LTE空中接口技术与性能.ppt

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1、一级建造师继续教育一级建造师继续教育v LTE LTE启动的原动力启动的原动力v LTELTE技术原理技术原理v LTE LTE系统架构系统架构第一章第一章 LTE系统概述系统概述一级建造师继续教育一级建造师继续教育LTELTE启动的原动力启动的原动力正当人们惊讶于正当人们惊讶于WiMAX技术的迅猛技术的迅猛崛起时，崛起时，3GPP也开始了也开始了UMTS技术技术的长期演进（的长期演进（Long Term Evolution，LTE）技术的研究。这项受人瞩目）技术的研究。这项受人瞩目的技术被称为的技术被称为“演进型演进型3G”（Evolved 3G，E3G）。但只要对这）。但只要对这项技术稍作

2、了解，就会发现，这种项技术稍作了解，就会发现，这种以以OFDM为核心的技术，与其说是为核心的技术，与其说是3G技术的技术的“演进演进”（evolution），），不如说是不如说是“革命革命”（revolution），），它和它和3GPP2 AIE（空中接口演进）（空中接口演进）、WiMAX以及最新出现的以及最新出现的IEEE 802.20 MBFDD/MBTDD等技术，由等技术，由于已经具有某些于已经具有某些“4G”特征，甚至可特征，甚至可以被看作以被看作“准准4G”技术。技术。技术背景技术背景自自2004年年11月启动月启动LTE项目以项目以来，来，3GPP以频繁的会议全力推以频繁的会议全力

3、推进进LTE的研究工作，仅半年就完的研究工作，仅半年就完成了需求的制定。成了需求的制定。2006年年6年，年，3GPP RAN（无线接入网）（无线接入网）TSG已经开始了已经开始了LTE工作阶段（工作阶段（WI），但由于研究阶段（），但由于研究阶段（SI）上有个别遗留问题还没有解决，上有个别遗留问题还没有解决，SI将延长到将延长到9月结束。按当时的月结束。按当时的计划，将于计划，将于2007年年9月完成月完成LTE标准的制定（测试规范标准的制定（测试规范2008年年3月完成），预计月完成），预计2010年左右可年左右可以商用。实际上工作进度后于原以商用。实际上工作进度后于原计划，但经过艰苦的讨

4、论和融合计划，但经过艰苦的讨论和融合，终于确定了大部分基本技术框，终于确定了大部分基本技术框架，一个初步的架，一个初步的LTE系统已经逐系统已经逐渐展示在我们眼前。渐展示在我们眼前。一级建造师继续教育一级建造师继续教育LTELTE项目的启动主要有三方面的考虑项目的启动主要有三方面的考虑：n 基于基于CDMA技术的技术的3G标准在通过标准在通过HSDPA以及以及Enhanced Uplink 等技术增强之后，等技术增强之后，可以保证可以保证为为来几年内的竞争力。但是，需来几年内的竞争力。但是，需要考虑如何保证在更长时间内的竞争力要考虑如何保证在更长时间内的竞争力n 应对来自于应对来自于WiMAX

5、的市场压力的市场压力n 为应对为应对ITU的的4G标准征集做准备标准征集做准备一级建造师继续教育一级建造师继续教育产业与业务一级建造师继续教育一级建造师继续教育技术趋势： 无线宽带广域，IP多媒体为主导业务，呈现宽带移动化、移动宽带化一级建造师继续教育一级建造师继续教育接入多元化、网络一体化、应用综合一级建造师继续教育一级建造师继续教育无线技术演进路径2001-2005 2006-2007 WCDMA无线技术演进路线 CDMA2000无线技术演进路线 HSDPA (P1) 1.8M/3.6MbpsHSDPA(P2) 7.2/14.4Mb/sHSUPA6-8MbpsWCDMA R99/R4 38

6、4kb/sGSM/GPRS/EDGE171kbps/384kb/sHSPA+LTEHSDPA 单载波单载波2.8MbpsMC-HSDPA 8.4Mb/s HSUPAR4 384kb/sGSM/GPRS/EDGE171kb/s/384kbpsHSPA+LTETD-SCDMA无线技术演进路线 DL:100MbpsUL:50Mbps DL:100MbpsUL:50Mbps40Mbps DL:40MbpsUL10Mbps802.16d75Mbps802.16e20-30Mbps802.16m移动WiMAX演进路线 2008-2010 1xEV-DO Rev. 0DL: 2.4MbpsUL:153.6k

7、bpscdma2000 1x (Rev. 0)153.6kbps1xEV-D0 Rev. ADL: 3.1MbpsUL: 1.8Mbps1xEV-DV3.1MbpsDO Rev. B（ 多载波多载波 DO）DL：46.5MbpsUL: 27MbpsLBC DL: 100Mbps-1GbpsUL: 50-100MbpsSBCDL: 100Mbps-1GbpsUL: 50-100MbpsUMBB3G一级建造师继续教育一级建造师继续教育3GPP 标准与技术演进UTRAN Long-Term Evolution (LTE) (2004.11) 标准化R99/4R5R6R7HSDPAEDCHMBMSIM

8、SRelease 99/4 Release 5/6/7 产业化LTE V12007.12LTE/SAEPoCWLAN I/WR8R9(?)IMT-Advanced?HSPA+LTE/SAELTE+ (?)2000200420072010 LTE的进一步演进将会满足 IMT-Advanced的技术要求一级建造师继续教育一级建造师继续教育物理层技术演进物理层技术演进一级建造师继续教育一级建造师继续教育无线通讯从2G、3G到3.9G发展过程，是从移动的语音业务到高速业务发展的过程。目前可提供应用的是3.5G，以WCDMA系统来说，可以提供R5商用版本和R6试验系统发展过程发展过程一级建造师继续教育一

9、级建造师继续教育 定位：集高质量话音和宽带数据为一集高质量话音和宽带数据为一体；支持全移动、综合多业务；体；支持全移动、综合多业务；网络可控、可管理；具有低成网络可控、可管理；具有低成本、低时延、后向兼容的本、低时延、后向兼容的“先进的综合移动宽带无线系统” 技术路线:OFDM+SA/MIMO+IP技术+TD-SCDMA成熟技术 3G是移动通信标准，BWA(802.16e等)是宽带无线接入标准 3G演进是移动通信宽带化；BWA是宽带接入无线化 3G定位是语音为主、兼顾数据；BWA是数据为主、兼顾语音电信运营商竞争的需求：电信运营商竞争的需求： 既能承载高质量实时话音，既能承载高质量实时话音，

10、又能提供无线宽带数据接入的又能提供无线宽带数据接入的全移动系统全移动系统中国 TDD LTE的定位一级建造师继续教育一级建造师继续教育 LTE网络架构LTE网络技术的一个关键设计目标是网络完全基于分组交换的，传统语音通信只是网络给终端用户提供的服务之一。从核心网的现点來看，LTE摒弃了在2G和3G网络中存在的双核心网结构，即语音核心网（MSC/VLR）和分组核心网（SGSN/GGSN）。在LTE网络中，分组核心网成为管理UE移动性和处理信令的唯一核心网，各种业各可以通过IP多媒体系统（IMS）提供给终端用户。一级建造师继续教育一级建造师继续教育网络扁平化,全IP化核心网趋同化,交换功能路由化业

11、务平面与控制平面完全分离化网元数目最小化,协议层次最优化S-GatewayP-GatewayMMEHSSeNodeBUEIMS接入部分接入控制部分网络控制部分终端部分LTE网络架构简化一级建造师继续教育一级建造师继续教育LTE网络架构网络架构 E-UTRAN舍弃了UTRAN的RNC-NodeB架构，完全由ENodeB组成。 每个ENB通过S1接口，和接入网关Access Gateway连接。 在E-UTRAN中，eNB之间采用IP传输，在逻辑上通过X2接口互联-Mesh型网络。支持UE在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换。一级建造师继续教育一级建造师继续教育名词解释： MME:移动性管理实

12、体 A GatewayAGW是以前的定义现在已经改了,改为Serving Gateway或者S-GW 译为服务网关和PDN GAteway=P-GW，PDN分组数据网络 eNB的主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各层实体，用户通信过程中的控制面和用户面的建立，管理和释放；以及部分无线资源管理rrm方面的功能。 MME的主要功能包括：向eNB分配寻呼信息，安全控制，空闲状态移动控制，SAE无线承载控制。 接入网关aGW主要包括移动性管理实体MME和用户面实体UPE，其承担的功能主要包括寻呼的发起；UE空闲状态下的移动性管理；用户面的加密；分组数据的包头压缩；接入承载控制；非接入

13、层信令和用户数据的加密。一级建造师继续教育一级建造师继续教育网络架构网络架构IP化化 网络扁平化、IP化架构 LTE之间各网络节点之间的接口使用IP传输 eNB之间的X2接口 eNB和MME、S-GW间的S1接口 通过IMS承载综合业务 原UTRAN的CS域业务均可由LTE网络的PS域承载一级建造师继续教育一级建造师继续教育 SGi S4 S3 S1-MME PCRFS7 S6a HSSS10 UEGERAN UTRAN SGSN LTE-Uu ” E-UTRAN MMES11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1-U Operator s IP Services

14、(e.g. IMS, PSS etc.)Rx+ 一级建造师继续教育一级建造师继续教育S1-MMEeNodeB与MME之间的控制面接口，提供S1-AP信令的可靠传输，基于IP和SCTP协议。S1-UeNodeB与S-GW之间的用户面接口，提供eNodeB与S-GW之间用户面PDU非保证传输。基于UDP/IP和GTP-U协议。S3在UE活动状态和空闲状态下，为支持不同的3G接入网络之间的移动性，以及用户和承载信息交换而定义的接口点，基于SGSN之间的Gn接口定义。S4核心网和作为3GPP锚点功能的Serving GW之间的接口，为两者提供相关的控制功能和移动性功能支持。 该接口基于定义于SGSN和

15、GGSN之间的Gn接口。另外，如果没有建立Direct Tunnel，该接口提供用户平面的隧道功能。S5负责Serving GW和PDN GW之间的用户平面数据传输和隧道管理功能的接口。用于支持UE的移动性而进行的Serving GW重定位过程以及连接PDN网络所需要的与non-collocated PDN GW之间的连接功能。基于GTP协议或者基于PMIPv6协议。S6aMME和HSS之间用以传输签约和鉴权数据的接口。S7基于Gx接口的演进，传输服务数据流级的PCC信息、接入网络和位置信息。S7c基于Gx接口演进，支持传输QoS参数和相关分组过滤器参数、控制信息。在S5/S8接口基于PMIP

16、v6协议情形下支持。S8a定义于不同PLMN间，VPLMN中Serving GW和HPLMN中PDN GW之间为用户提供控制平面和用户平面功能的接口，该接口基于SGSN和GGSN间的Gp接口。 S8a相当于是S5接口的跨PLMN版本。S8b支持跨PLMN网关漫游情况用户平面和控制平面功能的接口，支持 PMIPv6协议。S10MME之间的接口，用来处理MME重定位和MME之间的信息传输。S11MME和Serving GW之间的接口S12有Direct Tunnel建立时， UTRAN和Serving GW之间的接口，用于二者之间的用户数据传输。该接口基于Iu-u/Gn-u使用SGSN和UTRAN

17、之间或SGSN和GGSN间所定义的GTP-U协议一级建造师继续教育一级建造师继续教育LTE网络结构网络结构 MME功能 NAS信令以及安全性功能 3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令 空闲模式下UE跟踪和可达性 漫游 鉴权 承载管理功能（包括专用承载的建立） Serving GW 支持UE的移动性切换用户面数据的功能 E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持 在新的LTE框架中，原先的Iu, 将被新的接口S1替换。Iub和Iur将被X2 替换一级建造师继续教育一级建造师继续教育 LTE相关的节点接口 S1-MME E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点 S1-U E-UTR

18、AN和发Serving-GW之间的接口 每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中） X2 eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口 LTE-Uu 无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口一级建造师继续教育一级建造师继续教育 在LTE系统架构中，RAN将演进成E-UTRAN, 且只有一个结点：eNodeB。 MME/S-GWMME/S-GWeNodeBeNodeBeNodeBS1EPCE-UTRANX2X2X2EPS一级建造师继续教育一级建造师继续教育 eNodeB功能 eNodeB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的RNC功能，包括物理层功

19、能（HARQ等），MAC，RRC，调度，无线接入控制，移动性管理等等。RNCNode BeNodeB一级建造师继续教育一级建造师继续教育 eNB： 无线资源管理（RRM）； 用户数据流IP头压缩和加密； UE附着时MME选择功能； 用户面数据向Serving GW的路由功能； 寻呼消息的调度和发送功能 （源自MME和O&M的）广播消息的调度和发送功能； 用于移动性和调度的测量和测量报告配置功能。 基于AMBR和MBR的上行承载级速率整型。 上行传输层数据包的分类标示。一级建造师继续教育一级建造师继续教育多模多功能TD LTE终端PDAGSMTD-SCDMAALL IN ONE低成本低功耗业务丰

20、富通用性强设置灵活接入性强操作系统简单系统稳定商用终端与HSPA等商用网络进行IWT和IOT测试，保证漫游等功能的实现TD LTE终端一级建造师继续教育一级建造师继续教育关于LTE频段的划分一级建造师继续教育一级建造师继续教育 请大家注意下面几个频段，是LTE TDD使用的频段，目前国内最常用的是38和40两个频段 频段号 频段 33 1900 MHz 1920 MHz 34 2010 MHz 2025 MHz 35 1850 MHz 1910 MHz 36 1930 MHz 1990 MHz 37 1910 MHz 1930 MHz 38 2570 MHz 2620 MHz 39 1880

21、MHz 1920 MHz 40 2300 MHz 2400 MHz一级建造师继续教育一级建造师继续教育 最新版本里面又添加了4143号频段给TDD，可惜非常具有优势的700800MHz的频段给了FDD。 国内目前已经确定了三个频段给TD-LTE，分别是33、34和38号频段。目前中移动现在的LTE商用测试使用的是38号频段。一级建造师继续教育一级建造师继续教育通信新技术新业务层出不穷,需要我们不断地学习和研究,一方面准确的把握市场,另一方面熟练的驾驭技术,才能在百变的环境下利于不败之地 一级建造师继续教育一级建造师继续教育一级建造师（通信与广电类）继续教育一级建造师（通信与广电类）继续教育结束结束