LTE 技术介绍_生物学_自然科学_专业资料.ppt
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LTE技术原理及关键技术PPT课件
eNB之间通过X2接口进行通信,以实现 小区间优化的无线资源管理
S1
X2
S1
MME / S-GW
X2 eNB
eNB
Uu
X2
S1
S1
MME / S-GW eNB
E-UTRAN
LTE的技术特点
• 基于OFDM的上下行多址接入和信号调 制方式
上行：基于CP的SC-FDMA 下行：基于CP的OFDMA
上行峰值速率 (Mbps)
5.76
上行平均频谱效率 （bps/Hz/cell）
0.332
上行小区边缘用户频谱效率 0.009 (bps/Hz/cell）
1.69
0.05
16QAM: 57 64QAM: 86.4 0.735
0.024
LTE的技术特点
• 全IP,扁平化网络架构
E-UTRAN系统只由eNB组成，去掉 RNC网元。
域特性比较
CDMA技术: 每个码道的发射信号都是宽带信号,带宽是码片速率的倒数, 因而多用
户的信号在频谱上是重叠的
需要复杂的联合检测算法分开用户.
发射的CDMA信号频谱
接收的CDMA信号频谱
通过多径信道
f
频域
f
频域
OFDMA技术:每个子载波信号是窄带信号，不同子载波信号经过多径信道后保持正交无
相互干扰
更高的频谱效率
下行比WCDMA R6提高3-4倍 上行频谱效率比R6提高2-3倍
全分组域业务
为传统的电信业务提供QoS传输 不再提供CS域业务
增强的移动性能
0-15公里/小时: 最优的性能 15-120公里/小时:较高的性能 120-350公里/小时:支持实时业务
峰值数据率更高
S1
X2
S1
MME / S-GW
X2 eNB
eNB
Uu
X2
S1
S1
MME / S-GW eNB
E-UTRAN
LTE的技术特点
• 基于OFDM的上下行多址接入和信号调 制方式
上行：基于CP的SC-FDMA 下行：基于CP的OFDMA
上行峰值速率 (Mbps)
5.76
上行平均频谱效率 （bps/Hz/cell）
0.332
上行小区边缘用户频谱效率 0.009 (bps/Hz/cell）
1.69
0.05
16QAM: 57 64QAM: 86.4 0.735
0.024
LTE的技术特点
• 全IP,扁平化网络架构
E-UTRAN系统只由eNB组成，去掉 RNC网元。
域特性比较
CDMA技术: 每个码道的发射信号都是宽带信号,带宽是码片速率的倒数, 因而多用
户的信号在频谱上是重叠的
需要复杂的联合检测算法分开用户.
发射的CDMA信号频谱
接收的CDMA信号频谱
通过多径信道
f
频域
f
频域
OFDMA技术:每个子载波信号是窄带信号，不同子载波信号经过多径信道后保持正交无
相互干扰
更高的频谱效率
下行比WCDMA R6提高3-4倍 上行频谱效率比R6提高2-3倍
全分组域业务
为传统的电信业务提供QoS传输 不再提供CS域业务
增强的移动性能
0-15公里/小时: 最优的性能 15-120公里/小时:较高的性能 120-350公里/小时:支持实时业务
峰值数据率更高
1 LTE 技术概述
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。
Copyright © 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page9
EPC
EPS E-UTRAN
UE 标识
z MME的主要功能包括：
NAS (Non-Access Stratum)非接入层信令 的加密和完整性保护；
AS (Access Stratum)接入层安全性控制、 空闲状态移动性控制；
EPS (Evolved Packet System)承载控制； 支持寻呼，切换，漫游，鉴权。
白色框内为控 制面功能实体， 蓝色框内为无 线协议层。
狭义来讲： LTE=E-UTRAN, SAE = EPC
z 为什么需要LTE（仅从技术角度看）？
顺应宽带移动数据业务的发展需要
移动通信数据化，宽带化，IP化 高吞吐率 = 高频谱效率 + 大带宽 低时延 = 扁平化的网络架构
Copyright © 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
3.2 LTE支持频段 3.3 LTE 帧结构 3.4 LTE 物理信道与信号简介 3.5 LTE 物理层过程 3.6 LTE MIMO技术
Copyright © 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page14
OFDM的概念
Page5
目录
1. 移动网络演进及3GPP 版本演进 2. LTE网络架构 3. LTE无线接口概述
Copyright © 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page9
EPC
EPS E-UTRAN
UE 标识
z MME的主要功能包括：
NAS (Non-Access Stratum)非接入层信令 的加密和完整性保护；
AS (Access Stratum)接入层安全性控制、 空闲状态移动性控制；
EPS (Evolved Packet System)承载控制； 支持寻呼，切换，漫游，鉴权。
白色框内为控 制面功能实体， 蓝色框内为无 线协议层。
狭义来讲： LTE=E-UTRAN, SAE = EPC
z 为什么需要LTE（仅从技术角度看）？
顺应宽带移动数据业务的发展需要
移动通信数据化，宽带化，IP化 高吞吐率 = 高频谱效率 + 大带宽 低时延 = 扁平化的网络架构
Copyright © 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
3.2 LTE支持频段 3.3 LTE 帧结构 3.4 LTE 物理信道与信号简介 3.5 LTE 物理层过程 3.6 LTE MIMO技术
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OFDM的概念
Page5
目录
1. 移动网络演进及3GPP 版本演进 2. LTE网络架构 3. LTE无线接口概述
LTE基本原理及关键技术简介PPT课件
工作量关系重大，但目前厂家进展缓慢？ 激活与使用SON功能的场景、时间应有所选择
部分三重区域需要更精细的分析和优化调整，人工应对的可靠性更高 部分时间段需要重点保障的场景（如发布会上的嘉宾级用户等），SON的使用要慎重 分场景试验和创建SON功能配置模版 PCI自动重配列表：区分室内、室外、省边界、海域等场景 ANR自动邻区关系：区分郊区、海域、密集城区等场景 MRO自动优化功能：区分高速路、城区等场景 MLB负载均衡：区分地铁、校园、轻/重负载区、重大活动考虑采用不同算法与门限
38
LTE与EVDO对比-网管关注指标对比
指标类型
EVDO
指标号成功率
RRC连接建立成功率 E-RAB建立成功率
呼叫保持类指标
EVDO无线掉线 率
E-RAB掉线率 UE上下文掉线率
移动管理类指标
切换成功率 —
同频切换成功率 异频切换成功率 LTE到3G非优化激活切换
成功率
前向RLP层每用 小区下行平均每用户感受
户平均速率
速率
业务流量类指标 反向RLP层每用 小区上行平均每用户感受
户平均速率
速率
上、下行小区吞吐量
资源负荷类指标 前向时隙占用率 上、下行PRB平均利用率
等效用户数
平均用户数
无线质量类指标
DRC申请速率优 良比
—
CDMA关注指标数据来源于： 《网优工作通报-各市无线网 络优化工作评价结果》和《中 国电信运维〔2013〕9号2013 年网络运行维护考核》。 LTE关注指标数据来源于： 《中国电信LTE网络无线指标 体系-网管部分（初 稿）》和 《日常监控模版（讨论稿）》。
CDMA
IP网络 数据通信
FDMA/TDMA
部分三重区域需要更精细的分析和优化调整，人工应对的可靠性更高 部分时间段需要重点保障的场景（如发布会上的嘉宾级用户等），SON的使用要慎重 分场景试验和创建SON功能配置模版 PCI自动重配列表：区分室内、室外、省边界、海域等场景 ANR自动邻区关系：区分郊区、海域、密集城区等场景 MRO自动优化功能：区分高速路、城区等场景 MLB负载均衡：区分地铁、校园、轻/重负载区、重大活动考虑采用不同算法与门限
38
LTE与EVDO对比-网管关注指标对比
指标类型
EVDO
指标号成功率
RRC连接建立成功率 E-RAB建立成功率
呼叫保持类指标
EVDO无线掉线 率
E-RAB掉线率 UE上下文掉线率
移动管理类指标
切换成功率 —
同频切换成功率 异频切换成功率 LTE到3G非优化激活切换
成功率
前向RLP层每用 小区下行平均每用户感受
户平均速率
速率
业务流量类指标 反向RLP层每用 小区上行平均每用户感受
户平均速率
速率
上、下行小区吞吐量
资源负荷类指标 前向时隙占用率 上、下行PRB平均利用率
等效用户数
平均用户数
无线质量类指标
DRC申请速率优 良比
—
CDMA关注指标数据来源于： 《网优工作通报-各市无线网 络优化工作评价结果》和《中 国电信运维〔2013〕9号2013 年网络运行维护考核》。 LTE关注指标数据来源于： 《中国电信LTE网络无线指标 体系-网管部分（初 稿）》和 《日常监控模版（讨论稿）》。
CDMA
IP网络 数据通信
FDMA/TDMA
LTE入门介绍基本原理PPT课件
• 国际上目前最具代表性的第三代移动通信技术标准有三种，它们分别 是 CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA
• 其中，CDMA2000和WCDMA属于FDD方式；TD-SCDMA属于 TDD方式，并且其上、下行工作于同一频率。
第6页/共53页
3G—X-CDMA
WCDMA
核心网络：基于MAP
hPCRF S9
Evolved RAN X1
eNB
GPRS Core
S8b
S4 S3 S10
VPCRF
S7
Rx+
HSS
S6
Operator IP
X1
X2
MME
S5 Inter AS
Gi
services
S1-MME
Anchor
(including IMS,
PSS, ...)
S11
eNB
S1-U Serving SAE GW Evolved Packet Core
源管理
➢ 鉴权
包标记
➢无线接入控制
➢ 承载管理功能（包
➢移动性管理
括专用承载的建立）
第15页/共53页
LT E 的 扁 平 化 网 络 架 构 的 优 点
• 网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可 开展更多业务
• 网元数目减少，使得网络部署更为简单，网络的维护更 加容易
• 取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高 网络稳定性
第18页1/8共53页
LT E 的 扁 平 化 网 络 架 构
eNB Inter Cell RRM RB Control
Connection Mobility Cont. Radio Admission Control
• 其中，CDMA2000和WCDMA属于FDD方式；TD-SCDMA属于 TDD方式，并且其上、下行工作于同一频率。
第6页/共53页
3G—X-CDMA
WCDMA
核心网络：基于MAP
hPCRF S9
Evolved RAN X1
eNB
GPRS Core
S8b
S4 S3 S10
VPCRF
S7
Rx+
HSS
S6
Operator IP
X1
X2
MME
S5 Inter AS
Gi
services
S1-MME
Anchor
(including IMS,
PSS, ...)
S11
eNB
S1-U Serving SAE GW Evolved Packet Core
源管理
➢ 鉴权
包标记
➢无线接入控制
➢ 承载管理功能（包
➢移动性管理
括专用承载的建立）
第15页/共53页
LT E 的 扁 平 化 网 络 架 构 的 优 点
• 网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可 开展更多业务
• 网元数目减少，使得网络部署更为简单，网络的维护更 加容易
• 取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高 网络稳定性
第18页1/8共53页
LT E 的 扁 平 化 网 络 架 构
eNB Inter Cell RRM RB Control
Connection Mobility Cont. Radio Admission Control
LTE的关键技术介绍ppt课件
LTE_IDLE：对应RRC的IDLE状态。UE和网络侧存 储的信息包括：给UE分配的IP地址、安全相关的参数 （密钥等）、UE的能力信息、无线承载。此时UE的 状态转移由基站或GW决定。
3) LTE_ACTIVE：对应RRC连接状态；状态转移由 基站或GW决定。
层2的整体功能描述
服务访问点（SAP）：同一系统中，相邻两层的实体 进行通信的地方是服务访问点。物理层和MAC层之间 的SAP提供传输信道。MAC层和RLC层之间的SAP提 供逻辑信道。
MAC Control element 2
MAC SDU
... MAC SDU
MAC payload
Padding (opt)
复用和解复用（2）
RLC模式
AM模式： AM模式是为可靠性要求很高并且分组的长 度可变的业务提出的。它的典型特征是支持ARQ和分 组的切割和串接。
M模式：UM模式是为可靠性要求不高的业务提出的。 它的典型特征是支持分组的切割和串接，但不支持 ARQ。
UE
eNB
S-GW
P-GW
Peer
Entity
End-to-end Service
EPS Bearer
External Bearer
Radio Bearer
S1 Bearer
S5/S8 Bearer
Radio
S1
S5/S8
Gi
RRC子层
RRC子管理、 UE测量上报和控制等功能。把RRC在网络侧终 结于eNB，是网络的一个重大改变。
控制平面
UE NAS RRC RLC MAC PHY
eNB
RRC RLC MAC PHY
MME NAS
控制平面的底层协议，和用户平面相似，而上层的 RRC层和非接入子层（NAS）是控制平面最重要的 部分。
3) LTE_ACTIVE：对应RRC连接状态；状态转移由 基站或GW决定。
层2的整体功能描述
服务访问点（SAP）：同一系统中，相邻两层的实体 进行通信的地方是服务访问点。物理层和MAC层之间 的SAP提供传输信道。MAC层和RLC层之间的SAP提 供逻辑信道。
MAC Control element 2
MAC SDU
... MAC SDU
MAC payload
Padding (opt)
复用和解复用（2）
RLC模式
AM模式： AM模式是为可靠性要求很高并且分组的长 度可变的业务提出的。它的典型特征是支持ARQ和分 组的切割和串接。
M模式：UM模式是为可靠性要求不高的业务提出的。 它的典型特征是支持分组的切割和串接，但不支持 ARQ。
UE
eNB
S-GW
P-GW
Peer
Entity
End-to-end Service
EPS Bearer
External Bearer
Radio Bearer
S1 Bearer
S5/S8 Bearer
Radio
S1
S5/S8
Gi
RRC子层
RRC子管理、 UE测量上报和控制等功能。把RRC在网络侧终 结于eNB，是网络的一个重大改变。
控制平面
UE NAS RRC RLC MAC PHY
eNB
RRC RLC MAC PHY
MME NAS
控制平面的底层协议，和用户平面相似，而上层的 RRC层和非接入子层（NAS）是控制平面最重要的 部分。
LTE-技术介绍
MME/S-GW
MME/S-GW
S1
EPC
EPS
eNodeB
X2 X2
eNodeB
eNodeB
X2
E-UTRAN
26
LTE網路架構
eNodeB功能
eNodeB具有現有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，調度，無線接入控制，移動性管 理等等。
18
LTE關鍵需求5
Radio Resource Management requirements（RRM需求）
增強的 end to end QoS 更高的高層分組效率 支持不同Radio Access Technologies (RAT)間的負荷分擔和政策管理
Complexity （複雜性）
要求可選項最少 減小冗餘
Mobility（移動性）
要求E-UTRAN在 0 to 15 km/h達到最優 15 and 120 km/h 的更高速度應該達到高性能 在蜂窩網路中應該要保證 從 120 km/h to 350 km/h的性能 (甚至在某些頻段達到 500 km/h ）
16
LTE關鍵需求3
Coverage（覆蓋）
CDMA2000 Evolution
EVDO Rev 0 DL:2.4 Mbps UL:153 kbps In 1.25 MHz
Mobile WiMax Evolution
Fixed WiMax
EVDO Rev A DL:3.1 Mbps UL:1.8 Mbps In 1.25 MHz
EVDO Rev B DL:14.7 Mbps UL:4.9 Mbps
S3
移动通信技术——LTE移动通信系统PPT课件
精品课件
Page 51
图7-16 上行传输信道与物理信道映射图
精品课件
7.3.3 数据链路层
数据链路层（层2）主要由MAC、 RLC以及PDCP等子层组成。
层2标准的制定没有考虑FDD和TDD 的差异。
LTE的协议结构进行了简化，RLC 和MAC层都位于eNode B。
Page 52
精品课件
1．数据链路层（层2）结构
精品课件
② 提高小区边缘的比特率，改善小区边 缘用户的性能。
③ 频谱效率达到3GPP R6的2～4倍。
④ 降低系统延迟，用户面延迟（单向） 小于5ms，控制面延迟小于100ms。
Page 8
精品课件
⑤ 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。 ⑥ 支持增强型的广播组播（MBMS）业务。 ⑦ 实现合理的终端复杂度、成本和耗电。
2．EPC主要网元的功能
（1）移动管理实体（MME）
MME主要负责与用户平面相关的用 户和会话管理，具有三个功能： ① 安全管理功能，包括用户验证、初始 化、协商用户使用的加密算法等；
Page 27
精品课件
② 会话管理功能，包括协商相关的链路 参数和建立数据通信链路的所有信令流 程；
③ 空闲状态的终端管理功能，主要是为 了使得移动终端能够加入网络中，并对 这些终端进行管理。
⑦ LTE关键技术
Page 3
精品课件
7.1 概述
1．LTE概念
按照3GPP组织的工作流程，3G LTE标准
化项目基本上可以分为两个阶段：2004年12月
到2006年9月为研究项目（Study Item，SI）阶段 ，进行技术可行性研究，并提交各种可行性
研究报告；2006年9月到2007年9月为工作项目
Page 51
图7-16 上行传输信道与物理信道映射图
精品课件
7.3.3 数据链路层
数据链路层（层2）主要由MAC、 RLC以及PDCP等子层组成。
层2标准的制定没有考虑FDD和TDD 的差异。
LTE的协议结构进行了简化，RLC 和MAC层都位于eNode B。
Page 52
精品课件
1．数据链路层（层2）结构
精品课件
② 提高小区边缘的比特率，改善小区边 缘用户的性能。
③ 频谱效率达到3GPP R6的2～4倍。
④ 降低系统延迟，用户面延迟（单向） 小于5ms，控制面延迟小于100ms。
Page 8
精品课件
⑤ 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。 ⑥ 支持增强型的广播组播（MBMS）业务。 ⑦ 实现合理的终端复杂度、成本和耗电。
2．EPC主要网元的功能
（1）移动管理实体（MME）
MME主要负责与用户平面相关的用 户和会话管理，具有三个功能： ① 安全管理功能，包括用户验证、初始 化、协商用户使用的加密算法等；
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精品课件
② 会话管理功能，包括协商相关的链路 参数和建立数据通信链路的所有信令流 程；
③ 空闲状态的终端管理功能，主要是为 了使得移动终端能够加入网络中，并对 这些终端进行管理。
⑦ LTE关键技术
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精品课件
7.1 概述
1．LTE概念
按照3GPP组织的工作流程，3G LTE标准
化项目基本上可以分为两个阶段：2004年12月
到2006年9月为研究项目（Study Item，SI）阶段 ，进行技术可行性研究，并提交各种可行性
研究报告；2006年9月到2007年9月为工作项目
LTE基本原理及关键技术 PPT
LTE简介 LTE相关组织 LTE频谱划分与终端
LTE 频段划分
2018/9/3
EASTHOME
18
LTE 频段划分
2018/9/3
EASTHOME
19
全球TDD频谱分布
E-UTRA Band 33 34 35 36 37 38 Uplink/downlink [MHz] 1900-1920 2010-2025 1850-1910 1930-1990 1910-1930 2570-2620 Duplex mode TDD TDD TDD TDD TDD TDD Current Technology Application LTE TD-SCDMA and LTE LTE LTE LTE WiMAX and LTE TD-SCDMA and LTE WiMAX and LTE LTE
和LTE FDD标准制定进度一致
HSPA
MBMS
R8
完善和增强LTE系统
R10
R5/6/7
3GPP LTE在Release 8的36系
R9
LTE-Advanced将作为 Release 10的主要内容
列规范中发布
3GPP Release 8包含了LTE的 绝大部分特性
移动通信技术的演进路线
20 100 18
• 占用带宽 = 子载波宽度 x 每RB的子载波数目 x RB数目 • 子载波宽度 = 15KHz • 每RB的子载波数目 = 12
LTE物理资源分配—— REG/CCE/RBG RBG
REG
RS
RBG （Resource Block Group）为业
务信道资源分配的资源单位，由一组