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LTE基本原理TD网规网优部梁晋仲内容LTE起源LTE技术原理与系统架构LTE关键技术分析LTE项目的启动主要有三方面的考虑：基于CDMA技术的3G标准在通过HSDPA以及EnhancedUplink等技术增强之后，可以保证非来几年内的竞争力。但是，需要考虑如何保证在更长时间内的竞争力应对来自于WiMAX的市场压力为应对ITU的4G标准征集做准备ThejustificationoftheStudyItemwasthatwithenhancementssuchasHSDPAandEnhancedUplink,the3GPPradio-accesstechnologywillbehighlycompetitiveforseveralyears.However,toensurecompetitivenessinanevenlongertimeframe,i.e.forthenext10yearsandbeyond,along-termevolutionofthe3GPPradio-accesstechnologyneedstobeconsidered.---3GPPTR25.913LTE起源产品与业务发展技术趋势：无线宽带广域，IP多媒体为主导业务，呈现宽带移动化、移动宽带化技术趋势：接入多元化、网络一体化、应用综合无线技术演进路径2001-20052006-2007WCDMA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/sHSUPA6-8MbpsWCDMAR99/R4384kb/sGSM/GPRS/EDGE171kbps/384kb/sHSPA+LTEHSDPA单载波2.8MbpsMC-HSDPA8.4Mb/sHSUPAR4384kb/sGSM/GPRS/EDGE171kb/s/384kbpsHSPA+LTETD-SCDMA无线技术演进路线DL:100MbpsUL:50MbpsDL:100MbpsUL:50Mbps40MbpsDL:40MbpsUL10Mbps802.16d75Mbps802.16e20-30Mbps802.16m移动WiMAX演进路线2008-20101xEV-DORev.0DL:2.4MbpsUL:153.6kbpscdma20001x(Rev.0)153.6kbps1xEV-D0Rev.ADL:3.1MbpsUL:1.8Mbps1xEV-DV3.1MbpsDORev.B（多载波DO）DL：46.5MbpsUL:27MbpsLBCDL:100Mbps-1GbpsUL:50-100MbpsSBCDL:100Mbps-1GbpsUL:50-100MbpsUMBB3G3GPP标准与技术演进UTRANLong-TermEvolution(LTE)(2004.11)标准化R99/4R5R6R7HSDPAEDCHMBMSIMSRelease99/4Release5/6/7产业化LTEV12007.12LTE/SAEPoCWLANI/WR8R9(?)IMT-Advanced?HSPA+LTE/SAELTE+(?)2000200420072010LTE的进一步演进将会满足IMT-Advanced的技术要求内容LTE起源LTE技术原理与系统架构LTE关键技术分析定位：集高质量话音和宽带数据为一体；支持全移动、综合多业务；网络可控、可管理；具有低成本、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：•既能承载高质量实时话音，•又能提供无线宽带数据接入的全移动系统TDDLTE的定位–更小的TTI满足用户面和控制面的时延；共享信道支持在多个用户间同时传输数据；用户面延迟小于5ms，控制面延迟小于100ms；–采用OFDM，MIMO等先进技术支持更高的用户传输速率；下行最大速率可达100Mbits/s，上行最大速率可达50Mbits/s–下行频谱效率可达HSDPA的3～4倍；上行频谱效率可达HSUPA的2～3倍；–1.4MHz/3.0MHz/5MHz/10MHz/15MHz/20MHz可变带宽；在5MHz以下带宽中，采用现有的1.4MHz带宽，实现系统的平滑演进。12345–与LTEFDD系统帧结构兼容，系统设计保证了站点的重用TDDLTE系统目标网络扁平化,全IP化核心网趋同化,交换功能路由化业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网络结构简化•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IP化的网络架构SGiS12S3S1-MMEPCRFS7S6aHSSOperator'sIPServices(e.g.IMS,PSSetc.)Rx+S10UESGSNLTE-UuE-UTRANMMES11S5ServingGatewayPDNGatewayS1-US4UTRANGERANMME：NAS信令，NAS信令安全；认证；漫游跟踪区列表管理；3GPP接入网络之间核心网节点之间移动性信令；空闲模式UE的可达性；选择PDNGW和ServingGW；MME改变时的MME选择功能；2G、3G切换时选择SGSN；承载管理功能（包括专用承载的建立）；SGW：eNodeB之间切换时本地移动性锚点和3GPP之间移动性锚点；在网络触发建立初始承载过程中，缓存下行数据包；数据包的路由[SGW可以连接多个PDN]和转发；切换过程中，进行数据的前转；上下行传输层数据包的分类标示；在漫游时，实现基于UE，PDN和QCI粒度的上下行计费；合法性监听；PDNGW：基于单个用户的数据包过滤；UEIP地址分配；上下行传输层数据包的分类标示；上下行服务级的计费（基于SDF，或者基于本地策略）；上下行服务级的门控；上下行服务级增强，对每个SDF进行策略和整形；基于AMBR的下行速率整形基于MBR的下行速率整上下行承载的绑定；合法性监听；PCRF：基于服务数据流的策略控制（服务数据流模板、QoS控制）基于服务数据流的计费规则控制。IP化的网络架构网络将最大程度的使用运营商已有的资源，包括已有的网络、频率、站点、天线，并通过有效的方式，对所有的频率进行分配高吞吐量提供高质量全IP无线宽带业务频谱效率最高良好兼容性简约的天线系统高数据接入效率最短切换时间支持Always-ON增强小区边缘性能TDLTE接入网eNBeNB：•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ServingGW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。eNBMME/S-GWMME/S-GWeNBeNBS1S1S1S1X2X2X2E-UTRANTDLTE接入网eNBS1-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ServingGW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GGSN之间的Gn接口。另外，如果没有建立DirectTunnel，该接口提供用户平面的隧道功能。S5负责ServingGW和PDNGW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ServingGW重定位过程以及连接PDN网络所需要的与non-collocatedPDNGW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PMIPv6协议情形下支持。S8a定义于不同PLMN间，VPLMN中ServingGW和HPLMN中PDNGW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ServingGW之间的接口S12有DirectTunnel建立时，UTRAN和ServingGW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之间或SGSN和GGSN间所定义的GTP-U协议TDLTE网络接口GTP-UUDPIPDatalinklayerUserplanePDUsPhysicallayerSCTPIPDatalinklayerS1-APPhysicallayerS1接口控制面的功能：•SAE承载管理功能（包括SAE承载建立、修改和释放）；•连接状态下UE的移动性管理功能（包括LTE系统内切换和系统间切换）；•S1寻呼功能；•NAS信令传输功能；•S1UE上下文释放功能；•S1接口管理功能（包括复位、错误指示以及过载指示等）；•网络共享功能；•网络节点选择功能；•初始上下文建立功能；•漫游和接入限制支持功能业务面控制面S1接口概述•SAE承载管理–SAE承载建立–SAE承载修改–SAE承载释放•初始上下文建立•UE上下文释放•切换管理–切换准备–切换资源分配–切换通知–路径切换请求–切换取消•寻呼•初始UE消息•下行NAS传输•上行NAS传输•复位•错误指示•S1建立S1接口流程概述GTP-UUDPIPDatalinklayerUserplanePDUsPhysicallayerSCTPIPDatalinklayerX2-APPhysicallayer业务面控制面X2接口控制面的功能：•连接状态下UE的移动性管理功能（针对LTE系统内切换）；•上行负荷管理功能；•X2接口管理功能（包括复位和错误指示）。X2接口概述sourceeNodeBHANDOVERREQUESTHANDOVERREQUESTACKNOWLEDGEtargeteNodeBsourceeNodeBHANDOVERCANCELtargeteNodeB[X2AP]ReleaseResourceTargeteNBSourceeNBsourceeNodeBSNSTATUSTRANSFERtargeteNodeBeNBLOADINFORMATIONeNBeNB1LayerRESETRESPONSERESETREQUESTeNB2LayereNodeBX2SETUPREQUESTeNodeBX2SETUPRESPONSE切换准备切换取消释放资源序列号状态传输负荷指示复位X2建立X2接口流程概述多模多功能TDLTE终端PDAGSMTD-SCDMAALLINONE低成本低功耗业务丰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