4G(LTE)系统协议简介

一、协议模型在4G网络中每个接口都与一个协议栈相关联；该协议栈网元用于数据和信令消息交换。从高层结构观察，这些协议栈分为两个平面，其中用户面的协议处理用户业务数据，而控制面协议处理仅属于对应网络单元相关事谊。                                                                                                                                                                                                    图1.从高层看4G网络协议栈                                           

4G中每个协议栈都有两个层，其中上层以4G(LTE)特有方式处理信息，而下层层将信息从一个点传输到另一个点。在无线网络E-UTRAN中如图1所示，它们分别被称为无线网络层和传输网络层。

4G网络中的协议可以分为三种类型：信令协议定义了一种语言，用于两个设备之间相互交换信令消息：用户面协议负责用户平面中的数据传递，通常用于帮助在网络中路由数据： 传输协议(底层)将数据和信令消息从一个点传输到另一个点。

二、无线网络协议4G网络的空中接口协议比较复杂，如图2所示核心网元MME通过向移动台发送信令消息来控制移动台的行为，而在MME和移动设备之间没有直接路径可传输这些消息。为了处理这个问题空中接口分为两个层，它们分别为接入层(AS)和非接入层(NAS)；其中高层信令消息位于非接入层，接入层使用S1和Uu接口的传输协议。                                                                      图2.4G网络空口的AS和NAS

三、空中接口协议空中接口也称为Uu接口，位于移动设备和基站之间；图3显示了空中接口的传输协议。从底部开始是空中接口物理层，其包含数字和模拟信号处理功能，手机和基站用于发送和接收信息。接下来的三个协议构成数据链路层，即OSI模型的第二层,它们中:

媒介接入控制(MAC)协议执行物理层的控制，特别是通过调度移动设备和基站之间的数据传输;

无线链路控制(RLC)协议维护两个设备之间的数据链路，例如通过确保需要正确到达的数据流的可靠交付。

包数据汇聚协议(PDCP)执行高级别传输功能与标头压缩和安全性相关。

                                      图3.4G空口协议栈结构