LTE系统时延的分析与研究

LTE系统概述范文LTE（Long Term Evolution）是一种第四代（4G）无线通信技术，是继2G（GSM）和3G（UMTS）之后的下一代移动通信技术。

它旨在提供更高的数据传输速度、更低的时延和更好的覆盖范围，以满足日益增长的移动宽带需求。

LTE系统的核心是基于IP的无线通信网络，它采用了分组交换的技术，与传统的电路交换网络相比，能够更高效地利用网络资源。

在LTE系统中，无线电接入网络（Radio Access Network，RAN）负责无线信号的传输和接收，核心网络（Core Network）则负责数据传输、处理和路由等功能。

2.低时延：由于LTE系统采用了分组交换的技术和优化的协议，使得无线网络的时延相对较低。

这对于实时应用（如在线游戏、视频通话）和位置服务非常重要，能够提供更好的用户体验。

3. 高容量：LTE系统的无线接口采用了OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）技术，这是一种多用户接入技术，能够将频谱资源划分给多个用户同时使用，从而提高网络的容量和可伸缩性。

4.灵活的频谱分配：LTE系统可以灵活地分配频谱资源，支持不同频带（如700MHz、1800MHz、2.6GHz等）的使用，以满足不同运营商和地区的需求。

5.广泛的覆盖范围：LTE系统的网络规划和无线传输技术使得其覆盖范围更广，能够实现更好的室内和室外覆盖，为用户提供更稳定的信号质量。

6.兼容性：LTE系统具有对已有的2G和3G网络的兼容性。

它可以与GSM和UMTS网络进行互操作，这意味着运营商可以逐步升级其现有的网络到LTE系统，而无需进行全面的替换。

7.低能耗：LTE系统采用了一些节能技术，如功率控制和休眠模式等，使得设备在使用无线网络时能够更有效地利用电池能量，延长设备的使用时间。

总之，LTE系统作为一种高速、低时延、高容量和兼容性强的无线通信技术，已经在全球范围内得到广泛应用。

数据业务感知时延异常根因分析案例【摘要】造成现有数据网络感知时延有很多因素，如果所有因素全部平行排列评估很难找到主因，需要找到一个算法对现有问题进行逐层分析。

XX电信创新引入交叉关联法进行数据业务感知时延异常根因定位，并在福州进行试点应用，取得良好效果。

交叉关联法引用两个相关性最低的因子，结合聚类法进行主因判决，并利用增维法，逐步对问题进行剖析，最终定出影响感知时延最大的因素并进行解决。

【关键字】交叉关联分析法感知优化时延【业务类别】移动网一、背景伴随LTE 基站建设逐步进入后期，LTE 用户逐渐增多，网络优化工作的主要思路是如何更好的经营网络，工作重心也从指标优化转移到提升用户感知，特别是提升用户的上网感知，因此需要进一步挖掘网络潜力，优化现有网络配置，降低用户的网页浏览时延，从而提高用户的体验感知。

造成现有数据网络感知时延有很多因素，如果所有因素全部平行排列评估很难找到主因，需要找到一个算法对现有问题进行逐层分析。

XX电信创新引入交叉关联法进行数据业务感知时延异常根因定位，并在福州进行试点应用，取得良好效果。

该方法通过引用两个相关性最低的因子，结合聚类法进行主因判决，并利用增维法，逐步对问题进行剖析，最终定出影响感知时延最大的因素并进行解决。

二、交叉关联分析法基本原理2.1．交叉关联分析法基本原理交叉关联分析法又称立体分析法，是在纵向分析法和横向分析法的基础上，从交叉、立体的角度出发，多角度结合分析的方法，弥补了独立维度分析方法带来的偏差。

交叉关联分析涉及多维度的组合，表格比较容易把多个维度的交叉关系展现出来，因此在交叉分析中通常以表格为主。

我们平常看的表格通常叫做二维表，第一列设置为一个维度（如日期），表头罗列各类指标（把所有指标认为是一个维度—指标维），这样行列的两个维就组成了常见的二维表。

对二维表进行扩展，展现更加丰富的维度,在行列分层次放置多个维度，如下图所示：根据以上理论，我们针对目前高端到端时延小区进行交叉关联分析法进行定位，再通过不断增维层层分析定位问题小区的核心问题，最终通过相应优化方案调整解决。

LteLTE是英文Long Term Evolution的缩写。

LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。

它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。

在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。

基本简介LTE是英文Long Term Evolution的缩写。

LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。

LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。

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/MIMO 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。

FDD-LTE 已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。

技术特征3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。

与3G相比，LTE具有如下技术特征[2][3]：(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。

(2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3--4倍于R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2--3倍。

LTE系统中PRACH信道检测的研究与DSP实现LTE（Long Term Evolution）是一种4G无线通信技术，已广泛应用于移动通信网络。

在LTE系统中，PRACH（Physical Random Access Channel）信道是移动设备与基站之间进行随机接入的信道。

PRACH信道的检测和DSP（Digital Signal Processing）实现是LTE系统中非常重要的研究内容。

PRACH信道的检测涉及到多个方面，包括信号检测、时频同步以及信道估计等。

首先，对于信号检测，传统的方法通常使用匹配滤波器来提取相应的特征。

但是，该方法在实时性和性能方面存在一定的缺陷。

因此，研究者提出了一些新的信号检测方法，如基于压缩感知、神经网络和机器学习的方法。

这些方法能够提高信号检测的准确性和实时性。

其次，时频同步是PRACH信道检测的另一个重要环节。

由于移动设备与基站之间的时延和频偏，时频同步对于正确解析PRACH信号非常重要。

现有的时频同步算法包括了相关方法、前导符号方法和循环谱方法等。

这些方法能够准确地估计时延和频偏，从而实现对PRACH信号的正确解析。

最后，信道估计可以帮助解码器准确地还原PRACH信号的干扰和衰落情况。

传统的信道估计方法主要使用了最小二乘法和最大似然法等。

然而，这些方法的复杂度较高，无法满足LTE系统对实时性的要求。

因此，研究者提出了一些新的信道估计方法，如基于压缩感知的方法和基于深度学习的方法。

这些方法能够在保证估计精度的同时，降低计算复杂度，并满足LTE系统的实时性要求。

在DSP实现方面，PRACH信道检测需要高性能的硬件平台和优化的算法实现。

DSP是一种用于数字信号处理的专用处理器。

在PRACH信道检测的实现中，DSP可以利用并行计算和高速缓存等技术来提高算法的处理速度和实时性。

此外，DSP还可以通过优化算法实现、硬件加速等方式，提高PRACH信道检测的性能和效率。

LTE系统中的多径时延估计算法杨丰瑞;徐超【摘要】就LTE系统中单小区信道估计这一课题，给出信道的参数化频域模型，针对多径时延这一参数，比较两种时延估计（TDE）算法，IFFT时延估计算法与MUSIC超分辨率时延估计算法，并进行仿真。

得到MUSIC超分辨率时延估计改善了每条径TDE的准确性，但受多普勒频移影响较大，该课题中宜采用IFFT时延估计算法。

【期刊名称】《广东通信技术》【年(卷),期】2011(031)010【总页数】4页(P62-65)【关键词】LTE信道估计;多径时延;TDE;IFFT;MUSIC【作者】杨丰瑞;徐超【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院;重庆邮电大学通信与信息工程学院【正文语种】中文【中图分类】TN929.5331 引言作为向下一代移动通信系统演进的主流技术，LTE改进并增强了3G的无线接入网络。

较之现在3G系统广泛采用的基于码分多址（CDMA）的物理层技术来说，在LTE下行系统中采用了OFDM技术。

作为OFDM关键技术之一的信道估计算法，长期以来一直是研究的热点。

信道的多径时延作为信道的重要先验信息，在信道估计，尤其是线性最小均方误差（LMMSE）信道估计算法中占有重要地位。

目前TDE技术大都在时域上进行，利用时域信号的互相关性实现[1]。

然而时域互相关算法的分辨率有限，于是，基于信道频域模型的频域TDE技术逐渐为人们所关注，如文献[2]在获得信道频域特性的基础上利用IFFT来获得信道的时域脉冲响应从而实现TDE估计。

上世纪90年代后期T.Lo.J.Litva等人把时域超分辨率的谱估计算法引入到TDE估计中，开辟了TDE估计的新领域—超分辨率频域TDE。

本文在OFDM_MIMO系统中单小区环境下，依据LS准则恢复出参考信号点的信道频率响应值，满足IFFT时延估计方法和MUSIC超分辨率时延估计方法的输入要求，故对此两种方法进行仿真和对比，得到我们的结论。

2 信道频域模型的建立实际的非自由空间电磁波传播环境存在严重的多径现象,发射的电磁波脉冲会在障碍物表面发生反射、散射、衍射现象,可沿多条不同路径到达接收端,因此接收端将接收到对应的一组脉冲序列(具有不同的强度及到达时刻) 。

杭州LTE网络下手游空口时延优化分析方法最佳实践总结杭州电信余杭分公司仲展毅1概述在4G时代，移动网带宽大幅提升，同时智能手机和应用也得到了极大发展。

在智能手机应用中，网络游戏明显占据着非常重要的地位。

如何提高用户在手机游戏中的网络体验成为游戏开发商、游戏代理商和电信运营商积极探索的方向。

从终端到服务器，整个体系的每一个环节都会影响用户的使用感知，基站空口显然是不确定性最大的一个环节，了解空口对时延的影响，并找到改善时延的方法非常重要。

本次通过研究手游在网络上2种交互连接的运作机制，并以典型情况介绍说明卡顿的根本原因。

通过LTE无线空口的3个主要指标RSRP、SINR、负荷分别开展统计分析和现场评估，得出指标与时延的相关性以及提升方案，最后就LTE的一些特性对空口时延的影响进行分析并给出调整的实测情况。

2手机游戏机制客户端与服务器间主要有2个交互连接，一个为TCP连接，一个为UDP连接。

游戏客户端与服务器间的TCP长连接由终端发起，通过这个TCP长连接进行心跳和其他信息交互，用以确认服务器状态正常，心跳间隔3 s，消息大小固定，流程如图示：客户端与服务器TCP流程图客户端和服务器之间交互的报文，除了TCP长连接报文以外，还有大量的UDP报文，传递玩家的操作信息。

主流网络游戏采用的同步机制为帧同步（非状态同步），主要流程如下：广播帧流程图当用户操作未及时上报，或客户端未及时收到服务器下发的广播消息时，都会体现为游戏中的卡顿。

由此可知，网络侧上下行的总时延超过60 ms会极大拉低用户感知，但60 ms是整个环路上总时延阈值，对于空口则需要将本段时延降低至接近极限值。

3空口时延影响因素3.1 覆盖、干扰与时延对杭州同一个MME下的E-UTRN进行大量拉网Ping测试，得到不同环境下空口时延的散点图：RSRP与Ping时延散点图通过进一步的数据分析，得到RSRP、SINR与Ping时延的样本点数的关系（此处并未考虑网络负荷的影响）。

目前的4G 技术没法满足这些关键能力要求，尤其对于毫秒级的低时延特性需求，单纯通过现有的4G 技术演进是无法实现的，需从网络架构、空口技术、承载网等方面采用新架构和新技术，才能实现超低时延的特性。

超低时延是5G 最重要的关键能力，要满足近乎苛刻的时延指标要求，面临着以下挑战：首先，毫秒级别的延迟要网络的架构做重大变更，实现成本相对较高，短期内实现相对困难。

其次，时延和其他特性指标的之间关系需要综合考虑，如：自动驾驶/机器人控制等应用在需求超低时延的同时需要接近100%的可靠性；AR/VR 应用对时延要求较高的业务同时对吞吐量要求也较高；此外，无线系统设计中如传输速率、时延、可靠性等性能指标之间常常存在着一定程度的此消彼长、相互权衡的关系，需要针对业务类型合理权衡和协调时延与其它指标之间的关系。

3 实现5G 低时延的技术移动通信系统时延由如下几个部分组成：空口时延、承载网时延、核心网时延，PDN 网络时延，如图1所示：图1 移动通信系统时延的组成5G 要实现超低时延，必从接入网、核心网、承载网、PDN 网络各个方面一起着手，总的思想是架构扁平、内容下层、空口重构。

端到端时延由多段路径上的时延加和而成，仅靠单独优化某一局部的时延无法满足1 ms 的极致时延要求，因此5G 超低时延的实现要列有机结合的技术，一方面要大幅度降低空口传输时延，另一方面要尽可能减少转发节点，并缩短源到目的节点之间的“距离”。

以下将从网络架构、核心网、承载网三方面研究在降低时延中扮演重要作用的关键技术。

3.1 网络架构在网络架构方面，可以采用控制转发分离、网络切片、核心网功能下沉和移动边缘计算（键技术来降低时延。

（1）控制转发分离新型5G 网络架构包含接入、控制和转发三个功能平面：1）接入平面：包含各种类型基站和无线接入设备。

基站间交互能力增强，组网拓扑形式丰富，能够实现快速灵活的无线接入协同控制和更高的无线资源利用率。

2）控制平面：通过网络功能重构，实现集中的控制功能和简化流程，以及接入和转发资源的全局调度。