LTE 网络与互联网的连接

LTE 网络与互联网的连接

·当用户设备 UE（如手机）开机后，就登记到 LTE 网络，以便使用网络资源传送 IP 数据业务。

·LTE 网络内的数据路径由两大部分组成：

        -空口无线链路（UE→eNB）。

        -核心网中的隧道（eNB→S-GW→P-GW）。

LTE 的协议栈（用户层面）

·GTP-U：GPRS 隧道协议GTP (GPRS Tunneling Protocol)，用户层面 (User plane)。或 GTP。

·分组数据汇聚协议 PDCP (Packet Data Convergence Protocol) 子层：支持 IP 分组在无线链路更加有效的传输，包括对 IP 首部进行压缩/解压缩。

·无线链路控制 RLC (Radio Link Control) 子层：可提供三种不同可靠性等级的运行方式。还具有分组重新排序、重复数据检测、以及使用差错检测协议 ARQ 进行数据重传的功能。

·媒体接入控制 MAC 子层：完成复用和分用的功能。在无线信道质量较差的环境下，采用混合自动重传请求 HARQ (Hybrid ARQ) 协议，可以有效地减少重传次数。此外，还按照 eNB 调度程序的安排，把无线资源动态分配给 UE，从而保证了服务质量 QoS。

·物理层 PHY：发送时对 MAC 子层传来的数据进行编码和调制，把比特插入到每一帧中适当的时隙中发送出去。接收时进行解调和解码，把收到的比特上传给 MAC 子层。采用一种自适应调制编码 AMC (Adaptive Modulation and Coding) 技术。基站 eNB 根据用户终端反馈的信道状况，动态调整物理层采用的调制方式（QPSK 或 16 QAM 或 64 QAM）和编码速率。

UE 登记后，若在一段时间没有数据业务

·释放：

        ·UE 和 eNB 之间的空口链路；

        ·eNB 和 S-GW 之间的 GTP-U 隧道。

        ·UE 空口进入空闲状态。

·保持：

        ·S-GW 与 P-GW 之间的 GTP-U 隧道；

        ·UE 的 IP 地址。只要 UE 移动时不超过 P-GW 的覆盖范围，P-GW 分配给 UE 的 IP 地址就不改变。

例：UE 访问百度网站（www.baidu.com）

·UE 向所在小区的基站 eNB 发送连接请求。

·eNB 收到连接请求后，就要建立空口链路和 eNB → S-GW 之间的GTP-U 隧道。

注意：S-GW → P-GW 之间原有的 GTP-U 隧道仍存在着。

·然后， UE 发送 IP 分组，从 IP 层先传送到下面的第 2 层（现在L2具有三个子层）。

·1.UE 发送的 IP分组：

        ·目的地址 IPD = BD （BD 表示 www.baidu.com）。、

        ·源地址 IPS = UE （UE 表示 UE 的 IP 地址）。

·2. 在 eNB → S-GW 隧道中传输 IP 分组：

        ·基站 eNB 的 PDCP 把收到的数据解封后，用协议 GTP-U 进行封装，并把一个 GTP 隧道端点标识符 TEID (Tunnel Endpoint Identifier) TEID1 写入到 GTP 首部中。

        ·在 eNB → S-GW 隧道中传送的 IP 分组：

                ·目的地址 IPD = S-GW。 源地址IPS = eNB。

·3.在 S-GW → P-GW 隧道中传输 IP 分组：

        ·S-GW 收到 IP 分组后，用同样的方法解封，并再次用协议 GTP-U 进行封装，把一个该 GTP 隧道端点标识符 TEID2 写入到 GTP 首部中。

        ·在 S-GW → P-GW 隧道中传送的 IP 分组： 目的地址 IPD = P-GW。 源地址 IPS = S-GW。

·最后，P-GW 把从 GTP-U 隧道收到的 IP 分组解封，得到 UE 发送的 IP 分组，转发到互联网的百度网站。
欢迎一起学习~