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第四代移动通信4G科技改变生活ONTENTC一步一步的敲开4G的大门01背景知识了解历代移动通信系统和相关组织024G系统的组成系统的网元构成和其接口协议034G关键技术4G主要的相关关键技术04LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程01背景知识让我们走进移动通信的世界，了解历代移动通信系统和相关组织背景知识移动通信系统的发展与演进移动系统的演进路线背景知识移动通信系统的发展与演进移动系统的演进路线4G10050803015峰值速率MbpsHSPAEV—DOTD—SCDMA3GLTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程HSPA+TD—LTEFD—LTE向LTE演进—上下行速率演进在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率背景知识移动通信系统的发展与演进第三代合作伙伴计划3rdGenerationPartnershipProject标准制定3gppLTE/SAE试验联盟LongTermEvolution/SystemArchitectureEvolutionTrialInitiative技术验证下一代移动网络NextGenerationMobileNetwork功能需求背景知识移动通信系统的发展与演进ITU(InternationalTelecommunicationUnion，国际电信联盟)ITU-R(ITU-Radiocommunicationssector，国际电信联盟无线电通信组)ITU-R是国际电信联盟管理下的专门制定无线电通信相关国际标准的组织。在全球内，由ITU-R指定技术家族并把特定的频谱和这些技术联系起来。在ITU-R协调下，满足ITU-R为需求的移动通信技术统称为“IMT家族（InternationalMobileTelecommunicationFamily）”背景知识移动通信系统的发展与演进中国移动（130MHz频谱）：1880-1900MHz（B38）、2320-2370MHz(B39)、2575-2635MHz(B40)。中国联通（40MHz频谱）：2300-2320MHz(B40)、2555-2575MHz(B41)。中国电信（40MHz频谱）：2300-2320MHz(B40)、2555-2575MHz(B41)。注：中国联通和中国电信表示将采用混合组网建设4G网络，因此低频段部分为TDD网络。2006年，中国移动联合英Vodafone和Orange以及日本NTTDoCoMo、德国T-Mobile、荷兰KPN、美国Sprint等全球六大电信运营商，共同成立了旨在推动下一代移动网络技术发展的NGMN组织。该组织是以运营为主导的移动通信标准化组织，将对全球移动通信发展产生重要影响。中国移动副总裁沙跃家将成为NGMN董事会董事，中国移动通信研究院黄宇红当选该组织技术工作委员会委员。NGMN的由来NGMN组织以运营商为主导，将研究可在2010年～2020年商用的下一代移动网络的需求，制定未来宽带移动网络的系统性能目标、功能要求和演进方式，为相关标准化组织、设备制造商开展下一代移动网络的标准化和产品开发提供明确指导。这将使全球移动通信产业链聚集在统一需求之下，从而降低产业风险、提高产业效率，为移动通信行业构建共赢的和谐生态环境。NGMN主旨NGMN组织的成立将对全球移动通信发展产生重要影响，中国移动成为该组织的发起成员，不仅扩大了中国运营商在国际电信业的影响力，有利于中国运营商熟悉并按照国际规则参与国际标准化工作，更重要的是可在下一代移动网络发展中反映中国自身需求，降低下一代移动网络的建设成本，带动国内移动通信行业研发水平的整体提升。中国移动表示，将以NGMN组织为平台，积极引导行业技术标准的发展，增强中国企业在国际电信领域的话语权。NGMN对我国的影响010203背景知识NGMN背景知识NGMNNGMN工作组介绍3GPP成立于1998年12月，多个电信标准组织伙伴签署了《第三代伙伴计划协议》。3GPP最初的工作范围是为第三代移动通信系统制定全球适用技术规范和技术报告。第三代移动通信系统基于的是发展的GSM核心网络和它们所支持的无线接入技术，主要是UMTS。随后3GPP的工作范围得到了改进，增加了对UTRA长期演进系统的研究和标准制定。目前欧洲ETSI、美国TIA、日本TTC、ARIB、韩国TTA以及我国CCSA作为3GPP的6个组织伙伴（OP）。目前独立成员有300多家，此外，3GPP还有TD-SCDMA产业联盟（TDIA）、TD-SCDMA论坛、CDMA发展组织（CDG）等13个市场伙伴（MRP）。3GPP的由来3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。其职能：3GPP主要是制订以GSM核心网为基础，UTRA(FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术)为无线接口的第三代技术规范。3GPP主旨中国无线通信标准研究组(CWTS)于1999年6月在韩国正式签字同时加入3GPP和3GPP2,成为这两个当前主要负责第三代伙伴项目的组织伙伴。在此之前，我国是以观察员的身份参与这两个伙伴的标准化活动。3GPP和我国010203背景知识3GPP背景知识3GPP工作组结构96%29%LSTI即3gppLTE/SAE试验联盟。英文全称：LongTermEvolution/SystemArchitectureEvolutionTrialInitiative。LSTI联盟是当前LTE业界最重要的组织，由几家电信设备大厂及电信营运商在2007年5月份成立，创始成员包括阿尔卡特朗讯、爱立信、法国电信/Orange、诺基亚、诺基亚西门子通信、北电、T-Mobile及Vodafone，几乎都是泛欧系的厂商。2007年底，LSTI联盟力量进一步壮大，新增成员则包括中国移动、华为、LG电子、NTTDoCoMo、高通(Qualcomm)、三星电子、Signalion、意大利电信及中兴通讯，将势力范围扩张到大陆、韩国、日本等亚洲地区，CDMA技术主导者Qualcomm名列其中也格外受到瞩目。2008年初，两家通信测量公司——安捷伦科技（Agilent）、罗德与施瓦茨（Rohde&Schwarz）正式加入LTE/SAE产业促进联盟LSTI组织（LTE/SAETrialInitiative）。LTE/SAE试验联盟致力于验证LTE的能力，推动其达到所需的性能，从而在移动设备上提供真正的宽带体验。验证分三个主要阶段：概念验证、互通性验证和测试。2010年前该联盟将不断发布对所取得成果的联合测试结果和报告，计划在2010年开始部署初步的LTE系统。背景知识LSTI组织背景知识3GPP工作组结构概念验证（PoC），互操作性的开发（IODT），互操作性测试（IOT）和客户友好性试验（FCT），即包括FDD（频分双工）又包括TDD（时分双工）模式背景知识LSTI和NGMN的关系02LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程飞速发展需求无止境，科技无止境LTE（LongTermEvolution，长期演进)是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划）组织制定的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程那么到底LTE是指什么？96%29%LTE都是工作项目（WorkItem）的名称，是3GPP为了达成某种目标而聚集了一群人、在某个时间展开的一项工作。所以，LTE是一群人从事一个工作、一项事业。LTE对无线接口部分向4G演进的工作项目！然而在走向4G的通信中，不仅仅是对无线接口部分向4G演进的工作项目，还有一同时存在的项目，他的名称是SAE。SAE全称是系统架构演进（SystemArchitectureEvolution），是PS（PacketSwitching，分组交换/包交换）网络核心网网络架构向4G演进的工作项目。而SAE和LTE所研究的对象，分别被称为EPC和E—UTRAN。这两个概念构成我们看到的4G网络。EPC：EvolvedPacketcore（演进分组核心网）是4G网的核心E—UTRAN：EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwaork（演进通用陆地无线接入网）是3GPP4G空中接口部分。LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程EPSLTESAEEPC和E—UTRAN，以及用户终端（UE）共同构成了EPS（演进的分组系统）。EPS代表了整个端到端的4G网络。EPS和LTE以及SAE的关系如右图所示一．减少时延，包括连接的建立和传输二．提高用户数据传输速率三．为保证业务的一致性，提高小区边界的比特率四．降低每比特成本，意味着提高频谱效率五．实现对现有带宽和新增带宽中频谱的使用更灵活六．简化网络结构七．无缝移动性，包括在不同的无线接入技术之间八．实现移动终端的合理消耗LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程LTE的需求和目标LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程无线接入部分从3G时代的RNC与NodeB两个设备演进为eNodeB一个节点。用户在核心网网络部分只经过SAE—GW一个节点，不在经过对等2G、3G网络SGSM的MME网元。MME只处理信令相关流程。通过这种结构，移动数据网络在4G时代实现了“承载控制分离”。整个移动数据网络除空口部分外的其他全部接口均已经时延IP化、分组化。长期演进，演进到哪里了？一．网络架构扁平化：二．EPC网络全面IP化三．只有PS域，没有CS域电路域（CS）：主要负责语音业务，对时延非常敏感，允许一定的误码。分组域（PS）：主要走数据流，对误码要求非常高，对时延不敏感。区别是：电路域要比分组域稳定。且分组域是大家一起用，你不用的时候，别人就可以用你的资源。LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程E—UTRAN:演进UMTS陆地无线接入网UMTS:通用移动通信系统MME：移动管理实体SAE-GW：分组交换网关PDN：分组数据交换网HSS：归属用户服务器第一版协议标准发布增强型LTELTEAdvanced增强型LTEAdvanced更强的增强型LTEAdvancedLTERel-8LTERel-9满足不断增长的流量需求LTERel-11LTERel-13LTERel-14LTE发展过程全面了解LTE相关背景和发展过程034G系统的组成系统的网元构成和其接口协议4G网络架构及其各个网元功能LTE网络所完成的工作是将移动终端以分组的方式连接到外部分组数据网络。这里的关键是移动的分组。移动：移动的特性决定了终端是通过空中接口和网络侧连接，并且网络结构必须有能力保证终端在移动过程中业务的连续。分组：分组的特性要求网络中所有网元和接口必须支持分组方式的转发。分组（主要是协议）技术具备统计共享的特点。共享的另一层意思是资源抢占。因此，网络必须能保证优先级较高的业务优先分配到资源（QoS控制/服务质量控制）。根据以上特点，LTE网络设计包括的主要网元如下图。网络架构应满足什么要求？4G系统的组成系统的网元构成和其接口协议eNodeB(evolvedNodeB,演进节点B)eNodeB是LTE网络中的基站，LTE网络E—UTRAN的主要网元，负责无线资源管理、上下行数据分类和QoS执行、空口数据压缩和加密。eNodeB同MME完成信令处理，与S-GW一起完成用户数据转发。eNodeB相当于面向终端的一个汇聚节点MME(MobilityManagementEntity，移动管理实体)MME负责控制面的移动性管理、用户上下文和移动状态管理、分配用户临时身份标识等。MME相当于LTE网络总管家，所有的内部事务和外部事物均由MME总体协调完成。HSS（