中国电信LTE 网优交流材料.ppt

2020 2 13 电信LTE项目网优交流材料 目录 LTE基础 1 2 3 LTE功控原理 4 5 LTE网络与eHRPD网络互操作 LTE切换流程 LTE接入流程 3 LTE基础 LTE网络的优势 LTE LongTermEvolution 是指3GPP组织推行的蜂窝技术在无线接入方面的最新演进 对应核心网的演进是SAE SystemArchitectureEvolution 相较于3G网络LTE具有如下的优势 显著提高的峰值传输数据速率 显著提高的小区边缘比特速率 显著提高的频谱效率 显著降低的控制面时延 支持灵活的系统带宽配置 支持成对和非成对频谱 支持现有3G系统和非3G系统与LTE系统网络间的互连互通 更好的支持增强型MBMS 支持高速移动终端 LTE的接入网E UTRAN由eNodeB组成 提供用户面和控制面 LTE的核心网由MME S GW和P GW组成 eNodeB间通过X2接口相互连接 支持数据和信令的直接传输 S1接口连接eNodeB与核心网EPC S1 MME是eNodeB连接MME的控制面接口 S1 U是eNodeB连接S GW的用户面接口 4 LTE基础 扁平的网络架构 LTEFDD的帧结构如下图所示 帧长10ms 包括20个时隙 slot 和10个子帧 subframe 每个子帧包括2个时隙 LTE的TTI为1个子帧1ms 5 LTE基础 FDDLTE帧结构 子载波 LTE采用OFDM技术每个symbol都对应一个正交的子载波 通过载波间的正交性来对抗干扰 协议规定 通常情况下子载波间隔15khz NormalCP CyclicPrefix 情况下每个子载波一个slot有7个symbol ExtendCP情况下每个子载波一个slot有6个symbol 右图给出的是常规CP情况下的时频结构 从竖向的来看 每一个方格对应就是频率上一个子载波 6 LTE基础 LTE中RB RE 子载波概念 RB ResourceBlock 频率上连续12个子载波时域上一个slot称为1个RB 如右上图左侧橙色框内就是一个RB 根据一个子载波带宽是15k可以得出1个RB的带宽为180kHz RE ResourceElement 频率上一个子载波时域上一个symbol称为一个RE 如右上图右下角橙色小方框所示 物理信道 对应于一系列RE的集合 需要承载来自高层的信息称为物理信道 如PDCCH PDSCH等物理信号 对应于物理层使用的一系列RE 但这些RE不传递任何来自高层的信息 如参考信号 同步信号 7 LTE基础 FDDLTE物理信道 物理信号 下行物理信道 PDSCH PhysicalDownlinkSharedChannel 物理下行共享信道 主要用于传输业务数据 也可以传输信令 UE之间通过频分进行调度 PDCCH PhysicalDownlinkControlChannel 物理下行控制信道 承载导呼和用户数据的资源分配信息 以及与用户数据相关的HARQ信息 PBCH PhysicalBroadcastChannel 物理广播信道 承载小区ID等系统信息 用于小区搜索过程 PHICH PhysicalHybridARQIndicatorChannel 物理HARP指示信道 用于承载HARP的ACK NACK反馈 PCFICH PhysicalcontrolFormatIndicatorChannel 物理控制格式指示信道 用于承载控制信息所在的OFDM符号的位置信息 PMCH PhysicalMulticastchannel 物理多播信道 用于承载多播信息下行物理信号 RS ReferenceSignal 参考信号 通常也称为导频信号 SCH PSCH SSCH 同步信号 分为主同步信号和辅同步信号 8 LTE基础 FDDLTE物理信道 物理信号 上行物理信道 PRACH PhysicalRandomAccessChannel 物理随机接入信道 承载随机接入前导PUSCH PhysicalUplinkSharedChannel 物理上行共享信道 承载上行用户数据 PUCCH PhysicalUplinkControlChannel 物理上行共享信道 承载HARQ的ACK NACK 调度请求 信道质量指示等信息 上行物理信号 RS 参考信号 9 LTE基础 FDDLTE信道使用 LTE中最基本的几个测量 RSRP ReferenceSignalReceivedPower 主要用来衡量下行参考信号的功率 协议规定RSRP指的是每RE的能量 可以用来衡量下行的覆盖 RSRQ ReferenceSignalReceivedQuality 主要衡量下行特定小区参考信号的接收质量 RSSI ReceivedSignalStrengthIndicator 指的是手机接收到的总功率 包括有用信号 干扰和底噪 SINR Signal to InterferenceplusNoiseRatio 也就是信号干扰噪声比 顾名思义就是信号能量除以干扰加噪声的能量 10 LTE基础 LTE中覆盖与信号质量测量量 目录 LTE基础 1 2 3 LTE功控原理 4 5 LTE网络与eHRPD网络互操作 LTE切换流程 LTE接入流程 在LTE中 以下场景会触发随机接入 场景1 UE从空闲态转到连接态进行初始RRC建立时UE会发起随机接入 场景2 无线链接失败UE需要重新建立RRC连接时 UE会发起随机接入 场景3 当UE进行切换时 UE会在目标小区发起随机接入 场景4 当UE处于连接态 eNodeB有下行数据需要传输给UE 却发现UE上行失步状态 eNodeB侧维护一个上行定时器 如果上行定时器超时 eNodeB没有收到UE的sounding信号 则eNodeB认为UE上行失步 eNodeB将控制UE发起随机接入 场景5 当UE处于连接态 UE有上行数据需要传输给eNodeB 却发现自己处于上行失步状态 UE侧维护一个上行定时器 如果上行定时器超时 UE没有收到eNodeB调整TA的命令 则UE认为自己上行失步 UE将发起随机接入 随机接入是UE开始与网络通信之前的接入过程 由UE向系统请求接入 收到系统的响应并分配随机接入信道的过程 随机接入的目的是建立和网络上行同步关系以及请求网络分配给UE专用资源 进行正常的业务传输 12 LTE接入 接入场景 LTE的随机接入分为竞争的随机接入和非竞争的随机接入 基于竞争的随机接入 接入前导由UE产生 不同UE产生的前导可能冲突 eNodeB需要通过竞争解决不同UE的接入 适用于触发随机接入的所有五种场景情况 基于非竞争的随机接入接入前导由eNodeB分配给UE 这些接入前导属于专用前导 此时 UE不会发生前导冲突 但在eNodeB的专用前导用完时 非竞争的随机接入就变成基于竞争的随机接入 仅适用于触发随机接入的场景3 场景4两种情况 13 LTE接入 随机接入分类 随机接入的基本流程如下 1 UE将自身的随机接入次数置为1 2 UE获得小区的PRACH配置 基于竞争的随机接入 UE读取系统消息SIB2中的Prach ConfigurationIndex消息得到小区PRACH配置基于非竞争的随机接入 由eNodeB通过RRC信令告知UE小区的PRACH配置3 UE向eNodeB上报随机接入前导 4 eNodeB给UE发过随机接入响应 14 LTE接入 随机接入基本流程 随机接入的基本流程如下 在RRC连接建立时 RRCConnectionRequest消息中会携带具体建立原因 LTE中协议目前规定了下面5种原因 MO MobileOriginating signaling MO dataEmergency HighPriorityAccessMT MobileTerminating access 15 LTE接入 LTERRC连接建立原因 在LTE系统中 一个UE到一个P GW PDN Gateway 之间 具有相同QoS待遇的业务流称为一个EPS EvolvedPacketSystem 承载 如下图所示 16 LTE接入 LTE无线承载介绍 RB EPS承载中UE到eNodeB空口之间的一段称为无线承载 S1承载 eNodeB到S GW之间的一段称为S1承载 E RAB 无线承载与S1承载统称为E RAB EvolvedRadioAccessBearer 无线承载根据承载的内容不同分为 SRB SignalingRadioBearer DRB DataRadioBearer SRB承载控制面数据 根据承载的信令不同分为以下三类SRB SRB0 承载RRC连接建立之前的RRC信令 通过CCCH逻辑信道传输 在RLC层采用TM模式 SRB1 承载RRC信令 可能携带一些NAS信令 和SRB2建立之前的NAS信令 通过DCCH逻辑信道传输 在RLC层采用AM模式 SRB2 承载NAS信令 通过DCCH逻辑信道传输 在RLC层采用AM模式 SRB2优先级低于SRB1 在安全模式完成后才能建立SRB2 DRB承载用户面数据 根据QoS不同UE与eNodeB之间可同时最多建立8个DRB 17 LTE接入 LTE无线承载介绍 目录 LTE基础 1 2 3 LTE功控原理 4 5 LTE网络与eHRPD网络互操作 LTE切换流程 LTE接入流程 基于覆盖的切换 用来保证移动期间业务的连续性 这是切换的最基本作用 基于负载的切换 考虑到实际环境中由于用户及业务分布不均匀 有的小区负载很重 通过基于负载的切换可以把业务分担到周边负载较轻的小区 实现负荷的分担 在存在异频和异系统情况下 LTE也可以支持异频异系统的负荷分担功能 基于业务的切换 假设CDMA和LTE共存 为了保证LTE系统为高速率数据业务服务 可以采用基于业务切换的功能 把语音用户切换到CDMA网络 根据切换间小区频点不同与小区系统属性不同 可以分为 同频切换 异频切换 异系统切换 协议支持向UMTS GSM GPRS EDGE以及CDMA2000 EvDo的切换 根据切换触发的原因 LTE的切换可分为 基于覆盖的切换 基于负载的切换和基于业务的切换 19 LTE切换 切换种类 EventA1 表示服务小区信号质量高于一定门限 事件被上报时eNodeB停止异频 异系统测量 类似于UMTS里面的2F事件 EventA2 表示服务小区信号质量低于一定门限 事件被上报时eNodeB启动异频 异系统测量 类似于UMTS里面的2D事件 EventA3 表示同频邻区质量高于服务小区质量 事件被上报时源eNodeB启动同频切换请求 EventA4 表示异频邻区质量高于一定门限量 事件被上报时源eNodeB启动异频切换请求 EventA5 表示服务小区质量低于一定门限并且邻区质量高于一定门限 类似于UMTS里的2B事件 EventB1 表示异系统邻区质量高于一定门限 事件被上报时源eNodeB启动异系统切换请求 类似于UMTS里的3C事件 EventB2 表示服务小区质量低于一定门限并且异系统邻区质量高于一定门限 类似于UMTS里进行异系统切换的3A事件 LTE主要有下面几种类型测量报告 20 LTE切换 LTE测量报告类型 EventA1 表示服务小区信号质量高于一定门限 事件被上报时eNodeB停止异频 异系统测量 类似于UMTS里面的2F事件 EventA2 表示服务小区信号质量低于一定门限 事件被上报时eNodeB启动异频 异系统测量 类似于UMTS里面的2D事件 EventA3 表示同频邻区质量高于服务小区质量 事件被上报时源eNodeB启动同频切换请求 EventA4 表示异频邻区质量高于一定门限量 事件被上报时源eNodeB启动异频切换请求 EventA5 表示服务小区质量低于一定门限并且邻区质量高于一定门限 类似于UMTS里的2B事件 EventB1 表示异系统邻区质量高于一定门限 事件被上报时源eNodeB启动异系统切换请求 类似于UMTS里的3C事件 EventB2 表示服务小区质量低于一定门限并且异系统邻区质量高于一定门限 类似于UMTS里进行异系统切换的3A事件 LTE主要有下面几种类型测量报告 21 LTE切换 LTE测量报告类型 LTE同频切换通过A3事件进行触发 即邻区质量高于服务小区一定偏置 参照3GPP36 331规定的A3事件的判决公式为 触发条件 Mn Ofn Ocn Hys Ms Ofs Ocs Off 取消条件 Mn Ofn Ocn Hys Ms Ofs Ocs Off 触发A3事件的测量量可以是RSRP或RSRQ Mn是邻区测量结果 Ofn是邻区的特定频率偏置 Ocn是邻区的特定小区偏置 Ms是服务小区的测量结果 Ofs是服务小区的特定频率偏置 Ocs是服务小区的特定小区偏置 Hys是迟滞参数 Off是A3事件的偏置参数 右图给出了A3事件触发过程中的一个示意图 22 LTE切换 LTE同频切换判决 LTE同频切换可分为 eNodeB内切换 同MME内异eNodeB通过X2切换 同MME内异eNodeB通过S1口切换 跨MME异eNodeB通过X2口切换 跨MME异eNodeB通过S1口切换 右图给出了同MME内异eNodeB通过X2口切换的信令流程 23 LTE切换 LTE同频切换类型及信令流程 测量GAP就是让UE离开当前的频点到其它频点测量的时间段 主要用于异频异系统测量 UE通常都只有一个接收机同一时刻只能在一个频点上接收信号 在进行异频异系统切换之前 首先要进行异频异系统测量 即留出一段时间让UE去其它频点进行测量 在3G中这种情况称作起压模 原理是用扩频因子减半和高层调度的方式来避免对业务的影响 在LTE中这种情况称为测量GAP 是通过良好的调度设计来避免对业务的影响 24 LTE切换 LTE的测量GAP 目录 LTE基础 1 2 3 LTE功控原理 4 5 LTE网络与eHRPD网络互操作 LTE切换流程 LTE接入流程 简单来讲 功率控制就是在一定范围内 用无线方式来改变UE或者eNodeB的传输功率 用于补偿信道的路径损耗和阴影衰落 并抑制小区间干扰 其主要作用和目的如下所述 1 保证业务质量 功率控制通过调整发射功率 使业务质量刚好满足BLER BlockErrorRate 要求 避免功率浪费 2 降低干扰 LTE干扰主要来自邻区 功率控制可减小对邻区的干扰 3 降低能耗 上行功率控制减少UE电源消耗 下行功率控制减少eNodeB电源消耗 4 提升覆盖与容量 下行功率控制为不同UE分配不同功率来满足系统覆盖要求 扩展小区覆盖范围 通过最小化分配在每个UE上的发射功率使其刚好满足SINR SignaltoInterferenceplusNoiseRatio 要求 提高系统容量 由于对邻区的干扰主要来自边缘用户 上行功率控制采用部分路损补偿FPC FractionPowerCompensate 降低对邻区干扰 提升网络容量 26 LTE功控 LTE功控的作用与目的 从控制范围看 LTE的功控可以分为小区间功控和小区内功控 从控制方向看 LTE的功控可以分为上行功控和下行功控 其中上行功率控制用于上行物理信号和信道的功率 包括 1 Soundingreferencesignal2 PRACH PhysicalRandomAccessChannel 3 PUSCH PhysicalUplinkSharedChannel 4 PUCCH PhysicalUplinkControlChannel 而下行功率控制则用于下行物理信号和信道的功率 包括 1 Cell specificReferenceSignal2 SynchronizationSignal3 PBCH PhysicalBroadcastChannel 4 PCFICH PhysicalControlFormatIndicatorChannel 5 PDCCH PhysicalDownlinkControlChannel 6 PDSCH PhysicalDownlinkSharedChannel 7 PHICH PhysicalHARQIndicationChannel 27 LTE功控 LTE功控的分类 对于Cell specificReferenceSignal SynchronizationSignal PBCH PCFICH信道承载小区公共信息的PDCCH PDSCH信道其发射功率需保证小区的下行覆盖 采用固定功率设置 下行功率控制 对于PHICH以及承载UE专用信息的PDCCH PDSCH等信道其功率控制要在满足用户的QoS同时 降低干扰 增加小区容量和覆盖 采用动态功率控制 下行功率控制分为下行功率设置和下行功率控制 下行功率设置 28 LTE功控 下行物理信道的功控 PDCCH的发射功率由参考DCI格式的发射功率和传输格式的偏置值组成 对不同类型的PDCCH分别设置功率PDCCH分为三类 上行授权下行调度和TPC联合编码PDCCH PHICH的功控 开环功控 初始设置PD