LTE移动通信技术Word文档下载推荐.docx
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第5章层2错误!
5.1MAC子层错误!
5.1.1MAC功能错误!
5.1.2逻辑信道错误!
5.1.3逻辑信道与传输信道之间的映射错误!
5.2RLC子层错误!
5.2.1RLC功能错误!
5.2.2PDU结构错误!
5.3PDCP子层错误!
5.3.1PDCP功能错误!
5.3.2PDU结构错误!
第6章RRC错误!
6.1RRC功能错误!
6.2RRC状态错误!
6.3NAS犬态及其与RR(状态的关系错误!
6.4RRC过程错误!
6.4.1系统信息错误!
6.4.2连接控制错误!
第7章LTE关键技术错误!
7.1双工方式错误!
7.2多址方式错误!
7.3多天线技术错误!
7.4链路自适应错误!
7.5HARQ^ARQ错误!
7.5.1HARQ错误!
7.5.2ARQ错误!
7.5.3HARQ/ARQ交互错误!
第8章缩略语错误!
第9章参考资料错误!
第1章概述
知识点
移动通信系统的发展过程
WCDM技术演进过程
TD-SCDMA技术演进过程
CDMA200技术演进过程
1.1背景介绍
1.1.1移动通信演进过程概述
移动通信从2G3G到3.9G发展过程,是从低速语音业务到高速多媒体业务发展的过
程。
3GPP正逐渐完善R8的LTE标准:
2008年12月R8LTERAN冻结,2008年12月R8LTERAN2RAN3RAN佻成功能冻结,2009年3月R8LTE标准完成,此协议的完成能够满足LTE系统首次商用的基本功能。
无线通信技术发展和演进过程如下图所示
图错误!
未指定样式名。
-错误!
未指定顺序。
无线通信技术发展和演进图
1.1.2WCDMATD-SCDM与CDMA200制式对比
表错误!
3种制式对比
制式
WDMA
CDMA2000
TD-SCDMA
继承基础
GSM
窄带CDMA
同步方式
异步
同步
码片速率
3.84Mcps
1.2288Mcps
1.28Mcps
系统带宽
5MHz
1.25MHz
1.6MHz
核心网
GSMMAP
ANSI-41
语音编码方式
AMR
QCELP,EVRC,VMR-
WB
1.1.3WCDM技术演进过程
WCDM的技术发展路标如下图所示:
图错误!
-错误!
WCDM技术发展路标
1.1.4TD-SCDM技术演进过程
中兴无线网络设备支持TD近期演进软件平滑升级。
TD演进可分为两个阶段,CDMA技术标准阶段和OFDM技术标准阶段。
CDMA技术标准阶段可平滑演进到HSPA+频谱效率接近LT巳
TD-SCDM技术演进过程
1.1.5CDMA200技术演进过程
CDMAon是基于IS-95标准的各种CDM产品的总称,即所有基于CDMAon技术的产
品,其核心技术均以IS-95作为标准。
CDMA20001在1.25MHz频谱带宽内,单载扇提供307.2K高速分组数据速率,1xEV-
DORev.C提供2.4M下行峰值速率,Rev.A提供3.1M下行峰值速率。
1.2LTE简介和标准进展
3GPF于2004年12月开始LTE相关的标准工作,LTE是关于UTRAN口UTRA改进的项目。
3GPP标准制定分为提出需求、制定结构、详细实现、测试验证四个阶段。
3GPP以工作组的方式工作,与LTE直接相关的是RAN1/2/3/4/5工作组。
3GPP标准组织与制定阶段
第2章LTE主要指标和需求
频谱划分
LTE系统需求
与其他
物理层信道及映射关系
3GPF要求LTE支持的主要指标和需求如下图所示。
LTE主要指标和需求概括
2.1频谱划分
E-UTRA的频谱划分如下表。
E-UTRAfrequencybands
E-UTRAOperatingBand
Uplink(UL)operatingband
BSreceive
UEtransmit
Downlink(DL)operatingband
BStransmit
UEreceive
DuplexMode
FuL_low—FuL_high
FDL_low—F>
L_high
1
1920MHz-1980MHz
2110MHz-2170MHz
FDD
2
1850MHz-1910MHz
1930MHz-1990MHz
3
1710MHz-1785MHz
1805MHz-1880MHz
4
1710MHz-1755MHz
2110MHz-2155MHz
5
824MHz-849MHz
869MHz-894MHz
6
830MHz-840MHz
875MHz-885MHz
7
2500MHz-2570MHz
2620MHz-2690MHz
8
880MHz-
915MHz
925MHz-
960MHz
9
1749.9MHz-
1784.9MHz
1844.9MHz-
1879.9MHz
10
1710MHz-
1770MHz
2110MHz-
2170MHz
11
1427.9MHz-
1452.9MHz
1475.9MHz-
1500.9MHz
12
698MHz-
716MHz
728MHz-
746MHz
13
777MHz-
787MHz
746MHz-
756MHz
14
788MHz-
798MHz
758MHz-
768MHz
17
704MHz-
734MHz-
33
1900MHz-
1920MHz
TDD
34
2010MHz-
2025MHz
35
1850MHz-
1910MHz
36
1930MHz-
1990MHz
37
1910MHz-
1930MHz
38
2570MHz-
2620MHz
39
1880MHz-
40
2300MHz-
2400MHz
2.2峰值数据速率
下行链路的瞬时峰值数据速率在20MHz下行链路频谱分配的条件下,可以达到100Mbps(5bps/Hz)(网络侧2发射天线,UE侧2接收天线条件下);
上行链路的瞬时峰值数据速率在20MHz上行链路频谱分配的条件下,可以达到50Mbps(2.5bps/Hz)(UE侧1发射天线情况下)。
宽频带、MIMO高阶调制技术都是提高峰值数据速率的关键所在。
2.3控制面延迟
从驻留状态到激活状态,也就是类似于从Release6的空闲模式到CELL_DC状态,控制面的传输延迟时间小于100ms这个时间不包括寻呼延迟时间和NAS延迟时间;
从睡眠状态到激活状态,也就是类似于从Release6的CELL_PC状态到CELL_DC状态,控制面传输延迟时间小于50ms这个时间不包括DRX间隔。
另外控制面容量频谱分配是5MHZ的情况下,期望每小区至少支持200个激活状态的用户。
在更高的频谱分配情况下,期望每小区至少支持400个激活状态的用户。
2.4用户面延迟
用户面延迟定义为一个数据包从UE/RANJ界节点(RANedgenod)的IP层传输到RAN边界节点/UE的IP层的单向传输时间。
这里所说的RAN&
界节点指的是RAN和核心网的接口节点。
在“零负载”(即单用户、单数据流)和“小IP包”(即只有一个IP头、而不包含任何有效载荷)的情况下,期望的用户面延迟不超过5ms。
2.5用户吞吐量
下行链路:
在5%CD(累计分布函数)处的每MHz用户吞吐量应达到R6HSDP的2~3倍;
每MHz平均用户吞吐量应达到R6HSDP的3~4倍。
此时R6HSDP是1发1收,而LTE是2发2收。
上行链路:
在5%CD处的每MHz用户吞吐量应达到R6HSUP的2~3倍;
每MHz平均用户吞吐量应达到R6HSUP的2~3倍。
此时R6HSUP是1发2收,LTE也是1发2收。
2.6频谱效率
在一个有效负荷的网络中,LTE频谱效率(用每站址、每Hz、每秒的比特
数衡量)的目标是R6HSDP的3~4倍。
此时R6HSDP是1发1收,而LTE是2发2收。
数衡量)的目标是R6HSUP的2~3倍。
此时R6HSUP是1发2收,LTE也是1发2收
2.7移动性
E-UTRAF能为低速移动(0~15km/h)的移动用户提供最优的网络性能,能为
15~120km/h的移动用户提供高性能的服务,对120~350km/h(甚至在某些频段下,可以达到500km/h)速率移动的移动用户能够保持蜂窝网络的移动性。
在R6CS域提供的话音和其它实时业务在E-UTRAN中将通过PS域支持,这些业务应该在各种移动速度下都能够达到或者高于UTRAN勺服务质量。
E-UTRA系统内切换造成的中断时间应等于或者小于GERANC域的切换时间。
超过250km/h的移动速度是一种特殊情况(如高速列车环境),E-UTRAN勺物理层参数设计应该能够在最高350km/h的移动速度(在某些频段甚至应该支持500km/h)下保持用户和网络的连接。
2.8覆盖
E-UTRA系统应该能在重用目前UTRA站点和载频的基础上灵活地支持各种覆盖场景,实现上述用户吞吐量、频谱效]率和移动性等性能指标。
E-UTRA系统在不同覆盖范围内的性能要求如下:
覆盖半径在5km内:
上述用户吞吐量、频谱效率和移动性等性能指标必须完全满足;
覆盖半径在30km内:
用户吞吐量指标可以略有下降,频谱效率指标可以下降、但仍在可接受范围内,移动性指标仍应完全满足;
覆盖半径最大可达100km。
2.9频谱灵活性
频谱灵活性一方面支持不同大小的频谱分配,譬如E-UTRA可以在不同大小的频谱中部署,包括1.4MHz3MHz5MHz10MHz15MHz以及20MHz支持成对和非成对频谱。
频谱灵活性另一方面支持不同频谱资源的整合(diversespectrumarrangements)。
2.10与现有3GPF系统的共存和互操作
E-UTRA与其它3GPP系统的互操作需求包括但不限于:
•E-UTRAN和UTRAN/GERA多模终端支持对UTRAN/GERA系统的测量,并支
持E-UTRAN系统和UTRAN/GERA系统之间的切换。
•E-UTRAN应有效支持系统间测量。
•对于实时业务,E-UTRAN和UTRAN之间的切换中断时间应低于300ms=
•对于非实时业务,E-UTRAN和UTRAN之间的切换中断时间应低于500ms。
•对于实时业务,E-UTRAN和GERAN之间的切换中断时间应低于300ms=
•对于非实时业务,E-UTRAN和GERA之间的切换中断时间应低于500ms。
•处于非激活状态(类似R6Idle模式或Cell_FCH状态)的多模终端只需
监测GERANUTRA或E-UTRA中一个系统的寻呼信息。
2.11减小CAPEX和OPEX
体系结构的扁平化和中间节点的减少使得设备成本和维护成本得以显着降低
第3章LTE总体架构
无线协议结构
S1接口
X2接口
3.1系统结构
LTE采用了与2G3G均不同的空中接口技术、即基于OFDMfe术的空中接口技术,并对传统3G的网络架构进行了优化,采用扁平化的网络架构,亦即接入网E-UTRAN不再包含RNC仅包含节点eNB提供E-UTRA用户面PDCP/RLC/MA物理层协议的功能和控制面RRC协、议的功能。
E-UTRAN勺系统结构参见下图的LTEE-UTRA系统结构图所示。
E-UTRAN^构
eNB之间由X2接口互连,每个eNB又和演进型分组核心网EPC!
过S1接口相连。
S1接口的用户面终止在服务网关S-GW上,S1接口的控制面终止在移动性管理实体MME上。
控制面和用户面的另一端终止在eNB上。
上图中各网元节点的功能划分如下:
•eNB功能
LTE的eNB除了具有原来NodeB的功能之外,还承担了原来RNC的大部分
功能,包括有物理层功能、MAC层功能(包括HARQ、RLC层(包括ARQ
功能)、PDCP功能、RRC功能(包括无线资源控制功能)、调度、无线接
入许可控制、接入移动性管理以及小区间的无线资源管理功能等。
具体包括有:
无线资源管理:
无线承载控制、无线接纳控制、连接移动性控制、上下行链路的动态资源分配(即调度)等功能
IP头压缩和用户数据流的加密
当从提供给UE的信息无法获知到MME勺路由信息时,选择UE附着的MME
路由用户面数据到S-GW
调度和传输从MME发起的寻呼消息
调度和传输从MME或0&
M发起的广播信息
用于移动性和调度的测量和测量上报的配置
调度和传输从MME发起的ETWS(即地震和海啸预警系统)消息
MM助能
MME是SAE的控制核心,主要负责用户接入控制、业务承载控制、寻呼、切换控制等控制信令的处理。
MME功能与网关功能分离,这种控制平面/用户平面分离的架构,有助于
网络部署、单个技术的演进以及全面灵活的扩容。
NAS信令
NAS信令安全
AS安全控制
3GPP无线网络的网间移动信令
idle状态UE的可达性(包括寻呼信号重传的控制和执行)
跟踪区列表管理
P-GW和S-GW的选择
切换中需要改变MME寸的MME选择
切换到2G或3GPP网络时的SGSN选择
漫游
鉴权
包括专用承载建立的承载管理功能
支持ETWSI号传输
S-GW功能
S-GW作为本地基站切换时的锚定点,主要负责以下功能:
在基站和公共数据网关之间传输数据信息;
为下行数据包提供缓存;
基于用户的计费等。
eNB间切换时,本地的移动性锚点
3GPP系统间的移动性锚点
E-UTRANidle状态下,下行包缓冲功能、以及网络触发业务请求过程的初始化
合法侦听
包路由和前转
上、下行传输层包标记
运营商间的计费时,基于用户和QCI粒度统计
分别以UE、PDN、QCI为单位的上下行计费
PDN网关(P-GW功能
公共数据网关P-GW作为数据承载的锚定点,提供以下功能:
包转发、包
解析、合法监听、基于业务的计费、业务的QoS控制,以及负责和非3GPP网络间的互联等。
基于每用户的包过滤(例如借助深度包探测方法)
UE的IP地址分配
下行传输层包标记
上下行业务级计费、门控和速率控制
基于聚合最大比特速率(AMBR的下行速率控制
从上图中可见,新的LTE架构中,没有了原有的Iu和Iub以及Iur接口,取而代之的是新接口S1和X2。
E-UTRAb和EPC之间的功能划分图,可以从LTE在S1接口的协议栈结构图来描述,如下图所示黄色框内为逻辑节点,白色框内为控制面功能实体,蓝色框内为无线协议层。
E-UTRAN和EPC勺功能划分
3.2无线协议结构
3.2.1控制面协议结构控制面协议结构如下图所示。
-错误!
控制面协议栈
PDCF在网络侧终止于eNB需要完成控制面的加密、完整性保护等功能。
RLC和MAC在网络侧终止于eNB在用户面和控制面执行功能没有区别
RR(在网络侧终止于eNB主要实现广播、寻呼、RRC连接管理、RB控制、移动性功
能、UE的测量上报和控制功能。
NAS空制协议在网络侧终止于MME主要实现EPS承载管理、鉴权、ECM(EPS连接性管理)idle状态下的移动性处理、ECMidle状态下发起寻呼、安全控制功能。
3.2.2用户面协议结构用户面协议结构如下图所示。
未指定样式名。
-错误!
用户面协议栈
用户面PDCPRLCMAC在网络侧均终止于eNB主要实现头压缩、加密、调度、ARQ和HARC功能。
3.3S1禾口X2接口
与2G3G都不同,S1和X2均是LTE新增的接口。
3.3.1S1接口
S1接口定义为E-UTRAF和EPC之间的接口。
S1接口包括两部分:
控制面S1-MME^口和用户面S1-U接口。
S1-MM接口定义为eNB和MM之间的接口;
S1-U定义为eNB和S-GW之间的接口。
下图为S1-MME和S1-U接口的协议栈结构。
S1接口控制面(eNB-MME)
S1接口用户面((eNB-S-GW)
已经确定的S1接口支持功能包括有:
•E-RAB业务管理功能
建立,修改,释放
•UE在ECM-CONNECTED态下的移动性功能
LTE系统内切换
与3GPP系统间切换
•S1寻呼功能
•NAS信令传输功能
•S1接口管理功能:
错误指示
复位
•网络共享功能
•漫游和区域限制支持功能
•NAS节点选择功能
•初始上下文建立功能
•UE上下文修改功能
•MME负载均衡功能
•位置上报功能
•ETWS消息传输功能
•过载功能
•RAN信息管理功能
已经确定的S1接口的信令过程有:
•E-RAB信令过程:
E-RAB建立过程
E-RAB修改过程
MME发起的E-RAB释放过程
eNB发起的E-RAB释放过程
•切换信令过程:
切换准备过程
切换资源分配过程
切换结束过程
切换取消过程
•寻呼过程
•NAS传输过程:
上行直传(初始UE消息)
上行直传(上行NAS传输)
下行直传(下行NAS传输)
•错误指示过程:
eNB发起的错误指示过程
MME发起的错误指示过程
•复位过程
eNB发起的复位过程
MME发起的复位过程
•初始上下文建立过程
•UE上下文修改过程
•S1建立过程
•eNB配置更新过程
•MME配置更新过程
•位置上报过程:
位置上报控制过程
位置报告过程位置报告失败指示过程
•过载启动过程
•过载停止过程
•写置换预警过程
•直传信息转移过程
下图是一个S1接口信令过程示例:
图错误!
-错误!
初始上下文建立过程(蓝色部分)inIdle-to-Activeprocedure
eNB在
S1接口和X2接口类似的地方是:
S1-U和X2-U使用同样的用户面协议,以便于数据反传(dataforward)时,减少协议处理。
332X2接口
X2接口定义为各个eNB之间的接口。
X2接口包含X2-CP和X2-U两部分,X2-CP是各个eNB之间的控制面接口,X2-U是各个eNB之间的用户面接口。
下图为X2-CP和X2-U接口的协议栈结构。
X2接口用户面
X2-CP支持以下功能:
•
UE在ECM-CONNECTED态下LTE系统内的移动性支持
上下文从源eNB到目标eNB的转移
源eNB和目标eNB之间的用户面通道控制
切换取消
上行负荷管理
通
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