LTE整理知识点.docx
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LTE整理知识点
1、频率复用
频率复用也称频率再用，就是重复使用（reuse）频率，在GSM网络中频率复用就是使同一频率复盖不同的区域（一个基站或该基站的一部分（扇形天线）所复盖的区域），这些使用同一频率的区域彼此需要相隔一定的距离（称为同频复用距离），以满足将同频干扰抑制到允许的指标以内。
为充分利用频率资源，卫星通信采用极化复用和地区隔离相结合的方式重复使用频率，来扩展通信容量的技术。
2、双工技术
双工技术对于移动通信而言，双向通信可以以频率分开（FDD分频双工），也可以以时间分开（TDD分时双工）。
CDMA双工技术分频双工的优势：
1．网络不需要严格同步,不依赖GPS；
2．系统运行时没有上下行干扰；
3．网络维护、优化相对简单。
分时双工的优势：
1．无需成对频率资源；
2．适合非对称业务；
3．上下行特性相同；
4．无需射频双工器。
3、调制编码
用数字信号承载数字或模拟数据——编码
用模拟信号承载数字或模拟数据——调制
信源编码将信源中的冗余信息进行压缩，较少传递信息所需的带宽资源，这对于频谱有限的移动通信系统而言是至关重要的。
调制就是对信息源信息进行编码过程，其目的就是使携带信息的信号与信道特性相匹配以及有效的利用信道。
4、多址接入
蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的，一个信道只容纳一个用户进行通信，许多同时进行通信的用户，互相以信道来区分，这就是多址。
因为移动通信系统是一个多信道同时工作的系统，具有广播和大面积无线电波覆盖的特点，网内一个用户发射的信号其他用户均可以收到，所以网内用户如何能从播发的信号中识别出发送给本用户地址的信号就成为了建立连接的首要问题。
在无线通信环境的电波覆盖范围内，建立用户之间的无线信道的连接，是多址接入方式的问题。
解决多址接入问题的方法叫多址接入技术。
多址接入技术将信号维划分为不同的信道后分配给用户，一般是按照时间轴、频率轴或码字轴将信号空间的维分割为正交或者非正交的用户信道。
当以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接入时，称为频分多址方式（FrequencyDivisionMultipleAddress，FDMA）；当以传输信号存在时间的不同划分来建立多址接入时，称为时分多址方式（TimeDivisionMultipleAddress，TDMA）；当以传输信号码型的不同划分来建立多址接入时，称为码分多址方式（CodeDivisionMultipleAddress，CDMA）。
这3种多址方式如下图所示。
此外，用天线阵列或其他方式产生的有向天线也能使信号空间增加一个角度维，利用这个维划分信道就是空分多址（SpaceDivisionMultipleAddress，SDMA）。
5、位置登记
所谓位置登记（或称注册）是通信网为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程。
由于数字蜂窝网的用户密度大于模拟蜂窝网，所以位置登记过程必须更快、更精确。
位置信息存储在归属位置寄存器（HLR）和访问位置寄存器（VLR）中。
6、漫游
漫游（roaming）指移动台离开自己注册登记的服务区域，移动到另一服务区后，移动通信系统仍可向其提供服务的功能。
如同大哥大一般，可漫游在不同的基地台之间，无线网络工作站亦可漫游在不同的AP之间，只要AP群的ESSID定义一样，则自然无线网络工作站可自由的漫游于无线电波所能含盖之区域。
漫游是移动电话用户常用的一个术语。
指的是蜂窝移动电话的用户在离开本地区或本国时，仍可以在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话手机。
漫游只能在网络制式兼容且已经联网的国内城市间或已经签署双边漫游协议的地区或国家之间进行。
为实现漫游功能在技术上是相当复杂的。
首先，要记录用户所在位置，在运营公司之间还要有一套利润结算的办法。
2017年3月6日，国务院新闻办公室举行国务院政策例行吹风会。
会上，中移动、中国电信、中国联通三大运营商表示，2017年10月1日起将全面实施取消手机国内长途和漫游费。
7、切换
切换，指MS从一个小区或信道变更到另外一个小区或信道时能继续进行。
切换过程由MS、BTS、BSC、MSC共同完成。
移动通信中的切换是指移动台在与基站之间进行信息传输时，由于各种原因，需要从原来所用信道上转移到一个更适合的信道上进行信息传输的过程。
需要切换的原因主要有两种：
一种是移动台在与基站之间进行信息传输时，移动台从一个无线覆盖小区移动到另一个无线覆盖小区，由于原来所用的信道传输质量太差而需要切换。
在这种情况下，判断信道质量好坏的依据可以是接收信号功率、接收信噪比或误帧率。
另一种是移动台在与基站之间进行信息传输时，处于两个无线覆盖区之中，系统为了平衡业务而需要对当前所用的信道进行切换。
8、爱尔兰
爱尔兰是衡量话务量大小的一个指标。
是根据话音信道的占空比来计算的。
如果某个基站的话音信道经常处于占用的状态，我们说这个基站的爱尔兰高。
具体来说，爱尔兰表示一个信道在考察时间内完全被占用的话务量强度。
如果1小时内信道全被占用，那么这个期间的话务量就是1Erl。
业界经验，当每信道话务量>0.7Erl/l（Erl/l指每信道爱尔兰数）时，话务就会有溢出，BSC接通率就会下降。
9、阻塞率
在一个区域，由于经济方面的原因，所提供的链路数往往比电话用户数要少得多。
当有人要打电话时，会发现所有链路可能全部处于繁忙状态，我们称这种情况为“阻塞”或“时间阻塞”。
提供的链路越多，则系统的阻塞率越小，提供给用户的服务质量就越好，即电话系统的承载能力决定了链路的数目，而链路的数目又决定了系统的阻塞率。
10、无线电传播方式
各波段传播的特点
不同波长（或频率）的无线电波，传播特性往往不同，应用于通信的范围也不相同。
长波传播 距离300km以内主要是靠地波，远距离（2000km）传播主要靠天波。
用长波通信时，在接收点的场强稳定，但由于表面波衰减慢，对其它收信台干扰大。
长波受天电干扰的影响亦很严重。
此外由于发射天线非常庞大，所以利用长波作为通信和广播的不多，仅在越洋通信、导航、气象预报等方面采用。
中波传播 白天天波衰减大，被电离层吸收，主要靠地波传播，夜晚天波参加传播，传播距离较地波远，它主要用于船舶与导航通信，波长为2000—200m的中波主要用于广播。
短波传播 有地波也有天波。
但由于短波的频率较高．地面吸收强烈，地表面波衰减很快，短波的地波传播只有几十公里。
天波在电离层中的损耗减少，常利用天波进行远距离通信和广播。
但由于电离层不稳定，通信质量不佳，短波主要用于电话电报通信，广播及业余电台。
超短波传播 由于超短波频率很高，而地波的衰减很大，电波穿入电离层很深乃至穿出电离层，使电波不能反射回来，所以不能利用地表面波和天波的传播方式，主要用空间波传播。
超短波主要用于调频广播、电视，雷达、导航传真、中继、移动通信等。
电视频道之所以选在超短波（微波及分米波）波段上，主要原因是电视需要较宽的频带（我国规定为8Mllz）。
如果载频选得比较低，例如选在短波波段，设中心频率fo=20MHz，则相对带宽//f/fo=8/20=40%。
这么宽的相对带宽会给发射机、天馈线系统、接收机以及信号传输带来许多困难，因此选超短波波段，提高载频以减小相对带宽。
11、无线电波衰落
衰落是由于随机的多径射线相干涉所引起的接收点场强发生随机强起伏的现象。
多径传播，是指由于传播环境不均匀，从同一天线发射的电磁波循不同的选径达到同一十接收点的情形。
这些不同的途径使电磁场的相移不同。
当环境随机变动时，多径的相移也随机起伏，因而各路径的电场叠加结果随时间作随机强起伏。
12、多径效应
多径效应（multipatheffect）：
指电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。
比如电磁波沿不同的两条路径传播，而两条路径的长度正好相差半个波长，那么两路信号到达终点时正好相互抵消了（波峰与波谷重合）。
这种现象在以前看模拟信号电视的过程中经常会遇到，在看电视的时候如果信号较差，就会看到屏幕上出现重影，这是因为电视上的电子枪从左向右扫描时，用后到的信号在稍靠右的地方形成了虚像。
因此，多径效应是衰落的重要成因。
多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。
13、阴影效应
阴影效应（ShadowEffect）：
在无线通信系统中，移动台在运动的情况下，由于大型建筑物和其他物体对电波的传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区，从而形成电磁场阴影，这种随移动台位置的不断变化而引起的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。
阴影效应是产生慢衰落的主要原因。
14、多普勒频移
当移动台以恒定的速率沿某一方向移动时，由于传播路程差的原因，会造成相位和频率的变化，通常将这种变化称为多普勒频移。
多普勒效应造成的发射和接收的频率之差称为多普勒频移。
它揭示了波的属性在运动中发生变化的规律。
主要内容为：
物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。
在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移 blueshift）。
多普勒频移，当运动在波源后面时，会产生相反的效应。
波长变得较长，频率变得较低（红移redshift）。
15、邻频干扰
邻频干扰是指相邻或相近的频道的信号之间的相互干扰。
由于调频信号含有无穷多个边频分量，当其中某些边频分量落入邻道接收机的通带内，就会造成邻频干扰。
在实际的使用过程中，邻频干扰主要是所使用信号频率的相邻频率的信号干扰，接收滤波器性能不理想，使得相邻的信号泄漏到了传输带宽内引起干扰。
15、同频干扰
在移动通信系统中，为了提高频率利用率，增加系统的容量，常常采用频率复用技术。
频率复用是指在相隔一定距离后，在给定的覆盖区域内，存在着许多使用同一组频率的小区，这些小区称为同频小区。
同频小区之间的干扰称为同频干扰。
16、互调干扰
互调干扰是由传输信道中非线性电路产生的，当两个或多个不同频率的信号输入到非线性电路时，由于非线性器件的作用，会产生很多谐波和组合频率分量，其中与所需要的信号频率ω0相接近的组合频率分量会顺利通过接收机而形成干扰，这种干扰称为互调干扰。
17、天线参数
天线主要参数：
频率、增益、驻波比系数、水平面/垂直面角度、前后比、功率。
18、天线种类
按频段分：
单频天线、多频天线、宽频天线；
按辐射方向分：
全向天线，定向天线；
按极化方分：
水平（单）极化天线，垂直（单）极化天线，双极化天线；
按下倾方式：
电调天线，机械天线；
按外观：
板状天线，吸顶天线，八木天线，泄露电缆；
19、天馈常见的故障及处理
外接天馈设备的驻波比升高，会造成基站的告警。
检查时可查看以下几个方面：
1.天线与馈线的接头处是否密封好，有无进水现象。
2.可检查馈线是否有损伤及扭曲。
3.测试天线的驻波看是否正常。
20、网络概述
21、网络无线物理信道及帧结构
物理信道：
1、下行物理信道：
物理下行共享信道（PDSCH） -------------------承载下行业务数据
物理多播信道（PMCH） ------------------在支持MBMS业务时，用于承载多小区的广播信息
物理下行控制信道（PDCCH） --------------------承载下行调度信息
物理广播信道（PBCH） -------------------承载广播信息
物理控制格式指示信道（PCFICH）-----用于指示同一子帧中PDCCH占用的符号数信息
物理HARQ指示信道（PHICH） ----------承载HARQ信息
LTE下行信道映射：
2、上行物理信道：
物理上行共享信道（PUSCH）-----承载上行业务数据
物理上行控制信道（PUCCH）-----承载HARQ信息
物理随机接入信道（PRACH）-----用于UE随机接入时发送preamble信息
LTE上行信道映射：
FDD帧结构
LTEFDD类型的无线帧长为10ms,每帧含10个子帧、20个时隙。
每个子帧有两个时隙，每个时隙为0.5ms,如下图所示。
LTE的每个时隙有可以有若干个资源块（PRB），每个PRB含有多个子载波。
22、OFDMA
正交频分多址-OFDMA（OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）是无线通讯系统的标准，是一种多址技术。
WiMax,LTE,都支持OFDMA。
OFDMA多址接入系统将传输带宽划分成正交的互不重叠的一系列子载波集，将不同的子载波集分配给不
正交频分多址
同的用户实现多址。
OFDMA系统可动态地把可用带宽资源分配给需要的用户，很容易实现系统资源的优化利用。
由于不同用户占用互不重叠的子载波集，在理想同步情况下，系统无多户间干扰，即无多址干扰（MAI）。
右图给出出了OFDMA系统的原理示意图。
其中，灰色、白色以及深灰色时频栅格代表不同的子载波集，它们在频带上是互不重叠的，并分别分配给不同用户。
OFDMA方案可以看作将总资源（时间、带宽）在频率上进行分割，实现多用户接入。
23、MIMO技术
MIMO（Multiple-InputMultiple-Output）技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。
它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
24、载波聚合
载波聚合是LTE-A中的关键技术。
为了满足单用户峰值速率和系统容量提升的要求，一种最直接的办法就是增加系统传输带宽。
因此LTE-Advanced系统引入一项增加传输带宽的技术，也就是CA（CarrierAggregation，载波聚合）。
25、VOLTE技术
通俗地讲VoLTE其实就是使用你的数据流量来打电话，这与微信语音、FaceTime、Skype等这类VoIP网络电话相似，但VoLTE走的是移动数据网络上的专用通道，并且语音通话业务是整个LTE网络优先级最高的，所以VoLTE有通话质量更好、稳定性更强（QoS）、无流量费等优势。
另外在VoLTE下，手机拨通时间明显缩短，在输入号码按下拨去之后，仅需要两秒左右就可以接通（指听到嘟声或彩铃），而非VoLTE则要5-6秒时间甚至更长的时间（系统、硬件也会影响）。
26、无线接口协议概述
用户平面协议栈包括以下这些。
（1）MAC（MediaAccessControl，媒体接入控制），主要执行调度、SDU复用与解复用等功能。
（2）RLC（RadioLinkControl，无线链路控制），主要执行分段/级联、按序递交等功能。
（3）PDCP（PacketDataConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议），主要执行头压缩/解压缩、加密/解密等功能。
用户平面协议栈如图1所示。
图1用户平面协议栈
控制平面协议栈包括以下这些。
（1）PDCP子层（网络侧终止在eNB），执行例如加密和完整性保护的功能。
（2）RLC和MAC子层（网络侧终止在eNB），执行与用户面相同的功能。
（3）RRC（网络侧终止在eNB），执行的功能主要有广播、寻呼、RRC连接管理、RB控制、移动性功能、UE测量上报和控制。
（4）NAS控制协议（网络侧终止在MME），执行EPS承载管理、鉴权、ECM（EPSConnectionManagement）-IDLE移动性处理、ECM-IDLE下的寻呼发起、安全控制。
控制平面协议栈如图2所示。
27、X2接口
X2接口是e-NodeB之间的接口，支持数据和信令的直接传输。
e-NodeB之间通过X2接口互相连接，形成了网状网络。
这是LTE相对传统移动通信网的重大变化，产生这种变化的原因在于网络结构中没有了RNC，原有的树型分支结构被扁平化，使得基站承担更多的无线资源管理任务，需要更多地和相邻基站直接对话，从而保证用户在整个网络中的无缝切换。
28、S1接口
S1接口是LTEeNodeB（基站）与EPC（分组核心网）之间的通讯接口。
将LTE系统划分为无线接入网和核心网。
29、EPS网路架构（核心网）
EPC主要由MME、SGW、PGW、PCRF等网元构成。
其中：
MME：
MobilityManagementEntity，原3G网络中SGSN网元的控制面功能；
SGW：
ServingGateway，原3G网络中SGSN网元的用户面功能，有时也写为S-GW；
PGW：
PDNGateway，原3G网络中GGSN网元的功能，有时也写为P-GW；
PCRF：
PolicyandChargingRulesFunction，完成对用户数据报文的策略和计费控制。
1MME
MME的主要功能是支持NAS信令及其安全、跟踪区域（TrackingArea）列表的管理、P-GW和S-GW的选择、跨MME切换时进行MME的选择、在向2G/3G接入系统切换过程中进行SGSN的选择、用户的鉴权、漫游控制以及承载管理、3GPP不同接入网络的核心网络节点之间的移动性管理（终结于S3节点），以及UE在ECM-IDLE状态下可达性管理（包括寻呼重发的控制和执行）。
2S-GW
S-GW是终止于E-UTRAN接口的网关，该设备的主要功能包括：
进行eNodeB间切换时，可以作为本地锚定点，并协助完成eNodeB的重排序功能；在3GPP不同接入系统间切换时，作为移动性锚点（终结在S4接口，在2G/3G系统和P-GW间实现业务路由），同样具有重排序功能；执行合法侦听功能；进行数据包的路由和前转；在上行和下行传输层进行分组标记；空闲状态下，下行分组缓冲和发起网络触发的服务请求功能；用于运营商间的计费等。
3P-GW
P-GW是面向PDN终结于SGi接口的网关，如果UE访问多个PDN，UE将对应一个或多个P-GW。
P-GW的主要功能包括基于用户的包过滤功能、合法侦听功能、UE的IP地址分配功能、在上/下行链路中进行数据包传输层标记、进行上/下行业务等级计费以及业务级门控、进行基于业务的上/下行速率的控制等。
另外，P-GW还提供上/下行链路承载绑定和上行链路绑定校验功能。
4S4-SGSN
除了3GPPTS23.060中定义的功能外，S4-SGSN还可以用于2G/3G和E-UTRAN3GPP接入网间移动时进行信令交互，包括对P-GW和S-GW的选择，同时为切换到E-UTRAN3GPP接入网的用户进行MME选择。
5HSS
HSS是用于存储用户签约信息的数据库，归属网络中可以包含一个或多个HSS。
HSS负责保存跟用户相关的信息，如用户标识、编号和路由信息、安全信息、位置信息、概要（Profile）信息等。
6PCRF
PCRF终结于Rx接口和Gx接口，在非漫游场景时，在HPLMN中只有一个PCRF与UE的一个IP-CAN会话相关；在漫游场景并且业务流是本地疏导时，可能会有两个PCRF与一个UE的IP-CAN会话相关，例如H-PLMN中的H-PCRF和V-PLMN中的V-PCRF。
30、QOS基础知识
概述
QoS（QualityofService）即服务质量。
对于网络业务，服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。
在网络中可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。
网络资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量的要求。
服务质量是相对网络业务而言的，在保证某类业务的服务质量的同时，可能就是在损害其它业务的服务质量。
例如，在网络总带宽固定的情况下，如果某类业务占用的带宽越多，那么其他业务能使用的带宽就越少，可能会影响其他业务的使用。
因此，网络管理者需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配，从而使网络资源得到高效利用。
下面从QoS服务模型出发，对目前使用最多、最成熟的一些QoS技术逐一进行描述。
在特定的环境下合理地使用这些技术，可以有效地提高服务质量。
QoS服务模型简介
通常QoS提供以下三种服务模型：
Best-Effortservice（尽力而为服务模型）
Integratedservice（综合服务模型，简称Int-Serv）
Differentiatedservice（区分服务模型，简称Diff-Serv）
1、Best-Effortservice服务模型
Best-Effort是一个单一的服务模型，也是最简单的服务模型。
对Best-Effort服务模型，网络尽最大的可能性来发送报文。
但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。
Best-Effort服务模型是网络的缺省服务模型，通过FIFO队列来实现。
它适用于绝大多数网络应用，如FTP、E-Mail等。
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