LTE 技术介绍_生物学_自然科学_专业资料.ppt

eNB之间通过X2接口进行通信,以实现 小区间优化的无线资源管理
S1
X2
S1
MME / S-GW
X2 eNB
eNB
Uu
X2
S1
S1
MME / S-GW eNB
E-UTRAN
LTE的技术特点
• 基于OFDM的上下行多址接入和信号调 制方式
上行：基于CP的SC-FDMA 下行：基于CP的OFDMA
上行峰值速率 (Mbps)
5.76
上行平均频谱效率 （bps/Hz/cell）
0.332
上行小区边缘用户频谱效率 0.009 (bps/Hz/cell）
1.69
0.05
16QAM: 57 64QAM: 86.4 0.735
0.024
LTE的技术特点
• 全IP,扁平化网络架构
E-UTRAN系统只由eNB组成，去掉 RNC网元。
域特性比较
CDMA技术: 每个码道的发射信号都是宽带信号,带宽是码片速率的倒数, 因而多用
户的信号在频谱上是重叠的
需要复杂的联合检测算法分开用户.
发射的CDMA信号频谱
接收的CDMA信号频谱
通过多径信道
f
频域
f
频域
OFDMA技术:每个子载波信号是窄带信号，不同子载波信号经过多径信道后保持正交无
相互干扰
更高的频谱效率
下行比WCDMA R6提高3-4倍 上行频谱效率比R6提高2-3倍
全分组域业务
为传统的电信业务提供QoS传输 不再提供CS域业务
增强的移动性能
0-15公里/小时: 最优的性能 15-120公里/小时:较高的性能 120-350公里/小时:支持实时业务
峰值数据率更高

与传统3G网络比较，LTE的网络结 更加简单扁平，降低组网成本，增 加组网灵活性，并能大大减少用户 数据和控制信令的时延。
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EPC
EPS E-UTRAN
UE 标识
z MME的主要功能包括：
NAS (Non-Access Stratum)非接入层信令 的加密和完整性保护；
AS (Access Stratum)接入层安全性控制、 空闲状态移动性控制；
EPS (Evolved Packet System)承载控制； 支持寻呼，切换，漫游，鉴权。
白色框内为控 制面功能实体， 蓝色框内为无 线协议层。
狭义来讲： LTE=E-UTRAN, SAE = EPC
z 为什么需要LTE（仅从技术角度看）？
顺应宽带移动数据业务的发展需要
移动通信数据化，宽带化，IP化 高吞吐率 = 高频谱效率 + 大带宽 低时延 = 扁平化的网络架构
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3.2 LTE支持频段 3.3 LTE 帧结构 3.4 LTE 物理信道与信号简介 3.5 LTE 物理层过程 3.6 LTE MIMO技术
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OFDM的概念
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目录
1. 移动网络演进及3GPP 版本演进 2. LTE网络架构 3. LTE无线接口概述

工作量关系重大，但目前厂家进展缓慢？ 激活与使用SON功能的场景、时间应有所选择
部分三重区域需要更精细的分析和优化调整，人工应对的可靠性更高 部分时间段需要重点保障的场景（如发布会上的嘉宾级用户等），SON的使用要慎重 分场景试验和创建SON功能配置模版 PCI自动重配列表：区分室内、室外、省边界、海域等场景 ANR自动邻区关系：区分郊区、海域、密集城区等场景 MRO自动优化功能：区分高速路、城区等场景 MLB负载均衡：区分地铁、校园、轻/重负载区、重大活动考虑采用不同算法与门限
38
LTE与EVDO对比-网管关注指标对比
指标类型
EVDO
指标号成功率
RRC连接建立成功率 E-RAB建立成功率
呼叫保持类指标
EVDO无线掉线 率
E-RAB掉线率 UE上下文掉线率
移动管理类指标
切换成功率 —
同频切换成功率 异频切换成功率 LTE到3G非优化激活切换
成功率
前向RLP层每用 小区下行平均每用户感受
户平均速率
速率
业务流量类指标 反向RLP层每用 小区上行平均每用户感受
户平均速率
速率
上、下行小区吞吐量
资源负荷类指标 前向时隙占用率 上、下行PRB平均利用率
等效用户数
平均用户数
无线质量类指标
DRC申请速率优 良比
—
CDMA关注指标数据来源于： 《网优工作通报-各市无线网 络优化工作评价结果》和《中 国电信运维〔2013〕9号2013 年网络运行维护考核》。 LTE关注指标数据来源于： 《中国电信LTE网络无线指标 体系-网管部分（初 稿）》和 《日常监控模版（讨论稿）》。
CDMA
IP网络 数据通信
FDMA/TDMA

• 国际上目前最具代表性的第三代移动通信技术标准有三种，它们分别 是 CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA
• 其中，CDMA2000和WCDMA属于FDD方式；TD-SCDMA属于 TDD方式，并且其上、下行工作于同一频率。
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3G—X-CDMA
WCDMA
核心网络：基于MAP
hPCRF S9
Evolved RAN X1
eNB
GPRS Core
S8b
S4 S3 S10
VPCRF
S7
Rx+
HSS
S6
Operator IP
X1
X2
MME
S5 Inter AS
Gi
services
S1-MME
Anchor
(including IMS,
PSS, ...)
S11
eNB
S1-U Serving SAE GW Evolved Packet Core
源管理
➢ 鉴权
包标记
➢无线接入控制
➢ 承载管理功能（包
➢移动性管理
括专用承载的建立）
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LT E 的 扁 平 化 网 络 架 构 的 优 点
• 网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可 开展更多业务
• 网元数目减少，使得网络部署更为简单，网络的维护更 加容易
• 取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高 网络稳定性
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LT E 的 扁 平 化 网 络 架 构
eNB Inter Cell RRM RB Control
Connection Mobility Cont. Radio Admission Control

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GW决定。
3) LTE_ACTIVE：对应RRC连接状态；状态转移由 基站或GW决定。
层2的整体功能描述
服务访问点（SAP）：同一系统中，相邻两层的实体 进行通信的地方是服务访问点。物理层和MAC层之间 的SAP提供传输信道。MAC层和RLC层之间的SAP提 供逻辑信道。
MAC Control element 2
MAC SDU
... MAC SDU
MAC payload
Padding (opt)
复用和解复用（2）
RLC模式
AM模式： AM模式是为可靠性要求很高并且分组的长 度可变的业务提出的。它的典型特征是支持ARQ和分 组的切割和串接。
M模式：UM模式是为可靠性要求不高的业务提出的。 它的典型特征是支持分组的切割和串接，但不支持 ARQ。
UE
eNB
S-GW
P-GW
Peer
Entity
End-to-end Service
EPS Bearer
External Bearer
Radio Bearer
S1 Bearer
S5/S8 Bearer
Radio
S1
S5/S8
Gi
RRC子层
RRC子管理、 UE测量上报和控制等功能。把RRC在网络侧终 结于eNB，是网络的一个重大改变。
控制平面
UE NAS RRC RLC MAC PHY
eNB
RRC RLC MAC PHY
MME NAS
控制平面的底层协议，和用户平面相似，而上层的 RRC层和非接入子层（NAS）是控制平面最重要的 部分。

MME/S-GW
MME/S-GW
S1
EPC
EPS
eNodeB
X2 X2
eNodeB
eNodeB
X2
E-UTRAN
26
LTE網路架構
eNodeB功能
eNodeB具有現有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的RNC功能，包 括物理層功能（HARQ等），MAC，RRC，調度，無線接入控制，移動性管 理等等。
18
LTE關鍵需求5
Radio Resource Management requirements（RRM需求）
增強的 end to end QoS 更高的高層分組效率 支持不同Radio Access Technologies (RAT)間的負荷分擔和政策管理
Complexity （複雜性）
要求可選項最少 減小冗餘
Mobility（移動性）
要求E-UTRAN在 0 to 15 km/h達到最優 15 and 120 km/h 的更高速度應該達到高性能 在蜂窩網路中應該要保證 從 120 km/h to 350 km/h的性能 (甚至在某些頻段達到 500 km/h ）
16
LTE關鍵需求3
Coverage（覆蓋）
CDMA2000 Evolution
EVDO Rev 0 DL:2.4 Mbps UL:153 kbps In 1.25 MHz
Mobile WiMax Evolution
Fixed WiMax
EVDO Rev A DL:3.1 Mbps UL:1.8 Mbps In 1.25 MHz
EVDO Rev B DL:14.7 Mbps UL:4.9 Mbps
S3

精品课件
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图7-16 上行传输信道与物理信道映射图
精品课件
7.3.3 数据链路层
数据链路层（层2）主要由MAC、 RLC以及PDCP等子层组成。
层2标准的制定没有考虑FDD和TDD 的差异。
LTE的协议结构进行了简化，RLC 和MAC层都位于eNode B。
Page 52
精品课件
1．数据链路层（层2）结构
精品课件
② 提高小区边缘的比特率，改善小区边 缘用户的性能。
③ 频谱效率达到3GPP R6的2～4倍。
④ 降低系统延迟，用户面延迟（单向） 小于5ms，控制面延迟小于100ms。
Page 8
精品课件
⑤ 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。 ⑥ 支持增强型的广播组播（MBMS）业务。 ⑦ 实现合理的终端复杂度、成本和耗电。
2．EPC主要网元的功能
（1）移动管理实体（MME）
MME主要负责与用户平面相关的用 户和会话管理，具有三个功能： ① 安全管理功能，包括用户验证、初始 化、协商用户使用的加密算法等；
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精品课件
② 会话管理功能，包括协商相关的链路 参数和建立数据通信链路的所有信令流 程；
③ 空闲状态的终端管理功能，主要是为 了使得移动终端能够加入网络中，并对 这些终端进行管理。
⑦ LTE关键技术
Page 3
精品课件
7.1 概述
1．LTE概念
按照3GPP组织的工作流程，3G LTE标准
化项目基本上可以分为两个阶段：2004年12月
到2006年9月为研究项目（Study Item，SI）阶段 ，进行技术可行性研究，并提交各种可行性
研究报告；2006年9月到2007年9月为工作项目

LTE简介 LTE相关组织 LTE频谱划分与终端
LTE 频段划分
2018/9/3
EASTHOME
18
LTE 频段划分
2018/9/3
EASTHOME
19
全球TDD频谱分布
E-UTRA Band 33 34 35 36 37 38 Uplink/downlink [MHz] 1900-1920 2010-2025 1850-1910 1930-1990 1910-1930 2570-2620 Duplex mode TDD TDD TDD TDD TDD TDD Current Technology Application LTE TD-SCDMA and LTE LTE LTE LTE WiMAX and LTE TD-SCDMA and LTE WiMAX and LTE LTE
和LTE FDD标准制定进度一致


HSPA
MBMS
R8

完善和增强LTE系统
R10
R5/6/7

3GPP LTE在Release 8的36系
R9

LTE-Advanced将作为 Release 10的主要内容
列规范中发布

3GPP Release 8包含了LTE的 绝大部分特性
移动通信技术的演进路线
20 100 18
• 占用带宽 = 子载波宽度 x 每RB的子载波数目 x RB数目 • 子载波宽度 = 15KHz • 每RB的子载波数目 = 12
LTE物理资源分配—— REG/CCE/RBG RBG
REG
RS
RBG （Resource Block Group）为业
务信道资源分配的资源单位，由一组

LTE/SAE 移动通信网络技术
2013.1.15
目录
1 LTE简介 2 EPS系统架构与功能 3 空中接口协议 4 LTE无线传输关键技术 5 基本信令流程 6 业务连续性 7 IMS系统介绍
LTE简介
什么是LTE
LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多 会议。 LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球 标准，它改进并增强了3G的空中接入技术，为用户提供更高速率的网络业务应用，改 善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。 LTE包括TDD（时分双工）、FDD（频分双工）两种双工模式。中国移动采用TDD （ 时分双工）模式。 LTE的演进方向是LTE-Advanced。

UTRAN SGSN
GERAN
S3
HSS
S1-MME
LTE-Uu
UE
E-UTRAN
MME S11
S10
S6a
S4 S-GW
PCRF
S12 Gx
Rx
S5
SGi
PND-GW
运营商IP业务
S1-U
3GPP接入EPS非漫游架构图
hPLMN vPLMN
UTRAN GERAN
SGSN S3
PCRF
HSS
Gx
Rx
2、MME
MME主要负责用户及会话管理的所有控制平面功能，包括NAS信令及其安全，跟踪区（Tracking Area）列表的管理，PDN-GW和S-GW节点的选择，跨MME切换时对新MME的管理，在向2G/3G系统切 换过程时，SGSN的选择、鉴权、漫游控制及承载管理，3GPP不同无线接入网核心节点之间的移动性管理 ，以及UE空闲状态的移动性管理。

注释
TeliaSonera 2.6G Band 7 20MHz 新建 城区 2T2R
TeliaSonera 800MHz Band 20 10MHz 新建 广域覆盖 2T2R
TeliaSonera 1800MHz Band 3 10MHz 升级 城市覆盖 2T2R
Docomo 2.1G Band 1 5MHz 升级 城市 2T2R
第四代移动通信LTE技 术介绍
2021年7月30日星期五
目录
LTE全球开展状况 TD-LTE开展状况 TD-LTE的关键技术
LTE-A技术
全 球 LT E 网 络 部 署 状 况
已商用LTE 承诺商用LTE LTE实验网
2020年12月15日，TeliaSonera在北欧树立第一个LTE商用网 截至2021.7.11，101个国度的338个运营商承诺投资LTE网络 45个国度88个LTE商用网络〔79个FDD,7个TD-LTE,2个
/通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式 /通用格式
43000000
November December January
2011 月份2011
2012
February 2012
频率
频段
带宽 部署方式 覆盖范围 Site
2021-05-31
SKT LTE用户数 韩国3G用户数
44600060000000
44400050000000 44200040000000
LTE 4个月
44000030000000
43800020000000 43600000

1、无线参数介绍（1）续
PCI组网规划原则 1、PCI由PSS+3*SSS得到，在组网过程中，需要引进一个参数叫做MOD3
（模三干扰），模三干扰产生原因：终端在接入网络时首先解析主同步序列， 解析到出主同步序列后再解析辅同步序列;因为主同步序列较少，所以在现网 解析中容易出现干扰，而干扰的出现即表现为PCI每间隔3个符号出现一次， 所以习惯称之为模3干扰。
1、无线参数介绍 2、LTE基础知识介绍 3、LTE基础信令简介
3、LTE基础知识介绍
1、LTE网络架构 2、LTE网络接口有哪些 3、LTE网络频段 4、TAC与TAL区别 5、LTE带宽与对应RB数 6、LTE系统干扰有哪些 7、LTE切换类型 8、LTE 编码方式
LTE测试中常用指标介绍
1、无线参数介绍 2、LTE基础知识介绍 3、LTE基础信令简介
1、无线参数介绍
1、PCI(物理小区标识) 2、RSRP（参考信号接收功率） 3、RSRQ、RSSI、SRS(LTE参考信号接收质量)(信号强度指示)(探测 参考信号) 4、UE发射功率(23dbm) 5、SINR(信号与干扰加噪声比) 6、Transmission Mode
1、无线参数介绍（1）
PCI（physical-layer Cell identity）物理小区标识 1、PCI是由主同步信号（PSS）与辅同步信号（SSS）组成，可以通过简
单运算获得。公式如下：PCI=PSS+3*SSS，其中PSS取值为0...2（实为3种不同 PSS序列），SSS取值为0...167（实为168种不同SSS序列)，利用上述公式可得 PCI的范围是从0...503,因此在物理层存在504个PCI。
2、模三干扰解决办法： 1）、控制覆盖、可以通过对天馈调整、功率的调整来进行 2）、修改PCI，使相邻两扇区MOD3值不同，以此消除MOD3干扰。

四、演进路线
Байду номын сангаас演进路线：
GSM--->GPRS--->EDGE--->WCDMA--->HSD/UPA--->HSD/UPA+---->LTE 长期演进
GSM:9K---> GPRS:42K ---> EDGE:172K--->WCDMA364k---> HSD/UPA:14.4M---> HSD/UPA+:42M---> LTE:300M
OFDM增强了抗频率选择性衰落和抗窄带干扰的能力。在单载波系统中，单个 衰落或者干扰可能导致整个链路不可用，但在多载波的OFDM系统中，只会有一小 部分载波受影响。此外，纠错码的使用还可以帮助其恢复一些载波上的信息。通 过合理地挑选子载波位置，可以使OFDM的频谱波形保持平坦，同时保证了各载波 之间的正交。
接入网主要由演进型NodeB(eNB)和接入网关 (aGW)两部分构成。 aGW是一个边界节点，若将其视为核心网的一部分，则接入网主要由 eNB一层构成。eNB不仅具有原来NodeB的功能外，还能完成原来3G网 络结构中RNC的大部分功能，包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入 控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之间将采用网格(Mesh)方式直接互连，这也是对原有UTRAN（通用无 线系统陆地无线接入网）结构的重大修改。
3GPP长期演进（LTE）项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项 目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。
3GPP LTE项目的主要性能目标包括： 在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率； 改善小区边缘用户的性能； 提高小区容量； 降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态 到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms； 支持100Km半径的小区覆盖； 能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务； 支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。

Technology Support Department Shanghai Beidian Industry Group
TD网络结构和接口
❖RNC(Radio Network Controller)是无线网 络控制器
功能包括： 系统信息广播、准入控制等系统接入控制功能； 切换、寻呼、定位等移动性管理功能； RRC连接建立和释放、无线环境勘测(测量无线信道，估计信道质量) 、 功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能； 安全功能； NAS消息的CN分发功能； 业务量上报（用于计帐）。
Technology Support Department Shanghai Beidian Industry Group
TD网络结构和接口
❖ NSS子系统
B
G
VLR
VLR
D
C
H
HLR
AUC
MSC E
MSC
F EIR
NSS
Technology Support Department Shanghai Beidian Industry Group
▪ 具有开放的接口和统一标准，容易扩容功能和开发新业务 ▪ 频谱利用率相对较高，系统抗干扰性较强 ▪ 通过语音加密，保密性能强 ▪ 在采用GSM的国家之间能够实现国际漫游 ▪ 可以获得更好的通话质量
Technology Support Department Shanghai Beidian Industry Group
TD网络结构和接口
❖ MSC的功能与作用
呼叫处理
呼叫建立、连接与清除 切换过程 移动性管理 位置更新过程 用户身份识别 移动设备识别
操作与维护
数据库管理 测量 人机接口（MMI）