UMTS系统无线网络结构和协议的长期演进

附着等状态；

●LTE_IDLE：对应RRC的IDLE状态。UE和网络侧存储的信息包括：给UE分配的IP地址、安全相关的参数（密钥等）、UE的能力信息、无线承载。此时UE的状态转移由基站或aGW决定；

●LTE_ACTIVE：对应RRC连接状态；状态转移由基站或aGW决定。

图3 E-UTRAN空中接口用户面（左）和控制面（右）协议栈结构

4.3ARQ和HARQ

在移动通信的数据链路层，重传是进行数据纠错的重要方法。HARQ被证明在这方面有着良好的性能，并在3GPPRel.5和Rel.6中得到了应用。随着数据速率和误码率要求的提高，在LTE中，原有的HARQ反馈重传算法出现了一些新的问题。

现有的HARQ采用N步停等（Stop-And-Wait）算法，根据接收端的反馈消息，对TB块进行重传。由于反馈信息的可靠性不高，通常只能达到10-3的误块率。如果要满足上层TCP协议对数据误块率的要求，达到10-5的数量级，只能通过大幅度提高反馈信息的发射功率来实现。而同时反馈重传消息每个TTI都会发送，非常频繁，单纯地增大发射功率将极大的增加网络的成本和开销，这对网络来说，是不可接受的。

一个解决的办法，就是采用两层的反馈重传方案，即在RLC层，再增加ARQ功能，来提高数据传输的可靠性。这一方案在Rel.6里面得到了类似的应用，但不同的是Rel.6里面的ARQ和HARQ实体分别位于RNC和NodeB，而在E-UTRAN中，这两部分功能都位于eNB，层间交互信令的延时得到缩短。

在E-UTRAN中，下行HARQ支持非同步重传，传送参数可以自适应调整；而在上行，支持同步重传。ARQ重传基于RLC状态报告，和HARQ之间进行交互控制以提高系统的纠错能力。

4.4安全

原来的UMTS系统，RRC的完整性保护和用户数据加密都放在RNC，在加密条件下，非法用户或恶意攻击者很难从Iub接口获得合法用户及网络的有用信息。而在LTE系统中，为了提高系统性能，RRC功能放在了eNB，相应的信令完整性保护，也就移到了eNB。这就为那些利用eNB地理位置分散性，从S1接口进行的恶意攻击和非法监听提供了条件。如果此时仍将用户面和高层信令的加密也放eNB的话，S1接口不加密的数据将会很容易被窃取，造成用户数据的私密性被破坏。基于此，在整个的网络安全架构设计上，要求NAS和用户面密钥放在aGW甚至更高层节点，并且不能从RRC层完整性保护密钥中得出，从而保证用户面数据和高层信令的安全。

4.5E-UTRAMBMS（E-MBMS）

MBMS（MultimediaBroadcast/MulticastService）是3GPPRel.6引入的一项业务，是指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，从而实现网络（包括核心网和接入网）资源共享，以尽可能少的资源实现对尽可能多的相同需求的多媒体用户的服务。在无线接入网，MBMS业务通过使用公共传输信道和公共无线承载，既能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，也能实现较高速率（256kbps）的多媒体业务的组播和广播。这项业务由Hutchison 3G为代表的3G移动运营商提出，于2002年启动，在05年冻结。

在LTE项目中明确的提出，应该支持增强的MBMS业务（E-MBMS），具体的需求体现在如下的几个方面：

●MBMS可以和单播（unicast）业务共同使用相同载波，也可以独立使用一个载波，即SFN（SingleFrequencyNetwork）模式；

●在广播模式下，E-UTRAMBMS在小区边缘应达到1bit/s/Hz的频谱利用效率，这个指标，等同于在城市或城郊地区，达到在5MHz带宽内每个信道300kbps的MobileTV业务速率；

●此外，E-UTRAMBMS应考虑满足减少终端复杂度的需要，基本的调制、编码和多址接入机制应该保持和单播业务相同；还应该支持对用户同时提供单播的语音/数据和MBMS业务，在非对称频段上，也可以承载MBMS业务。

根据以上需求，确定E-MBMS业务应遵循的主要原则如下：

●E-UTRA/E-UTRAN应能够将单播和MBMS业务同时紧密集成，有效地提供给用户：

●来自几个基站的MBMS传送应相互协调；

●为了避免在没有MBMS用户的小区进行不必要的MBMS传送，网络应有机制（如轮序）保证在一个小区里检测到是否有MBMS用户；

●无论UE是在RRC_IDLE还是RRC_CONNECTED模式，都能够接收到感兴趣的MBMS业务；

●调度机应考虑UE的能力和MBMS的传送，以满足UE对单播业务和广播业务的同时接收；

●应支持一个小区内的全部MBMS业务的时分复用，尽可能降低UE的工作占空因子；

●PDCP子层进行MBMS传送的包头压缩；

●单小区和多小区广播业务可以采用不同的传送机制；

●MBMS业务既可以单独在一个频率层使用（SFN），也可以和单播业务共享一个频率层。

显然原有的MBMS机制无法完全满足上述需求和原则，在LTE