LTE E-UTRAN物理层介绍

1、EPC: Evolved Packet Core ,4G核心网，进化型的分组核心。

（evolve：[i'vɔlv] 演变; 进化）2、BBU: Building Base Band Unit 室内基带处理单元（基带处理单元），使用在分布式基站架构3、RRU：Radio Remote Unit 射频拉远单元，使用在分布式基站架构BBU+RRU架构的技术特点是将基站分成近端机（即无限基带控制Radio Server）和远端机（即射频拉远RRU）两部分，两者之间通过光纤连接，其接口是基于开放式CPRI接口，可以稳定地与主流厂商的设备进行连接。

一个BBU可以支持多个RRU，采用BBU+RRU多通道方案可以很好地解决大型场馆的室内覆盖。

通常大型建筑物内部的层间有楼板，房间有墙壁，室内与室内用户之间的空间分割。

BBU集中放置在机房，RRU可安装在楼层，两者之间采用光纤传输，RRU 再通过同轴电缆及功分器（耦合器）等连接至天线，即主干采用光纤，支路采用同轴电缆。

对于下行方向：光纤从BBU连接到RRU，BBU和RRU之间传输的是基带数字信号，这样基站可以控制某个用户的信号从指定的RRU通道发射出去，这样可以大大降低对本小区其他通道上用户的干扰。

对于上行方向：用户手机信号被距离最近的通道收到，然后从这个通道经过光纤传到基站，这样可以大大降低不同通道上用户之间的干扰。

4、CPRI: Common Public Radio Interface ,通用公共无线电接口通用公共无线接口（CPRI）联盟是一个工业合作组织，致力于从事无线基站内部无线设备控制中心（简称REC）及无线设备（简称RE）之间主要接口规范的指定。

CPRI:采用数字的方式来传输基带信号，其数字接口用两种，标准的CPRI和OBSAI接口。

接口上包括三种不同的信息流：用户层数据流，控制管理层数据流，同步数据流。

协议包括两层：L1（物理层），L2：数据连接层。

LTE网络架构和协议栈随着移动通信技术的不断发展，LTE（Long Term Evolution）成为4G移动通信的主流技术。

LTE网络架构和协议栈是构建LTE系统的核心组成部分，下面将对LTE网络架构和协议栈进行详细介绍。

一、LTE网络架构LTE网络架构由两部分组成：E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）和EPC（Evolved Packet Core）。

1. E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）E-UTRAN是LTE系统的无线接入网络，包括基站和与之相连的核心网。

基站被称为eNodeB，负责无线信号的传输和接收。

eNodeB通过X2接口相连，用于基站之间的信号传输和协同。

与核心网的连接通过S1接口实现，包括控制面和用户面的传输。

2. EPC（Evolved Packet Core）EPC是LTE系统的核心网络，负责用户数据的传输和控制信息的处理。

EPC由三个主要组成部分构成：MME（Mobility Management Entity）、SGW（Serving Gateway）和PGW（Packet Data Network Gateway）。

MME负责移动性管理和控制平面的处理；SGW负责用户数据的传输；PGW连接到外部数据网络，负责数据分组的处理和路由。

二、LTE协议栈LTE协议栈由各种协议组成，实现系统中不同层次之间的通信和控制。

LTE协议栈按照OSI（Open Systems Interconnection）参考模型分为七层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

1. 物理层物理层负责数据的传输和调制解调。

LTE使用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术进行信号的调制和解调，以提高传输效率和抗干扰性能。

第1章 3G概述1.2.5 E-UTRAN概述E-UTRAN在系统性能和能力方面的研究目标主要有以下几点：（1）有更高的空中接口峰值速率以及频谱效率。

下行10Mbit/s，频谱效率5bit（s·Hz）；上行50Mbit/s，频谱效率25bit（s· Hz）；系统的最大带宽为20 MHz，还支持其他如1.25MHz、1.6MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz和15MHz等系统带宽，以及“成对”与“非成对”频段的部署，以保证将来在系统部署上的灵活性。

（2）可对现有频谱及其他资源进行有效重用。

（3）有更好的覆盖性能，即小区覆盖半径在5km内，都能够符合上述性能要求，提高小区边缘用户的吞吐量。

（4）有更短的通信时延和更简化的网络结构。

（5）支持增强的IP多媒体子系统（IP Multimedia Sub-system，IMS）和核心网；尽可能保证后向兼容，有效地支持多种业务类型，尤其是分组域（PS-Domain）业务（如V oIP等）。

（6）有更先进的无线资源管理和QoS处理能力。

优化系统为低移动速度终端提供服务，同时也应支持高移动速度终端。

（7）与现有网络的平滑演进及跨系统的移动性管理。

（8）降低空中接口和网络架构的成本。

（9）实现合理的终端复杂度、成本和耗电。

（10）支持增强型的广播多播业务。

1．E-UTRAN物理层技术特点在E-UTRAN物理层的下行方向，采用了正交频分复用（OFDM）技术来满足100Mbit/s 的数据速率和频谱效率的要求，通过配置子载波数量来实现1.25～20MHz的灵活带宽配置。

它采用0.5ms的最小传输时间间隔（TTI），减小了传输时延；采用4.7ms的循环冗余前缀（Cyclic Prefix），在不增加大量系统开销的同时，保证了时延扩展的处理。

利用OFDM的特性，在原有的自适应调制编码（AMC）机制中，增加了新的一维自适应频率调整，使得资源调度更为灵活，效率更高。

规范编号规范名称内容更新时间射频系列规范ＴＳ 36.101 UE无线发送和接收描述FDD和TDD E—UＴRＡ UE的最小射频(RF）特性0８—Oct—201０TS 36．１０4 BS无线发送与接收描述E—UＴRA BS在成对频谱和非成对频谱的最小RF特性30—Ｓｅp-2010TS 36.106 FDD直放站无线发送与接收描述FDＤ直放站的射频要求和基本测试条件30—Sｅp—2010TS 36.113 ＢS与直放站的电磁兼容包含对E—UTＲA基站、直放站和补充设备的电磁兼容(EMC)评估01—Oct—２０10TS 36．124 移动终端和辅助设备的电磁兼容的要求建立了对于E—ＵTRＡ终端和附属设备的主要EMC要求,保证不对其他设备产生电磁干扰,并保证自身对电磁干扰有一定的免疫性。

定义了ＥＭＣ测试方法、频率范围、最小性能要求等01-Ocｔ—201０TS 36。

1３3 支持无线资源管理的要求描述支持FＤD和ＴDＤ E-UTRA的无线资源管理需求，包括对Ｅ—UＴRAＮ和UE测量的要求,以及针对延迟和反馈特性的点对点动态性和互动的要求０8-Oct—2010TS 36．141 ＢＳ一致性测试描述对ＦDD/ＴDDE—UTＲＡ基站的射频测试方法和一致３0—Seｐ—2010性要求TS 36.143 FDD直放站一致性测试描述了FDD直放站的一致性规范,基于36。

106中定义的核心要求和基本方法,对详细的测试方法、过程、环境和一致性要求等进行详细说明01－Oｃt－2０10TS 3６.171 支持辅助全球导航卫星系统（A—GNSS)的要求描述了基于UE和UE辅助FDD或TDD的辅助全球导航卫星系统终端的最低性能２1-Ｊun-20１０TS 36.3０7 ＵE支持零散频段的要求定义了终端支持与版本无关频段时所要满足的要求。

０４—Oｃt-2010物理层系列规范TS 3６。

20１LTＥ物理层——总体描述物理层综述协议,主要包括物理层在协议结构中的位置和功能,包括物理层4个规范36。

LTE互操作参数总结LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，具有高速传输、低延迟和高容量等特点。

为了实现不同网络之间的互操作性，LTE引入了一系列互操作参数。

本文将对LTE互操作参数进行总结。

一、频段互操作参数1.E-UTRA频段：LTE系统的频段范围是从频率带1（2100MHz）到频率带41（2500MHz）。

不同地区的运营商可能会使用不同的频段，因此设备需要支持不同的频段以实现全球范围的互操作。

2. GERAN频段：GERAN（GSM/EDGE Radio Access Network）是第二代移动通信技术，LTE系统可以利用GERAN频段进行CSFB（Circuit Switched Fallback）和SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity）等功能。

设备需要支持不同的GERAN频段，以便在LTE系统下提供较低的语音服务。

3. UTRAN频段：UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network）是第三代移动通信技术，LTE系统可以利用UTRAN频段进行CSFB和SRVCC等功能。

设备需要支持不同的UTRAN频段，以实现与3G网络间的平滑过渡。

二、系统选定互操作参数1. PLMN选择：PLMN（Public Land Mobile Network）是为移动通信用户提供服务的网络运营商。

设备需要选择正确的PLMN进行注册，以便与合适的网络进行连接。

2. TAC选择：TAC（Tracking Area Code）用于识别设备所在的跟踪区域。

设备需要选择正确的TAC以获取正确的服务。

三、小区互操作参数1. RSRP门限：RSRP（Reference Signal Received Power）是测量LTE信号接收功率的指标，设备需要设置RSRP的门限值，以确定是否一些小区。

2. RSRQ门限：RSRQ（Reference Signal Received Quality）是测量LTE信号接收质量的指标，设备需要设置RSRQ的门限值，以确定是否一些小区。

LTE网络结构协议栈及物理层LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，为了满足日益增长的数据需求和提供更高的速率、更低的时延，LTE采用了全新的网络结构和协议栈。

本文将介绍LTE网络的结构、协议栈及物理层。

一、LTE网络结构LTE网络结构包括用户终端设备（UE）、基站（eNodeB）、核心网（EPC）和公共网（Internet）四个部分。

UE是移动设备，eNodeB是用于无线接入的基站，EPC则是支持核心网络功能的节点。

UE与eNodeB之间通过无线接口建立连接，提供无线接入服务。

eNodeB负责对无线资源进行管理和调度，以及用户数据的传输。

而EPC则是核心网络，包括MME（Mobility Management Entity）、SGW （Serving Gateway）和PGW（Packet Data Network Gateway）等网络节点，负责用户移动性管理、用户数据传输和连接到公共网。

二、LTE协议栈LTE协议栈分为两个层次：控制面协议栈（CP）和用户面协议栈（UP）。

CP负责控制信令的传输和处理，UP处理用户数据的传输。

协议栈分为PHY（物理层）、MAC（介质访问控制层）、RLC（无线链路控制层）、PDCP（包隧道协议层）和RRC（无线资源控制层）五个层次。

- 物理层（PHY）：是协议栈的最底层，负责将用户数据以比特流的形式传输到空中介质中，并接收从空中介质中接收到的数据。

物理层对数据进行编码、调制和解调，实现无线传输。

- 介质访问控制层（MAC）：负责管理无线资源，包括分配资源、管理调度和处理数据的传输。

MAC层通过无线帧的分配来实现用户数据的传输控制。

- 无线链路控制层（RLC）：负责对用户数据进行分段、确认和相关的传输协议。

RLC层提供不同的服务质量，如可靠传输和非可靠传输。

- 包隧道协议层（PDCP）：负责对用户数据进行压缩和解压缩，以减小无线传输时的带宽占用。

LTE UTRAN下行无线资源管理概述An Overview of Downlink RadioResource Management forUTRAN Long-Term EvolutionKlaus Ingemann Pedersen, Troels Emil Kolding, Frank Frederiksen, István Zsolt Kovács, Daniela Laselva,and Preben Elgaard Mogensen, Nokia Siemens Networks摘要无线资源管理算法涵盖承载准入控制、半永久性和动态分组调度、快速链路自适应以及多天线传输模式传输控制，将在这篇关于UTRAN长期演进版的文章中得到论述。

首先，给出一个LTE的高层次的系统概述，尤其侧重和RRM相关的重要组件。

服务质量参数框架将被概略地论述，因为RRM算法族的主要目标之一是在服务所有用户(满足他们的最小QoS限制)的同时使系统的容量最大化。

文章论证了在容易进行空中接口测量的基站中如何配置RRM算法才能为一、二、三层间高效的跨功能优化提供机会。

不同话务混合及天线传输体系下的性能结果的例子也被给出。

文章给出结论，对如何在不同负荷及话务量的情况下对多种RRM算法进行操作提出了建议。

引言在考虑了几个可行的技术组成部分和选项后，通用移动通信系统(UMTS)陆地无线接入网(UTRAN)系统长期演进版(LTE)的Release 8规范当前正在被第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化组织定稿。

继宽带码分多址接入(WCDMA)及高速分组接入(HSPA)之后，LTE是3GPP家族的新成员，以促进更高的数据速率、更低的延时、更好的频谱效率、更灵活的频谱部署(带宽从1.4到20MHz) [3]。

多种带宽选择和对紧密频分复用操作的支持使重组先前被GSM和WCDMA使用的频率成为可能。

LTE是一个优化的全分组交换系统。

enode b原理
eNodeB是LTE网络中的基站设备，全称为E-UTRAN Node B。

eNodeB负责LTE网络中的物理层和调度功能。

它与用户终端（UE）进行通信，向核心网（EPC）提供高速数据传输服务。

eNodeB的原理可以简单地概括如下：
1. 双向传输：eNodeB可以同时向UE发送数据和接收从UE来的数据。

2. 多输入多输出（MIMO）：eNodeB可以通过多个天线和UE之间进行数据传输，以提高传输效率和稳定性。

3. 小区管理：eNodeB负责管理LTE网络中的小区，并确定UE的连接状态和信号质量。

4. 调度管理：eNodeB控制着LTE网络中发送和接收数据的时序和频率，以确保高效的信道使用。

5. 安全认证：eNodeB需要对用户终端进行安全认证，以防止未授权的用户接入网络。

6. 数据传输：eNodeB负责将核心网中的数据传输到用户终端，并将从用户终端收集的数据传回核心网。

7. 信令处理：eNodeB处理与UE之间的信令，以确保稳定的通信连接并支持各种服务。

总之，eNodeB是LTE网络中不可或缺的基础设施，它提供了高速、稳定的数据传输服务和可靠的通信连接。

E-UTRAN架构E．UTRAN(Evolved UTRAN)由eNBs构成，如图1所示。

eNBs为E—UTRA 提供用户平面(PDCP／RLC／MAC／PHY)协议和控制平面(RRC)协议。

eNB之间通过接口X2互相关联，同时eNBs也可以通过连接到EPC(evolved packet core)的S 1接口相互建立联系。

每个LTE基站eNB都通过Sl接口和MME以及SAE网关相连接。

eNB功能有无线资源管理功能，用户平面数据服务网关的选择，调度和传输寻呼信息、广播信息，上下行资源分配RB控制、配置信息的测量及结果报告，调度和传输ETWS信息等。

接口s1功能有：SAE承载业务的设置和释放，在激活状态下的移动性管理功能，LTE小区切换以及与不同RAT系统间切换，寻呼功能，非接人层NAS信令传送功能，s1接口管理功能，漫游与地区限制功能等…。

协议栈层次结构LTE的Uu接口按照协议栈的功能和任务来区分，包括以下几层：物理层（PHY)、数据链路层（Layer 2）和无线资源控制层（RRC）。

而其中数据链路层又分为媒体接入控制层（MAC），无线链路控制层（RLC）和分组数据汇聚协议层（PDCP）。

LTE的空中接口又可以分为用户平面和控制平面，用户平面通过空中接口传输通道为上层协议栈提供用户数据传输服务，同时为控制平面和NAS 信令提供传输通道。

控制平面负责用户无线资源的管理、无线连接的建立、业务的Qos 保证和最终的资源释放。

RRC 层和非接入子层（NAS）是控制平面最主要的功能实体数据链路层中各子层接口都有对等通信业务接入点SAP（Service Access Point），在物理层和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，RLC层和PDCP 层之间提供无线承载。

根据分层结构，低层通过SAP向高层提供服务，这些服务通过原语来实现。

对于控制SAP，可以跨过不同的层或子层来向高层提供服务。