4G EUTRA总体架构.docx

4G EUTRA总体架构1 E-UTRAN总体结构 E-UTRAN的总体结构如下图所示，由一组eNoBeB组成，为UE提供用户平面协议和控制平面协议。用户平面包括PDCP、RLC、MAC、PHY各层协议；控制平面包括RRC、PDCP、RLC、MAC、PHY各层协议。eNB通过X2接口相互连接；eNB通过S1接口和EPC (Evolved Packet Core)核心网络相连接，其中，S1-MME是eNB和MME (Mobility Management Entity) 之间的接口，而S1-U 是eNB和S-GW 之间的接口。S1接口支持多个MME/多个S-GW和多个eNB之间的多对多的互联互通。 MME / S-GWMME / S-GWX2eNB1.1 功能界面Functional Split 基站eNodeB的功能包括： Ø RRM功能：无线承载控制Radio Bearer Control、无线准入控制Radio Admission Control、连接移动性控制Connection Mobility Control、上下行链路动态资源分配控制Dynamic allocation of resources to UEs in both uplink and downlink (scheduling)，等等。 Ø IP包头压缩和用户数据流加密。 Ø UE附着过程中选择MME。 Ø 将用户平面数据路由到S-GW。 Ø 调度和传输寻呼消息。 Ø 调度和传输广播信息。 Ø 执行测量，并负责测量报告配置。 Ø 调度和传输PWS消息。 Ø CSG处理。 Ø 在上行链路为传输层的分组包做标记。 E-UTRANeNBeNBØ 在没有UE移动性的情况下对S-GW重定位。 MME的功能包括： Ø NAS信令处理； Ø NAS信令的安全性； Ø AS信令的安全性控制 Ø 空闲状态下的UE可达性； Ø 追踪区列表管理； Ø PDN GW和Serving GW选择； Ø 跨MME切换中的MME选择； Ø 漫游； Ø 鉴权； Ø 承载管理功能； S-GW的功能包括： Ø 提供跨eNB切换的本地移动性锚点； Ø 提供跨异网移动性锚点； Ø 合法侦听； Ø E-UTRAN空闲模式中的下行链路数据包缓存，及网络发起的业务的业务请求流程的初始化； Ø 数据包路由和转发； Ø 为传输层的上行链路和下行链路数据包打标记； Ø 提供基于用户的账单，或者基于QCI颗粒度的账单； Ø 基于UE、PDN或者QCI的上行/下行计费; PDN GW的功能包括： Ø 基于用户的数据包过滤packet filtering； Ø 合法侦听； Ø UE的IP地址分配； Ø 为传输层的上行链路和下行链路数据包打标记； Ø 上行链路和下行链路的业务层次的计费和速率控制； Ø 基于APN-AMBR的rate enforcement； eNBInter Cell RRMRB ControlConnection Mobility Cont.MMERadio Admission ControlNAS SecurityeNB MeasurementConfiguration & ProvisionDynamic Resource Allocation (Scheduler)RRCPDCPS-GWRLCMACS1PHYPacket FilteringinternetE-UTRANEPCMobility AnchoringUE IP address allocationP-GWIdle State Mobility HandlingEPS Bearer ControlE-UTRAN和EPC之间的功能界面 1.2 无线协议结构Radio Protocol architecture 1.2.1 用户面User plane 下图是E-UTRAN用户面的协议栈，包括PDCP、RLC、MAC和PHY四层协议。执行的功能包括包头压缩、加密、调度、ARQ和HARQ。 UEPDCPRLCMACPHYeNBPDCPRLCMACPHY1.2.2 控制面Control plane 在eNodeB，控制面的协议栈包括RRC、PDCP、RLC、MAC、PHY五层协议。执行的功能包括： Ø PDCP子层的控制面功能包括加密和完整性保护； Ø RLC和MAC子层的控制面功能和用户面一样； Ø RRC子层的功能包括： n 广播 n 寻呼 n RRC连接控制 n RB控制 n 移动性功能 n UE测量的报告和控制 Ø NAS控制协议的功能包括： n EPS承载控制 n 鉴权 n ECM-IDLE状态下的移动性处理 n ECM-IDLE状态下的寻呼消息起始 n 安全控制 UENASRRCPDCPRLCMACPHYRRCPDCPRLCMACPHYeNBMMENAS1.3 同步Synchronization 同步方法和技术非常多，没有一个方法或者技术能够实现E-UTRAN的所有同步需求，因此eNodeB设计了一个逻辑端口，接收输入的各种时间同步信号或者频率同步信号或者相位同步信号。 1.4 IP fragmentation S1和X2接口支持IP层的封包切割。 1.5 家庭基站Support of HeNBs 家庭基站的逻辑示意图如下。家庭基站通过一组S1接口和EPC核心网连接。家庭基站的配置模块和鉴权模块与普通基站相同。 S1-US1-UHeNBS1-MMES1-MMEX2S1-MMEHeNB GWS1-MMEEPCHeNBSeGWS1-US1-UHeNB Mgmt System E-UTRAN允许运营商为家庭基站部署家庭基站网关，这样能够扩展家庭基站和EPC之间的S1接口功能，以可累加的方式支持较多数量的家庭基站。家庭基站网关起到了控制平面的集线器的作用。家庭基站的S1-U接口或者在家庭基站网关处终结，或者在家庭基站和S-GW之间建立一条直达的逻辑上的用户平面连接。 对MME来说，家庭基站网关就是eNB。对家庭基站来说，家庭基站网关就是MME。不管家庭基站是直连EPC还是通过家庭基站网关连接EPC，家庭基站和EPC之间的S1接口是一样的。完整的网络结构图如下： MME / S-GWMME / S-GWMME / S-GWS1S1S1eNBX2HeNB GWX2eNBX2X2 GWE-UTRANeNBX2HeNBX2X2X2HeNBHeNB支持家庭基站网关的E-UTRAN结构 1.6 中继转发 1.6.1 概述 E-UTRAN支持中继转发，即让某些eNB成为施主eNB，并下挂一些中继节点，从而扩大信号覆盖范围。中继节点和施主eNB之间的接口是经过修改的E-UTRA空中接口。 中继节点具备eNB的很多功能，比如终结E-UTRA空中接口、支持S1和X2接口。 除了eNB功能，中继节点还具有UE的一些功能，比如物理层协议处理、层2协议处理、RRC协议处理、NAS协议处理等。 中继节点RN不支持跨小区切换，也不能将另一个中继节点RN当作施主eNB。 1.6.2 网络结构 使用了中继节点RN的E-UTRA网络结构如下图所示。S1、X2和Un接口在中继节点RN终结，施主eNB在RN和其它网络节点之间提供S1和X2的代理人功能。对RN来说，处理S1-MME协议时，作为proxy的施主eNB相当于MME；处理X2协议时，作为proxy的施主eNB相当于eNB；处理S1-U协议时，作为proxy的施主eNB相当于S-GW。 S1和X2代理人功能包括在RN的S1/X2接口与其它网络节点的S1/X2接口之间传递和特定UE相关的S1/X2信令消息，以及GTP数据包。 MME / S-GWMME / S-GWeNBRN 支持RN的E-UTRAN架构 中继节点RN和施主eNB支持将信令和用户数据包映射进为RN建立的EPS承载。这种映射是基于UE和P-GW之间已经存在的QoS方法。 X2DeNBE-UTRAN