空中接口是指終端與接入網之間的接口，簡稱Uu口，通常也成為無線接口。在LTE中，空中接口是終端和eNodeB之間的接口。空中接口協議主要是用來建立、重配置和釋放各種無線承載業務的。空中接口是一個完全開放的接口，只要遵守接口規范，不同制造商生產的設備就能夠互相通信。

空中接口協議棧主要分為三層兩面，三層是指物理層、數據鏈路層、網絡層，兩面是指控制平面和用戶平面。從用戶平面看，主要包括物理層、MAC層、RLC層、PDCP層，從控制平面看，除了以上幾層外，還包括RRC層，NAS層。RRC協議實體位于UE和ENB網絡實體內，主要負責對接入層的控制和管理。NAS控制協議位于UE和移動管理實體MME內，主要負責對非接入層的控制和管理。

1.空中接口用戶面協議棧結構

2.空中接口控制面協議棧結構

LTE沿用了UMTS里面的三種信道，邏輯信道，傳輸信道與物理信道。從協議棧的角度來看，物理信道是物理層的，傳輸信道是物理層和MAC層之間的，邏輯信道是MAC層和RLC層之間的，它們的含義是：

（1）邏輯信道，傳輸什么內容，比如廣播信道（BCCH），也就是說用來傳廣播消息的；

（2）傳輸信道，怎樣傳，比如說下行共享信道DL-SCH，也就是業務甚至一些控制消息都是通過共享空中資源來傳輸的，它會指定MCS，空間復用等等方式，也就說是告訴物理層如何去傳這些信息；

（3）物理信道，信號在空中傳輸的承載，比如PBCH，也就是在實際的物理位置上采用特定的調制編碼方式來傳輸廣播消息了。

1. 物理信道

物理層位于無線接口協議的最底層，提供物理介質中比特流傳輸所需要的所有功能。物理信道可分為上行物理信道和下行物理信道。

LTE定義的下行物理信道主要有如下6種類型：

（1）物理下行共享信道（PDSCH）：用于承載下行用戶信息和高層信令。

（2）物理廣播信道（PBCH）：用于承載主系統信息塊信息，傳輸用于初始接入的參數。

（3）物理多播信道（PMCH）：用于承載多媒體/多播信息。

（4）物理控制格式指示信道（PCFICH）：用于承載該子幀上控制區域大小的信息。

（5）物理下行控制信道（PDCCH）：用于承載下行控制的信息，如上行調度指令、下行數據傳輸是指、公共控制信息等。

（6）物理HARO指示信道（（PHICH）：用于承載對于終端上行數據的ACK/NACK反饋信息，和HARO機制有關。

LTE定義的上行物理信道主要有如下3種類型：

（1）物理上行共享信道（PUSCH）：用于承載上行用戶信息和高層信令。

（2）物理上行控制信道（PUCCH）：用于承載上行控制信息。

（3）物理隨機接入信道（PRACH）：用于承載隨機接入前道序列的發送，基站通過對序列的檢測以及后續的信令交流，建立起上行同步。

2. 傳輸信道

物理層通過傳輸信道向MAC子層或更高層提供數據傳輸服務，傳輸信道特性由傳輸格式定義。傳輸信道描述了數據在無線接口上是如何進行傳輸的，以及所傳輸的數據特征。如數據如何被保護以防止傳輸錯誤，信道編碼類型，CRC保護或者交織，數據包的大小等。所有的這些信息集就是我們所熟知的"傳輸格式"。

傳輸信道也有上行和下行之分。

LTE定義的下行傳輸信道主要有如下4種類型：

（1）廣播信道（BCH）：用于廣播系統信息和小區的特定信息。使用固定的預定義格式，能夠在整個小區覆蓋區域內廣播。

（2）下行共享信道（DL-SCH）：用于傳輸下行用戶控制信息或業務數據。能夠使用HARQ；能夠通過各種調制模式，編碼，發送功率來實現鏈路適應；能夠在整個小區內發送；能夠使用波束賦形；支持動態或半持續資源分配；支持終端非連續接收以達到節電目的；支持MBMS業務傳輸。

（3）尋呼信道（PCH）：當網絡不知道UE所處小區位置時，用于發送給UE的控制信息。能夠支持終端非連續接收以達到節電目的；能在整個小區覆蓋區域發送；映射到用于業務或其他動態控制信道使用的物理資源上。

（4）多播信道（MCH）：用于MBMS用戶控制信息的傳輸。能夠在整個小區覆蓋區域發送；對于單頻點網絡支持多小區的MBMS傳輸的合并；使用半持續資源分配。

LTE定義的上行傳輸信道主要有如下2種類型：

（1）上行共享信道（UL-SCH）：用于傳輸下行用戶控制信息或業務數據。能夠使用波束賦形；有通過調整發射功率、編碼和潛在的調制模式適應鏈路條件變化的能力；能夠使用HARQ；動態或半持續資源分配。

（2）隨機接入信道（RACH）：能夠承載有限的控制信息，例如在早期連接建立的時候或者RRC狀態改變的時候。

3. 邏輯信道

邏輯信道定義了傳輸的內容。MAC子層使用邏輯信道與高層進行通信。邏輯信道通常分為兩類：即用來傳輸控制平面信息的控制信道和用來傳輸用戶平面信息的業務信道。而根據傳輸信息的類型又可劃分為多種邏輯信道類型，并根據不同的數據類型，提供不同的傳輸服務。

LTE定義的控制信道主要有如下5種類型：

（1）廣播控制信道（BCCH）：該信道屬于下行信道，用于傳輸廣播系統控制信息。

（2）尋呼控制信道（PCCH）：該信道屬于下行信道，用于傳輸尋呼信息和改變通知消息的系統信息。當網絡側沒有用戶終端所在小區信息的時候，使用該信道尋呼終端。

（3）公共控制信道（CCCH）：該信道包括上行和下行，當終端和網絡間沒有RRC連接時，終端級別控制信息的傳輸使用該信道。

（4）多播控制信道（MCCH）：該信道為點到多點的下行信道，用于UE接收MBMS業務。

（5）專用控制信道（DCCH）：該信道為點到點的雙向信道，用于傳輸終端側和網絡側存在RRC連接時的專用控制信息。

LTE定義的業務信道主要有如下2種類型：

（1）專用業務信道（DTCH）：該信道可以為單向的也可以是雙向的，針對單個用戶提供點到點的業務傳輸。

（2）多播業務信道（MTCH）：該信道為點到多點的下行信道。用戶只會使用該信道來接收MBMS業務。

4. 相互映射關系

MAC子層使用邏輯信道與RLC子層進行通信，使用傳輸信道與物理層進行通信。因此MAC子層負責邏輯信道和傳輸信道之間的映射。

（1）邏輯信道至傳輸信道的映射

LTE的映射關系較UTMS簡單很多，上行的邏輯信道全部映射在上行共享傳輸信道上傳輸；下行邏輯信道的傳輸中，除PCCH和MBMS邏輯信道有專用的PCH和MCH傳輸信道外，其他邏輯信道全部映射到下行共享信道上（BCCH一部分在BCH上傳輸）。

3.上行邏輯信道到傳輸信道的映射關系

4. 下行邏輯信道到傳輸信道的映射關系

（2）傳輸信道至物理信道的映射

上行信道中，UL-SCH映射到PUSCH上，RACH映射到PRACH上。下行信道中，BCH和MCH分別映射到PBCH和PMCH，PCH和DL-SCH都映射到PDSCH上。

5. 上行傳輸信道到物理信道的映射關系

6. 下行傳輸信道到物理信道的映射關系