LTE中的基本概念
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LTE常见知识点汇总LTE(Long Term Evolution)是一种无线通信技术,用于4G移动通信网络。
以下是一些关于LTE的常见知识点:1.LTE的基本原理:LTE使用OFDMA(正交频分复用)和MIMO(多输入多输出)技术,提供高速数据传输和更好的信号质量。
OFDMA将频谱划分为多个子载波,每个子载波可以为多个用户提供独立的传输通道。
MIMO利用多个天线发送和接收多个数据流,提高传输速度和信号可靠性。
2. LTE的网络架构:LTE网络由基站(eNodeB),核心网和终端设备(UE)组成。
基站负责无线信号的传输和接收,核心网处理用户数据和控制信息的传输,终端设备是用户使用的移动设备。
3.LTE的带宽:LTE系统使用不同的频段和带宽,包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等。
较大的带宽可提供更高的数据传输速度和容量。
4. LTE的速度和性能:LTE网络可以提供高速的数据传输速度,通常在几十兆比特每秒(Mbps)到几百兆比特每秒(Gbps)之间。
LTE-A(LTE-Advanced)还可以提供更高的速度,达到几千兆比特每秒。
5.LTE的传输方式:LTE使用分时传输和分频传输的混合方式。
下行链路使用OFDMA进行频分复用,上行链路使用SC-FDMA(单载波频分多址)进行频分复用。
6.LTE的频段:LTE系统在不同的频段中运行,包括700MHz、800MHz、1800MHz、2600MHz等。
较低频段的信号可以更好地穿透建筑物,较高频段的信号具有更高的容量。
7.LTE的切换:LTE支持平滑的切换,包括小区间切换(频域、时域和小区间的切换)和宏小区—微小区切换等。
切换可以提供更好的网络覆盖和容量管理。
8.LTE的QoS(服务质量):LTE支持多种QoS级别,以满足不同应用的需求。
QoS包括延迟、带宽、可靠性和优先级等。
9.LTE的安全性:LTE使用多种安全机制来保护用户的数据和通信隐私。
LTE培训教程随着移动互联网的不断发展,移动通信技术也在不断演进,4G时代LTE技术已经逐渐成为主流。
因此,LTE培训教程成为对于从事移动通信行业相关从业人员必不可少的一项技能。
LTE(Long Term Evolution)是一种基于全IP、高速数据传输、低时延、低成本的蜂窝网络技术。
在智能手机等移动终端飞速发展的背景下,LTE技术的应用正变得越来越广泛。
因此,对于移动通信行业相关从业人员来说,学习和掌握LTE技术非常重要。
那么,在学习LTE培训教程时,应当注意哪些内容呢?一、理解LTE技术的基本概念LTE技术是一项系统工程,需要涉及众多技术概念。
比如,LTE网络的基础体系结构、信道类型以及信号传输等等。
在培训教程中,我们需要从理论到实践逐步掌握这些概念。
二、学习LTE无线传输相关技术LTE无线传输技术包括基站天线、射频传输、信道结构以及调制解调等。
要想在教程中学习好这些技术,需要了解无线通信原理。
同时,在掌握这些技术之后,还需要学习如何设计一个完整的无线传输系统。
三、掌握LTE核心网相关技术LTE核心网是实现语音和数据信号转发的重要组成部分。
在培训教程中,我们需要学习如何配置、监测和管理LTE核心网设备,以及如何解决相关问题。
四、学习实用技巧在学习LTE培训教程时,我们要记住实践出真知。
要想更好地掌握和应用LTE技术,我们需要实际操作,熟悉相关工具和技术方法,并掌握一些实用技巧。
五、统筹规划LTE网络虽然会传输技术、核心网管理等方面内容十分重要,但在整个LTE网络的规划方面,我们也不能忽视。
在学习LTE培训教程时,我们还需了解网络规划的实现方法,基站和无线资源的优化和管理,LTE网络的扩容、升级和优化等内容。
最后,在学习LTE培训教程时,我们还需了解LTE技术的行业发展趋势,掌握最新的技术信息,以便随时应对市场变化和技术趋势,保持技术竞争力。
总之,学习LTE培训教程是加强相关从业人员技能水平,提高职业素质,使自己具备更强的竞争能力的必备条件之一。
LTE网规网优基础知识问答目录一、LTE概述与基本原理 (2)1. LTE基本概念及发展历程 (3)2. LTE网络架构与主要组件 (4)3. LTE关键技术及特点 (5)二、网规基础知识 (7)1. 网规概述及重要性 (8)2. 网络规划目标与原则 (10)3. 网络规划流程 (10)4. 基站选址与布局规划 (11)5. 频率规划与干扰协调 (12)三、网优基础知识 (14)1. 网络优化概述及目的 (15)2. 网络优化流程与方法 (16)3. 无线网络性能评估指标 (18)4. 容量优化与负载均衡技术 (19)5. 覆盖优化与信号增强措施 (20)四、LTE系统性能参数与配置优化 (22)1. 系统性能参数介绍 (24)2. 性能参数配置与优化策略 (25)3. 小区间干扰协调与优化方法 (27)4. 基站设备配置与优化建议 (28)五、LTE网络故障排查与处理 (30)1. 网络故障分类与识别方法 (31)2. 常见故障原因分析及处理措施 (32)3. 故障处理流程与案例分析 (32)4. 网络维护与管理技巧分享 (34)六、案例分析与实践经验分享 (35)1. 成功案例介绍与分析角度 (36)2. 实践中的经验教训总结 (38)3. 案例中的优化策略与实施效果评估 (39)七、LTE发展趋势与展望 (40)1. LTE技术发展趋势分析 (42)2. 新技术在LTE网络中的应用前景探讨 (43)一、LTE概述与基本原理LTE(Long Term Evolution,长期演进)是一种标准的无线宽带通信,主要用于移动设备和数据终端,其设计目标是提供一种高速、低延迟、高连接性的无线通信服务。
LTE的发展是为了满足移动通信市场的需求,特别是在3GPP的长期演进计划中,旨在解决3G网络中的瓶颈问题,提高无线通信的速度和质量。
LTE的关键技术包括正交频分复用(OFDM)、多输入多输出(MIMO)、密集波分复用(Dense WDM)、链路自适应技术等。
LTE物理层⼏个基本概念的定义和相互关系传输块(transport block),码字(codeword),层映射(layer mapping),传输层(transmission layer), 阶(rank), 和预编码(Precoding),天线端⼝(antenna port)是LTE物理层的⼏个基本概念,搞清楚这⼏个概念的定义和相互关系才能透彻理解LTE多天线技术和调度算法。
传输块(Transport block)⼀个传输块就是包含MAC PDU的⼀个数据块,这个数据块会在⼀个TTI上传输,也是HARQ重传的单位。
LTE规定:对于每个终端⼀个TTI最多可以发送两个传输块。
码字(codeword)⼀个码字就是在⼀个TTI上发送的包含了CRC位并经过了编码(Encoding)和速率匹配(Rate matching)之后的独⽴传输块(transport block)。
LTE规定:对于每个终端⼀个TTI最多可以发送两个码字。
层映射(Layer mapping)将对⼀个或两个码字分别进⾏扰码(Scrambling)和调制(Modulation)之后得到的复数符号根据层映射矩阵映射到⼀个或多个传输层。
层映射矩阵的维数为C×R,C为码字的个数,R为阶,也就是使⽤的传输层的个数。
传输层(Transmission layer)和阶(Rank)⼀个传输层对应于⼀个⽆线发射模式。
使⽤的传输层的个数就叫阶(Rank)。
预编码(Precoding)根据预编码矩阵将传输层映射到天线端⼝。
预编码矩阵的维数为R×P,R为阶,也就是使⽤的传输层的个数;P为天线端⼝的个数。
天线端⼝(Antenna Port)⼀个天线端⼝(antenna port)可以是⼀个物理发射天线,也可以是多个物理发射天线的合并。
在这两种情况下,终端(UE)的接收机(Receiver)都不会去分解来⾃⼀个天线端⼝的信号,因为从终端的⾓度来看,不管信道是由单个物理发射天线形成的,还是由多个物理发射天线合并⽽成的,这个天线端⼝对应的参考信号(Reference Signal)就定义了这个天线端⼝,终端都可以根据这个参考信号得到这个天线端⼝的信道估计。
LTE发展及基本概念1.什么是LTE?长期演进LTE (Long Term Evolution),是由接入网E-UTRAN 与核心网系统架构SAE组成。
2.LTE主要设计目标。
三高、两低、一平。
高峰值速率(下行峰值100Mbps,上行峰值50Mbps);高频谱效率(频谱效率是3G的3-5倍);高移动性(支持350 km/h,在某些频段甚至支持500km/h)低时延:控制面IDLE —〉ACTIVE: < 100ms,用户面传输: <5ms(单向)低成本:SON(自组织网络),支持多频段灵活配置扁平化架构,减少系统延时,网络部署简单,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。
3.LTE调制方式。
上行:BPSK、QPSK、16QAM、64QAM。
下行:BPSK、QPSK、16QAM、64QAM4.LTE信道编码方式:Turbo。
5.FDD和TDD的差异?主要来自于双工方式的差异。
FDD:抗干扰性更好,支持更高移动速度;TDD:更好的支持非对称的业务。
6.LTE的网络架构。
LTE的接入网E-UTRAN由e-NodeB组成,提供用户面和控制面。
LTE的核心网EPC由MME,S-GW和P-GW组成。
7.e-NodeB基站的主要功能。
1)无线资源管理功能,即实现无线承载控制、无线许可控制和连接移动性控制,在上下行链路上完成UE上的动态资源分配(调度);2)用户数据流的IP报头压缩和加密;3)UE附着状态时MME的选择;4)实现S-GW用户面数据的路由选择;5)执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输;6)完成有关移动性配置和调度的测量和测量报告。
8.MME移动管理实体的主要功能。
1)NAS (Non-Access Stratum)非接入层信令的加密和完整性保护;2)AS (Access Stratum)接入层安全性控制、空闲状态移动性控制;3)EPS (Evolved Packet System)承载控制;4)支持寻呼,切换,漫游,鉴权。
对LTE的理解1LTE多天线技术和调度算法中的基本概念传输块(transportblock),码字(codeword),层映射(layermapping),传输层(transmission layer),阶(rank),和预编码Precoding),天线端口(antennaport)是LTE物理层的几个基本概念,搞清楚这几个概念的定义和相互关系才能透彻理解LTE多天线技术和调度算法。
1.1TB传输块(Transport block):理解为MAC PDU一个传输块就是包含MACPDU的一个数据块,这个数据块会在一个TTI上传输,也是HARQ重传的单位。
LTE规定:对于每个终端一个TTI最多可以发送两个传输块。
1.2codeWord码字(codeword):经过信道编码和速率匹配以后的数据码流一个码字就是在一个TTI上发送的包含了CRC位并经过了编码(Encoding)和速率匹配(Ratematching)之后的独立传输块(transportblock)。
LTE规定:对于每个终端一个TTI最多可以发送两个码字。
1.3层映射层映射(Layermapping):将码流映射到层,由于码字与层不相等,所以需要层映射将对一个或两个码字分别进行扰码(Scrambling)和调制(Modulation)之后得到的复数符号根据层映射矩阵映射到一个或多个传输层。
层映射矩阵的维数为C×R,C为码字的个数,R为阶,也就是使用的传输层的个数。
理解:1)层映射中的“层”,指的是传输层。
2)一个UE支持2层,代表该UE可以同时做两件事情。
1.4传输层传输层(Transmissionlayer)和阶(Rank)一个传输层对应于一个无线发射模式。
使用的传输层的个数就叫阶(Rank)。
1.5RIRI:Rankindicator:用于指示PDSCH物理信道的传输层数1.6预编码预编码(Precoding):根据预编码矩阵将传输层映射到天线端口。
理解LTE中的基本概念LTE是3G時代向後發展的其中一個方向,作為3GPP標準,它能提供50Mbps的上行(uplink)速度以及100Mbps的下行(downlink)速度。
LTE在很多方面對蜂窩網路做了提升,比如,資料傳輸帶寬可設定在1.25MHz到20MHz的範圍,這點很適合擁有不同帶寬資源的運營商(關於運營商的定義,國外將Carrier表示簽發SIM卡的機構,而Operator則表示對SIM卡提供服務的機構,這裡統稱為運營商),並且它允許運營商根據所擁有的頻譜資源提供不同的服務。
再比如,LTE提升了3G網路的頻譜效率,運營商可以在同樣的帶寬範圍內提供更多的資料和更高品質的語音服務。
雖然目前LTE的規範還沒有最終定案,但以目前LTE的發展形式可以預料未來十年LTE將能夠滿足高速資料傳輸、多媒體服務以及高容量語音服務的需求。
LTE所採用的物理層(PHY)採用了特定的技術在增強型基站(eNodeB)和移動設備(UE)之間進行資料與控制信號的傳輸。
這些技術有些對於蜂窩網路來說是全新的,包括正交頻分複用技術(OFDM)、多輸入多輸出技術(MIMO)。
另外,LTE的物理層還針對下行連接使用了正交頻分多址技術(OFDMA),對上行連接使用了單載波頻分多址技術(SC-FDMA)。
在符號週期(symbol period)不變的情況下,OFDMA按照subcarrier-by-subcarrier的方式將資料直接發送到多個用戶,或者從多個用戶接收資料。
理解這些技術將有助於認識LTE的物理層,本文將對這些技術進行敘述,要說明的是,雖然LTE規範分別就上行和下行連接兩個方面描述頻分雙工FDD和時分雙工TDD,但實際多採用FDD。
在進入正文之前,還要瞭解的一點是,信號在無線傳輸的過程中會因為多路徑傳輸(multipath)而產生失真。
簡單的說,在發射端和接收端之間存在一個瞄準線(line-of-sight)路徑,信號在這個路徑上能最快的進行傳輸,而由於信號在建築物、汽車或者其他障礙物會產生反射,從而使得信號有許多傳輸路徑,見圖1。
理解LTE中的基本概念LTE是3G时代向后发展的其中一个方向,作为3GPP标准,它能提供50Mbps的上行(uplink)速度以及100Mbps的下行(downlink)速度。
LTE在很多方面对蜂窝网络做了提升,比如,数据传输带宽可设定在1.25MHz到20MHz的范围,这点很适合拥有不同带宽资源的运营商(关于运营商的定义,国外将Carrier表示签发SIM卡的机构,而Operator则表示对SIM卡提供服务的机构,这里统称为运营商),并且它允许运营商根据所拥有的频谱资源提供不同的服务。
再比如,LTE提升了3G网络的频谱效率,运营商可以在同样的带宽范围内提供更多的数据和更高质量的语音服务。
虽然目前LTE的规范还没有最终定案,但以目前LTE的发展形式可以预料未来十年LTE将能够满足高速数据传输、多媒体服务以及高容量语音服务的需求。
LTE所采用的物理层(PHY)采用了特定的技术在增强型基站(eNodeB)和移动设备(UE)之间进行数据与控制信号的传输。
这些技术有些对于蜂窝网络来说是全新的,包括正交频分复用技术(OFDM)、多输入多输出技术(MIMO)。
另外,LTE的物理层还针对下行连接使用了正交频分多址技术(OFDMA),对上行连接使用了单载波频分多址技术(SC-FDMA)。
在符号周期(symbol period)不变的情况下,OFDMA按照subcarrier-by-subcarrier的方式将数据直接发送到多个用户,或者从多个用户接收数据。
理解这些技术将有助于认识LTE的物理层,本文将对这些技术进行叙述,要说明的是,虽然LTE规范分别就上行和下行连接两个方面描述频分双工FDD和时分双工TDD,但实际多采用FDD。
在进入正文之前,还要了解的一点是,信号在无线传输的过程中会因为多路径传输(multipath)而产生失真。
简单的说,在发射端和接收端之间存在一个瞄准线(line-of-sight)路径,信号在这个路径上能最快的进行传输,而由于信号在建筑物、汽车或者其他障碍物会产生反射,从而使得信号有许多传输路径,见图1。
一、单载波调制和通道均衡(channel equalization)时至今日,蜂窝网络几乎无一例外的采用单载波调制方式。
虽然LTE更倾向于使用OFDM,而不是单载波调制,但是简单的讨论一下基于单载波的系统是怎样处理多径干扰(既由多路径传输引起的信号失真)是有帮助的,因为它可以作为参考点与OFDM系统进行比较。
时延扩展(delay spread)表示信号从发射端从不同的路径传送到接收端的延迟时间,在蜂窝网络中,时延扩展大约为几微秒。
这种延迟会引起最大问题是,通过延迟路径到达接收端的符号(symbol)会对随后的符号造成干扰,图2描述了这种情况,它通常被称为码间干扰,即图中的ISI。
在典型的单载波系统里,符号时间(symbol time)随着传输率的增加而降低,传输率非常高的时候,相应的符号周期(symbol period)更短,很可能会发生ISI大于符号周期的情况,这种情况甚至可能会影响到随后的第二个、第三个符号。
图2. 多路径传输导致的时间延迟,以及由此引发的码间干扰ISI。
在频域(frequency domain)对多径干扰(multipath distortion)进行分析是很重要的。
不同的传输路径和反射程度,都将引起不同的相位偏移(phase shift)。
当所有经过不同路径达到接收端的信号合并以后,通频带(passband)的频率将会受到相长干扰(constructive interference),即同相位(in-phase)信号的线性合并,其他频率则受到相消干涉(destructive interference),类似的,这个过程可以看成是反位相(out-of-phase)信号的线性合并。
合并信号由于选频电路的衰减而产生失真,见图3。
图3. 时延扩展(delay spread)过长将会导致频选衰减(即图中的feed fades)。
单载波系统通过时域的均衡来补偿通道的失真,这是它本身所具备的优点,这里不做详细叙述。
如果要在时域做均衡以补偿多径干扰,可以通过以下两个方法来实现:(1)通道反转(channel inversion)。
在发送数据之前,优先发送一个特殊的序列,因为原始资料只有在接收端才能被识别,信道均衡器能够决定信道是否响应这个原始数据,而且它能通过反转信道来增加对数据的承载能力,以此来抑制多径干扰的问题。
(2)CDMA系统可以采用梳状(rake)均衡器来处理特定的路径,然后按时间错位的顺序来合并数字信号,通过这样来提升接收信号的信噪比(SNR)。
在另一方面,随着数据率的增加,信道均衡器的实现方法也随之变得复杂。
符号时间也变得更短,这时候,接收端的采样时钟必须相应的更快。
ISI将变得更加严峻,甚至在某些极端情况它可能会超出几个字符周期。
图4. 基于横向滤波(transversal filter)的通道均衡器图4给出了一个普通的均衡器电路结构,随着接收端采样时钟τ的降低,需要更多采样来补偿时延扩展。
根据自适应算法(adaptive algorithm)的复杂程度和处理速度,delay tap的数量会随之增加。
对于100Mbps的LTE数据传输率以及将近17μs的时延扩展来说,这种通道均衡的方案就显得不切实际。
下面我们将讨论的是,OFDM是怎样在时域内消除ISI的,这将显著的简化信道补偿的任务。
二、正交频分复用技术(OFDM)OFDM通信系统并不受符号率(symbol rate)增加的影响,这样有助于提升数据传输率以及控制ISI。
OFDM系统将频带分为许多子载波(sub-carriers),并且将数据以平行束(parallel stream)的方式进行发射。
每一个子载波都进行不同程度的QAM调制,例如QPSK、QAM、64QAM,甚至是更高阶的调制,这根据信号质量的要求来决定。
所以,OFDM符号其实是瞬态信号(instantaneous signal)在每个子载波上的线性合并。
另外,由于信号是并行发射,而不是串行的传输,因此在同等的数据传输率下,OFDM所使用的符号(symbol)通常比单载波系统中的符号长。
OFDM具有两个很明显的特征:第一,每一个符号的前端都有一个循环前缀(cyclic prefix,即CP),这个前缀用于消除ISI;第二,子载波的间隔非常窄以增加带宽的利用效率,而且相邻的子载波之间并不存在载波间干扰(ICI)。
同样的,分析信号在时域和频域的特征将有助于理解OFDM是怎样处理多径干扰的。
为了理解OFDM 是怎样处理由多路径传输引起的ISI,下面将首先分析OFDM符号在时域的表现。
通常OFDM符号包括两部分:CP和TFFT,CP的持续时间由时延扩展的预处理程度决定。
当信号经由两个不同的路径传输到接收端的时候,它们在时间上将按照图5进行交叉错列的分布。
图5. OFDM通过更长的符号周期和CP来消除ISI。
对于CP来说,有可能从前端符号(preceding symbol)就出现失真的情况。
然而,如果CP的时间足够长,前端符号并不会溢出到FFT时间;此时只存在由时间重迭而引起符号之间的干扰问题。
一旦通道的激励响应(impulse reponse)确定下来,可以用“s ubcarrier-by-subcarrier”的方式使振幅和相位产生偏移,以此来消除失真。
值得注意的是,所有传输到接收端的信息都与FFT时间有关。
信号在被接收并且被数字化处理之后,接收端将简单的消除CP。
此时,每一个子载波内的方波脉冲就是FFT时间内的固定振幅。
这些方波脉冲的最大作用是在频率上将子载波进行间隔并且不产生ICI。
在时域的方波脉冲(即RECT 函数)经过转换后成为频域的SINC函数(即sin(x)/x),见图6。
值得一提的是,它只是对载波间隔(1/Δf)进行简单的转换,频域的SINC函数以15kHz为间隔并且具有零交越(zero-crossing)的特性,这恰好落在邻近子载波的中心上。
因此,就有可能在每一个子载波的中心频率进行采样,同时不用遭受邻近子载波的干扰。
图6. OFDM的字符经过基带芯片的FFT处理后还原出子载波信息。
1、OFDM的缺点如前所述,OFDM具有一些优异的地方,但它同样存在着缺点。
跟单载波系统相比,OFDM具有两个致命的缺点:容易受到频率偏移的影响,频率产生偏移有可能是由本地振荡引起的,也可能是多普勒频移(Doppler shifte);除此之外,信号峰均功率比(PAPR)过大也是其中的一个缺点。
如果每一个子载波都能够在它的中心频率进行准确的采样,那么这样的OFDM系统就可以实现零ICI。
通过快速傅立叶变换(FFT)将时域采样的OFDM信号转换成频域信号,这是一种有效的实现离散傅立叶变换(DFT)的方法,它形成一系列初始的离散频率,这些频率可以下列公式表达。
最终的频谱具有离散的频率K/NTs,K=0,1,…N-1,其中Ts表示时域的采样间隔,N是采样的数量,采样数量是在FTT时间内定义的。
因此,通过傅立叶变换来表示的信号频率完全由采样频率1/Ts定义。
这里以一个特殊的LTE为例,LTE将发射的带宽定义在1.25MHz到20MHz之间。
当带宽为1.25MHz 的时候,FFT的大小为128。
换句话说,在FFT时间(66.67μs)内进行了128次的采样,Ts=0.52086μs,接收信号可以表示为15kHz、30kHz、45kHz等等分量的函数。
这些频率恰好是子载波的中心频率,除非在下变频转换的过程中出现错误。
接收信号在RF载波频率进行下变频转换后,然后在基带频率进行FFT。
下变频转换通常是采用直接变频的方法进行,即接收信号与本振频率(LO)混合。
在理想情况下,载波信号与接收端的LO是相同的,但在实际中这点很难做到。
发射端和接收端LO总是会产生偏移,因此必须采用更加有效的方法使它们同步。
为了做到这一点,每一个基站周期性的发送同步信号,这些同步信号除了被用于LO的同步之外,还被用于初始的数据采集和移交等其他任务。
即便是这样,其他的干扰源也可能会使信号出现不同步的问题,比如Doppler频移和本振相位噪声,这些干扰都有可能导致图7中的ICI。
出于上述这些原因,必须对信号的频率进行持续的监视。
任何偏移都必须在基带处理的过程中被纠正以避免产生额外的ICI。
图7. 频率偏移导致载波间干扰(ICI)。
OFDM的另外一个最大的缺点是PAPR过大。
对于一个单独的OFDM符号来说,瞬态发射的RF功率可以发生明显的改变,前面提到,OFDM符号是所有子载波的合并,子载波电压可以在符号的任何位置上加入同位相,这将产生非常高的瞬态峰值功率。