LTE入门介绍 基本原理.pptx
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1、1修改记录版本版本日期日期拟制人拟制人/修改人修改人备注备注第1页/共53页通过本文档的学习,您可以掌握以下技能:了解移动通信的发展过程以及了解移动通信的发展过程以及LTELTE的位置和网络的位置和网络结构。结构。了解了解E-UTRANE-UTRAN的协议结构和基本技术。的协议结构和基本技术。了解了解LTELTE应用的上下行传输技术。应用的上下行传输技术。第2页/共53页2 2第一部分第一部分第一部分第一部分 LTELTE前世今生前世今生前世今生前世今生2 2第二部分第二部分第二部分第二部分 LTELTE基础基础基础基础技术技术技术技术2 2第三部分第三部分第三部分第三部分 LTELTE传输传
2、输传输传输技术技术技术技术第3页/共53页4第一部分第一部分第一部分第一部分 LTELTE前世今生前世今生前世今生前世今生n第一章第一章 LTE前世篇前世篇u第一节第一节 移动通信的发展移动通信的发展u第二节第二节 向向LTELTE演进演进n第二章第二章 LTE今生篇今生篇u第一节第一节 什么是什么是LTELTEu第二节第二节 LTELTE网络结构网络结构第4页/共53页移动通信的发展移动通信发展的最终目标是实现任何人(移动通信发展的最终目标是实现任何人(whoeverwhoever)可以在任何时候()可以在任何时候(wheneverwhenever)、任何地方)、任何地方(whereverw
3、herever)与其它任何人()与其它任何人(whomeverwhomever)以任何方式()以任何方式(whateverwhatever)进行通信。)进行通信。蜂窝移动通信系统从蜂窝移动通信系统从7070年代发展至今,根据其发展历程和发展方向,可以划分为三个阶段,即:年代发展至今,根据其发展历程和发展方向,可以划分为三个阶段,即:第一代,模拟蜂窝通信系统,简称第一代,模拟蜂窝通信系统,简称1G1G;第二代,数字蜂窝移动通信系统,简称第二代,数字蜂窝移动通信系统,简称2G2G;第三代,第三代,IMT-2000IMT-2000,简称,简称3G3G。第5页/共53页第三代移动通信简介在在19851
4、985年,国际电信联盟(年,国际电信联盟(ITUITU)提出了第三代移动通信系统的概念,)提出了第三代移动通信系统的概念,当时被称为未来公共陆地移动通信系统(当时被称为未来公共陆地移动通信系统(FPLMTSFPLMTS)。后来考虑该系统)。后来考虑该系统预计在预计在20002000年左右开始商用,且工作于年左右开始商用,且工作于2000 MHz2000 MHz的频段,故的频段,故19961996年年ITUITU采纳日本等国的建议,将采纳日本等国的建议,将FPLMTSFPLMTS更名为国际移动通信系统更名为国际移动通信系统IMT-IMT-20002000。国际上目前最具代表性的第三代移动通信技术
5、标准有三种,它们分别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,它们分别是是nCDMA2000CDMA2000nWCDMAWCDMAnTD-SCDMATD-SCDMA其中,其中,CDMA2000CDMA2000和和WCDMAWCDMA属于属于FDDFDD方式;方式;TD-SCDMATD-SCDMA属于属于TDDTDD方式,并且方式,并且其上、下行工作于同一频率。其上、下行工作于同一频率。第6页/共53页3GX-CDMA3GX-CDMA3G3G标准标准 WCDMAWCDMAWCDMAWCDMA核心网络:基于MAP TD-SCDMATD-SCDMA核心网络:基于MAP CDMA2000CD
6、MA2000核心网络:基于ANSI-41CDMA技术是3G的主流技术第7页/共53页向向4G4G演进策略演进策略第8页/共53页多种技术体制将长期并存,并最终演进到单一网络向向LTELTE演进演进分久必合!分久必合!LTE第9页/共53页10第一部分第一部分第一部分第一部分 LTELTE前世今生前世今生前世今生前世今生n第一章第一章 LTE前世篇前世篇u第一节第一节 移动通信的发展移动通信的发展u第二节第二节 向向LTELTE演进演进n第二章第二章 LTE今生篇今生篇u第一节第一节 什么时候什么时候LTELTEu第二节第二节 LTELTE网络结构网络结构第10页/共53页n LTELTE:3G
7、PP Long Term Evolution3GPP Long Term Evolutionn LTELTE采用优化的采用优化的UTRANUTRAN结构结构n LTELTE工程目的是确保工程目的是确保3GPP3GPP在未来的持续竞争力在未来的持续竞争力什么是什么是LTELTE第11页/共53页LTE是什么LTELTE根据双工方式的不同根据双工方式的不同,分为分为FDDFDD和和TDDTDD两种模式两种模式LTELTE采用基于采用基于OFDMOFDM和和MIMOMIMO的空中接口方式的空中接口方式,用户峰值速率:用户峰值速率:UL UL 100Mbps100Mbps,DL 50MbpsDL 50
8、Mbps简化的网络架构简化的网络架构,采用采用flat all-in-ipflat all-in-ip网络架构网络架构,减少系统时减少系统时延延控制面时延:从驻留态转为激活态小于控制面时延:从驻留态转为激活态小于100ms100ms,从休眠态,从休眠态转为激活态小于转为激活态小于50ms50ms用户面时延:最小可达到用户面时延:最小可达到5ms5ms控制面处理能力:单小区控制面处理能力:单小区5M5M带宽内不少于带宽内不少于200200用户用户频谱利用率:频谱利用率:1.4MHz1.4MHz、3MHz3MHz、5MHz5MHz、10MHz10MHz、15MHz15MHz、20MHz20MHz频
9、谱利用率相对于频谱利用率相对于3G3G提高提高2-32-3倍倍第12页/共53页LTE的扁平化网络架构网络结构扁平化网络结构扁平化与传统网络互通与传统网络互通E-UTRANE-UTRAN只有一种节点网元只有一种节点网元E-Node BE-Node B全全IPIP媒体面控制面分离媒体面控制面分离EPCRNC+NodeB=eNodeBRNC+NodeB=eNodeB第13页/共53页Operator IP services(including IMS,PSS,.)GERANUTRANGPRS CoreMMEInter AS AnchorhPCRFIP AccessEvolved Packet Co
10、reS5S2S3S4HSSS7S6GiS1-UGbIuRx+系统网元X1eNBX1eNBX2Evolved RANVPCRFS9ServingSAE GWS11S10S1-MMES7PDN SAEGWS8b第14页/共53页TDD LTE的网元功能 E-Node BMMEServing GWPDN GW具有现具有现3GPP Node B3GPP Node B全部和全部和RNCRNC大部分功大部分功能,包括:能,包括:物理层功能物理层功能MACMAC、RLCRLC、PDCPPDCP功功能能RRCRRC功能功能资源调度和无线资资源调度和无线资源管理源管理无线接入控制无线接入控制移动性管理移动性管理
11、 NASNAS信令以及安全信令以及安全性功能性功能 3GPP3GPP接入网络移接入网络移动性导致的动性导致的CNCN节点间节点间信令信令 空闲模式下空闲模式下UEUE跟跟踪和可达性踪和可达性 漫游漫游 鉴权鉴权 承载管理功能承载管理功能(包括专用承载的建(包括专用承载的建立)立)支持支持UEUE的移动性的移动性切换用户面数据的功切换用户面数据的功能能 E-UTRANE-UTRAN空闲模式空闲模式下行分组数据缓存和下行分组数据缓存和寻呼支持寻呼支持 数据包路由和转发数据包路由和转发上下行传输层数据上下行传输层数据包标记包标记基于用户的包过滤基于用户的包过滤合法监听合法监听IPIP地址分配地址分配
12、上下行传输层数据上下行传输层数据包标记包标记DHCPv4DHCPv4和和DHCPv6DHCPv6(clientclient、relayrelay、serverserver)第15页/共53页LTE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加容易取消了取消了RNCRNC的集中控制,避免单点故障,有利于提高网的集中控制,避免单点故障,有利于提高网络稳定性络稳定性第16页/共53页2 2第一部分第一部
13、分第一部分第一部分 LTELTE前世今生前世今生前世今生前世今生2 2第二部分第二部分第二部分第二部分 LTELTE基础基础基础基础技术技术技术技术2 2第三部分第三部分第三部分第三部分 LTELTE传输传输传输传输技术技术技术技术第17页/共53页18第二部分第二部分第二部分第二部分 LTELTE基础技术基础技术基础技术基础技术n第一章第一章 LTE协议结构协议结构u第一节第一节 LTELTE的扁平化网络架构的扁平化网络架构u第二节第二节 LTELTE的协议栈架构的协议栈架构n第二章第二章 E-UTRAN物理层物理层u第一节第一节 LTELTE无线无线帧结构帧结构u第二节第二节 LTELTE
14、物理资源分配物理资源分配u第三节第三节 LTELTE物理信道物理信道第18页/共53页Functional Split between E-UTRAN and EPC LTE的扁平化网络架构第19页/共53页LTE的协议栈架构信令流数据流第20页/共53页21第二部分第二部分第二部分第二部分 LTELTE基础技术基础技术基础技术基础技术n第一章第一章 LTE协议结构协议结构u第一节第一节 LTELTE的扁平化网络架构的扁平化网络架构u第二节第二节 LTELTE的协议栈架构的协议栈架构n第二章第二章 E-UTRAN物理层物理层u第一节第一节 LTELTE无线无线帧结构帧结构u第二节第二节 LTE
15、LTE物理资源分配物理资源分配u第三节第三节 LTELTE物理信道物理信道第21页/共53页Type1Type1帧结构:每个帧结构:每个10ms10ms无线帧,分为无线帧,分为2020个时隙,个时隙,1010个子帧。个子帧。每个子帧每个子帧1ms1ms,包含,包含2 2个时隙,每个时隙个时隙,每个时隙0.5ms0.5ms。上行和下行传输在不同频率上进行。上行和下行传输在不同频率上进行。LTE无线帧结构n LTELTE支持两种无线帧结构:支持两种无线帧结构:Type 1Type 1,适用于,适用于FDDFDD;Type 2Type 2,适用于,适用于TDDTDD;帧结构帧结构Type1Type1
16、FDDFDD 第22页/共53页LTE无线帧结构帧结构帧结构Type2Type2TDDTDD Type2Type2帧结构:帧结构:每个每个10ms10ms无线帧,分为无线帧,分为2 2个长度为个长度为5ms5ms的半帧。的半帧。每个半帧由每个半帧由8 8个长度为个长度为0.5ms0.5ms的时隙和的时隙和3 3 个特殊区域个特殊区域 DwPTS,GP,DwPTS,GP,UpPTSUpPTS组成组成(“8+38+3方案方案”)。DwPTS,GPDwPTS,GP和和UpPTSUpPTS的总长度等于的总长度等于1ms1ms,其中其中DwPTSDwPTS和和UpPTSUpPTS的长度可配置。的长度可配
17、置。第23页/共53页Type 2 帧结构特点n子帧子帧1 1和和6 6由由DwPTS,GP,and DwPTS,GP,and UpPTSUpPTS组成,所有其他子帧由组成,所有其他子帧由2 2个时隙组成,即子帧个时隙组成,即子帧i i包包括时隙括时隙2i2i和和2i+12i+1。子帧。子帧0 0和子帧和子帧5 5总是用作下行。总是用作下行。LTELTE支支持持5 ms 5 ms 和和 10 ms 10 ms上下行切换点。对于上下行切换点。对于5 5 msms上下行切换周期,子帧上下行切换周期,子帧2 2和和7 7总是用作上行。总是用作上行。nDwPTSDwPTS最短包含最短包含1 1个个OF
18、DM symbol,P-OFDM symbol,P-SCHSCH位于位于DwPTSDwPTS的第一个符号的第一个符号,S-,S-SCHSCH位于第一个子帧第二个位于第一个子帧第二个Time slotTime slot的最后一个符号。的最后一个符号。nUpPTSUpPTS可用于发送可用于发送Short Short RACHRACH等等等等,其余空闲资源可用于发送参考信号或者数据。其余空闲资源可用于发送参考信号或者数据。第24页/共53页物理资源分配n资源块概念资源块概念:一个物理资源块(一个物理资源块(RBRB)由时)由时域上连续的域上连续的 个符号,频域个符号,频域上连续的上连续的 个子载波组
19、成。个子载波组成。其中其中 和和 由由CPCP类型和类型和子载波间隔决定。子载波间隔决定。第25页/共53页上下行配比方式n“D D”代表此子帧用于下行代表此子帧用于下行传输,传输,“U U”代表此子帧代表此子帧用于上行传输,用于上行传输,“S S”是由是由DwPTSDwPTS、GPGP和和UpPTSUpPTS组成的组成的特殊子帧。特殊子帧。n特殊子帧中特殊子帧中DwPTSDwPTS和和UpPTSUpPTS的长度是可配置的,满足的长度是可配置的,满足DwPTSDwPTS、GPGP和和UpPTSUpPTS总长度总长度为为1ms 1ms。Uplink-downlink configurationD
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