TDLTE无线网络规划设计高级Word文件下载.docx
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同3GPP既有系统相似的是,LTE无线接入网与核心网仍然遵循各自发展的原则,空中接口终止在无线接入网。
因此,无线接入网与核心网的逻辑关系仍然存在,无线接入网与核心网的接口也依然明晰。
从整体上说,与3GPP既有系统类似,LTE系统架构仍然分为两部分,如图1-1所示,包括演进后的核心网EPC(即图中的MME/S-GW)和演进后的接入网E-UTRAN演进后的系统仅存在分组交换域。
从整体上说,与3GPP既有系统类似,LTE系统架构仍然分为两部分,如图1-1所示,包括演进后的核心网EPC(即图中的MME/S-GW)和演进后的接入网E-UTRAN。
演进后的系统仅存在分组交换域。
LTE接入网仅由eNodeB(evolvedNondeB)组成,提供到UE的E-UTRA控制面与用户面的协议终止点。
eNodeB之间通过X2接口进行连接,并且在需要通信的两个eNodeB之间总是存在X2接口,如为了支持LTE激活状态下不同eNodeB之间的切换,源eNodeB与目标eNodeB之间会存在X2接口。
LTE接入网与核心网之间通过S1接口进行连接,S1接口支持多对多连接方式。
与3G系统的网络架构相比,接入网仅包括eNodeB一种逻辑节点,网络架构中的节点数量减少,网络架构更加趋于扁平化。
这种扁平化的网络架构带来的好处是降低了呼叫建立时延以及用户数据的传输时延,并且由于减少了逻辑节点,也会带来OPEX与CAPEX的降低。
如图1-2所示,由于eNodeB与MME/S-GW之间具有灵活的连接(S1-flex),UE在移动过程中仍然可以驻留在相同的MME/S-GW上,这将有助于减少接口信令交互数量以及MME/S-GW的处理负荷。
当MME/S-GW与eNodeB之间的连接路径相当长或进行新的资源分配时,与UE连接的MME/S-GW也可能会改变。
eNodeB是E-UTRAN侧的S1接入点,MME或S-GW是EPC侧的Sl接入点。
E-UTRAN与EPC之间可以具有多个Sl接入点,每一个S1接入点都应满足S1接口定义的需求,并满足S1接口所有的功能。
定义E-UTRAN架构及E-UTRAN接口的工作主要遵循了以下基本原则。
(1)信令与数据传输在逻辑上是独立的。
(2)E-UTRAN与EPC在功能上是分开的。
E-UTRAN与EPC的寻址方案与传输功能的寻址方案不能绑定。
(3)RRC连接的移动性管理完全由E-UTRAN进行控制,使得核心网对于无线资源的处理不可见。
(4)E-UTRAN接口上的功能应定义得尽量简化,选项应尽可能的少。
(5)多个逻辑节点可以在同一个物理网元上实现。
(6)Sl/X2接口是开放的逻辑接口,应满足不同厂家设备之间的互联互通。
1.2.2.E-UTRAN与EPC的功能划分
如上节所述,LTE系统架构包括E-UTRAN与EPC,其中E-UTRAN(即无线部分)主要由eNodeB组成,取消了3G中的RNC;
EPC则分为MME和S-GW。
因此,LTE的主要逻辑节点可以分为eNodeB、MME和S-GW,以下将分别对每种逻辑节点进行阐述。
eNodeB为无线接入节点,其功能主要包括:
(1)无线资源管理功能:
无线承载控制、无线接入控制、连接移动性控制、UE的上/下行动态资源分配(调度);
(2)IP头压缩及用户数据流加密;
(3)UE附着时的MME选择;
(4)路由用户面数据至服务网关;
(5)寻呼消息的组织和发送(由MME产生);
(6)广播信息的组织和发送(由MME或O&
M产生);
(7)以移动性或调度为目的的测量及测量报告配置。
MME处理控制平面功能,主要包括:
(1)非接入层(Non-AccessStratum,NAS)信令的处理;
(2)分发寻呼消息至eNodeB;
(3)接入层安全控制;
(4)移动性管理涉及核心网节点之间的信令控制;
(5)空闲状态移动性控制;
(6)SAE承载控制;
(7)NAS信令的加密与完整性保护;
(8)跟踪区列表管理;
(9)PDNGW与S-GW选择;
(10)向2G/3G切换时的SGSN选择;
(11)漫游;
(12)鉴权。
S-GW处理用户平面功能,主要包括:
(1)终止因为寻呼产生的用户面数据;
(2)支持UE移动性的用户面切换;
(3)合法监听;
(4)分组数据的路由与转发;
(5)传输层分组数据的标记;
(6)运营商间计费的数据统计;
(7)用户计费。
图1-3描述了逻辑节点(eNodeB、MME、S-GW)、功能实体以及协议层之间的关系以及功能划分。
1.3.业务承载
1.3.1.移动通信市场需求现状和趋势
当前,语音业务仍然是移动通信业务收入的主要来源,但是非语音业务的地位正日益提高,业务发展重点也在不断改变。
最初几年,短信业务占据非语音业务收入的主体地位。
2005年以后,3G技术和设备逐渐成熟,网络覆盖和终端性能都有了很大的提高,尤其是2006年HSDPA开始在全球规模商用,全面提升了用户体验,大大推动了移动数据业务的发展。
2007年是3G业务市场的转折点,伴随着3G增强型技术的普及和发展,3G特色业务成为推动移动运营商增加收入的主要驱动力。
从移动数据收入在总收入中的占比历史数据可以看出,主流运营商的移动数据业务收入比重都呈现上升趋势,这一趋势在2006年之后更加明显,而这些运营商的HSDPA网络大多从2006年开始商用。
移动数据业务的兴起带来了很多新应用和新市场,这些新的应用体现了用户对业务和带宽的需求也在发生着变化,呈现出新的趋势。
1.3.1.1.用户对业务的需求
1.3.1.1.1.趋势1:
移动互联网
在全球LTE融合的大趋势下,移动网与互联网的融合日趋明显,大量源自互联网的业务被移植到移动互联网上,即时消息、博客、电子邮件等都已经在移动互联网上获得了良好的应用。
人们开始体会到移动互联网的方便和魅力,越来越期望通过无线网络获得与固定互联网同样的速率和体验。
同时,互联网在人们的生活和工作中深入渗透,随时随地通过无线宽带接入互联网的需求呈现出井喷的趋势。
根据预测,未来5年,无线宽带上网将会占据全部移动网络总流量的56%,成为占用网络带宽和容量最大的业务。
1.3.1.1.2.趋势2:
生活化——工作化
目前移动增值业务中,娱乐类业务占主导。
人们主要还是在闲暇的时候使用移动业务来解闷。
而随着业务和网络技术的发展,改善人们生活和工作的业务将会越来越普及,这些业务在各类用户需求中都是最受欢迎的,全面覆盖用户的各类需求。
移动业务能够满足用户日常生活和工作的需要,为用户的生活带来了极大的便利。
只需携带一部多功能手机终端,用户即可畅行无阻。
移动支付、移动导航、远程医疗、移动办公、移动视频会议等,体现在人们生活和工作的方方面面。
1.3.1.1.3.趋势3:
视频化
作为一种最直观的内容表现形式,视频业务一直受到用户的推崇。
但是,在网络发展初期,带宽的局限使得视频业务的发展举步维艰。
3G网络成为视频业务飞速发展的催化剂,以视频作为表现形式的业务将越来越多。
根据预测,未来手持终端中,视频类业务将会占据网络总流量的28%,成为第二大流量业务。
NTTDoCoMo等国际先进的3G运营商的数据业务中,增长最快的都是移动视频类业务。
由于视频类业务对带宽的需求较高,也直接导致了这些运营商对移动宽带技术的需求非常急迫。
1.3.1.1.4.趋势4:
物联网
物联网的兴起和发展无疑将会开创出一个蓝海,用户从人-人通信到人-物、物-物通信的扩充,将会使移动运营商的市场饱和"
瓶颈"
出现重大转折。
未来人-物、物-物之间的通信和信息联络将会对网络提出更大、更高的需求,也将推动新一代宽带无线接入技术的发展和普及,也将成为未来业务发展一片广阔的蓝海。
我们所了解的互联网正在发生剧烈的改变,一开始,它只是一个局限在象牙塔里的少数人的交流工具,之后,它变成了一个广泛商业化、以消费者为核心的网络。
现在,它要雄心勃勃地普及,与人互动并变得智能化。
不光人与人之间,在物与物之间,随时随地的实时交流都变得可能。
1.3.1.2.用户对网络带宽的需求
在3G商用之前,用户基于2G网络(包括GPRS、EDGE、CDMAlx等增强型技术)使用语音和中低速的数据业务,业务类型主要基于文字和图片类内容,带宽都在100kbit/s以内。
这时,人们还没有移动宽带的体验,对业务的需求也没有那么丰富和高要求。
随着3G的发展和普及,人们开始体验到移动多媒体业务和移动互联网业务,而这些业务对网络带宽的需求则达到了100~500kbit/s不等。
3G最大的作用就是激发了人们对移动数据业务的需求,使人们从打电话、发短信,逐步发展到用手机娱乐,并开始体验由此带来的生活和工作中的便利。
如前所述,随着人们对移动数据业务需求的爆发,无线宽带上网、移动视频、家庭和企业客户类业务将成为未来发展的主流业务,这些业务对无线网络的带宽需求增长到1Mbit/s以上,企业级别的高清视频会议等大带宽业务,更是需要8Mbit/s以上的带宽才能够满足。
移动宽带的需求一下子变得日益紧迫。
1.3.2.LTEFDD/TD-LTE与2G/3G网络业务承载能力对比
用户对带宽的需求在不断地增长,推动无线网络不断演进和发展。
有人会问,即使按照发展趋势的要求,未来几年也仅需要1Mbit/s的带宽就可以满足绝大部分业务需求,3G不是可以达到2Mbit/s甚至十几Mbit/s的速率吗?
为什么还要发展下一代宽带无线接入技术呢?
这个问题属于无线通信技术共有的问题。
3G、LTE乃至4G宣传和公布的速率都是系统的峰值速率,而用户使用业务需要的是网络能够提供给每个用户的平均速率。
3G的HSPA峰值速率可以达到14.4Mbit/s,而实际网络的单载波平均吞吐量是2.5Mbit/s。
而这2.5Mbit/s也不是一个用户独享的,而是由本小区的用户所共享。
按照典型的网络配置和用户规模计算,平均每用户能够使用的带宽是200~300kbit/s。
LTE和WiMAX同样有峰值速率和实际平均速率问题。
当然,不同的技术设计、不同的算法、不同的频率配置、不同的网络环境等因素会影响平均吞吐量,技术越先进,应该越接近峰值吞吐量。
随着移动视频类业务的普及和发展,随着人们对无线宽带上网需求的日益提升,用户数和用
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