随着无线通信系统的飞速发展，3GPP组织提出了LTE系统规范，该系统具备高速率、低延迟的优势，能够充分满足用户和运营商对速率和性能的需求。据全球移动设备供应协会预计，未来10年全球移动宽带用户数将达到50亿，因此抓住商机，尽快研发LTE终端产品具有巨大的市场价值。非接入层作为LTE终端的重要组成部分，其主要功能有：移动管理、会话管理和连接管理，其中会话管理功能决定着非接入层数据传输的速率、延迟以及稳定性。本文深入研究了会话管理功能从而实现了非接入层的数据传输功能。　　 首先，基于对LTE系统构架的认识以及非接入层对于数据传输的要求，本文深入探讨了LTE系统独有的QoS构架以及TFT在数据传输中的过滤功能，重点研究了LTE系统中PDN连接过程、承载资源分配过程等会话管理流程，并在此基础上对LTE系统从非接入层信令建立到用户数据传输的整个流程做了系统性的研究。　　 其次，本文针对LTE终端非接入层数据传输的需求，在对LTE协议深入分析研究的基础上，结合LTE终端的会话管理功能，设计并实现了一种非接入层数据传输方案：设计了LTE终端的会话管理实体，提出了一种会话管理实体的状态划分、状态跳转以及接口原语系统。之后，对应会话管理实体系统，详细设计了LTE终端会话管理流程。为减少终端和网络的交互异常，重点设计了非接入层的重传机制。结合TFT的过滤功能，实现了LTE终端正常情况和异常情况下的数据传输的设计流程。　　 最后，本文选取具有代表性的测试用例，运用协仿真测试方法和板级测试方法，对本文提出的设计方案进行协议一致性测试。结合3GPP测试协议的要求，通过对仿真结果图的深入分析，证明了本文提出的关于非接入层数据传输方案的正确性和可行性。