LTE空中介面

2022-11-26 10:00:05 字數 4584 閱讀 1989

空中介面是指終端與接入網之間的介面,簡稱uu口,通常也成為無線介面。在lte中,空中介面是終端和enodeb之間的介面。空中介面協議主要是用來建立、重配置和釋放各種無線承載業務的。

空中介面是乙個完全開放的介面,只要遵守介面規範,不同製造商生產的裝置就能夠互相通訊。

空中介面協議棧主要分為三層兩面,三層是指物理層、資料鏈路層、網路層,兩面是指控制平面和使用者平面。從使用者平面看,主要包括物理層、mac層、rlc層、pdcp層,從控制平面看,除了以上幾層外,還包括rrc層,nas層。rrc協議實體位於ue和enb網路實體內,主要負責對接入層的控制和管理。

nas控制協議位於ue和移動管理實體mme內,主要負責對非接入層的控制和管理。空中介面協議棧具體結構如圖1和2所示。層2(mac層、rlc層、pdcp層)各層具體功能將在後面幾節中描述。

圖1 空中介面使用者面協議棧結構

圖2 空中介面控制面協議棧結構

lte沿用了umts裡面的三種通道,邏輯通道,傳輸通道與物理通道。從協議棧的角度來看,物理通道是物理層的,傳輸通道是物理層和mac層之間的,邏輯通道是mac層和rlc層之間的,它們的含義是:

(1)邏輯通道,傳輸什麼內容,比如廣播通道(bcch),也就是說用來傳廣播訊息的;

(2)傳輸通道,怎樣傳,比如說下行共享通道dl-sch,也就是業務甚至一些控制訊息都是通過共享空中資源來傳輸的,它會指定mcs,空間復用等等方式,也就說是告訴物理層如何去傳這些資訊;

(3)物理通道,訊號在空中傳輸的承載,比如pbch,也就是在實際的物理位置上採用特定的調製編碼方式來傳輸廣播訊息了。

2 物理層位於無線介面協議的最底層,提供物理介質中位元流傳輸所需要的所有功能。物理通道可分為上行物理通道和下行物理通道。

lte定義的下行物理通道主要有如下6種型別:

(1) 物理下行共享通道(pdsch):用於承載下行使用者資訊和高層信令。

(2) 物理廣播通道(pbch):用於承載主系統資訊塊資訊,傳輸用於初始接入的引數。

(3) 物理多播通道(pmch):用於承載多**/多播資訊。

(4) 物理控制格式指示信道(pcfich):用於承載該子幀上控制區域大小的資訊。

(5) 物理下行控制通道(pdcch):用於承載下行控制的資訊,如上行排程指令、下行資料傳輸是指、公共控制資訊等。

(6) 物理haro指示信道((phich):用於承載對於終端上行資料的ack/nack反饋資訊,和haro機制有關。

lte定義的上行物理通道主要有如下3種型別:

(1) 物理上行共享通道(pusch):用於承載上行使用者資訊和高層信令。

(2) 物理上行控制通道(pucch):用於承載上行控制資訊。

(3) 物理隨機接入通道(prach):用於承載隨機接入前道序列的傳送,基站通過對序列的檢測以及後續的信令交流,建立起上行同步。

物理層通過傳輸通道向mac子層或更高層提供資料傳輸服務,傳輸通道特性由傳輸格式定義。傳輸通道描述了資料在無線介面上是如何進行傳輸的,以及所傳輸的資料特徵。如資料如何被保護以防止傳輸錯誤,通道編碼型別,crc保護或者交織,資料報的大小等。

所有的這些資訊集就是我們所熟知的「傳輸格式」。

傳輸通道也有上行和下行之分。

lte定義的下行傳輸通道主要有如下4種型別:

(1) 廣播通道(bch):用於廣播系統資訊和小區的特定資訊。使用固定的預定義格式,能夠在整個小區覆蓋區域內廣播。

(2) 下行共享通道(dl-sch):用於傳輸下行使用者控制資訊或業務資料。能夠使用harq;能夠通過各種調製模式,編碼,傳送功率來實現鏈路適應;能夠在整個小區內傳送;能夠使用波束賦形;支援動態或半持續資源分配;支援終端非連續接收以達到節電目的;支援mbms業務傳輸。

(3) 尋呼通道(pch):當網路不知道ue所處小區位置時,用於傳送給ue的控制資訊。能夠支援終端非連續接收以達到節電目的;能在整個小區覆蓋區域傳送;對映到用於業務或其他動態控制通道使用的物理資源上。

(4) 多播通道(mch):用於mbms使用者控制資訊的傳輸。能夠在整個小區覆蓋區域傳送;對於單頻點網路支援多小區的mbms傳輸的合併;使用半持續資源分配。

lte定義的上行傳輸通道主要有如下2種型別:

(1) 上行共享通道(ul-sch):用於傳輸下行使用者控制資訊或業務資料。能夠使用波束賦形;有通過調整發射功率、編碼和潛在的調製模式適應鏈路條件變化的能力;能夠使用harq;動態或半持續資源分配。

(2) 隨機接入通道(rach):能夠承載有限的控制資訊,例如在早期連線建立的時候或者rrc狀態改變的時候。

邏輯通道定義了傳輸的內容。mac子層使用邏輯通道與高層進行通訊。邏輯通道通常分為兩類:

即用來傳輸控制平面資訊的控制通道和用來傳輸使用者平面資訊的業務通道。而根據傳輸資訊的型別又可劃分為多種邏輯通道型別,並根據不同的資料型別,提供不同的傳輸服務。

lte定義的控制通道主要有如下5種型別:

(1) 廣播控制通道(bcch):該通道屬於下行通道,用於傳輸廣播系統控制資訊。

(2) 尋呼控制通道(pcch):該通道屬於下行通道,用於傳輸尋呼資訊和改變通知訊息的系統資訊。當網路側沒有使用者終端所在小區資訊的時候,使用該通道尋呼終端。

(3) 公共控制通道(ccch):該通道包括上行和下行,當終端和網路間沒有rrc連線時,終端級別控制資訊的傳輸使用該通道。

(4) 多播控制通道(mcch):該通道為點到多點的下行通道,用於ue接收mbms業務。

(5) 專用控制通道(dcch):該通道為點到點的雙向通道,用於傳輸終端側和網路側存在rrc連線時的專用控制資訊。

lte定義的業務通道主要有如下2種型別:

(1) 專用業務通道(dtch):該通道可以為單向的也可以是雙向的,針對單個使用者提供點到點的業務傳輸。

(2) 多播業務通道(mtch):該通道為點到多點的下行通道。使用者只會使用該通道來接收mbms業務。

mac子層使用邏輯通道與rlc子層進行通訊,使用傳輸通道與物理層進行通訊。因此mac子層負責邏輯通道和傳輸通道之間的對映。

lte的對映關係較utms簡單很多,上行的邏輯通道全部對映在上行共享傳輸通道上傳輸;下行邏輯通道的傳輸中,除pcch和mbms邏輯通道有專用的pch和mch傳輸通道外,其他邏輯通道全部對映到下行共享通道上(bcch一部分在bch上傳輸)。具體的對映關係如圖3和圖4所示。

圖3 上行邏輯通道到傳輸通道的對映關係

圖4 下行邏輯通道到傳輸通道的對映關係

上行通道中,ul-sch對映到pusch上,rach對映到prach上。下行通道中,bch和mch分別對映到pbch和pmch,pch和dl-sch都對映到pdsch上。具體對映關係如圖5和圖6所示。

圖5 上行傳輸通道到物理通道的對映關係

圖6 下行傳輸通道到物理通道的對映關係

lte空中介面採用分層結構,與wcdma空中介面的分層結構一模一樣,從上到下也是分為rrc-pdcp-rlc-mac-phy等幾個層次,其中rrc屬於網路層,pdcp、rlc和mac屬於鏈路層,phy屬於物理層。因此,如果熟悉wcdma空中介面的話,lte空中介面的結構應該不會感到陌生。

接下來簡要介紹各個層次的功能。

rrc無線資源控制負責lte空中介面的無線資源分配與控制,還承擔了nas信令的處理和傳送工作。由於rrc承擔了lte 空中介面的無線資源管理工作,可以看成lte空中介面的大腦,是lte 空中介面最重要的組成部分。從rrc的功能看,lte空中介面與wcdma空中介面沒有什麼區別。

pdcp是lte空中介面的乙個顯著變化,在wcdma中儘管定義了pdcp,但是並沒有實施,pdcp是可有可無的;在lte中,pdcp成了必須的乙個子層。理解pdcp還是要從控制面與使用者面分別看。控制面上pdcp執行加密以及完整性保護。

使用者面上pdcp執行加密、包頭壓縮以及切換支援(也就是順序傳送以及重複性檢查)。

rlc lte的rlc與wcdma的rlc大同小異:也分為3種工作模式:tm、um以及am。

不過由於lte取消了cs域,沒有了cs相關的承載和通道,結構變得比較簡單。另外,加密的工作也從rlc中取消了。

mac是lte與wcdma空中介面功能接近,但是實施方式差異比較大的地方。比如隨機接入是mac的主要任務,lte與wcdma都具備,但是實施方法差異很大,lte還引入了無競爭的隨機接入。

lte的物理層反映了lte的鮮明技術特點:ofdm+多天線,其中的時頻結構、參考訊號的位置、物理通道的種類,都是lte所特有的。但是,lte依舊保留了turbo編碼以及qam的調製方式。

pdcp:packet data convergence protocol,分組資料匯聚協議。 pdcp協議發軔於wcdma空中介面,壯大於lte空中介面。

pdcp位於rlc子層之上,是l2的最上面的乙個子層,只負責處理分組業務的業務資料。pdcp主要用於處理空中介面上承載網路層的分組資料,例如ip資料流。

在wcdma空中介面中,pdcp的功能主要是壓縮ip資料報的包頭。由於ip資料報都帶有乙個很大的資料報頭(20位元組),僅僅傳輸這些頭部資訊就需要大量的無線資源,而這些頭部資訊往往又可壓縮,為了提高ip資料流在空中介面上的傳輸效率,需要對ip資料報頭部資訊進行壓縮。但是wcdma現網對ip包頭壓縮需求並不迫切,因此現網沒有實施pdcp。

在lte空中介面中,pdcp的功能變得不可或缺,這是由於lte中拋棄了cs域,必須採用voip,而voip的資料報尺寸很小,ip包頭就成了很大的累贅,必須壓縮。lte的pdcp的功能還進行了延伸,將加密功能也收歸旗下,因此也就從僅僅處理使用者面擴充套件到了使用者面以及控制面大小通吃。lte的pdcp甚至還加入了無損切換的支援。

lte空中介面中pdcp由規範ts36.323定義。

TD LTE空中介面的技術分析

作者 張長青 移動通訊 2013年第14期 摘要 td lte網路空中介面是終端和接入網之間的唯一通道,很大程度上決定了移動通訊使用者的感知度,空中介面協議是建立 重配置和釋放各種無線承載業務的保證。從協議 通道 幀結構以及資源分配等方面詳細分析了td lte的空中接 術,並總結空中介面資料位元流的...

lte學習總結

紅色為控制面資料,綠色為使用者面資料。e utran的無線介面協議框架 enb功能 1 無線資源管理 無線承載控制 上下行動態資源分配 排程 2 ip頭壓縮與使用者資料流加密 3 ue附著時mme選擇 4 提供到s gw的使用者面資料的路由 5 尋呼訊息的排程與傳輸 6 系統廣播資訊的排程與傳輸 7...

LTE開站流程

1.用securecrt軟體,連線lmta埠,輸入使用者名稱及密碼 rbs 2.登入後用命令vols,檢視c盤及d盤檔案是否存在。3.reload 4.formathd d格式化d盤 5.formathd d格式化c盤 6.配ip,用ifconfig le0 169.254.1.10 netmask...