您的位置：
【LTE基础知识】LTE整体架构和协议架构概述
LTE整体架构
下图为LTE系统整体网络拓扑结构图：& 与UMTS系统相比，LTE/SAE网络中无线传输技术、空中接口协议和系统结构等方面都发生了革命性的变化。对应的无线网络和核心网被称为E-UTRAN和EPC（Evolved Packet Core），并将整个网络系统命名为EPS（Evolved Packet System，演进的分组系统）。
& 在E-UTRAN中，eNodeB之间底层采用IP传输，在逻辑上通过X2接口相互连接，也就是常说的Mesh型网络。这样的网络结构设计，可以有效地支持UE在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换。每个eNodeB通过S1接口，与MME/S-GW相连接，而S1接口，也是采用了全部或部分Mesh型的连接形式，即一个eNodeB可用于多个MME/S-GW互连，反之亦然。
& 可以看出，与UTRAN系统相比，E-UTRAN系统将NodeB和RNC融合为一个网元eNodeB，因此，系统中将不再存在Iub接口，而X2接口类似于原系统中的Iur接口，S1接口类似于Iu接口。
& 具体来讲，eNodeB是指在UMTS系统NodeB原有功能基础上，增加了RNC的物理层、MAC层、RRC层、以及调度、接入控制、承载控制、移动性管理和小区间无线资源管理等功能，即eNodeB实现了接入网的全部功能。MME/S-GW则可以看成一个边界节点，作为核心网的一部分，类似于UMTS系统中的SGSN。
& 综上，新的网络结构可以带来以下好处：
●&&网络扁平化使得系统延时减少，从而改善了用户体验，可开展更多业务；
●&&网元数目减少，使得网络部署更为简单，网络的维护更加容易；
●&&取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高网络稳定性。LTE协议架构& E-UTRAN系统的空中接口协议栈根据用途可以分为用户平面协议栈和控制平面协议栈。用户平面协议栈与UMTS系统相似，主要包括物理（PHY）层、媒体访问控制（MAC）层、无线链路控制（RLC）层以及分组数据汇聚（PDCP）层四个层次，这些子层在网络侧均终止于eNodeB实体。如下图所示：控制平面协议栈如下图所示：& 控制平面协议栈主要包括非接入层（NAS）、RRC、PDCP、RLC、MAC、PHY层。其中，PDCP层提供加密和完整性保护功能，RLC及MAC层中控制平面执行的功能与用户平面一致。RRC层协议终止于eNodeB，主要提供广播、寻呼、RRC连接管理、无线承载（RB）控制、移动性管理、UE测量上报和控制等功能。NAS子层则终止于MME，主要实现EPS承载管理、鉴权、空闲状态下的移动性处理、寻呼消息以及安全控制等功能。
& 下图简要描述了LTE协议不同层次的结构、主要功能以及各层之间的交互流程。该图给出的是eNodeB侧协议架构，UE侧的协议架构与之类似。& 与UMTS系统及大多数移动通信系统类似，LTE系统的数据处理过程被分解成不同的协议层。上图阐述了LTE系统下行传输的总体协议架构，下行数据以IP包的形式进行传送，在空中接口传送之前，IP包将通过多个协议层实体进行处理，具体描述如下：
●&&PDCP层：负责执行头压缩以减少无线接口必须传送的比特流量。头压缩机制基于ROHC，ROHC是一个标准的头压缩算法，已被应用于UMTS及多个移动通信规范中。PDCP层同时负责传输数据的加密和完整性保护功能；在接收端，PDCP协议将负责执行解密及解压缩功能。对于一个终端每个无线承载有一个PDCP实体。
●&&RLC层：负责分段与连接、重传处理，以及对高层数据的顺序传送。与UMTS系统不同，LTE系统的RLC协议位于eNodeB，这是因为在LTE系统对无线接入网的架构进行了扁平化，仅仅只有一层节点eNodeB。RLC层以无线承载的方式为PDCP层提供服务，其中，每个终端的每个无线承载配置一个RLC实体。
●&&MAC层：负责处理HARQ重传与上下行调度。MAC层将以逻辑信道的方式为RLC层提供服务。
●&&PHY层：负责处理编译码、调制解调、多天线映射以及其它电信物理层功能。物理层以传输信道的方式为MAC层提供服务。TAG:
←←微信扫描二维码，即可将本文分享到朋友圈
版权申明：部分文章转载或来源于投稿，不代表本站赞同其观点，如有异议，请联系我们。
上篇文章：
下篇文章：
  最热通信招聘
  最新招聘信息如何系统地实现用于LTE无线设备的高级天线架构
杰夫·西姆布林,王权昕
打开微信“扫一扫”，打开网页后点击屏幕右上角分享按钮
1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
定义理想的有源解决方案由于有源天线系统为LTE MIMO的应用提供了许多优势，因此那么多射频供应商正积极开发有源调试解决方案就显得并不令人吃惊。越来越多的选择也都有着其自身的挑战：首先将解决方案确定下来，这会比先确定其他的诸如性能、可靠性、灵活性和易于集成等更加有效。成功实现的关键在于一个系统的方案。这个方案需要通过天线、有源器件和算法同步设计和优化作为完整的解决方案来实现最佳的性能。这个方法不只是提供给设备供应商一个易于整合的解决方案，还能帮助其产品以最快的速度面市，以及获得最低的成本。其他的方案则需要多个步骤去实现。首先，设备供应商需要分别获取天线和芯片，而这些部件不能最优化的一起工作。其次，设备供应商必须集成各种器件、优化软件，集成各项到设备中并希望它们都能够工作。这种方案将会是非常耗时和昂贵的，并且还会延长学习曲线。同时，对于那些缺乏天线专业知识的芯片供应商和大多数没有有源器件经验的天线公司来说，这种方案也可能难以获得支持。理想的方案是一个有一体化的模块能够有效节省成本，并被快速地添加到智能手机、平板电脑和其他无线设备中，而不是花费数周或者数月的时间。这种即插即用的设计减少了OEM厂商的研发成本和产品上市时间，同时他们不必雇佣一个射频团队去处理那些相应的工作。后者的优势则特别适用于那些仅仅只是掌握有限的、甚至毫无射频经验的M2M和IoT设备的工程师们。一种解决方案是有源阻抗匹配。这一项技术能够在不影响性能的同时，将天线的物理尺寸减少50%。这个尺寸的显著减少是非常有意义的，尤其是在电池体积在持续增长的同时，还有额外的天线需要集成到设备中的时候。另外，这一技术能够在相同的天线体积的情况下用来覆盖更宽的频段。理想的情况下，有源阻抗匹配应该完成在馈电点(feedpoint)而不是远离整个系统的地方，例如在收发芯片(transceiver chipset)中。在馈电点的设计将最大限度地提高性能，因为调试是要着眼于整个天线系统的。当调试放置在射频链路后端很远的地方，系统性能会对传输线的电延时和损耗有不利的影响。波段开关是另外一个重要的方式。也被称作有源孔径(active aperture)，这项技术能动态地改变天线振子的电长度从而改变其频率响应。一种替代的方法已经在前面的有源匹配中讨论过，也就是在馈电点的调试电路上改变天线的阻抗。这两种方法的主要区别，有源孔径/波段开关是一个用来粗调天线振子同时自动匹配在馈电点提供更优化的频率响应。在过去，OEM厂商必须在两种技术之间进行选择，因为多个元件(例如可调电容和开关)造成的成本问题。然而新的有源器件消除了那些权衡的过程，而是融合一个四端口的开关和一个可调电容器在一个单独的射频集成电路(RFIC)中。这个设计利用波段开关调节贯穿了几百兆赫兹的频域，并且利用可调匹配功能来微调阻抗。LTE技术中最大的天线挑战出现在1GHz以下，因为这个频段对于天线尺寸最为敏感。有源天线系统技术将会着重去调谐这些较低的LTE频带。较高频率的性能在优化这些高频内置天线尺寸时就算不使用有源调节也比较容易实现。因此，它会更多的关注低频的阻抗匹配，提供一种更为有效的解决方案。芯片供应商通常会设计一个射频集成电路(RFIC)去覆盖尽可能多的频段，适应尽可能多的天线类型和匹配尽可能多的阻抗。因此，设计就需要在性能和成本之间进行折衷。但是有着大量天线经验的供应商们知道，可调器件不能独立地去补偿一个很差的。同时一个富有经验的有源天线系统供应商也知道，为了实现最好的性能和最低廉的成本在设计一个天线和它的协调电路时同样的重要。随着LTE逐渐普及，有源天线解决方案将会成为一个应对LTE的MIMO技术挑战的必要的方案，同时帮助OEM们在竞争中具有脱颖而出，制造出更高性能的设备。作者：杰夫·西姆布林，倚天泰克有限公司首席科学家；王权昕，倚天泰克有限公司产品研发总监本文来自《电子工程专辑》2014年12月《微波与射频》特刊，拒绝转载。
?? ??????3
您的昵称：
美国的游客
(您将以游客身份发表，请 | )
IOT是什么?
IOT,IOT是什么? 通过电子工程专辑网站专业编辑提供IOT的最新相关信息,掌握最新的IOT的最新行业动态资讯、技术文萃、电子资料,帮助电子工程师自我提升的电子技术平台.
IoT是什么?
IoT,IoT是什么? 通过电子工程专辑网站专业编辑提供IoT的最新相关信息,掌握最新的IoT的最新行业动态资讯、技术文萃、电子资料,帮助电子工程师自我提升的电子技术平台.
LTE天线是什么?
LTE天线,LTE天线是什么? 通过电子工程专辑网站专业编辑提供LTE天线的最新相关信息,掌握最新的LTE天线的最新行业动态资讯、技术文萃、电子资料,帮助电子工程师自我提升的电子技术平台.
MIMO技术是什么?
MIMO技术,MIMO技术是什么? 通过电子工程专辑网站专业编辑提供MIMO技术的最新相关信息,掌握最新的MIMO技术的最新行业动态资讯、技术文萃、电子资料,帮助电子工程师自我提升的电子技术平台.
新添订阅功能，提供全面快捷的资讯服务！
关注电子工程专辑微信
扫描以下二维码或添加微信号“eet-china”
访问电子工程专辑手机网站
随时把握电子产业动态，请扫描以下二维码
5G网络在提供1Gbps至10Gbps吞吐量方面具有很好的前途， 并且功耗要求比今天的网络和手机都要低，同时还能为关键应用提供严格的延时性能。本期封面故事将会与您分享5G的关键技术发展，以及在4G网络上有怎样的进步。
新版社区已上线，旧版论坛、博客将停用
1、为防数据丢失，旧版论坛、博客不再接受发帖；
2、老用户只需重设密码，即可直接登录新平台；
3、新版博客将于8月底完美归来，敬请期待；
4、全新论坛、问答，体验升级、手机阅读更方便。
推荐到论坛，赢取4积分}