加密和解密通过对消息和加密流做异或运算 根据接入层导出密钥 序列号等仅适用PDCP数据PDU PDCP控制PDU不使用控制平面数据的完整性保护和验证为每一个RRCPDU添加完整性消息鉴权码 MAC I 域来实现 2020 3 20 23 4 PDCP协议功能分析 3 切换支持功能在切换时对向上层发送的PDU顺序发送和重排序对映射到RLCAM实体下的用户平面数据的无损切换无缝切换 合理的数据包丢失 减少时延 无损切换 合理的时延 减少数据包丢失 2020 3 20 24 3 功能分析 1 S1接口相关功能分析2 X2接口相关功能分析3 RLC协议功能分析4 PDCP协议功能分析5 RRC协议功能分析 2020 3 20 25 5 RRC协议功能分析 1 系统信息 处理包含NAS公共信息在内的系统信息广播 2 RRC连接控制 RRC连接建立 修改 释放3 支持RAT移动性4 测量 2020 3 20 26 5 RRC协议功能分析 1 系统信息 处理包含NAS公共信息在内的系统信息广播 LTE系统定义了许多系统信息块 系统信息通过信息块 SIB 方式来组织 目的是在RRC IDLE和RRC CONNECTED具有不同信息块 2020 3 20 27 5 RRC协议功能分析 2 RRC连接控制 RRC连接建立RRC连接请求RRC连接建立RRC连接建立完成RRC连接建立失败后重建立RRC连接重配置当需要发起对无线承载 radiobearer RB 的管理 参数配置时 2020 3 20 28 5 RRC协议功能分析 3 支持RAT移动性对于RRC CONNECTED模式的UE从E UTRAN移出的RAT的移动性 该功能支持切换等功能 在移动到CDMA2000的情况下 eNB决定什么时候移动到其他RAT 而目标RAT决定UE将移动到何小区 2020 3 20 29 5 RRC协议功能分析 4 测量UE按照E UTRAN提供的测