在無線通信系統中,負責傳送和處理用戶數據流工作的協議稱為用戶面;負責傳送和處理系統協調信令的協議稱為控制面。用戶面如同負責搬運的碼頭工人,控制面就相當於指揮員,當兩個層面不分離時,自己既負責搬運又負責指揮,這種情況不利於大貨物處理,因此分工獨立后,辦事效率可成倍提升,在LTE網絡中,用戶面和控制面已明確分離開。
1.2 接口與協議
接口是指不同網元之間的信息交互時的節點,每個接口含有不同的協議,同一接口的網元之間使用相互明白的語言進行信息交互,稱為接口協議,接口協議的架構稱為協議棧。在LTE中有空中接口和地面接口,相應也有對應的協議和協議棧。
LTE系統的數據處理過程被分解成不同的協議層。簡單分為三層結構:物理層、數據鏈路層L2和網絡層。圖1闡述了LTE系統傳輸的總體協議架構以及用戶面和控制面數據信息的路徑和流向。用戶數據流和信令流以IP包的形式進行傳送,在空中接口傳送之前,IP包將通過多個協議層實體進行處理,到達eNodeB后,經過協議層逆向處理,再通過S1/X2接口分別流向不同的EPS實體,路徑中各協議子層特點和功能如下:
1.2.1 NAS協議(非接入層協議)
處理UE和MME之間信息的傳輸,傳輸的內容可以是用戶信息或控制信息(如業務的建立、釋放或者移動性管理信息)。它與接入信息無關,只是通過接入層的信令交互,在UE和MME之間建立起了信令通路,從而便能進行非接入層信令流程了。
NAS層功能如下:
- 會話管理:包括會話建立、修改、釋放及QoS協商
- 用戶管理:包括用戶數據管理,以及附着、去附着
- 安全管理:包括用戶與網絡之間的鑒權及加密初始化
- 計費
1.2.2 RRC層(無線資源控制層)
RRC層是支持終端和eNodeB間多種功能的最為關鍵的信令協議。RRC的功能包括:
- 廣播NAS層和AS層的系統消息
- 尋呼功能(通過PCCH邏輯信道執行)
- RRC連接建立、保持和釋放,包括UE與E-UTRAN之間臨時標識的分配、信令無線承載的配置
- 安全功能,包括密鑰管理
- 端到端無線承載的建立、修改與釋放
- 移動性管理,包括UE測量報告,以及為了小區間和RAT間移動性進行的報告控制、小區間切換、UE小區選擇與重選、切換過程中的RRC上下文傳輸等
- MBMS業務通知,以及MBMS業務無線承載的建立、修改與釋放
- QoS管理功能
- UE測量上報及測量控制
- NAS消息的傳輸
- NAS消息的完整性保護
1.2.3 PDCP層(分組數據匯聚協議層)
負責執行頭壓縮以減少無線接口必須傳送的比特流量。頭壓縮機制基於ROHC。在接收端,PDCP協議將負責執行解密及解壓縮功能。對於一個終端每個無線承載有一個PDCP實體。一個PDCP實體是關聯控制平面還是用戶平面,主要取決於它為哪種無線承載攜帶數據。PDCP層在控制面對RRC和NAS層消息進行完整性校驗,在用戶面不進行完整性校驗。
PDCP層功能
- IP包頭壓縮與解壓縮
- 數據與信令的加密
- 信令的完整性保護。
1.2.4 RLC層(無線鏈路控制層)
參考:https://wenku.baidu.com/view/4415bb9381c758f5f71f673f.html