移动通信技术——第7章LTE移动通信系统
移动通信技术——LTE移动通信系统PPT课件
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图7-3 E-UTRAN通用协议模型
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7.2.3 核心网（EPC）结构及接口
1．SAE架构的演进
演进的SAE架构示意图如图7-8所示。
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图7-8 演进的SAE架构
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7.2 LTE的系统结构
7.2.1 LTE/SAE的网络结构
LTE/SAE的整个网络结构图如图 7-1 所示。
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图7-1 LTE/SAE的网络结构图
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7.2.2 E-UTRAN的结构及接口
1．E-UTRAN结构与UTRAN结构的比较
Mobility Control）和UE的上行/下行动态资源分配
；
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② 用户数据流的IP头压缩和加密；
③ 当终端附着时选择MME，无路由信息利 用时，可以根据UE提供的信息来间接确定到 达MME的路径；
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④ 路由用户平面数据到S-GW；
⑤ 调度和传输寻呼消息（来自MME）；
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④ 移动性。 ⑤ 覆盖范围。 ⑥ 增强的多媒体广播和多播业务（MBMS） 业务。
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（2）LTE主要性能指标
3GPP LTE的主要性能指标描述如下。 ① 支持1.25～20MHz带宽，提供上行 50Mbit/s、下行100Mbit/s的峰值数据速率。
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lte系统的原理及应用
LTE系统的原理及应用1. 简介LTE (Long Term Evolution) 是第四代移动通信网络技术，是一种用于无线宽带数据传输的标准。
它为用户提供高速的数据传输和低延迟的连接，适用于各种应用场景。
2. 基本原理LTE系统基于OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 技术实现，采用了多载波调制和分层的方式传输数据。
2.1 OFDMA技术OFDMA技术将可用的频谱资源划分为多个子载波，并将数据进行并行传输。
每个子载波的带宽相对较窄，可以减小多径效应对信号的影响，提高信号的可靠性和抗干扰性能。
2.2 多载波调制LTE系统使用了多种载波和调制方式，以适应不同的应用需求。
例如，QPSK 调制适用于长距离传输和高速移动环境；16QAM和64QAM则适用于短距离传输和低速移动环境。
通过灵活地选择载波和调制方式，LTE系统可以实现高速率和广覆盖的数据传输。
2.3 分层传输LTE系统使用了分层传输机制，将数据分为多个层次进行传输。
这样做的好处是，即使在高速移动条件下，也可以根据信道状况动态地调整传输方式，以确保数据的可靠传输。
3. 应用场景LTE系统广泛应用于移动通信领域，满足了人们对高速数据传输的需求。
以下是一些常见的LTE系统应用场景。
3.1 移动宽带LTE系统提供了高速的移动宽带连接，用户可以通过LTE网络访问互联网、收发电子邮件、观看高清视频等。
无论是在城市还是农村地区，用户都可以享受到与有线宽带相媲美的网速和用户体验。
3.2 物联网物联网是指通过互联网将各种设备和物体连接起来，实现智能化管理和控制。
LTE系统支持高密度的连接和低功耗的设备，为物联网应用提供了强大的通信基础设施。
例如，智能家居、智能城市、智能交通等应用都可以借助LTE技术实现。
3.3 公共安全LTE系统还被广泛应用于公共安全领域，如警务通、智能监控等。
其高速率、低延迟和广覆盖的特点，保障了公共安全应用的实时性和可靠性，为应急救援和犯罪打击提供了重要支持。
LTE移动通信技术
L T E移动通信技术(共68页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--LTE 移动通信技术课程目标：了解移动通信的发展过程以及LTE的位置和网络结构了解E-UTRAN的协议结构和基本技术了解LTE应用的关键技术目录第1章概述.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
背景介绍 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
移动通信演进过程概述 ................................................................................... 错误!未定义书签。
WCDMA、TD-SCDMA与CDMA2000制式对比 .............................................. 错误!未定义书签。
WCDMA技术演进过程..................................................................................... 错误!未定义书签。
TD-SCDMA技术演进过程................................................................................. 错误!未定义书签。
CDMA2000技术演进过程................................................................................ 错误!未定义书签。
LTE移动通信系统实训
LTE移动通信系统实训LTE移动通信系统实训一、引言1.1 简介- 对LTE移动通信系统进行简要介绍。
1.2 实训目的- 简述实训的目的和意义。
1.3 参考文献- 在此列出使用的参考文献。
二、LTE技术基础2.1 LTE网络架构- 介绍LTE网络的总体架构，包括基站、核心网等。
2.2 LTE协议栈- 详细介绍LTE协议栈的各个层次。
2.3 LTE物理层- 分析LTE物理层的关键技术和特点。
2.4 LTE网络优化- 讨论LTE网络优化的方法和策略。
三、LTE移动通信实训内容3.1 实训环境准备- 概述实训所需的硬件和软件环境的准备流程。
3.2 实训任务1：基站配置与调试- 详细说明基站的配置和调试流程。
3.3 实训任务2：LTE网络测试- 指导学员进行LTE网络测试，并记录测试结果。
3.4 实训任务3：故障排查与维护- 引导学员学习故障排查和维护的方法。
3.5 实训任务4：LTE网络优化- 指导学员进行LTE网络优化的实践。
四、实训结果分析4.1 基站配置与调试结果分析- 分析实训任务1的基站配置和调试结果。
4.2 LTE网络测试结果分析- 分析实训任务2的LTE网络测试结果。
4.3 故障排查与维护结果分析- 分析实训任务3的故障排查和维护结果。
4.4 LTE网络优化结果分析- 分析实训任务4的LTE网络优化结果。
五、结论与展望5.1 实训结论总结- 总结实训的结果和得出的结论。
5.2 实训展望- 对未来的实训内容和研究方向进行展望。
附件：- 此处列出相关的附件，如配置文件、测试报告等。
法律名词及注释：- 在此注明本文中可能涉及的法律名词的解释和注释。
移动通信技术——第7章LTE移动通信系统
移动通信技术——第7章LTE移动通信系统在当今数字化的时代，移动通信技术的飞速发展极大地改变了我们的生活方式。
LTE 移动通信系统作为其中的重要一环，为我们带来了更快速、更稳定、更高效的通信体验。
LTE，即 Long Term Evolution，长期演进技术，是 3GPP 组织制定的全球通用标准。
它主要用于提升无线通信网络的性能，以满足人们对于高速数据传输和优质通信服务的不断增长的需求。
LTE 移动通信系统的关键技术众多，其中包括正交频分复用（OFDM）技术。
OFDM 将信道分成若干正交子信道，将高速数据流转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。
这一技术有效地对抗了多径衰落，提高了频谱利用率。
而且，它使得每个子载波的带宽较小，降低了符号间干扰。
多输入多输出（MIMO）技术也是 LTE 系统中的一大亮点。
通过在发射端和接收端分别使用多个天线，MIMO 技术可以在不增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提高系统信道容量和频谱利用率。
例如，通过空间复用，多个独立的数据流可以同时在相同的频率资源上传输，大大提高了数据传输速率。
LTE 系统还采用了自适应调制与编码（AMC）技术。
根据无线信道的实时变化情况，系统动态地调整调制方式和编码速率，以在保证传输可靠性的同时，尽可能提高传输速率。
当信道条件较好时，采用高阶调制和高编码速率；而信道条件较差时，则采用低阶调制和低编码速率。
在网络架构方面，LTE 采用了扁平化的架构，减少了网络节点的层次，降低了传输时延和运营成本。
以往复杂的网络结构被简化，核心网与接入网之间的接口更加简洁高效，从而实现了更快速的数据传输和更低的延迟。
LTE 系统的频谱资源管理也十分重要。
由于频谱资源有限，如何高效地利用频谱成为了关键问题。
LTE 支持灵活的频谱分配，包括连续频谱和非连续频谱，能够适应不同的频谱环境。
同时，通过频谱聚合技术，可以将多个离散的频谱片段组合起来使用，提高频谱的利用效率。
LTE移动通信技术课程设计
LTE移动通信技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握LTE移动通信技术的基本原理，包括OFDMA、SC-FDMA等关键技术。
2. 使学生了解LTE网络的架构、协议栈及相关接口，掌握其工作流程。
3. 帮助学生了解LTE系统的安全机制、服务质量保障及移动性管理。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析实际通信问题的能力，如信号传输、干扰协调等。
2. 提高学生实际操作LTE设备的能力，包括配置、调试及优化网络参数。
3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对移动通信技术的兴趣，培养其探索新技术、新知识的热情。
2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使其尊重知识产权，遵循行业规范。
3. 引导学生关注移动通信行业的发展，树立社会责任感，为我国通信事业贡献力量。
课程性质：本课程为专业核心课程，以理论学习与实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生已具备一定的电子、通信基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合课程性质、学生特点，将目标分解为具体学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的实际应用能力。
在教学过程中，关注学生的学习反馈，及时调整教学方法和策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. LTE基本原理- OFDMA、SC-FDMA技术原理及特点- LTE帧结构、调制解调技术2. LTE网络架构与协议栈- E-UTRAN、EPC网络架构及功能- LTE协议栈结构及各层功能- 主要接口及其作用3. LTE关键技术- 多天线技术、小区切换技术- 干扰协调、功率控制技术- 安全机制、服务质量保障4. LTE网络规划与优化- 网络规划原则、参数配置- 网络优化方法、性能指标- 实际案例分析与讨论5. LTE设备操作与维护- 设备功能、硬件结构- 常用操作命令、配置方法- 故障排查与维护6. 移动性管理- 移动性管理流程、关键算法- LTE网络中的切换技术- 网络附着、鉴权流程教学内容安排与进度：1. 第一周：LTE基本原理2. 第二周：LTE网络架构与协议栈3. 第三周：LTE关键技术4. 第四周：LTE网络规划与优化5. 第五周：LTE设备操作与维护6. 第六周：移动性管理本教学内容参照教材相关章节，结合课程目标进行组织，保证科学性和系统性。
移动通信原理与系统(第4版)第七章 第四代移动通信系统 — LTE及LTE-Advanced
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7.1.2 LTE需求
无线资源管理需求
（1）增强无线资源管理机制，以便实现更好的端到端QoS； （2）E-UTRAN系统应提供在空口有效的传输和高层协议操作方式， 如支持IP头压缩； （3）E-UTRAN系统应支持在不同的无线接入系统间的负载均衡机制 和管理策略。
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7.1.2 LTE需求
7.4 LTE-Advanced介绍
7.5 载波聚合技术
7.1.1 载波聚合简介 7.1.2 载波聚合部署场景 7.1.3 载波聚合关键技术
7.6 中继技术
7.1.1 概述 7.1.2 中继分类 7.1.3 LTE-Advanced中继系
统的中继时隙配置
7.1.4 协作中继技术
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学习重点与要求
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7.1.3 LTE关键技术
❖多载波技术
对抗时间弥散无线信道的健壮性。由于把宽带传输信号细分为多个 窄带子载波，从而使得符号间干扰主要限制在每个符号起始的保护 带内； 通过频域均衡实现的低复杂度接收机； 广播网络中多重发射机发射信号的简单合并；
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7.1.3 LTE关键技术
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7.1.2 LTE需求
业务相关需求
E-UTRA系统应能够有效支持各种类型的业务，包括现有的网页浏览、 FTP业务、视频流业务和VoIP业务，并能够以分组域方式支持更先进 的业务（如实时视频或一键通）。VoIP业务的无线接口和回程效率以 及时延性能不低于现有的UMTS系统电路域话音实现方式。
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7.1.2 LTE需求
（1）在相同的地理区域内实现与GERAN/3G系统的邻频、共站址共 存； （2）在相同的地理区域内实现不同运营商系统间的邻频、共站址共 存； （3）在国境线上的系统间可实现相互重叠和相邻频段情况下共存； （4）可在所有的频段内独立进行部署。
移动通信的基本技术
移动通信的基本技术移动通信技术是指通过无线电波在移动中实现语音、数据、视频等信息的传输和交换的技术。
它是现代通信的重要组成部分，对人们的生活和工作产生了深远的影响。
移动通信技术的基本原理是利用电磁波在空间中传播的特性，通过发射和接收设备将信息传递到目的地。
下面将介绍移动通信的基本技术，包括信号传输、网络架构和协议等方面。
一、信号传输移动通信的信号传输主要依赖于无线电波。
无线电波是一种电磁波，可以在空气、真空等介质中传播。
在移动通信中，无线电波被用来传输语音、数据、视频等信息。
为了实现高效的信号传输，移动通信系统采用了多种技术手段，如调制、编码、复用等。
调制是指将信息信号转换为适合在无线电波输的形式。
常见的调制方式有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
编码是指将信息信号转换为数字信号，以便于在数字通信系统中传输。
常见的编码方式有脉冲编码调制（PCM）和差分编码调制（DPCM）等。
复用是指将多个信号合并到一个传输信道上，以提高信道的利用率。
常见的复用方式有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等。
二、网络架构移动通信系统由多个部分组成，包括移动终端、基站、核心网等。
移动终端是用户使用的设备，如手机、平板电脑等。
基站是移动通信系统的关键设备，负责接收和发送移动终端的信号。
核心网是移动通信系统的中枢，负责处理和管理移动终端和基站之间的通信。
移动通信系统采用分层架构，将不同的功能模块划分为不同的层次，以提高系统的灵活性和可扩展性。
常见的网络架构有OSI模型和TCP/IP模型等。
OSI模型将网络功能划分为七层，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
TCP/IP模型将网络功能划分为四层，包括链路层、网络层、传输层和应用层。
三、协议移动通信协议是指用于移动通信系统中的规则和标准。
协议规定了移动终端和基站之间的通信方式、数据格式、传输速率等。
常见的移动通信协议有GSM、CDMA、WCDMA、TDSCDMA、LTE等。
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2010年底完成的LTE（R10）版本的主要 目标之一是确保LTE无线接入技术能够完全 满足IMT-Advanced的技术要求，因此增强型 长期演进（LTE-Advanced，LTE-A）这个名 称常用于LTE的第10版（R10）。
7.2 LTE的系统结构
7.2.1 LTE/SAE的网络结构
LTE/SAE的整个网络结构图如图 7-1 所示。
（2）E-UTRAN主要的开放接口
① X2接口：实现eNode B之间的互连。 X2接口的主要目的是为了减少由于终端 的移动引起的数据丢失，即当终端从一 个eNode B移动到另一个eNode B时，存 储在原来eNode B中的数据可以通过X2 接口被转发到正在为终端服务的eNode B 上。
② Sl接口：连接E-UTRAN与CN。开放的S1 接口，使得E-UTRAN的运营商有可能采用 不同的厂商设备来构建E-UTRAN与CN。
4．LTE-Advanced
LTE移动通信系统相对于3G标准在各个方 面都有了不少提升，具有相当明显的4G技术特 征，但并不能完全满足IMT-Advanced提出的全 部技术要求，因此LTE不属于4G标准。
为了实现IMT-Advanced的技术要求， 在完成了LTE（R8）版本后，3GPP标准化 组织在LTE规范的第二个版本（R9）中引入 了附加功能，支持多播传输、网络辅助定位 业务及在下行链路上波束赋形的增强。
图7-1 LTE/SAE的网络结构图
7.2.2 E-UTRAN的结构及接口
1．E-UTRAN结构与UTRAN结构的比较
2．E-UTRAN主要网元的功能及接口
（1）eNode B实现的功能
① 无线资源管理（Radio Resource Management， RRM）方面包括无线承载控制（Radio Bearer Control）、无线接纳控制（Radio Admission Control）、连接移动性控制（Connection Mobility Control）和UE的上行/下行动态资源分配 ；
第7章 LTE移动通信系统
7.1
概述
7.2
LTE的系统结构
本章主要内容如下。
① LTE和LTE-A的主要特点 ② LTE网络结构 ③ E-UTRAN的结构，主要网元和接口 的功能
④ 核心网（EPC）结构，主要网元和接 口的功能
⑤ LTE空中接口的协议结构ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ各层功能 ⑥ 物理信道、传输信道、逻辑信道的分 类及相互间的映射关系
2．LTE的主要目标
（1）LTE需求
这些目标需求主要包括如下几点。 ① 系统容量。 ② 数据传输时延。 ③ 终端状态间转换时间。
④ 移动性。 ⑤ 覆盖范围。 ⑥ 增强的多媒体广播和多播业务（MBMS） 业务。
（2）LTE主要性能指标
3GPP LTE的主要性能指标描述如下。 ① 支持1.25～20MHz带宽，提供上行 50Mbit/s、下行100Mbit/s的峰值数据速率。
⑦ LTE关键技术
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 （Work Item，WI）阶段，进行系统技术标准 的具体制定和编写，完成核心技术的规范工作， 并提交具体的技术规范。在2009年到2010年推 出成熟的商用产品。
与服务网关类似，P-GW主要是充当 与外部数据网络交互数据的锚点。P-GW 具体实现的主要功能如下： ① 用户的分组过滤； ② 授权侦听；
③ UE的IP地址分配； ④ 上下行服务管理和计费；
② 用户数据流的IP头压缩和加密；
③ 当终端附着时选择MME，无路由信息利 用时，可以根据UE提供的信息来间接确定到 达MME的路径；
④ 路由用户平面数据到S-GW；
⑤ 调度和传输寻呼消息（来自MME）；
⑥ 调度和传输广播信息（来自MME或者O ＆M）；
⑦ 用于移动和调度的测量和测量报告的配 置。
③ LTE-Uu接口：Uu是UE接入到系统固定 部分的接口，是终端用户能够移动的重要接 口。
3．E-UTRAN通用协议模型
E-UTRAN接口的通用协议模型如图 7-3所示。
图7-3 E-UTRAN通用协议模型
7.2.3 核心网（EPC）结构及接口
1．SAE架构的演进
演进的SAE架构示意图如图7-8所示。
（2）服务网关（S-GW）
S-GW具体实现的主要功能如下： ① 3GPP间的移动性管理，建立移动安全 机制； ② 在E-UTRAN的IDLE模式下，下行分 组缓冲和网络初始化；
③ 授权侦听；
④ 分组路由和前向转移；
⑤ 在UE和PDN间、运营商之间交换用户 和QoS类别标识的有关计费信息。
（3）分组交换网关（P-GW）
图7-8 演进的SAE架构
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；
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。
⑧ 支持增强的IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem，IMS）和核心网。
⑨ 取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（分 组交换）域实现，如采用VoIP。
⑩ 以尽可能相似的技术同时支持成对和 非成对频段。
支持运营商间的简单邻频共存和邻区 域共存。
3．LTE的基本特点
（1）只支持分组交换的结构 （2）完全共享的无线信道
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。
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。