立足现在、建设未来--从2G3G到LTE.ppt
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1、,1,Nokia Siemens Networks,立足现在,建设未来,从2G/3G到LTE,NSN GCHN SSM2009年12月,2,Nokia Siemens Networks,目录,移动通信技术发展LTE简介诺基亚西门子通信LTE解决方案诺基亚西门子TD-LTE最新进展,3,Nokia Siemens Networks,移动通信技术发展,EUR per month,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013,Million EUR per year,2001,2002,2003,2004,2005,
2、2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013,Nokia Siemens Networks,4,移动通信面临的挑战之一 收入增长面临压力,151050,2520,403530,Voice ARPU,Data ARPU,Source:NSN SBD Business Intelligence Status:01/2008,900,000800,000700,000600,000500,000400,000300,000200,000100,000,Voice Revenues,Data Revenues,0Source:NSN SBD Business Inte
3、lligence Status:01/2008,2007,2008,2009,2010,2006,Revenue per MB,逐年下降10%,西欧中东与非洲美国与加拿大中国,*Source:National Regulators ITU.Nokia Siemens Networks April2007.Ovum 2006(VoIP).Strategy Analytics(data traffic),语音业务收入增长停滞不前 数据业务ARPU与总收入快速增长,但由于激烈的价格竞争,每MB的收入持续下降,5,Nokia Siemens Networks,移动通信面临的挑战 数据业务使用量的快速增
4、长,1.持续的用户增长(2007-2013),2.视频业务和Web 2.0业务带来大量需求,Advanced terminals,HSPA radio networks,Internet applications,“据报道,2007年YouTube所消耗的带宽与2000年Internet所有带宽相同”Internet Innovation Alliance,Daily Telegraph,May 20083.业务捆绑和扁平资费6个月内,HSPA带来350%的数据量增长,6,Nokia Siemens Networks,移动通信面临的挑战 OPEX增长的压力,备件3%,15%,技术人员,网络维护
5、,其他6%传输34%场地维护和产品支持13%站点租金,20%,市场、销售和管理43%网络维护30%业务成本,总OPEX,29%用户支持7%Source:Yankee Group网络维护费用与业务量密切相关,约占总OPEX 的1/3,7,Nokia Siemens Networks,对挑战的应答 LTE与SAE综述,LTE(Long Term Evolution):定义一种架构,适应3GPP无线接入系统向高速、低,延时和优化数据包传输的无线接入技术演进。,LTE的目标:,减少每比特数据的成本;在低成本下提供更多的业务,使用户有更好的体验;灵活地使用现有和新的频段;简化结构,开放接口;保证合适的能
6、耗;,SAE(System Architecture Evolution):定义一种架构,适应3GPP核心网向高速、,低延时和优化数据包传输系统演进并支持多种无线接入技术。,SAE 主要目标:,专注于分组域,对引入RAN LTE的网络总体架构产生影响;对引入全IP的网络总体架构产生影响;对支持跨接不同种类接入网(WiFi、WiMAX、甚至固定网)业务的移动网络各方面产生影响;,8,Nokia Siemens Networks,目录,移动通信技术发展LTE简介诺基亚西门子通信LTE解决方案诺基亚西门子TD-LTE最新进展,IMT-A,LTE-Advanced,SM演:,滑 演 SM投资风险与成,
7、平,保护 3G 部署,LTE,&,HSPA+,MIMO,MBSFN,R5,New Services,R99 R4,HR speech,Services,Phase 2,Nokia Siemens Networks,9,1990/91,1994,97,98,02,05 06,99 00 01,Phase 2+,Phase 1Tele&Bearer SupplementaryServicesFR speechSMSData 9.6 kbps,HSCSD,GPRS&EDGE PS Domain,IN-applications EFR&AMR.Annual Release Gb/IP Gb Flex9
8、6 97 98 99 R4 R5,进:,G降低,G 进 本,从GSM、UMTS到LTE的标准演进演险保降低,UTRA UTRAN,TD-SCDMA,BICCNACC W-AMR,HSUPA,CPC,HSDPA SAE,MBMSIMSEnhancementIP UTRANIMS UMTS850 UMTS1700,R6 R7 R8 R9/10MBMS HUGE GERAN-LTE VAMOSVGCS RED-HOTIwt;AoIP MSRR6 R7 R8 R9,07 08 09/10,Nokia Siemens Networks,10,SA 3,Security aspects,SA 5,Char
9、ging aspectsOAM aspects,FF,Overall SAE Work Plan,2007,2008,2009,Dec,Mar,Jun,Sep,Dec,Mar,Report on tech.options&conclusionsSA2,CT 3 aspects TR,Specifications,CT1,CT 3,CT 4,Jun,F:冻结,TR 29.804 on maintenance mode,work shifted to TS work,F,CT 1 aspects TRSpecifications,CT 4 aspects TR,Specifications,Cor
10、rections allowed based on stage 3work,FTR 29.803 on maintenance mode,workshifted to TS work,FF,TS 23.402 Arch.enhancementsfor non-3GPP acc.TS 23.401 GPRS enhancementsfor E-UTRAN acc.,F,TR24.801 on maintenance mode,work shifted to TS work,Exceptions to mainstreamSAE schedule,F,Nokia Siemens Networks,
11、11,RAN1,2007,2008,2009,Dec,Mar,Jun,Sep,Dec,Mar,Layer 1,UE eNB Tx/Rx,P,AA,A,A,RAN2,RAN4,Layer 2RRC,Jun,P,RAN5,SignalingRF Tx/Rx/Per Req.,A,eNB TestCommon env.,P,F,FF,AF,P,AA,RAN3,L1&TransportS1/X2 AP,P,FF,AF,F,A,RRM coreRRM Test,FPhase 1,Phase 2,AA,RF RRM,AA:ApprovalP:Pre-Functional FreezingF:Functio
12、nal Freezing,AF:ASN.1 Freezing,Overall LTE Work Plan,Core radio specificationsTest specification,12,Nokia Siemens Networks,LTE/SAE 的技术突破 网络结构扁平化,RNC,Node-B,HSPA3GPP R6GGSN,=控制平面=用户平面,Node-Bwith RNCfunct.,HSPA3GPP R7GGSN,SGSN,RNC,Node-B,HSPA3GPP R7GGSN,Direct tunnel,Internet HSPA,LTE R8GGSN,SAE GW,SG
13、SN,Directtunnel,SGSN,SGSN/MME,eNode-B,Directtunnel,13,LTE/SAE 的技术突破 网络结构扁平化,GSM/EDGE/UMTS/HSPA,Access,Core,Node B,RNC,IMS,HLR/HSS,Shift offunctionality,BTS,BSC,ControlMSC,MGW,SGSN,GGSN,MGWLTE/SAEaGWeNodeB 从以语音为主转化为数据为主(VoIP),基站和AWG分别负责相应的功能 互操作能力、平滑演进、服务延续、投资保护 Nokia Siemens Networks,es,co,14,Nokia
14、Siemens Networks,TDMA,FDMA,CDMA,OFDMA,f,f,f,f,t,d,f,f,t,f,t,f,Time Division,Frequency Division,Code Division,Frequency Division,Orthogonal subcarriers,LTE关键技术无线多址接入,User 1,tUser 2,User 3,User.,tim,e,15,Nokia Siemens Networks,下行 OFDMA(FDD timing),子信道/Tones(each 15 kHz),1.4 MHz=72+1 Tones,20 MHz=1200+
15、1 Tones,User 1,User 2User 3User.1 TTI=1ms1 Slot=0.5 ms1 PRB(Physical Resource Block)=12 子载波=180 kHz,tim,e,16,Nokia Siemens Networks,上行 Single Carrier FDMA(FDD timing),1.4 MHz=72+1 Tones,20 MHz=1200+1 Tones,子信道/Tones(each 15 kHz),User 1,User 2User 3User.1 TTI=1ms1 Slot=0.5 ms1 PRB(Physical Resource B
16、lock)=12 子载波=180 kHz上行采用SC-FDMA技术可以降低功率的峰均比 降低终端的功率放大器需求,降低手机的功耗,nl,in,k,tim,e,up,lin,k,do,w,do,w,nl,in,k,17,Nokia Siemens Networks,OFMDA Downlink&SC-FDMA Uplink-TDD Timing,1.4 MHz=72+1 Tones,20 MHz=1200+1 Tones,Subchannels/Tones(each 15 kHz),=1ms,User 1,User 2User 3User.1 TTI,Special subframe conta
17、ining guard period(switching from DL-UL)1 Slot=0.5 ms1 PRB(Physical Resource Block)=12 Subcarriers=180 kHz上行采用SC-FDMA技术可以降低功率的峰均比 降低终端的功率放大器需求,降低手机的功耗,18,LTE 无线技术原理,提升上行的功放效率,延长电池寿命 通过降低峰均比增强小区边缘性能 降低终端的复杂度,上行:SC-FDMA,确保峰值速率能达到下行173 Mbps和上行58 Mbps(20MHz带宽,FDD,22MIMO)可扩展带宽:1.4/3/5/10/15/20 MHz 因此可以在低
18、频段布网(郊区以及重用)低延时:10 20 ms*,增强的频谱效率 减少干扰 适合采用MIMO技术,下行:OFDMA,*At 20 MHz bandwidth,FDD,2 Tx,2 Rx,DL MIMO,PHY layer gross bit rate Nokia Siemens Networks,*roundtrip ping delay(server near RAN),19,Nokia Siemens Networks,LTE 的技术突破 无线新技术,先进的调度算法时域&频率.,TX,RX,MIMOTx Channel Rx,DL:OFDMA,根据信道情况的快速链路调整scalable,
19、64QAM调制更短 TTI=1 ms,Transmissiontime intervalHARQ:HybridAutomatic Repeat Request,2,1,2NACK,ACK,Rx Buffer信道只改变子载波的幅度和相位,UL:SC-FDMA1Combined,decoding,Customer confidential,20 Nokia Siemens Networks,LTE 产业中FDD与TDD两种模式协同发展,标准3GPP R8 中LTE 标准化工作已有99%完成,这将是一个LTE FDD和TD-LTE的共同版本。此版本中:-没有关于TD-LTE标准的特别或独立的文档。-
20、LTE FDD和TD-LTE的标准中95%都是相同的,主要的区别集中在物理层定义中(36.21x).-TD-LTE 在标准中被定义为LTE框架的一种选项,而不是一种独立的系统。-LTE FDD与TD-LTE标准得到了最大限度的共同性。在条件允许时,推荐使用FDD/TDD 共建方案。产品LTE TDD和LTE FDD可以共平台开发LTE TDD和LTE FDD产品的差异化约在20左右,主要集中在物理层相关的硬件和软件,Mbps/cell,Mbps,Calls/MHz/Cell,Customer confidential,21 Nokia Siemens Networks,LTE 的高效频谱利用率
21、和性能,峰值数据速率*,350300250200150100500,HSPA R6,HSPAevo(2x2 MIMO,+64QAM),LTE(2x2 MIMO/,16 QAM),LTE(4x4 MIMO/,64 QAM),平均小区吞吐量(macro cell,2*20MHz or equivalent)*,706050403020100,HSPA R6,HSPAevoRel8,LTE(2x2/1x2,MIMO),LTE(4x4/1x4,MIMO),时延(往返时延)*,0,20,40,60,80,100,120,140,160,180,GSM/EDGEHSPA Rel6HSPAevo(Rel 8
22、)LTE,200 ms,DSL(20-50 ms,depending on operator)*LTE values according to Nokia and Nokia Siemens Network simulationsfor NGMN performance evaluation report V1.3(macro cell,full buffer,500m ISD,pedestrian speed),min max,VoIP 容量*,0,8070605040302010,HSPA R6*Server near RAN,LTE FDD,Mbps/cell,Mbps/MHz/cell
23、,Mbps/MHz/cell,(4x4/1x4,(2x2/1x2TDD*,MIMO,Customer confidential,22 Nokia Siemens Networks,LTE FDD 与TD-LTE具有相似的技术性能,平均小区吞吐率(macro cell,2*20MHz or equivalent)*,20100,5040,60,70,TDDFDD,LTE TDD*(2x2/1x2MIMO),LTE FDD(2x2/1x2MIMO),2 载波,每个1x20MHz,单载波,2x20MHz,0.0630,0.08,0.1,0.12,LTE FDD(2x2/1x2MIMO),MIMO),
24、小区边efficiency*,Cell edge user spectral 缘用户频谱效率*,0.040.0200,Source:Nokia and Nokia Siemens Networks simulation results for NGMN performance evaluation report V1.3,仿真条件:,1、宏小区,全缓存,500m ISD,penetration loss 20 dB,步行速度;,2、带宽:LTE TDD 2载波,每个1*20MHz;LTE TDD 单载波20MHz;,3、MIMO:下行2x2,上行1x2;,4、LTE TDD 下行/上行比率为3
25、:2,面向数据业务优化;,5、当小区半径增大时,由于下行/上行DTX的原因,TD-LTE性能下降快于LTE FDD。,LTE TDD*(2x2/1x2MIMO),LTE FDD(2x2/1x2MIMO),LTE TDD*LTE(2x2/1x2MIMO),LTE FDD(2x2/1x2MIMO),LTE TDD*(2x2/1x2MIMO),LTE FDDLTE FDD(2x2/1x2MIMO),Customer confidential,23 Nokia Siemens Networks,LTE FDD和TDD的性能比较,LTE FDDDL:22 MIMOUL:12 SIMO16QAM,LTE
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