概述E-UTRAN接口和協(xié)議

在整個(gè)的E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)中，由于沒(méi)有了RNC，整個(gè)E-UTRAN的空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)和原來(lái)的UTRAN相比，有了較大的不同，特別是不同功能實(shí)體的位置，出現(xiàn)了很多變化。原來(lái)由RNC承擔(dān)的功能，被分散到了eNB和aGW上。

在E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)中，eNB的主要功能除了包括空中接口的PHY、MAC、PLC、RRC各層實(shí)體、用戶通信過(guò)程中的控制面和用戶面的建立、管理和釋放；還包括了部分無(wú)線資源管理（RRM）方面的功能。

　　而接入網(wǎng)關(guān)aGW，主要分為移動(dòng)性管理實(shí)體（MME）和用戶面實(shí)體（UPE）。其承擔(dān)的功能主要包括：尋呼的發(fā)起；UE空閑狀態(tài)下的移動(dòng)性管理；用戶面的加密；分組數(shù)據(jù)的包頭壓縮；接入承載控制；非接入層信令和用戶數(shù)據(jù)的加密等。

　　而對(duì)于基站之間的無(wú)線資源管理，如小區(qū)間的干擾消除和協(xié)調(diào)，不同小區(qū)之間的負(fù)載平衡等，是否需要引入一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)RRM Server來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)，目前在3GPP內(nèi)仍沒(méi)有最后的結(jié)論，但討論的各方達(dá)成的一致意見(jiàn)是，即使在網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有該實(shí)體的情況下，系統(tǒng)仍然能夠正常工作。換句話說(shuō)，就是RRM Server可能會(huì)作為一個(gè)可選的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，被引入E-UTRAN中。

　　和UTRAN相比，E-UTRAN最突出的兩點(diǎn)變化就是：

　　沒(méi)有了RNC，空中接口的用戶平面（MAC/RLC）和控制平面（RRC）功能由eNB進(jìn)行管理和控制，包括完成基站之間的切換。少了一層節(jié)點(diǎn)，用戶面的數(shù)據(jù)傳送和無(wú)線資源的控制，變得更加迅捷；

　　而接入網(wǎng)關(guān)（aGW）承擔(dān)了接入網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)的分組數(shù)據(jù)匯聚（PDCP）子層的功能，也承擔(dān)了諸如NAS信令狀態(tài)管理的部分核心網(wǎng)功能，從整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的角度看，接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的界限開(kāi)始變得模糊。

　　2　用戶平面和控制平面

　　E-UTRAN空中接口協(xié)議可以分為用戶平面和控制平面�？刂泼尕�(fù)責(zé)用戶無(wú)線資源的管理、無(wú)線連接的建立、業(yè)務(wù)的QoS保證和最終的資源釋放，而用戶面則主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的正常傳輸。

　　相對(duì)UTRAN來(lái)講，E-UTRAN最大的不同就是允許多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)復(fù)用到同一個(gè)共享傳輸信道（SCH，Shared CHannel）；同時(shí)，在不使用MIMO的情況下，而下行，在每個(gè)傳輸時(shí)間間隔（TTI），允許傳送多于一個(gè)的傳輸塊。另外，安全方面的功能，如RRC層的信令完整性保護(hù)和用戶面的加密，被拆開(kāi)分別放在了eNB和aGW兩個(gè)實(shí)體。

　　1）用戶平面

　　在用戶面，協(xié)議棧主要分為MAC、RLC、PDCP和安全子層。相比較3GPP Rel.6，MAC、RLC、PDCP子層的功能類似，只是負(fù)責(zé)相應(yīng)協(xié)議的網(wǎng)元發(fā)生了變化。而安全子層，主要完成用戶數(shù)據(jù)和NAS信令的加密。這是由于用戶數(shù)據(jù)加密移到了aGW而新增的一層協(xié)議。但目前，對(duì)于安全子層的存在必要性3GPP中還在討論，如果該層最終和PDCP合并的話，這部分功能也將并入PDCP子層。

　　2）控制平面

　　控制平面的底層協(xié)議，和用戶平面相似，而上層的RRC層和非接入子層（NAS）是控制面最重要的部分。在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，UE既可能處于空閑狀態(tài)，也有可能正在進(jìn)行業(yè)務(wù)。針對(duì)UE的不同狀態(tài)，在RRC和NAS子層都有不同的協(xié)議狀態(tài)與之對(duì)應(yīng)，從而對(duì)不同活動(dòng)狀態(tài)的UE進(jìn)行管理。

　　RRC子層主要承擔(dān)廣播、無(wú)線接口尋呼、RRC連接管理、無(wú)線承載控制（RBC）、移動(dòng)性管理、UE測(cè)量上報(bào)和控制等功能。把RRC在網(wǎng)絡(luò)側(cè)終結(jié)于eNB，是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重大改變。

　　和UTRAN相比，E-UTRAN的RRC狀態(tài)減少為只有兩個(gè)：

　　●RRC_IDLE：當(dāng)UE不發(fā)起業(yè)務(wù)時(shí)，通常處于該狀態(tài)。此時(shí)，eNB側(cè)也沒(méi)有UE的RRC上下文，只進(jìn)行一些諸如監(jiān)聽(tīng)尋呼、小區(qū)廣播消息等操作，在eNB之內(nèi)不存儲(chǔ)RRC上下文；

　　●RRC_CONNECTED：UE已經(jīng)建立業(yè)務(wù)后，進(jìn)入RRC連接狀態(tài)，E-UTRAN具有該UE的上下文，并知道UE所在的小區(qū)；網(wǎng)絡(luò)和UE之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；進(jìn)行切換和鄰區(qū)測(cè)量；以及控制UE進(jìn)行非連續(xù)發(fā)送/接收（DTX／DRX）。

　　非接入層（NAS，Non-Access-Stratum），顧名思義，更多的是完成核心網(wǎng)對(duì)用戶的移動(dòng)性、呼叫控制和QoS管理功能，不屬于接入網(wǎng)的范疇，這部分終結(jié)于aGW。UE的NAS層狀態(tài)和其所處的RRC狀態(tài)有相應(yīng)的關(guān)系。

　　NAS層主要包括3個(gè)協(xié)議狀態(tài)：

　　●LTE_DETACHED：網(wǎng)絡(luò)和UE側(cè)都沒(méi)有RRC實(shí)體，此時(shí)UE通常處于關(guān)機(jī)、去附著等狀態(tài)；

　　●LTE_IDLE：對(duì)應(yīng)RRC的IDLE狀態(tài)。UE和網(wǎng)絡(luò)側(cè)存儲(chǔ)的信息包括：給UE分配的IP地址、安全相關(guān)的參數(shù)（密鑰等）、UE的能力信息、無(wú)線承載。此時(shí)UE的狀態(tài)轉(zhuǎn)移由基站或aGW決定；

　　●LTE_ACTIVE：對(duì)應(yīng)RRC連接狀態(tài)；狀態(tài)轉(zhuǎn)移由基站或aGW決定。