LTE基本原理介绍及关键技术分析.ppt

1、LTE基本原理TD网规网优部网规网优部梁晋仲梁晋仲内容2 LTELTE起源起源2 LTELTE技术原理与系统架构技术原理与系统架构2 LTELTE关键技术分析关键技术分析LTE项目的启动主要有三方面的考虑：项目的启动主要有三方面的考虑：n 基于基于CDMA技术的技术的3G标准在通过标准在通过HSDPA以及以及Enhanced Uplink 等技术增强之后，可以保证非来几年内的竞争力。但是，等技术增强之后，可以保证非来几年内的竞争力。但是，需要考虑如何保证在更长时间内的竞争力需要考虑如何保证在更长时间内的竞争力n 应对来自于应对来自于WiMAX的市场压力的市场压力n为应对为应对ITU的的4G标准

2、征集做准备标准征集做准备The justification of the Study Item was that with enhancements such as HSDPA and Enhanced Uplink,the 3GPP radio-access technology will be highly competitive for several years.However,to ensure competitiveness in an even longer time frame,i.e.for the next 10 years and beyond,a long-term e

3、volution of the 3GPP radio-access technology needs to be considered.-3GPP TR 25.913LTE起源产品与业务发展技术趋势：无线宽带广域，IP多媒体为主导业务，呈现宽带移动化、移动宽带化技术趋势：接入多元化、网络一体化、应用综合无线技术演进路径2001-2005 2006-2007 WCDMA无线技术演进路线 CDMA2000无线技术演进路线 HSDPA(P1)1.8M/3.6MbpsHSDPA(P2)7.2/14.4Mb/sHSUPA6-8MbpsWCDMA R99/R4 384kb/sGSM/GPRS/EDGE17

4、1kbps/384kb/sHSPA+LTEHSDPA 单载波单载波2.8MbpsMC-HSDPA 8.4Mb/s HSUPAR4 384kb/sGSM/GPRS/EDGE171kb/s/384kbpsHSPA+LTETD-SCDMA无线技术演进路线 DL:100MbpsUL:50Mbps DL:100MbpsUL:50Mbps40Mbps DL:40MbpsUL10Mbps802.16d75Mbps802.16e20-30Mbps802.16m移动WiMAX演进路线 2008-2010 1xEV-DO Rev.0DL:2.4MbpsUL:153.6kbpscdma2000 1x(Rev.0)1

5、53.6kbps1xEV-D0 Rev.ADL:3.1MbpsUL:1.8Mbps1xEV-DV3.1MbpsDO Rev.B（多载波多载波 DO）DL：46.5MbpsUL:27MbpsLBC DL:100Mbps-1GbpsUL:50-100MbpsSBCDL:100Mbps-1GbpsUL:50-100MbpsUMBB3G3GPP 标准与技术演进UTRAN Long-Term Evolution(LTE)(2004.11)标准化R99/4R5R6R7HSDPAEDCHMBMSIMSRelease 99/4 Release 5/6/7 产业化LTE V12007.12LTE/SAEPoCW

6、LAN I/WR8R9(?)IMT-Advanced?HSPA+LTE/SAELTE+(?)2000200420072010 LTE的进一步演进将会满足 IMT-Advanced的技术要求内容2 LTELTE起源起源2 LTELTE技术原理与系统架构技术原理与系统架构2 LTELTE关键技术分析关键技术分析 定位：集高质量话音和宽带数据为一体；支集高质量话音和宽带数据为一体；支持全移动、综合多业务；网络可控、持全移动、综合多业务；网络可控、可管理；具有低成本、低时延、后向可管理；具有低成本、低时延、后向兼容的兼容的“先进的综合移动宽带无线系统”技术路线:OFDM+SA/MIMO+IP技术+TD

7、-SCDMA成熟技术 3G是移动通信标准，BWA(802.16e等)是宽带无线接入标准 3G演进是移动通信宽带化；BWA是宽带接入无线化 3G定位是语音为主、兼顾数据；BWA是数据为主、兼顾语音电信运营商竞争的需求：电信运营商竞争的需求：既能承载高质量实时话音，既能承载高质量实时话音，又能提供无线宽带数据接入的全移动系又能提供无线宽带数据接入的全移动系统统TDD LTE的定位更小的TTI满足用户面和控制面的时延；共享信道支持在多个用户间同时传输数据；用户面延迟小于5ms，控制面延迟小于100ms；采用OFDM，MIMO等先进技术支持更高的用户传输速率；下行最大速率可达100Mbits/s，上行

8、最大速率可达50Mbits/s下行频谱效率可达HSDPA的34倍；上行频谱效率可达 HSUPA 的23倍；1.4MHz/3.0MHz/5MHz/10MHz/15MHz/20MHz可变带宽；在5MHz以下带宽中，采用现有的1.4MHz带宽，实现系统的平滑演进。12345与LTE FDD系统帧结构兼容，系统设计保证了站点的重用TDD LTE系统目标网络扁平化,全IP化核心网趋同化,交换功能路由化业务平面与控制平面完全分离化网元数目最小化,协议层次最优化S-GatewayP-GatewayMMEHSSeNodeBUEIMS接入部分接入控制部分网络控制部分终端部分LTE网络结构简化网络扁平化、IP化架

9、构LTE之间各网络节点之间的接口使用IP传输eNB之间的X2接口eNB和MME、S-GW间的S1接口通过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IP化的网络架构MME：NASNAS信令，信令，NASNAS信令安全；信令安全；认证；漫游跟踪区列表管理；认证；漫游跟踪区列表管理；3GPP3GPP接入网络之间核心网节点之间移动性信令；接入网络之间核心网节点之间移动性信令；空闲模式空闲模式UEUE的可达性；的可达性；选择选择PDN GW PDN GW 和和 Serving GWServing GW；MMEMME改变时的改变时的MMEMME选择功能；选择功能；2G2G、3G

10、3G切换时选择切换时选择SGSNSGSN；承载管理功能（包括专用承载的建立）；承载管理功能（包括专用承载的建立）；SGW：eNodeBeNodeB之间切换时本地移动性锚点和之间切换时本地移动性锚点和3GPP3GPP之间移动性锚点；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；在网络触发建立初始承载过程中，缓存下行数据包；数据包的路由数据包的路由SGWSGW可以连接多个可以连接多个PDNPDN和转发；和转发；切换过程中，进行数据的前转；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；上下行传输层数据包的分类标示；在漫游时，实现基于在漫游时，实现基于UEUE，PDNPDN

11、和和QCIQCI粒度的上下行计费；粒度的上下行计费；合法性监听合法性监听 ；PDN GW：基于单个用户的数据包过滤；基于单个用户的数据包过滤；UE IPUE IP地址分配；地址分配；上下行传输层数据包的分类标示；上下行传输层数据包的分类标示；上下行服务级的计费（基于上下行服务级的计费（基于SDFSDF，或者基于本地策略）；，或者基于本地策略）；上下行服务级的门控；上下行服务级的门控；上下行服务级增强，对每个上下行服务级增强，对每个SDFSDF进行策略和整形；进行策略和整形；基于基于AMBRAMBR的下行速率整形基于的下行速率整形基于MBRMBR的下行速率整上下行承载的绑定的下行速率整上下行承载

12、的绑定；合法性监听；合法性监听；PCRF：基于服务数据流的策略控制（服务数据流模板、基于服务数据流的策略控制（服务数据流模板、QoSQoS控制）控制）基于服务数据流的计费规则控制。基于服务数据流的计费规则控制。IP化的网络架构网网络络将将最最大大程程度度的的使使用用运运营营商商已已有有的的资资源源，包包括括已已有有的的网网络络、频频率率、站站点点、天天线线，并并通通过过有有效效的的方方式式，对对所所有有的的频频率进行分配率进行分配高吞吐量提供高质量全IP无线宽带业务频谱效率最高良好兼容性简约的天线系统高数据接入效率最短切换时间支持Always-ON增强小区边缘性能TD LTE接入网eNBeNB

13、：无线资源管理（无线资源管理（RRM）；）；用户数据流用户数据流IP头压缩和加密；头压缩和加密；UE附着时附着时MME选择功能；选择功能；用户面数据向用户面数据向Serving GW的路由功能；的路由功能；寻呼消息的调度和发送功能寻呼消息的调度和发送功能（源自（源自MME和和O&M的）广的）广播消息的调度和发送功能；播消息的调度和发送功能；用于移动性和调度的测量和用于移动性和调度的测量和测量报告配置功能。测量报告配置功能。基于基于AMBR和和MBR的上行的上行承载级速率整型。承载级速率整型。上行传输层数据包的分类标上行传输层数据包的分类标示。示。TD LTE接入网eNBS1-MMEeNodeB

14、与MME之间的控制面接口，提供S1-AP信令的可靠传输，基于IP和SCTP协议。S1-UeNodeB与S-GW之间的用户面接口，提供eNodeB与S-GW之间用户面PDU非保证传输。基于UDP/IP和GTP-U协议。S3在UE活动状态和空闲状态下，为支持不同的3G接入网络之间的移动性，以及用户和承载信息交换而定义的接口点，基于SGSN之间的Gn接口定义。S4核心网和作为3GPP锚点功能的Serving GW之间的接口，为两者提供相关的控制功能和移动性功能支持。该接口基于定义于SGSN和GGSN之间的Gn接口。另外，如果没有建立Direct Tunnel，该接口提供用户平面的隧道功能。S5负责S

15、erving GW和PDN GW之间的用户平面数据传输和隧道管理功能的接口。用于支持UE的移动性而进行的Serving GW重定位过程以及连接PDN网络所需要的与non-collocated PDN GW之间的连接功能。基于GTP协议或者基于PMIPv6协议。S6aMME和HSS之间用以传输签约和鉴权数据的接口。S7基于Gx接口的演进，传输服务数据流级的PCC信息、接入网络和位置信息。S7c基于Gx接口演进，支持传输QoS参数和相关分组过滤器参数、控制信息。在S5/S8接口基于PMIPv6协议情形下支持。S8a定义于不同PLMN间，VPLMN中Serving GW和HPLMN中PDN GW之间

16、为用户提供控制平面和用户平面功能的接口，该接口基于SGSN和GGSN间的Gp接口。S8a相当于是S5接口的跨PLMN版本。S8b支持跨PLMN网关漫游情况用户平面和控制平面功能的接口，支持 PMIPv6协议。S10MME之间的接口，用来处理MME重定位和MME之间的信息传输。S11MME和Serving GW之间的接口S12有Direct Tunnel建立时，UTRAN和Serving GW之间的接口，用于二者之间的用户数据传输。该接口基于Iu-u/Gn-u使用SGSN和UTRAN之间或SGSN和GGSN间所定义的GTP-U协议TD LTE网络接口S1接口控制面的功能：接口控制面的功能：SAE承载管理功能（包括承载管理功能（包括SAE承载建立、修改和释承载建立、修改和释放）；放）；连接状态下连接状态下UE的移动性管的移动性管理功能（包括理功能（包括LTE系统内系统内切换和系统间切换）；切换和系统间切换）；S1寻呼功能；寻呼功能；NAS信令传输功能；信令传输功能；S1 UE上下文释放功能；上下文释放功能；S1接口管理功能（包括复接口管理功能（包括复位、错误指示以及过载指位、错误指示以及过