lte空中接口技術(shù)與性能

1、LTE空中接口技術(shù)與性能 (1),主講: 西安郵電大學(xué) 孫友偉 教授2012.10.23,LTE啟動的原動力 LTE技術(shù)原理 LTE系統(tǒng)架構(gòu),第一章 LTE系統(tǒng)概述,LTE啟動的原動力,,,正當(dāng)人們驚訝于WiMAX技術(shù)的迅猛崛起時，3GPP也開始了UMTS技術(shù)的長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術(shù)的研究。這項受人矚目的技術(shù)被稱為“演進型3G”（Evolved 3G，E3G）。但只要對這項技術(shù)

2、稍作了解，就會發(fā)現(xiàn)，這種以O(shè)FDM為核心的技術(shù)，與其說是3G技術(shù)的“演進”（evolution），不如說是“革命”（revolution），它和3GPP2 AIE（空中接口演進）、WiMAX以及最新出現(xiàn)的IEEE 802.20 MBFDD/MBTDD等技術(shù)，由于已經(jīng)具有某些“4G”特征，甚至可以被看作“準4G”技術(shù)。,,,,技術(shù)背景,自2004年11月啟動LTE項目以來，3GPP以頻繁的會議全力推進LTE的研究工作，僅半年就完成了需求的

3、制定。2006年6年，3GPP RAN（無線接入網(wǎng)）TSG已經(jīng)開始了LTE工作階段（WI），但由于研究階段（SI）上有個別遺留問題還沒有解決，SI將延長到9月結(jié)束。按當(dāng)時的計劃，將于2007年9月完成LTE標準的制定（測試規(guī)范2008年3月完成），預(yù)計2010年左右可以商用。實際上工作進度后于原計劃，但經(jīng)過艱苦的討論和融合，終于確定了大部分基本技術(shù)框架，一個初步的LTE系統(tǒng)已經(jīng)逐漸展示在我們眼前。,LTE項目的啟動主要有三方面的考慮：

4、 基于CDMA技術(shù)的3G標準在通過HSDPA以及Enhanced Uplink 等技術(shù)增強之后，可以保證為來幾年內(nèi)的競爭力。但是，需要考慮如何保證在更長時間內(nèi)的競爭力 應(yīng)對來自于WiMAX的市場壓力為應(yīng)對ITU的4G標準征集做準備,產(chǎn)業(yè)與業(yè)務(wù),技術(shù)趨勢：,無線寬帶廣域，IP多媒體為主導(dǎo)業(yè)務(wù)，呈現(xiàn)寬帶移動化、移動寬帶化,接入多元化、網(wǎng)絡(luò)一體化、應(yīng)用綜合,無線技術(shù)演進路徑,3GPP 標準與技術(shù)演進,,LTE的進一步演進將會滿足 IMT

5、-Advanced的技術(shù)要求,,,物理層技術(shù)演進,,,,無線通訊從2G、3G到3.9G發(fā)展過程，是從移動的語音業(yè)務(wù)到高速業(yè)務(wù)發(fā)展的過程。目前可提供應(yīng)用的是3.5G，以WCDMA系統(tǒng)來說，可以提供R5商用版本和R6試驗系統(tǒng),,發(fā)展過程,,,,,定位：集高質(zhì)量話音和寬帶數(shù)據(jù)為一體；支持全移動、綜合多業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)可控、可管理；具有低成本、低時延、后向兼容的“先進的綜合移動寬帶無線系統(tǒng)” 技術(shù)路線:OFDM+SA/MIMO

6、+IP技術(shù)+TD-SCDMA成熟技術(shù),3G是移動通信標準，BWA(802.16e等)是寬帶無線接入標準 3G演進是移動通信寬帶化；BWA是寬帶接入無線化 3G定位是語音為主、兼顧數(shù)據(jù)；BWA是數(shù)據(jù)為主、兼顧語音,,電信運營商競爭的需求：既能承載高質(zhì)量實時話音， 又能提供無線寬帶數(shù)據(jù)接入的全移動系統(tǒng),中國 TDD LTE的定位,,,LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個關(guān)鍵設(shè)計目標是網(wǎng)絡(luò)完全基于分組交換的，傳統(tǒng)語音通信只是網(wǎng)絡(luò)給終

7、端用戶提供的服務(wù)之一。從核心網(wǎng)的現(xiàn)點來看，LTE摒棄了在2G和3G網(wǎng)絡(luò)中存在的雙核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即語音核心網(wǎng)（MSC/VLR）和分組核心網(wǎng)（SGSN/GGSN）。在LTE網(wǎng)絡(luò)中，分組核心網(wǎng)成為管理UE移動性和處理信令的唯一核心網(wǎng)，各種業(yè)各可以通過IP多媒體系統(tǒng)（IMS）提供給終端用戶。,網(wǎng)絡(luò)扁平化,全IP化,核心網(wǎng)趨同化,交換功能路由化,業(yè)務(wù)平面與控制平面完全分離化,網(wǎng)元數(shù)目最小化,協(xié)議層次最優(yōu)化,LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡化,LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),E-U

8、TRAN舍棄了UTRAN的RNC-NodeB架構(gòu)，完全由ENodeB組成。每個ENB通過S1接口，和接入網(wǎng)關(guān)Access Gateway連接。在E-UTRAN中，eNB之間采用IP傳輸，在邏輯上通過X2接口互聯(lián)-Mesh型網(wǎng)絡(luò)。支持UE在整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動性，保證用戶的無縫切換。,名詞解釋：,MME:移動性管理實體  A GatewayAGW是以前的定義現(xiàn)在已經(jīng)改了,改為Serving Gateway或者S-GW 

9、; 譯為服務(wù)網(wǎng)關(guān)和PDN GAteway=P-GW，PDN分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)eNB的主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各層實體，用戶通信過程中的控制面和用戶面的建立，管理和釋放；以及部分無線資源管理rrm方面的功能。MME的主要功能包括：向eNB分配尋呼信息，安全控制，空閑狀態(tài)移動控制，SAE無線承載控制。接入網(wǎng)關(guān)aGW主要包括移動性管理實體MME和用戶面實體UPE，其承擔(dān)的功能主要包括尋呼的發(fā)起；UE空閑狀態(tài)下的移動

10、性管理；用戶面的加密；分組數(shù)據(jù)的包頭壓縮；接入承載控制；非接入層信令和用戶數(shù)據(jù)的加密。,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)IP化,網(wǎng)絡(luò)扁平化、IP化架構(gòu)LTE之間各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的接口使用IP傳輸eNB之間的X2接口eNB和MME、S-GW間的S1接口通過IMS承載綜合業(yè)務(wù)原UTRAN的CS域業(yè)務(wù)均可由LTE網(wǎng)絡(luò)的PS域承載,LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),MME功能 NAS信令以及安全性功能 3GPP接入網(wǎng)絡(luò)移動性導(dǎo)致的CN節(jié)點間信令 空閑模式下UE跟蹤

11、和可達性 漫游 鑒權(quán) 承載管理功能（包括專用承載的建立） Serving GW 支持UE的移動性切換用戶面數(shù)據(jù)的功能 E-UTRAN空閑模式下行分組數(shù)據(jù)緩存和尋呼支持 在新的LTE框架中，原先的Iu, 將被新的接口S1替換。Iub和Iur將被X2 替換,LTE相關(guān)的節(jié)點接口S1-MMEE-UTRAN和MME之間的控制面協(xié)議參考點S1-UE-UTRAN和發(fā)Serving-GW之間的接口每個承載的用戶面隧

12、道和eNodeB間路徑切換（切換過程中）X2eNodeB之間的接口，類似于現(xiàn)有3GPP的Iur接口LTE-Uu無線接口，類似于現(xiàn)有3GPP的Uu接口,在LTE系統(tǒng)架構(gòu)中，RAN將演進成E-UTRAN, 且只有一個結(jié)點：eNodeB。,eNodeB功能 eNodeB具有現(xiàn)有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的RNC功能，包括物理層功能（HARQ等），MAC，RRC，調(diào)度，無線接入控制，移動性管理等等。,R

13、NC,Node B,,eNodeB,,,eNB：無線資源管理（RRM）；用戶數(shù)據(jù)流IP頭壓縮和加密；UE附著時MME選擇功能；用戶面數(shù)據(jù)向Serving GW的路由功能；尋呼消息的調(diào)度和發(fā)送功能（源自MME和O&M的）廣播消息的調(diào)度和發(fā)送功能；用于移動性和調(diào)度的測量和測量報告配置功能?；贏MBR和MBR的上行承載級速率整型。上行傳輸層數(shù)據(jù)包的分類標示。,,,,,,,多模多功能TD LTE終端,PDA,GS

14、M,TD-SCDMA,ALL IN ONE,低成本,低功耗,業(yè)務(wù)豐富,通用性強,設(shè)置靈活,接入性強,操作系統(tǒng)簡單,系統(tǒng)穩(wěn)定,商用終端與HSPA等商用網(wǎng)絡(luò)進行IWT和IOT測試，保證漫游等功能的實現(xiàn),,TD LTE終端,關(guān)于LTE頻段的劃分,請大家注意下面幾個頻段，是LTE TDD使用的頻段，目前國內(nèi)最常用的是38和40兩個頻段頻段號 頻段33 1900 MHz –1920 MHz34

15、 2010 MHz –2025 MHz 35 1850 MHz –1910 MHz36 1930 MHz –1990 MHz37 1910 MHz –1930 MHz38 2570 MHz –2620 MHz39 1880 MHz –1920 MHz40 2300 MHz