LTE系统导论.ppt
2023/2/4,An Introduction of LTE systemLTE 系统导论,第一部分 LTE综述第二部分 LTE关键技术介绍第三部分 LTE系统架构,3,LTE：3GPP Long Term Evolution LTE是关注于UTRAN演进的一种技术 LTE采用优化的UTRAN结构,LTE工程目的是确保3GPP在未来的持续竞争力,LTE概况 What？,4,LTE竞争格局,GSMEDGEEvolution,EDGEDL:474 kbpsUL:474 kbps,Enhanced EDGEDL:1.3 MbpsUL:653 kbps,HSDPADL:14.4 MbpsUL:384 kbpsIn 5 MHz,HSDPA/HSUPADL:14.4 MbpsUL:5.76 MbpsIn 5 MHz,HSPA EvolutionDL:43 MbpsUL:11.5 MbpsIn 5 MHz,UMTSHSPAEvolution,LTEDL:326 MbpsUL:86 MbpsIn 20 MHz,LongTermEvolution,EVDO Rev 0DL:2.4 MbpsUL:153 kbpsIn 1.25 MHz,EVDO Rev ADL:3.1 MbpsUL:1.8 MbpsIn 1.25 MHz,EVDO Rev BDL:14.7 MbpsUL:4.9 MbpsIn 5 MHz,CDMA2000Evolution,EVDO Rev CDL:288 MbpsUL:75 MbpsIn 20 MHz,R1DL:63.36 MbpsUL:28.22 Mbps10 MHz/2*2,R1.x,R2DL:350 Mbps?UL:200 Mbps?,MobileWIMAXEvolution,72 Mbps combined(shared),5,HSPA不能提供很高的数据速率，如，下行100Mbps。不能灵活地利用可获得带宽，如1.25MHz、2.5MHz。比HSPA更严格的QoS要求。更便宜的基础设施（系统构架），如扁平网络。来自诸如CDMA 2000 EV-DO、移动WIMAX的巨大竞争压力。,LTE概况 Why？,6,LTE概况 Where？When？,对HSPA/HSPA+适用的场合也适用于LTE。对难于安装电缆/光缆的场合。热点地区。,预计：将于2010年开始进行商业部署,7,从HSPA软件升级?全新安装?与GSM/GPRS/HSPA共基站?多模终端?,Very hard to do.Almost MUST.Mostly should.Mostly should.,LTE概况 How？,8,LTE概况,LTE的目标,减少每比特成本 增加业务种类，更好的用户体验和更低的成本 更加灵活地使用现有和新的频谱资源 简单的网络结构和开放的接口 更加合理地利用终端电量,9,LTE项目时间表,2005,2006,2007,Study Item 完成,Work Item 开始,商用开始,Work Item Stage 2 完成,LTE 立项,Work Item Stage 3 完成,2008,2009,10,User-plane latency（用户面延时）在小IP分组和空载条件下（如单小区单用户单数据流），用户面延时不超过5ms,Control-plane capacity（控制面容量）在5Mhz带宽内每小区最少支持 200个激活状态的用户,Control-plane latency（控制面延时）空闲模式（如Release 6 Idle Mode）到激活模式（Release 6 CELL_DCH）的转换时间不超过100ms休眠模式（如Release 6 CELL_PCH）到激活模式（Release 6 CELL_DCH）的转换时间不超过50ms,Peak data rate（峰值数据速率）下行20M频谱带宽内要达到峰值速率100Mb/s，频谱效率达到5 bps/Hz上行20M频谱带宽内要达到峰值速率50Mb/s，频谱效率达到2.5 bps/Hz,LTE关键需求1（25.913）,11,Mobility（移动性）要求E-UTRAN在 0 to 15 km/h达到最优 15 and 120 km/h 的更高速度应该达到高性能在蜂窝网络中应该要保证 从 120 km/h to 350 km/h的性能(甚至在某些频段达到 500 km/h）,Spectrum efficiency（频谱效率）下行:满负载网络下,频谱效率(bits/sec/Hz/site)希望达到Release 6 HSDPA 下行的3到4倍 上行:满负载网络下,频谱效率(bits/sec/Hz/site)希望达到增强的Release 6 HSDPA 上行的2到3倍,User throughput（用户吞吐量）下行:每Mhz的平均用户吞吐量是 Release 6 HSDPA 下行吞吐量的3到4倍上行:每Mhz的平均用户吞吐量是 Release 6 HSDPA 上行吞吐量的2到3倍,LTE关键需求2,12,Spectrum flexibility（频谱灵活性）E-UTRA 可以使用不同的频带宽度包括，上下行的1.4 MHz,2.5 MHz,5 MHz,10 MHz,15 MHz and 20 MHz，需要支持工作在成对和不成对的频段。需要支持资源的灵活使用，包括功率、调制方式、相同频段、不同频段、上下行，相邻或不相邻的频点分配等。,需要支持Multimedia Broadcast Multicast Service(MBMS)降低终端复杂性:采用同样的调制、编码、多址接入方式和频段。需要同时支持专用话音和 MBMS 业务。需要支持成对或不成对的频段。,Coverage（覆盖）5 km 的小区半径下，频谱效率、移动性应该达到最优，在30km小区半径时只能有轻微下降。也需要考虑100 km小区半径的情况。,LTE关键需求3,13,Architecture and migration（网络结构和演进）单一的 E-UTRAN 架构 E-UTRAN 架构 应该基于分组的，但是应该支持实时和会话类业务 E-UTRAN 架构应该减小“single points of failure（单点失败）”的情况出现 E-UTRAN 架构应该支持end-to-end QoS 骨干网络的协议应该具有很高的效率,Co-existence and Inter-working with 3GPP Radio Access Technology(RAT)不同系统间的共存支持与 GERAN/UTRAN 系统的共存和切换E-UTRAN 终端支持到UTRAN 和/或 GERAN 的切入和切出的功能在实时业务情况下，E-UTRAN 和 UTRAN(or GERAN)之间的切换不能超过300 毫秒,LTE关键需求4,14,Complexity（复杂性）要求可选项最少 减小冗余,Radio Resource Management requirements（RRM需求）增强的 end to end QoS 更高的高层分组效率 支持不同Radio Access Technologies(RAT)间的负荷分担和政策管理,LTE关键需求5,第一部分 LTE综述第二部分 LTE关键技术介绍第三部分 LTE系统架构,汇 报 提 纲,16,LTE关键技术-OFDM/SC-FDMA,物理层多址接入 下行基于 OFDM技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。上行基于 SC-FDMA技术(Single Carrier Frequency Division Multiple Accessing)。,OFDM Modulation,OFDM：对于UE,OFDM用来做数据调制方案以克服多径效应，获取频率分集增益。,OFDMA：对于一个eNode B，OFDMA用来作为一种多址方式以获取多用户分集增益。,17,LTE下行OFDM处理,18,LTE关键技术-OFDM特点,缺点1、需要严格的时间同步。2、对于多普勒频偏敏感。3、高峰均比。,优点1、各子载波完全正交，因此具有更高的频谱利用率。2、更容易抵抗频率选择性衰落。3、更容易实现信道均衡。,19,LTE上行SC-FDMA处理,OFDM调制的高峰均比特性对发射机的线性度、功耗提出了很高的要求，不适合在UE侧使用。LTE上行采用的是DFT-OFDM调制方案，区别在子载波映射之前加入了一个DFT环节，能够有效降低峰均比。,20,LTE关键技术-MIMO,多天线技术LTE使用多天线技术MIMO来进一步提升系统容量。LTE 基本的天线配置是下行2*2 和上行1*2。LTE天线的最高配置是4*4。,21,LTE关键技术-MIMO原理机制,通过层映射和预编码矩阵的选择，LTE系统能够灵活实现各种发射模式。,第一部分 LTE综述第二部分 LTE关键技术介绍第三部分 LTE系统架构,汇 报 提 纲,23,LTE主要特点,LTE特征,24,LTE网络架构,与核心网演进的SAE以及与2G/3G等其他网络之间的关系。,25,MME功能 NAS信令以及安全性功能 3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令 空闲模式下UE跟踪和可达性 漫游 鉴权 承载管理功能（包括专用承载的建立）SAE Serving GW（S-GW）支持UE的移动性切换用户面数据的功能 E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持,LTE网络架构,26,LTE相关的节点接口S1-MMEE-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点S1-UE-UTRAN和SAE Serving-GW之间的接口每个承载的用户面隧道和eNB间路径切换（切换过程中）X2eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口LTE-Uu无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口,LTE网络架构,27,LTE网络架构,在LTE系统架构中，RAN将演进成E-UTRAN,且只有一个节点：eNB。,28,E-UTRAN/EPC功能分块,29,eNB功能 eNB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的RNC功能，包括物理层功能（HARQ等），MAC，RRC，调度，无线接入控制，移动性管理等等。,RNC,Node B,eNB,LTE网络架构,30,eNodeB架构,31,eNodeB接口说明,BBU与RRU之间基带-射频接口采用光纤连接，支持CPRI协议。光口按照3.072Gbps速率设计，硬件接口设计上兼容2.4576Gbps速率。光纤最大支持传输距离为10km，RRU支持4级级联。,S1/X2接口（ABIS）支持GE（包括光口和电口）接入，GE光接口采用光纤连接，无中继最大传输距离10km，GE电接口为RJ-45，采用网线连接，无中继最大传输距离150m。在窄带小区配置时，也可以采用E1/T1口，E1/T1接口位于环境监控板上，目前最大支持8路。单路E1最大传输速率为2048kbps,单路T1最大传输速率为1536kbps。E1/T1无中继最大传播距离为2km。,RRU通过丁形头首先与1/2跳线连接(跳线最大传输距离2到3米)，然后通过N型头与馈线进行连接，馈线长度不超过30m。,32,S1/X2接口功能,LTE接入系统内部移动性功能（UE in LTE_ACTIVE）Context transfer from source eNB to target eNBControl of user plane tunnels between source eNB and target eNB通用X2接口管理和错误处理功能,SAE承载业务管理功能（建立、释放）移动性功能（UEs in LTE_ACTIVE）Intra-LTE Handover;Inter-3GPP-RAT HandoverS1寻呼功能NAS信令传输功能S1接口管理功能网络共享功能漫游和区域限制支持功能NAS节点选择功能Initial Context建立功能,S1,X2,33,LTE协议架构,2023/2/4,Thanks,
