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LTE 接口与承载相关基础知识.doc
基础知识
E-RAB在LTE系统中的位置和组成
图1 TD-LTE EPS的承载管理架构
延续3GPP的一贯定义,RAB(Radio Access Bearer)为用户提供从核心网到UE的数据连接能力,但是在LTE中RAB更名为E-RAB。如图1所示,LTE的E-RAB从SGW开始到UE结束,由S1-U承载和DRB(Data Radio Bearer)串联而成,进入LTE系统的业务数据主要通过E-RAB进行传输,因此LTE对于业务的管理主要是在E-RAB层次上进行的。为了管理E-RAB,在LTE系统内需要相应的信令连接传输网元间的控制信令来完成,LTE的信令主要包括三个部分,就是NAS信令、RRC信令和S1 AP信令以及用来传输信令的各种实际的承载。另外ERAB的管理主要体现在S1接口的信令中,包括ERAB的建立、修改和释放,对于RB的管理也就是空口连接的管理可以看做是ERAB管理过程的子过程。
其中DRB是数据无线承载的简称,在UE和ENodeB之间传输ERAB数据包,在DRB和ERAB之间有点到点的映射,是属于空口(Uu接口)的内容,同时在Uu口还包括SRB(Signal Radio Bearer,信令无线承载) 。作为eNodeB和UE之间数据传输的通道,RB是通过RRC信令来进行管理的,eNodeB和UE通过RRC信令的交互,完成各种RB的建立、重配和释放等功能。
S1-U承载在ENodeB和SGW之间传输数据,通过S1AP信令来进行管理的,包括S1承载的建立、修改和释放。S1-AP有专门建立、修改和释放信令完成这几个功能。
RB的功能
图2 RB的构造
RB是eNodeB为UE分配的一系列协议实体及配置的总称,包括PDCP协议实体、RLC协议实体以及MAC和PHY分配的一系列资源等。RB是Uu接口连接eNodeB和UE的通道,在协议架构由下到上包括PHY、MAC、RLC和PDCP协议,任何在Uu接口上传输的数据都要经过RB。
RB包括SRB和DRB,SRB是系统的信令消息实际传输的通道,DRB是用户数据实际传输的通道。
图3 RB的分类
DRB
“数据无线承载”DRB是用于传输用户数据的无线承载,DRB只有一种,协议规定每个UE可以最多有8个DRB用来传输不同的业务。
SRB
“信令无线承载”(SRB)定义为仅仅用于RRC和NAS消息传输的无线承载(RB)。更具体地讲,定义如下三种SRB:
SRB0用于RRC 消息,使用CCCH逻辑信道;message3、4均使用SRB0。
SRB1 用于RRC 消息(可能包括含有NAS消息),SRB1先于SRB2的建立,所有使用DCCH逻辑信道;message5使用SRB1。
SRB2 用于 NAS消息,使用DCCH逻辑信道。SRB2要后于 SRB1建立,并且总是由E-UTRAN在安全激活后进行配置。
下行捎带NAS 消息仅仅用于一个依附的流程(即在连接成功/失败的时候使用):建立/修改/释放承载。上行捎带NAS消息仅仅用于在建立连接的过程中传输初始的NAS 消息。
一旦安全被激活,在SRB1和SRB2上所有的RRC消息,包括那些包含NAS或非3GPP消息,都由PDCP进行完整型保护和加密。NAS各自独立采用完整性保护和加密生成NAS消息。
RB的管理
RB的管理主要是在RRC连接的信令传输上完成的,Uu口上的RB包括SRB0、SRB1、SRB2和DRB。接下来介绍RRC连接相关内容。
RRC连接管理
图4 RRC协议架构
如上所述,RRC是管理RB的协议实体,通过RRC信令的交互完成RB的建立、修改以及释放等功能。通俗的讲RRC连接指的是UE和eNodeB之间建立的SRB1,因为标准规定SRB0是不需要建立的,UE在RRC_IDLE状态就可以获得SRB0的配置和资源,如果需要可以直接使用。系统中业务发起的过程是通过SRB0上传输信令建立SRB1,SRB1建立之后UE就进入RRC_Connected状态;进而通过SRB1传输信令建立SRB2用来传输NAS信令;利用SRB1传输信令建立DRB来传输用户数据,在业务进行过程中通过SRB1进行管理;当业务结束后,SRB1上传输的信令可以将所有的DRB、SRB释放,使得UE进入到RRC_IDLE状态,在需要时UE唯一可以使用的资源就是SRB0,而且需要在完成随机接入之后进行。
RRC 连接建立包括SRB1的建立。E-UTRAN在完成S1连接建立过程前,即在接收EPC发出的UE上下文信息之前,完成RRC连接的建立。因此,在RRC连接的初始阶段,SRB1的建立不需要同核心网进行信息的交互,AS安全将不会被激活。
当接收到EPC发出的UE上下文后,E-UTRAN使用初始安全激活过程来激活安全(包括加密和完整性保护)。激活安全的RRC消息(命令与
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