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LTE 协议解析 一、MAC层协议 MAC层协议架构 MAC层协议在LTE协议栈的位置如下所示： MAC层协议架构 层二的下行功能框图： MAC层协议架构 层二的上行功能框图： 提供给上层的服务 期待物理层提供的服务 MAC层功能 MAC层功能 信道结构 信道可以认为是不同协议层之间的业务接入点（SAP），是下一层向它的上层提供的服务。LTE沿用了UMTS的三种信道，逻辑信道，传输信道与物理信道。 从协议栈的角度来看，物理信道是物理层的, 传输信道是物理层和MAC层之间的, 逻辑信道是MAC层和RLC层之间的，它们的含义是： 逻辑信道：传输什么内容 传输信道：怎样传 物理信道：信号在空中传输的承载 MAC格式 MAC PDU是八位对齐的比特流，最高位第一行的最左边比特，最低位在最后一行的最右边的比特；MAC SDU也是八位对齐的比特流，而MAC PDU里面的参数也是按照相同的顺序，高位在左边，低位在右边的顺序。 MAC PDU具有一个头部，零个或多个SDU，零个或多个控制单元，可能还有填充位。 MAC头部与MAC SDU都是可变长度的。 一个MAC PDU头部，MAC PDU头部可能有一个或多个子头部（subheader），每一个对应一个SDU、控制信息单元(control element)或者填充位。 一个普通MAC PDU子头部由六个域（R/R/E/LCID/F/L）组成，但是对于最后一个子头部、固定长度的MAC控制信息单元以及填充位对应的子头部，它们只包含四个域（R/R/E/LCID） MAC PDU子头部的顺序跟MAC SDU，MAC控制信息单元以及填充部分出现的顺序是相应的。 MAC控制信息单元处于任何MAC SDU的前面。 填充部分一般放在MAC PDU的最后面，不过如果只有一个字节或者两个字节的填充部分时，它就放在MAC PDU的最前面。填充部分的内容可以是任何值，因为接收方会直接忽略掉这里面的内容。 对于一个UE，每次一个传输块只能携带一个MAC PDU，当然它也告诉我们，如果有两个传输块时，可以携带两个PDU（这就是当使用空间复用的传输方式时）。 MAC头部是可变长的 二、RLC层协议 三、PDCP协议 分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)层属于无线接口协议栈的第二层，处理控制平面上的无线资源管理(RRC)消息以及用户平面上的因特网协议(IP)包。 在用户平面上，PDCP子层得到来自上层的IP数据分组后，可以对IP数据分组进行头压缩和加密，然后递交到RLC子层。PDCP子层还向上层提供按序提交和重复分组检测功能。在控制平面，PDCP子层为上层RRC提供信令传输服务，并实现RRC信令的加密和一致性保护，以及在反方向上实现RRC信令的解密和一致性检查。 PDCP架构 PDCP实体 PCDP层服务 向上层提供的服务： （1）数据传输 （2）头压缩 （3）加密 （4）完整性保护 PCDP层服务 从下层得到的服务： （1）确认的数据传输业务，包括PDCP PDU成功传输的指示 （2）非确认的数据传输业务 （3）有序传送，除了在切换时的情况 （4）重复丢弃，除了在切换时的情况 PDCP层功能 PDCP协议包括以下具体支持的功能： (1)用户平面数据的包头压缩和解压缩。 (2)安全性功能： ①用户和控制平面协议的加密和解密； ②控制平面数据的完整性保护和验证。 (3)数据的传输功能： ①下层重建时，对向上层发送的PDU顺序发送和重排序； ②对映射到AM模式的RB的下层SDU进行重排序。 (4)数据包的丢弃 (5)将多个RB(无线承载)复用到1个RLC实体 头部压缩 在LTE系统中，规定PDCP子层支持由IETF(互联网工程任务组)定义的健壮性头部压缩协议(ROHC)来进行头部压缩。 在LTE中，因其不支持通过电路交换域(CS)传输的语音业务，为了在分组交换域(PS)提供语音业务且接近常规电路交换域的效率，必须对IP/UDP/RTP报头进行压缩，这些报头通常用于VoIP业务。 PDCP支持多种头部压缩算法，并可以支持将来的扩展算法，它具体使用的算法及参数由RRC协商，并通过PDCP-C-SAP告知PDCP实体； PDCP层可以有一个或多个PDCP实体，每个PDCP使用0种、1种或多种头部压缩算法； 不同的PDCP实体可能用相同的头部压缩算法； 典型的，对于一个含有32 B有效载荷的VoIP分组传输来说，IPv6报头增加60 B，IPv4报头增加40 B，即188%和125%的开销。 为了解决这个问题，在LTE系统中，设定在激活周期内PDCP子层采用ROHC头部压缩技术，在压缩实体初始化之后，这一开销可