1、 LTE整體架構
LTE（Long Term Evolution，長期演進)是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃）組織制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統）技術標準的長期演進，於2004年12月在3GPP多倫多會議上正式立項並啓動。LTE系統引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分複用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多輸入多輸出）等關鍵技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速率（20M帶寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率爲201Mbps，除去信令開銷後大概爲150Mbps，但根據實際組網以及終端能力限制，一般認爲下行峯值速率爲100Mbps，上行爲50Mbps），並支持多種帶寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統網絡架構更加扁平化簡單化，減少了網絡節點和系統複雜度，從而減小了系統時延，也降低了網絡部署和維護成本。LTE系統支持與其他3GPP系統互操作。根據雙工方式不同LTE系統分爲FDD-LTE（Frequency Division Duplexing）和TDD-LTE (Time Division Duplexing)，二者技術的主要區別在於空口的物理層上（像幀結構、時分設計、同步等）。FDD系統空口上下行採用成對的頻段接收和發送數據，而TDD系統上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸，較FDD雙工方式，TDD有着較高的頻譜利用率。
2、 LTE協議架構
E-UTRAN系統的空中接口協議棧根據用途可以分爲用戶平面協議棧和控制平面協議棧。用戶平面協議棧主要包括物理（PHY）層、媒體訪問控制（MAC）層、無線鏈路控制（RLC）層以及分組數據匯聚（PDCP）層四個層次，這些子層在網絡側均終止於eNode B實體。如下圖所示：
LTE系統的數據處理過程被分解成不同的協議層。上圖闡述了LTE系統下行傳輸的總體協議架構，下行數據以IP包的形式進行傳送，在空中接口傳送之前，IP包將通過多個協議層實體進行處理，具體描述如下：
●物理層：負責處理編譯碼、調製解調、多天線映射以及其它電信物理層功能。最爲複雜的一層，也是最考驗產品的一層協議。實際設計中，涉及諸多算法也最能體現實際芯片的性能。和硬件緊密相關，需要協同工作。
●MAC層：負責處理HARQ重傳與上下行調度。應該說，L2的精華就在這邊，重傳和調度能做好，對於整個產品來說，速率就能體現出來。
●RLC層：負責分段與連接、重傳處理，以及對高層數據的順序傳送。
●PDCP層：負責執行頭壓縮以減少無線接口必須傳送的比特流量。
●RRC層：支持終端和eNode B間多種功能的最爲關鍵的信令協議。廣義上來說，還包括無線資源算法，實際應用中的無線行爲，都是由它來決定的。
●NAS層：處理UE和MME之間信息的傳輸，傳輸的內容可以是用戶信息或控制信息。包括會話管理，用戶管理，安全管理等。NAS層以下，我們稱爲AS層，而NAS對於eNode B是透明的，從上圖可以看到，eNode B是沒有這層協議的，所有NAS消息，對於他來說，就是過路。
控制平面協議棧如下圖所示。控制平面協議棧主要包括非接入層（NAS）、RRC、PDCP、RLC、MAC、PHY層。其中，PDCP層提供加密和完整性保護功能，RLC及MAC層中控制平面執行的功能與用戶平面一致。RRC層協議終止於eNode B，主要提供廣播、尋呼、RRC連接管理、無線承載（RB）控制、移動性管理、UE測量上報和控制等功能。NAS子層則終止於MME，主要實現EPS承載管理、鑑權、空閒狀態下的移動性處理、尋呼消息以及安全控制等功能。
下圖描述了用戶數據和控制數據的流向：
下圖簡要描述了LTE協議不同層次的結構、主要功能以及各層之間的交互流程。該圖給出的是eNode B側協議架構，UE側的協議架構與之類似。
