LTE异构组网概述
中兴LTE架构概述
中兴LTE架构概述LTE网络架构概述<1 网络架构LTE采用扁平化、IP化的网络架构，E-UTRAN用E-NodeB替代原有的RNC-NodeB结构，各网络节点之间的接口使用IP传输，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。
LTE的网络架构如下图所示:图1 LTE网络架构E-UTRAN由eNB构成;EPC (Evolved Packet Core)由MME(Mobility Management Entity)，S-GW(Serving Gateway)以及P-GW(PDN Gateway)构成。
E-UTRAN主要的开放接口包括:S1接口:连接E-UTRAN与CN，类似于UTRAN的Iu接口;X2接口:实现E-NodeB之间的互联，类似于UTRAN的Iur接口;LTE-Uu接口:E-UTRAN的无线接口，类似于UTRAN的Uu接口;图2 E-UTRAN与UTRAN接口对照2 各网元功能E-UTRAN与EPC之间的功能划分如下图所示，其中浅黄色的方块代表逻辑节点，蓝色长方形条代表逻辑节点中的各层无线协议，白色长方形条代表逻辑节点中的控制平面的功能实体。
图3 LTE网元功能划分逻辑节点E-NodeB、移动性管理实体MME、服务网关S-GW、网关P-GW各自实现的功能如下:2.1 eNB主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各层实体，用户通信过程中的控制面和用户面的建立、管理和释放，以及部分无线资源管理rrm方面的功能。
具体包括: 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Serving GW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;2.2 MMENAS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PDN GW 和 Serving GW;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);2.3 S-GWeNodeB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;2.4 P-GW基于单个用户的数据包过滤;UE IP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;3 系统接口3.1 S1用户面S1用户面接口(S1-U)是指连接在eNB和S-GW之间的接口， S1-U接口提口用户平面协议栈如供eNB和S-GW之间用户平面PDU的非保障传输。
小基站成LTE异构网中特殊场景覆盖主角
小基站成LTE异构网中特殊场景覆盖主角在LTE组网中，宏基站Macro eNB作为主力提供基本覆盖；在重点楼宇和大型建筑，用室内分布式系统（可以采用Macro eNB或Pico eNB作为信源）实现全面覆盖；商业区可以采用分布式基站，主要用来吸纳容量。
同时，异构网为解决LTE室内覆盖提供了更加丰富多样的手段，是解决室内特殊场景覆盖的有效手段。
室内特殊场景覆盖Home eNB室分解决方案Home eNode B一般支持4个用户，总吞吐量为下行50Mbit/s，上行20Mbit/s。
Home eNB 可通过有线电视同轴线、五类线或光纤等有线网络连接运营商核心网络；即插即用，直接布放，部署成本低；也可以接入室分系统，增强覆盖，类似于WLAN；可提供区域内的较高容量的覆盖。
适用场景：Home eNB主要定位于家庭场景的室内覆盖，但是Home eNB也可以应用于中小企业的办公楼宇，采用Home eNB进行办公楼宇覆盖具有部署灵活、施工方便、成本低廉等优势。
Pico eNB室分解决方案Pico eNB是为了满足家庭、办公室的室内接入、话务量激增应用场景下的应急通信、数据业务覆盖和企业级用户市场而设计的。
Pico eNB既可以支持内置天线又可以支持分布式天线，并且可以灵活安装在任何地方。
Pico eNB一般能支持64个激活用户，150Mbit/s的下行吞吐量和75 Mbit/s上行吞吐量。
通过FFR和X2接口，Pico eNB可以非常灵活地接入网络。
Pico eNB用于对LTE宏基站覆盖的补充，提供网络的深度覆盖和容量扩充。
Pico eNB不仅可以根据流量分布和无缝覆盖的要求，灵活部署于热点、盲点、小区边缘甚至室内区域，同时还可和宏站、微站（Micro cell）、家庭基站等不同形态的基站配合，实现分层组网。
Pico eNB既可以单独部署Pico eNB+antennas用于楼宇覆盖，也可以由BBU+Pico RRU或。
LTE网络架构
组成
高层次的络架构，LTE是由以下三个主要组件： 1、用户设备 (UE). 2、进化UMTS地面无线接入 (E-UTRAN). 3、分组核心演进 (EPC).
功能划分
与3G类似，LTE采用E-UTRAN与EPC功能相分离的方案，同时精简部分元，合并相关功能，E-UTRAN和EPC的功 能划分如图2所示。
图4
（1）用户平面
从S1用户平面接口的协议栈来看，S1-U在IP层之上采用面向非连接的UDP，即采用用户平面PDU不保证传送机 制，在UDP之上承载GTP-U协议，满足SAE/LTE对分组核心采用统一GTP协议的要求。
（2）控制平面
S1控制平面接口S1-MME，在IP层之上采用比TCP协议功能更为强大的SCTP，为上层S1-AP（S1-应用部分）， 即控制平面协议提供有保证的可靠传输并能支持IP络上的No.7信令系统功能，从而可以实现VoIP业务。SCTP的另 一个重要特点是对多重联外线路的支持，一个端点可以由多于一个IP组成，使得传输可在主机间做到透明的络容 错备援。
LTE网络架构
E-UTRAN去除RNC络节点
01 具体阐释
03 功能划分 05 E-UTRAN
目录
02 组成 04 S1、X2接口
LTE络架构是E-UTRAN去除RNC络节点，目的是简化络架构和降低延时，RNC功能被分散到了演进型Node B （Evovled Node B，eNode B）和服务关（Serving GateWay，S-GW）中。
（2）控制平面
与S1-MME接口相似，X2控制平面接口X2-C的协议结构底层也采用SCTP over IP的机制，保证信令的可靠传 输，SCTP上层是X2接口的专用信令部分X2-AP。
S1接口位于eNode B和MME/SGW之间，将SAE/LTE演进系统划分为无线接入和核心。沿袭承载和控制分离的思 想，S1接口分为用户平面和控制平面，如图4所示。其中用户平面接口S1-U连接eNode B和SGW，用于传送用户数 据和相应的用户平面控制帧。控制平面接口S1-MME则将eNode B和MME相连，主要完成S1接口的无线接入承载控 制、接口专用的操作维护等功能。
异构网络中无线通信技术研究综述
异构网络中无线通信技术研究综述作者：张闽曹珂崯戴路,刘欢陈清华来源：《电脑知识与技术》2022年第36期关键词：数据流量；网络技术；无线通信；LTE 蜂窝系统；无线局域网；异构网络中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2022）36-0062-031 引言随着大数据、云计算等新兴产业的发展和移动智能通信设备的普及，人们迫切需要高质量、高速率和高可靠的无线通信技术来满足需求。
根据思科白皮书显示，从2017年至2022年，全球移动数据流量将增长7倍，预计到2022年底，全球将达到1 ZB的年度移动数据流量。
当前，爆炸式增长的数据流量和密集的用户智能设备给网络体系带来了巨大的压力，使得有限的网络频谱资源日趋紧张，网络体系需要在逼近其网络容量的状况下进行数据传输，网络资源难以满足用户的高速率的网络需求。
于是，出现了多种技术来解决海量数据传输与用户网络需求之间的矛盾，例如LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统、WLAN （Wireless Local Area Network，无线局域网）、异构网络等。
当海量规模的用户和智能设备在错综复杂的网络环境中进行数据传输时，多种无线通信技术共存的网络体系可以利用其各自的网络特点，为用户和智能设备提供高可靠的网络服务。
因此，多种无线通信技术共存于异构网络中已经逐渐成为未来网络体系发展的趋势[1]。
目前，学术界和研究机构提出了各种标准的无线数据传输方式，使得无线通信技术进入了一个崭新的数字化时代。
最常见的LTE系统和WLAN仍不断提出新的技术，用以支持海量用户设备和数据流量的传输[2]。
LTE系统始于2004年，该网络旨在为用户提供一种新的以分组交换数据为核心的无线接入技术。
LTE的诞生是为不断优化无线通信技术以满足客户对无线通信的更高要求。
第一个LTE 规范由3GPP （The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）于2008年完成，并分别于2010年和2015年发展为LTE-advanced和LTE-advanced Pro[3]。
lte基本原理和系统架构
LTE要解决什么问题，达到什么目标
➢速率提升：下行100M/上行50M目标的提出 ➢时延降低：
U-plane单向5ms C-plane：从idle接入100ms，从睡眠态接入50ms
➢更高的频谱效率 ➢更灵活的带宽部署 ➢…
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LTE网络特征
传输时延
✓ 降低传输时延 ✓ 用户面时延小于5ms ✓ 控制面时延小于100ms
（1）TD-LTE是时分多址的LTE，FDD-LTE是频分多址的LTE。简单的说， 时分就是不同的用户占用不同的时间，而频分是不同的用户占用不同的 频率。LTE是3GPP标准化组织给他的下一代无线通信标准取的名字。这个 标准分为TDD和FDD （2）目前全球来看，绝大部分国家的运营商都采用FDD-LTE的模式。只 有中国的CMCC和日本SoftBank Mobile宣布采用TD-LTE。印度的部分运营 商可能会采用TDD模式 （3）TDD和FDD各有千秋，并不能说TDD就比FDD的好，但相对FDD来说， TDD具有如下一点最大的优势：灵活的带宽配比，频谱利用率较高（尤其 是非对称业务） （4）CMCC已确定采用TD-LTE模式，已开始布局。目前正处于外场测试， 预商用阶段。China Unicom和 Telecom目前没有布局LTE的计划，可能采 用各自现有技术的升级的方式来布局抗衡CMCC
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RRC_IDLE状态
NAS配置UE指定的DRX； 系统信息广播； 寻呼； 小区重选移动性； UE将分配一个标识来独立的在一个跟踪区
中唯一识别该UE； eNB中没有存储RRC上下文
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RRC_CONNECTED状态
UE建立一个E-UTRAN-RRC连接； E-UTRAN中存在UE的上下文； E-UTRAN知道UE归属的小区； 网络可以与UE之间进行数据收发； 网络控制移动性过程，例如切换； 邻区测量； 在PDCP/RLC/MAC级：:
异构无线网络干扰协调——挑战和应对
５总结和展望
异构网络是为了满足ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ系统中热点场景和 室内通信需求而提出来的，主要方式是在传统的网络结构中 引入一些覆盖范围和发射功率都很小的节点。它具有灵活的 布网方式、较高的频谱效率，为用户提供高质量多类型的数 据服务，是非常有前景的技术方案。异构网络小区间的干扰 协调还面临很多挑战，诸如在小区间采用ＣｏＭＰ技术，由于 相邻的小区的类型不相同，ＵＥ的信道测量和反馈需要重新
对于封闭用户群基站来说。由于其部署有很大的随意 性，小区形状不规则，两个不同的家庭基站ＨｅＮＢ的覆盖范 围可能会有很大程度的重叠，在不同的家庭基站之间协调干 扰也是一个新的问题【５】。
３．２不同类型小区基站发射功率不同所造成的干扰场景 正如表１所列的那样，不同类型的基站发射功率相差很
大，在一个Ｐｉｃｏｃｅｌｌ或者Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ中通信的Ｕ Ｅ，其接收到来 自于Ｐｉｃｏｃｅｌｌ或者Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ基站发射的功率可能小于来自于 宏小区基站的发射功率，Ｐｉｃｏｃｅｌｌ或Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ内的ＵＥ接收到 很强的干扰【６】。这种干扰可以通过本文第４部分提供的子载波 分割以及资源调度的方法进行协调减弱。
ｂ）接收蛩ＪＳＦＩ—ＲＥＱ的ＵＥ向一个或者多个目标小区（即 干扰小区）发送空间反馈信息ＳＦＩ，ＳＦＩ中包括信道方向信息 ＣＤＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）以及效用。图２（ｂ） 中ＵＥ，，和ＵＥ２，分别向目标小区Ｃｅｌｌ２和Ｃｅｌｌ、发送ＳＦＩ。
2.LTE概述(架构和高层协议)
LTE 概述及协议架构简介中国移动通信研究院目录LTE概述网络架构及协议简介3G系统发展不尽人意HSPA之前的系统没有体现出相对2G的明显优势由于技术成熟度、IPR等问题，网络部署缓慢新技术，如用于移动通信系统的OFDM逐渐成熟其它移动/准移动通信系统，特别是移动WiMAX（IEEE802.16e）的挑战WiMAX所宣称的最高75Mbps的下行速率指标，远远超过HSDPA内部资料注意保密2004年11月，3GPP决定要发展全新的系统，称为长期演进（Long Term Evolution，简称LTE）规范中的“官方”名称是E-UTRA/E-UTRAN目标是“将来10年或者更长时间内保持竞争力”后向兼容性是高度需求的，但是需要仔细考虑和性能/容量提升的折衷实际上表明可以牺牲后向兼容性内部资料注意保密内部资料注意保密LTE的需求和目标更高的用户数据速率更高的频谱效率（降低每比特成本）更低的时延（包括连接建立时延和传输时延）更灵活的频谱使用简化的网络体系架构无缝切换（包括不同的无线接入技术之间）合理的终端功耗支持最高20MHz带宽，支持1.4MHz到20MHz的可变带宽峰值速率（20MHz带宽，基站2发2收，终端1发2收）下行峰值速率100Mbps，7倍于HSDPA上行峰值速率50Mbps，5倍于HSUPA频谱效率小区边缘：2~3倍于Release 6 HSDPA/HSUPA小区平均频率效率：下行3~4倍于Release 6 HSDPA，上行2~3倍于Release 6 HSUPA控制平面时延大大降低小于100ms（Idle->Active）意味着网络结构和协议的简化和实体的减少内部资料注意保密用户平面端到端单向时延<5ms（IP层以下、系统空载）每5MHz支持200个（以上）的Active状态用户移动性系统对0到15km/h的低速环境优化15到120km/h保持高性能120到350甚至500km/h保持连接覆盖为5km内的小区半径优化5km到30km：可接受的性能下降应支持100km范围的小区内部资料注意保密内部资料注意保密实现LTE需求目标的关键技术多载波技术多天线技术基于分组交换的无线接口新的扁平网络架构内部资料注意保密LTE 标准化进展2004年底LTE 研究项目（SI ）立项2006年6~9月期间，LTE 的SI 阶段结束，进入工作项目（WI ）阶段截止到2009年3月，除了RAN5（终端一致性测试）相关规范外，LTE Release 8的其它规范都已冻结Study Item(技术可行性研究）2004.122006.62009.3Work Item (技术标准制定）LTE Release 8内部资料注意保密目录LTE概述网络架构及协议简介内部资料注意保密网络架构TD-SCDMA 和TD-LTE 网络架构比较LTE 采用了更为扁平的网络架构，不再有RNC ，原来RNC 的功能合并到了eNB 中TD-SCDMA TD-LTE更小的时延更低的网络节点和接口复杂度不再支持宏分集/软切换LTE功能实体划分和协议架构内部资料注意保密内部资料注意保密TD-SCDMA 和TD-LTE 协议栈比较L3 c o n t r o lc o n t r o l c o n t r o l c o n t r o l LogicalChannelsTransportChannelsC-plane signalling U-plane information PHY L2/MACL1RLC L2/RLCMAC RLC RLC RLCRLC RLC RLC RLC BMC L2/BMCcontrol PDCP PDCP L2/PDCPRadioBearersRRC TD-SCDMATD-LTE 用户平面控制平面--TD-SCDMA 中，RRC/PDCP/RLC 和部分MAC 实体位于RNC 中，部分MAC 实体位于NodeB 中；--LTE 中RRC/PDCP/RLC/MAC 都位于eNB 中内部资料注意保密数据处理流程比较TD-SCDMA TD-LTE--TD-SCDMA 中，RLC 层将SDU 固定切割成很小的块，由MAC 根据信道状况再进行切割级联--TD-LTE 中，由于RLC 层也位于eNB 中，可以按照信道状况来动态进行切割和级联；MAC 层不再具有切割和级联功能各层更好地适应无线信道变化更低的处理复杂度和开销内部资料注意保密逻辑信道/传输信道比较BCH PCH DSCH (TDD only) FACH RACH BCCH- SAP DCCH- SAP CCCH- SAP PCCH- SAP DCH DTCH-SAPTransportChannelsMAC SAPsUSCH (TDD only) CTCH- SAP SHCCH- SAP (TDD only) HS-DSCH E-DCH MSCH- SAP MCCH- SAP MTCH-SAP 由于没有CS 域，LTE 上下行都只有共享信道，没有专用信道；传输信道的数量大大减少TD-SCDMA（网络侧）TD-LTE 更少的协议状态协议结构大大简化，只有一个MAC 实体CCCH DCCH DTCH UL-SCH RACH UplinkLogical channelsUplinkTransport channelsTD-SCDMA与TD-LTE协议状态比较TD-LTETD-SCDMA由于传输信道数量的减少，LTE中只包含两个协议状态，相对于3G大大简化协议流程的简化更低的时延内部资料注意保密内部资料注意保密小结LTE网络架构及协议特点扁平的网络结构（不再有RNC，不支持宏分集）全IP ，不再有CS 域，通过PS域来支持语音等实时业务用户面和控制面分离简化的协议状态更低的时延（1ms TTI 、100ms 控制平面时延、5ms 用户平面单向时延）传输信道中不再有专用信道协议流程大大简化、协议实体大大减少。
LTE异构网技术及部署策略研究
LTE异构网技术及部署策略研究秦基伟;冯小江;王海峰【摘要】In order to meet the growing needs of data services and enhance user performance, LTE heterogeneous network, by breaking through the limitations of traditional isomorphic networks and by using all kinds of new technologies and new devices, achieves continuous evolution of LTE network. By exploring the development background and key technology of LTE isomer network, the networking strategy of heterogeneous network is discussed from five aspects, such as planning indicators, analysis modeling, site selection, equipment selection and cooperative networking. Based on the features of various coverage scenarios, a scenario deployment scheme for LTE isomeric networks is proposed. Based on analysis of specific case, the advantages of LTE heterogeneous network in solving network depth-coverage are confirmed, expecting to promote the construction and development of isomerism network.%为满足数据业务的增长需求和提升用户体现,LTE异构网突破了传统同构网的局限性,利用各类新技术和新设备的协同作业来实现LTE网络的持续演进.通过探讨LTE异构网的发展背景及关键技术,从规划指标、分析建模、站址选择、设备选型、协同组网五个方面研究了异构网的组网策略.根据各类型覆盖场景的特点,给出了LTE异构网分场景部署方案,并通过具体案例分析印证了LTE异构网在解决网络深度覆盖方面的优势,以期能够推动异构网的建设和发展.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)001【总页数】6页(P122-127)【关键词】LTE异构网;协同;分场景;组网策略【作者】秦基伟;冯小江;王海峰【作者单位】江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京 210000;江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京 210000;江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京 210000【正文语种】中文【中图分类】TN929.530 引言随着移动用户﹑智能手机和物联网（IoT）联接的迅猛增长和网络数据速度的快速提升，将在未来5年内促使移动数据流量增长7倍。