各种新技术的组网的培训4g新技术的培训

4G新技术介绍珠海分公司网络操作维护中心2015年4月导言2学习此课程，您将会了解：4G移动网FDD、TDD相关概念，4G核心网EPC和接入层IPRAN的组网方式、以及电信4G终端模式（SVLTE、SRLTE）与电信3GCDMA网络的互操作3目录第一单元4G基本概念一、LTE概述二、FDD介绍三、TDD介绍四、FDD与TDD的性能特点比较第二单元4G核心网EPC和接入层IPRAN的组网一、核心网EPC介绍二、接入层IPRAN介绍三、TDD和FDD融合组网第三单元电信4G终端模式与网络的互操作一、SVLTE模式介绍二、SRLTE模式介绍三、3G与4G网络的互操作LTE：LONGTERMEVOLUTIONLTE是由3GPP标准化组织制定的UMTS（UNIVERSALMOBILETELECOMMUNICATIONSSYSTEM，通用移动通信系统）无线接入网技术标准的长期演进计划，UMTS演进到R8时的无线接入网协议称为LTE，也把R8协议下的网络称为LTE网络；与LTE同期，3GPP还开展了一项平行研究：即系统架构演进（SAESYSTEMARCHITECTUREEVOLUTION），来展示核心网络的演进要点。LTE的核心网又称为EPC（EVOLVEDPACKETCORE）；20MHZ带宽下，LTE网络有能力提供100MB/S的下载速率和50MB/S的上传速率与当前CDMA2G/3G网络区别一、LTE概述4第一单元4G基本概念CDMA2000：是3GPP2标准化组织向ITU（国际电信联盟）提出的无线3G标准，相对于IS95，它是一种宽带CDMA技术；现网使用的无线3G标准是CDMA20001x-EVDO，可实现3.1Mbps的最大下行速率.5LTE主要特点以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上是基于分组交换的扁平化架构低时延：控制面(IDLE-ACTIVE)100ms，用户面传输10ms高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps高频谱效率：频谱效率是3G的1～2倍高移动性：支持350km/h（在某些频段甚至支持500km/h）LTE概述6LTE双工技术TDD方式－上下行频率相同可用于任何频段适合于上下行非对称及对称业务FDD方式－上下行频率配对需要成对频段适合于上下行对称业务；LTE包括TDD-LTE和FDD-LTE7FDD：频分双工FDD模式采用两个对称的频率信道来分别发射和接收信号，发射和接收信道之间存在着一定的频段保护间隔。特点是在分离（上下行频率间隔190MHz）的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换工作时，频谱利用率则大大降低（由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%），在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。FDD介绍8TDD：时分双工TDD(TimeDivisionDuplexing)时分双工技术，在移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD相对应。在TDD模式的移动通信系统中，接收和传送在同一频率信道(即载波)的不同时隙，用保证时间来分离接收和传送信道。该模式在不对称业务中有着不可比拟的灵活性，TD-SCDMA只需一个不对称频段的频率分配，其每载波为1.6MHz。由于每RC内时域上下行切换的切换点可灵活变动，所以对于对称业务(语音和多媒体等)和不对称业务(包交换和因特网等)，可充分利用无线频谱。TDD系统有如下特点：1．不需要成对的频率，能使用各种频率资源，适用于不对称的上下行数据传输速率，特别适用于IP型的数据业务；2．上下行工作于同一频率，电波传播的对称特性使之便于使3．用智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的；TDD介绍9TDD和FDD的主要技术异同：FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。TDD用时间来分离接收和发送信道。技术相同点：相同的核心网络，信道带宽都分为6种，帧长都是10ms，信道编码、调制方式、功率控制一样，都支持MIMO技术。技术不同点：双工方式不一样，物理层尤其是帧结构不一样，重传机制HARQ设计不同。适用范围:在移动通信网络中，它们各自有着不同的适用范围：采用FDD模式工作的系统是连续控制的系统，适应于大区制的国家和国际间覆盖漫游，适合于对称业务如话音、交互式适时数据等。采用TDD模式工作的系统是时间分隔控制的系统，适应于城市及近郊等高密度地区的局部覆盖和对称及不对称数据业务。FDD与TDD的比较10TDD的优势:1．使用TDD技术时，只要基站和移动台之间的上下行时间间隔不大，小于信道相干时间，就可以比较简单的根据对方的信号估计信道特征。而对于一般的FDD技术，一般的上下行频率间隔远远大于信道相干带宽，几乎无法利用上行信号估计下行，也无法用下行信号估计上行；这一特点使得TDD方式的移动通信体制在功率控制以及智能天线技术的使用方面有明显的优势。2．TDD技术可以灵活的设置上行和下行转换时刻，用于实现不对称的上行和下行业务带宽，有利于实现明显上下行不对称的互联网业务。但是，这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。3．与FDD相比，TDD可以使用零碎的频段，因为上下行由时间区别，不必要求带宽对称的频段。4．TDD技术不需要收发隔离器，只需要一个开关即可。FDD与TDD的比较11TDD的劣势:1．移动台移动速度受限制。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深，因此必须要求移动速度不能太高。TDD的最大移动速度可达250km/h，与FDD系统相比，还有一定差距,根据ITU的要求，采用FDD模式的系统的最高移动速度可达500千米/小时,一般TDD移动台的移动速度只能达到FDD移动台的一半甚至更低。2．覆盖半径小。也是由于上下行时间间隔的缘故，基站覆盖半径明显小于FDD基站。否则，小区边缘的用户信号到达基站时会不能同步。3．发射功率受限。如果TDD要发送和FDD同样多的数据，但是发射时间只有FDD的大约一半，这要求TDD的发送功率要大。4．同步要求高由于基站不能同时接收和发送，移动终端的传送必须在基站停止发送时开始，这意味着同一小区内的不同用户之间，用户与基站之间需严格同步，后一同步破坏会发生通信阻塞，前一同步破坏将导致严重干扰，这是FDD的CDMA移动通信系统所没有的问题。FDD与TDD的比较12第二单元4G核心网EPC和IPRAN的组网13第二单元4G核心网EPC和IPRAN的组网14一、核心网EPC介绍15EPS(EvolvedPacketSystem)系统主要分为以下三个部分：UE（UserEquipment）：UE是移动用户设备，可以通过空中接口发起、接收呼叫。LTE（LongTermEvolution）：无线接入网部分，又称为E-UTRAN，处理所有与无线接入有关的功能。EPC（SystemArchitectureEvolution）：核心网部分，主要包括MME、S-GW、P-GW、HSS等网元，连接Internet等外部PDN（PacketDataNetwork）。EPC也被称为EPC(EvolvedPacketCore)。MME：负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识等。S-GW：是3GPP内不同接入网络间的用户面锚点，屏蔽3GPP内部不同接入网络的接口。S-GW承担EPC的网关功能，终结E-UTRAN方向的接口。P-GW：是3GPP接入网络和非3GPP接入网络之间的用户面锚点，与外部PDN连接的网元，P-GW承担EPC的网关功能，终结与PDN相连的SGi接口。HSS：（HomeSubscriberServer）是归属用户服务器，存储了EPS网络中用户所有与业务相关的数据，提供用户签约信息管理和用户位置管理。PCRF:（policycontrolandchargingrulefunction）主要用作策略和计费控制的规则制定。PCRF终结Rx接口和Gx接口。PCEF：执行PCRF下发的策略，根据策略要求，进行业务控制和计费。3GPPAAA:对eHRPD用户进行鉴权，授权，获取和请求移动性参数的存储更新HSS中P-GW的地址.核心网EPC16EPC的构架更符合新一代移动通信网络的发展需要，能够充分考虑移动数据业务激增的需求，为运营商的业务开展提供有力支撑。与传统的核心网构架相比，EPC具有三大明显特征：首先，EPC实现了控制面与用户面完全分离，并且用户面更加扁平。伴随着单用户数据流量和高速接入用户数的双边增长，用户面的吞吐能力逐渐成为核心网发展的“瓶颈”，为了打破这一瓶颈，EPC对分组核心网的控制面和用户面进行了分离，从而使得分组核心网只需要对网络节点提供用户面处理，不仅优化了用户面的性能，同时还节约了网络节点和承载网的投资其次，EPC实现了核心网的融合，支持3GPP与非3GPP（如Wi-Fi、WiMAX等）的多种接入方式，是支持异构网络的融合架构。这无疑将为运营商的全业务开展提供有力支撑，简化网络结构，降低网络运营成本。同时，多种接入方式之间的无缝移动性，还能够在LTE部署初期给用户带来更好的使用体验。最后，EPC消除了电路域，这意味着EPC成为移动通信业务的基本承载网络。在此架构下，短信、语音等传统的电路域业务将借助VoLTE模式承载，也可以采用CSFB等方案依旧使用电路域来承载。目前，LTE时代的语音承载方案正在成为运营商关注和探索的重要课题EPC网络架构特点17EPS网络的相关用户标识EPC相关概念用户标识名称来源作用IMSIInternationalMobileSubscriberIdentitySIM卡UE在首次Attach时需要携带IMSI信息，网络也可以通过身份识别流程要求UE上报IMSI参数IMEIInternationalMobileEquipmentIdentity终端国际移动台设备标识，用来唯一标识UE设备，用15个数字表示S-TMSISAETemporaryMobileStationIdentifierMME产生并维护SAE临时移动标识，由MME分配。与UMTS的P-TMSI格式类似，用于NAS交互中保护用户的IMSIGUTIGloballyUniqueTemporaryIdentifierMME产生并维护全球唯一临时标识，在网络中唯一标识UE，可以减少IMSI，IMEI等用户私有参数暴露在网络传输中。首次Attach时UE携带IMSI，之后MME会将IMSI和GUTI进行一一对应，以后就一直用GUTI，通过attachaccept带给UE；S-TMSI信息是GUTI的一部分18业务标识：APNAPN(AccessPointName)APN=APN-NI+APN-OIAPN-NI:由运营商定义APN-OI:mncMNC.mccMCC.gprs一个APN的实例:ctnet.mnc011.mcc460.gprsMME构造的全域名为ctnet.apn.epc.mnc011.mcc460.3gppnetwork.org如果用户漫游需要回归属地，签约了APN-OIreplacement:gd.mnc011.mcc460.gprsMME构造全域名为ctnet.gd.apn.epc.mnc011.mcc460.3gppnetwork.orgEPC相关概念19网络接入控制功能数据路由和转发功能移动性管理功能安全功能无线资源管理功能网络管理功能EPC核心网络功能20二、接入层IPRAN介绍21接入层IPRAN介绍22IPRAN基本架构NodeB接入层汇聚层核心层企业分支IPTVIP承载网BSC/PCFMME/SAE-GWIPTV业务系统eNodeB23电信IPRAN的基本架构ER：核心路由器B2：核心汇聚