Bei der LTE-Signalisierung (Long-Term Evolution) handelt es sich um den Austausch von Kontroll- und Verwaltungsinformationen zwischen verschiedenen Elementen innerhalb des LTE-Netzwerks, um Kommunikationssitzungen einzurichten und aufrechtzuerhalten. Um die Signalisierung in LTE zu erleichtern, werden verschiedene Protokolle eingesetzt, die sowohl die Funktionen der Kontrollebene als auch der Benutzerebene abdecken. Sehen wir uns die wichtigsten Signalisierungsprotokolle an, die in LTE verwendet werden:
Signalisierungsprotokolle der Kontrollebene:
1. Radio Resource Control (RRC):
- RRC ist ein Protokoll, das für die Einrichtung, Wartung und Freigabe von Funkträgern in LTE verantwortlich ist. Es verwaltet Funkressourcen und unterstützt die Signalisierung für Funktionen wie Verbindungsaufbau, Übergaben und Mobilitätsmanagement.
2. Non-Access Stratum (NAS):
- Das Non-Access Stratum umfasst Signalisierungsprotokolle für die Kommunikation zwischen dem User Equipment (UE) und der Mobility Management Entity (MME) im LTE-Netzwerk. NAS-Protokolle verwalten Funktionen wie Anschließen, Trennen, Sicherheitsverfahren und Mobilitätsverwaltung.
3. Packet Data Convergence Protocol (PDCP):
- PDCP ist für die Header-Komprimierung und -Dekomprimierung, Verschlüsselung und den Integritätsschutz verantwortlich. Es gewährleistet die effiziente und sichere Übertragung von Benutzerdaten zwischen dem UE und dem entwickelten NodeB (eNodeB).
4. Radio Link Control (RLC):
- RLC verwaltet die Segmentierung, Reassemblierung und Fehlerkorrektur der zwischen dem UE und dem eNodeB übertragenen Daten. Es sorgt für eine zuverlässige Datenübertragung über die Funkschnittstelle.
5. Medium Access Control (MAC):
-
Das
- MAC-Protokoll übernimmt die Planung, Priorisierung und Koordination von Ressourcen in der Funkschnittstelle. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Verwaltung des Zugriffs auf den gemeinsam genutzten Funkkanal.
Signalisierungsprotokolle der Benutzerebene:
1. GPRS Tunneling Protocol (GTP):
- GTP wird für die Erstellung und Wartung von Tunneln zwischen verschiedenen Netzwerkelementen verwendet, beispielsweise dem Serving Gateway (SGW) und dem Packet Data Network Gateway (PDN-GW). Es ist für die Übertragung von Benutzerdaten sowohl in der Uplink- als auch in der Downlink-Richtung von entscheidender Bedeutung.
2. User Datagram Protocol (UDP):
- UDP ist ein Transportschichtprotokoll, das auf der Benutzerebene zur Übertragung von Sprach- und Videoverkehr verwendet wird. Es bietet verbindungslose und leichte Kommunikation, die für Echtzeitanwendungen geeignet ist.
3. Real-Time Transport Protocol (RTP):
- RTP wird in Verbindung mit UDP zur Übertragung von Echtzeit-Audio- und Videodaten verwendet. Es unterstützt Funktionen wie Nutzlastidentifizierung, Sequenzierung und Zeitstempel.
4. IP (Internetprotokoll):
- IP ist das grundlegende Protokoll für die Datenübertragung in LTE. Es bietet Adressierungs- und Routingfunktionen, um die ordnungsgemäße Übermittlung von Benutzerdaten zwischen Netzwerkelementen sicherzustellen.
Signalisierung zwischen Netzwerkelementen:
1. S1-MME (S1-Anwendungsprotokoll – MME):
- S1-MME ist ein Protokoll, das für die Kommunikation zwischen dem eNodeB und der Mobility Management Entity (MME) verwendet wird. Es erleichtert die Signalisierung der Steuerebene für Funktionen wie das Anschließen, Trennen und Übergeben von UEs.
2. S1-U (S1-Benutzerebene):
- S1-U ist das Benutzerebenenprotokoll, das für die Kommunikation zwischen dem eNodeB und dem SGW verwendet wird. Es unterstützt die Übertragung von Benutzerdaten zwischen diesen Elementen.
3. S6a (S6a-Anwendungsprotokoll):
- S6a wird für die Kommunikation zwischen der MME und dem Home Subscriber Server (HSS) für Authentifizierungs-, Autorisierungs- und Mobilitätsverwaltungsfunktionen verwendet.
4. X2 (X2-Anwendungsprotokoll):
- X2 wird für die Kommunikation zwischen verschiedenen eNodeBs verwendet. Es unterstützt Funktionen wie Übergaben und die Koordination zwischen Zellen.
Abschluss:
Die LTE-Signalisierung umfasst einen umfassenden Satz von Protokollen, die sowohl die Steuerungsebene als auch die Benutzerebene umfassen. Diese Protokolle gewährleisten den effizienten Aufbau, die Verwaltung und Freigabe von Kommunikationssitzungen sowie die sichere und zuverlässige Übertragung von Benutzerdaten innerhalb des LTE-Netzwerks.