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1、(一) LTE简述（）一、 LTE产生背景-3GPP简介 3GPP （3rd Generation Partnership Project ）成立于1998年12月，是一个无线通信技术的标准组织，由一系列的标准联盟作为成员（Organizational Partners）。目前有ARIB（日本）, CCSA（中国）, ETSI（欧洲）, ATIS（美洲）, TTA（韩国）, and TTC（日本） 等。 3GPP分为标准工作组TSG和管理运维组两个部分。TSG主要负责各标准的制作修订工作，管理运维组主要负责整理市场需求，并对TSG和整个项目的运作提供支持。TSG（Technical Speci
2、fication Groups ）l TSG GERAN: GERAN无线侧相关(2G)； l TSG RAN: 无线侧相关(3G and LTE)； l TSG SA (Service and System Aspects):负责整体的网络架构和业务能力； l TSG CT (Core Network and Terminals):负责定义终端接口以及整个网络的核心网相关部分。二、 什么是LTE？ LTE(Long Term Evolution)是指3GPP组织推行的蜂窝技术在无线接入方面的最新演进。接入网将演进为E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio
3、 Access Network)。核心网的系统架构将演进为SAE (System Architecture Evolution)。之所以需要从3G演进到LTE，是由于近年来移动用户对高速率数据业务的要求，同时新型无线宽带接入系统的快速发展，如WiMax的出现，给3G系统设备商和运营商造成了很大的压力。在LTE系统设计之初，其目标和需求就非常明确：降低时延、提高用户传输数据速率、提高系统容量和覆盖范围、降低运营成本：三、 LTE的特点l 显著的提高峰值传输数据速率，例如20MHz带宽时下行链路达到100Mb/s，上行链路达到50Mb/s, 20MHz带宽时下行326Mbps(4*4 MIMO)，
4、上行86.4(UE: SingleTX)；l 在保持目前基站位置不变的情况下，提高小区边缘比特速率；l 显著的提高频谱效率，例如达到3GPP R6版本的24倍；l 无线接入网的时延低于10ms；l 控制面延时小于100ms，用户面延时小于5msl 频谱效率：1.69bps/Hz(2x2 MIMO); 1.87bps/Hz(4x2 MIMO)l 用户数： 协议要求5MHz带宽，至少支持200激活用户/小区；5M以上带宽，至少400激活用户/小区l 显著的降低控制面时延（从空闲态跃迁到激活态时延小于100ms（不包括寻呼时间）；l 支持灵活的系统带宽配置，支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10
5、MHz、15MHz、20MHz带宽，支持成对和非成对频谱；l 支持现有3G系统和非3G系统与LTE系统网络间的互连互通；l 更好的支持增强型MBMS（E-MBMS）；l 系统不仅能为低速移动终端提供最优服务，并且也应支持高速移动终端，能为速度350km/h的用户提供100kbps的接入服务；l 实现合理的终端复杂度、成本、功耗；l 取消CS域，CS域业务在PS域实现，如VOIP；l 系统结构简单化，低成本建网四、 LTE的标准化进程 2004年12月3GPP正式成立了LTE的研究项目。 原定2006年6月完成的研究项目SI（Study Item）推迟到2006年9月。完成可行性研究，并输出技术
6、报告。2006年9月正式开始工作项目WI（Work Item）/标准制定阶段，原定为2007年9月完成第一个标准版本，现已延期。 目前LTE处于Stage3 (Protocol)研究阶段，正在各个子组会议上热烈的讨论。预计2008年年底会推出首个商用协议版本。LTE主要涉及36.xxx系列协议。目前协议仍在不断完善中。五、 SAE简介 系统架构演进SAE（System Architecture Evolution），是为了实现LTE提出的目标而从整个系统架构上考虑的演进，主要包括： l 功能平扁化，去掉RNC的物理实体，把部分功能放在了E-NodeB，以减少时延和增强调度能力（如，单站内部干扰
7、协调，负荷均衡等，调度性能可以得到很大提高） l 把部分功能放在了核心网，加强移动交换管理，采用全IP技术，实行用户面和控制面分离。同时也考虑了对其它无线接入技术的兼容性。六、 SON简介 自组织网络SON（Self Organization Network）是由下一代移动网NGMN（Next Generation Mobile Network）运营商发起的要求LTE实现的功能。 运营商站在自己利益和感受的角度出发，鉴于早期通信系统在O&M兼容性和经济性比较差，而对LTE提出新的要求，主要集中于FCAPSI的管理（Fault, Configuration, Alarm, Performance
8、, Security, Inventory）： l 自规划（Self-planning） l 自配置（Self-deployment） l 自优化（Self-optimization） l 自维护（Self-maintenance）SON的优势 ：运营商可以减少规划、优化、维护的成本，降低OPEX。 设备商可以促进性能特性、工具等的销售，降低交付后网络优化的成本；低附加值和低技术含量的工作收益将减少。(二) LTE网络架构及协议栈（）一、 LTE网络架构与接口1. LTE的主要网元 LTE的接入网E-UTRAN由e-NodeB组成，提供用户面和控制面。 LTE的核心网EPC(Evolved P
9、acket Core)由MME，S-GW和P-GW组成。 与传统3G网络比较，LTE的网络结更加简单扁平，降低组网成本，增加组网灵活性，并能大大减少用户数据和控制信令的时延。2. LTE的网络接口 l e-NodeB间通过X2接口相互连接，支持数据和信令的直接传输。 l S1接口连接e-NodeB与核心网EPC。其中，S1-MME是e-NodeB连接MME的控制面接口，S1-U是e-NodeB连接S-GW 的用户面接口。S-GW和P-GW之间通过S5接口连接。附：其他核心网网元在LTE网络结构中HSS、PDNGateway 、PCRF和最后一个圆圈是什么，有什么功能？PDN：l 在3GPP接入
10、系统与非3GPP接入系统移动时的移动性锚点，有时别成为SAE锚点功能。l 策略与计费执行（PCEF）l 给予每个用户的分组过滤（深度分组检查）l 支持计费l 支持合法监听l 为UE分配IP地址l 在服务网管和外部数据之间路由转发数据l 分组数据屏蔽HSS：l 永久的中心用户数据库l 为每一个用户存储移动性和服务数据l 包含认证中心（AuC）功能PCRF：l 架构进行策略和计费控制，PCRF和是PCEF是PCC架构中的两个重要功能模块，PCRF主要根据相关信息和一定的决策算法完成决策；l PCEF具体执行相关的决策，可以与LTE的P-GW合设完成该功能，也可单独设置。Operators IP S
11、ervices(e.g. IMS, PSS etc.)l 服务运营商的ip服务。 我感觉是互联网。手机上网的时候不是要连接互联网么，应该就是这个。 二、 LTE网元功能1. e-NodeB的主要功能包括： l 无线资源管理功能，即实现无线承载控制、无线许可控制和连接移动性控制，在上下行链路上完成UE上的动态资源分配（调度）； l 用户数据流的IP报头压缩和加密； l UE附着状态时MME的选择； l 实现S-GW用户面数据的路由选择； l 执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输； l 完成有关移动性配置和调度的测量和测量报告。2. MME的主要功能包括： l NAS (Non-Acc
12、ess Stratum)非接入层信令的加密和完整性保护； l AS (Access Stratum)接入层安全性控制、空闲状态移动性控制； l EPS (Evolved Packet System)承载控制； l 支持寻呼，切换，漫游，鉴权。 3. S-GW的主要功能包括： l 分组数据路由及转发；移动性及切换支持；合法监听；计费。 4. P-GW的主要功能包括： l 分组数据过滤；UE的IP地址分配；上下行计费及限速。图 LTE各网元主要功能三、 LTE协议栈介绍1. LTE协议栈的两个面：l 用户面协议栈：负责用户数据传输l 控制面协议栈：负责系统信令传输2. 用户面的主要功能：l 头压缩
13、l 加密l 调度l ARQ/HARQ3. 控制面的主要功能： l RLC和MAC层功能与用户面中的功能一致 l PDCP层完成加密和完整性保护 l RRC层完成广播，寻呼，RRC连接管理，资源控制，移动性管理，UE测量报告控制 l NAS层完成核心网承载管理，鉴权及安全控制(三) LTE物理层结构介绍（）一、 LTE支持频段对于频率的定位要考虑： l 覆盖？ Or 容量？ l 热点、热区？ l 漫游？ l 产业链？ l 全球频段？Or 区域性l 频段？ l 主频段？辅频段 l 根据2008年底冻结的LTE R8协议： l 支持两种双工模式：FDD和TDD l 支持多种频段，从700MHz到2.
14、6GHz l 支持多种带宽配置，协议规定以下带宽配置：1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz, 20MHz 注1：协议还在更新中，部分频段的支持情况可能会有所变动注2：双工、复用和多址：双工用来区分不同方向（上下行），复用用来区分同一媒介的子信道，多址用来区分用户动态分配的子信道。multiplexing翻译为“复用”较好；deplexing翻译为“双工”较好；multiple access翻译为“多址”不是很好，其实准确地讲应当是“多点接入”。复用与多址是两个完全不同的概念，复用是将单一媒介(medium)划分成很多子信道(subchannel)，这些子信道之间相互
15、独立，互不干扰。从媒介的整体容量上看，每个子信道只占用该媒介容量的一部分。多址（exactly,多点接入）处理的是动态分配信道给用户。这在用户仅仅暂时性地占用信道的应用中是必须的，而所有的移动通信系统基本上都属于这种情况。同时，在信道永久性地分配给用户的应用中，多址是不需要的（对于无线或者电视广播站就是这样）。归结起来：复用是将medium划分成channel(subdivision)，而多址处理的是channel的动态分配(dynamic assignment)，这里动态很重要。复用是对资源来说的，复用分时分、频分、码分等，复用是把资源分割供用户使用的方式，多址的对象是用户，是区分用户和用户的方式，每个用户使用不同的址来区分。简单来说，多址肯定要复用，不同用户必须占用不同的资源才能区分开来；但复用不一定多址，单个用户可以同时占用多个资源进行接收，比如在GSM或3G中一个用户占用多个频道、多个码道或多个时隙来提高传输速率就还是复用的概念注3：无线信道包括了电波的多径传播，时延扩展，衰落特性以及多普勒效应，在移动通信中，我们要充分考虑这些特性以及解决的方案。【多径传播】信道是对无线通信中发送端和接
