华为LTE培训——LTE综述PPT课件.ppt

LTE综述 前言 电信技术业务移动化 宽带化和IP化的趋势日益明显 移动通信技术处于网络技术演进的关键时期 也就在此时 LTE LongTermEvolution 长期演进 与大家见面了 LTE作为下一代移动通信的统一标准 具有高频谱效率 高峰值速率 高移动性和网络架构扁平化等多种优势 本课就LTE驱动力 产业链现状 部署策略和移动通信的未来等方面进行讨论 目录 LTE驱动力LTE技术亮点及优势LTE产业进展LTE部署策略移动通信网络演进趋势 LTE发展驱动 语音收入下降 增加收入 提升带宽 引入新业务 增加业务量 网络成本高 降低成本 降低数据业务每bit成本 增加收益 WiMAX LTE WiMAX的领先 应对竞争 应对WiMAX阵营的竞争 语音收入下降 全球用户增长趋势 语音和数据ARPU趋势 用户数仍有增长 但增长率下降 语音ARPU不断下降 数据ARPU逐年上升 移动通信不断提升带宽 移动用户享有固网用户同等的业务感受 LTE的新业务 LTE用户体验 忙别的事情或晚上进行 离开一会儿 先做一下其他事情 OK 等着 带宽提升后数据业务量快速上升 LTE部署后又将上升多少倍 终端直接刺激移动宽带发展 收益和业务量不匹配 语音业务主导 数据业务主导 业务量 收入 时间 收益并未随业务线性增长 网络成本 引入LTE 利润 只有降低每数据bit成本才能获取利润 网络成本 维持现有技术 WiMAX阵营领先带来竞争压力 WiMAX标准和产业比LTE有2年左右的领先 DL 75Mbps DL 100Mbps 无线技术向LTE演进 LTE主要设计目标 峰值速率 下行峰值100Mbps 上行峰值50Mbps时延 控制面IDLE ACTIVE 100ms用户面单向传输 5ms移动性 350km h 在某些频段甚至支持500km h 频谱灵活性 带宽从1 4MHz 20MHz 1 4 3 5 10 15 20 支持全球2G 3G主流频段 同时支持一些新增频段 LTEFDD TDD的比较 设计层面 LTEFDD TDD的比较 性能层面 仿真条件带宽 10MHzMIMO DL 2x2 UL1x2 终端速度 3km h 频谱效率 1 73 1 62 0 90 1 00 0 0 5 1 1 5 2 LTETDD LTEFDD VoIP容量 50 00 45 04 0 10 20 30 40 50 60 LTETDD LTEFDD DL bit Hz UL bit Hz VoIPUsers MHz 小区距离 500mTDD上下行比例 1 1VoIP速率 12 2kAMR 问题 LTE发展的驱动力有哪些 LTE为何是 长期 演进 哪些制式可以演进到LTE LTE的主要设计目标有哪些 目录 LTE驱动力LTE技术亮点及优势LTE产业进展LTE部署策略移动通信网络演进趋势 LTE SAE网络总体架构 网络架构更趋扁平化和简单化减少网络节点 降低系统复杂度以及传输和无线接入时延减小网络部署和维护成本 LTE SAE网络结构 SGSN GPRS UMTS E UTRAN cdma2000 MME HSS PCRF ServingGW PDNGW BTS BSC PCU NodeB RNC eNodeB S2a S1 U S6a Gx S5 8 Gb Iu S1 MME S12 S3 S4 S11 SGi S9 S10 BTS Internet CorporateInternet OperatorServiceNetwork EPS EvolvedPacketSystem S6d PDSN BSC SAE A10 A11 SAE基本网元概述 MME ServingGateway PDNGateway 移动性管理会话管理用户鉴权和密钥管理NAS层信令的加密和完整性保护TALIST管理P GW S GW选择 分组路由和转发功能IP头压缩IDLE态终结点 下行数据缓存E NodeB间切换的锚点基于用户和承载的计费路由优化和用户漫游时QoS和计费策略实现功能 分组路由和转发3GPP和非3GPP网络间的Anchor功能 HA功能 UEIP地址分配 接入外部PDN的网关功能计费和QoS策略执行功能基于业务的计费 SAE基本网元概述 HSS HSS HomeSubscriberServer 是归属用户服务器 存储了LTE SAE网络中用户所有与业务相关的数据 PCRF 在非漫游场景时 在HPLMN中只有一个PCRF跟UE的IP CAN会话相关 PCRF终结Rx接口和Gx接口 在漫游场景时 并且业务流是localbreakout时 有两个PCRF跟一个UE的IP CAN会话相关 OFDM技术 SingleCarrier OFDM OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交频分复用 frequency MIMO技术 MIMO Multipleinputandmultipleoutput SON 优势 实现快速组网缩短网络规划时间简化网络维护和调整 降低对维护人员技术要求主要功能自配置ANR 自动邻区规划 MRO 切换自优化 网络自配置 自配置功能可以大大减少网络部署的工作量 支持第三方配置工具 ANR 自动邻区优化 ANR 通过UE的测量报告自动的配置邻区 当网络拓扑发生变化时 邻区列表也会动态的调整 PCI PhysicalCellIDCGI CellGlobalID OSS MRO 切换优化 功能 通过不同切换情况的识别 并进行统计 根据异常切换统计结果对切换参数进行优化 改善网络性能常见的异常切换如下 乒乓切换切换过早切换过晚 LTE技术优势1 高速 高效 低时延 LTE技术优势2 简单 灵活和统一的网络 GGSN SGSN RNC NodeB NodeB 业务 信令 传统网络 SAE GW MME eNodeB eNodeB 业务 信令 扁平网络 VS 传统网络 业务 语音数据 全IP 承载全IP VS LTE技术优势3 更低成本 节省TCO GSMModule 20MHz LTEModule 20MHz CAPEX OPEX SON引入 问题 网络结构扁平化有何优点 SAE的主要网元有哪些 LTE的优势有那些 目录 LTE驱动力LTE技术亮点及优势LTE产业进展LTE部署策略移动通信网络演进趋势 目录 LTE产业进展3 1LTE产业链现状及未来3 2LTE在华为 3GPPR8LTE已完成 LTE FDD TDD LTE协议08年3月发布第一版 09年3月已发布商用版本协议 3GPPLTETDD和FDD标准制定进度一致 LTERel8标准已于2009年3月功能冻结 为产业链各环节厂商尽快推出LTE商用产品奠定基础 SAERel8 Approval 3GPP SAERel8 EnhancementandImprovement LTERel8 Approval 2008 2009 2010 SAERel8 FunctionallyFreezing LTERel8 FunctionallyFreezing LTEAdvancedRel9 LTERel8 EnhancementandImprovement 设备和芯片 2009年底至2010年商用 TD LTE预计2009年底至2010年中提供商用产品 与LTE FDD趋于同步LSTI LTE SAE试验联盟 中TD LTE虽起步较晚 但IODT IOT Trial和LTE FDD基本保持同步 关键里程点 M0 开始PoCM1 SISOL1 L2PoC完成M2 MIMOL1 L2PoC完成M3 RRMPoC完成M4 移动性PoC完成 M9 首次IOT就绪M10 试验局计划完成试验局开始M11 试验局搭建完成M12 网络测试验证 M5 开始IODT计划IODT开始M6 IODT计划完成M7 首次IODT就绪M8 IOT计划完成 2007 2008 2009 2010 M1SIMO验证 M2MIMO验证 M3RRM验证 M4移动性验证 M5启动 M6a需求定义完成 M6b3GPP版本认同 M7测试完成 结果报告 LaunchPR M1M2Webcast LTEBerlin M1PR LTEAsia MWC09 LTEUSA LTELondon LTEBerlin MWC10 NGMNConf Website M8测试计划及规范定义完成 M9测试完成 结果报告 IODTPR 概念验证 PoC 媒体宣传 PR 开发阶段互操作测试 IODT 互操作测试 IOT CTIA CTIA 外场测试 Trial M1 TDD M2 M3 M4 M10测试计划及规范定义完成 M11测试配置完成 M12a技术测试 M12b友好用户测试完成 LTE终端芯片共平台 LTEFDD TDD同一个平台完整的芯片解决方案 DBB RF ABB PMU在存储 运算速度 功耗等方面作了专门的优化 DBB DigitalBaseband ThesameHWarchitectureShare70 inSW protocolstack algorithm etc RFThesameHWarchitectureTDDhavespecificRxandTxchainsturningon offcontrolandpowercircuitcontrolrequirementABB AnalogBaseband ThesameforFDD TDDPM PowerManagement ThesameforFDD TDD LTEterminalchipset DBB RF ABB PM LTEterminalsolution CPE datacard handset LTE产品进展情况小结 2008 2009 2010 2011 标准 LTSI 终端芯片 设备 运营商 第一版发布 概念验证 PoC Trial 样片 商用 第一版本 第二版本 Trial 商用 运营商选择演进路线 LTE全球部署时间 日本 韩国2009 2010 北美2010 2011 东欧 2015 西欧2011 2012 中国2011 2012 非洲2018 亚洲发展中地区2015 南美 2016 ITU RIMT Advanced简介 IMT Advanced项目从2008年2月的ITU RWP5D第一次会议开始 计划2011年完成 当前已知的候选技术3GPPLTE AdvancedIEEE802 16m etc IMT Advanced要求的峰值速率1Gbps 静止和低速 100Mbps 高速 目录 LTE产业进展3 1LTE产业链现状及未来3 2LTE在华为 LTE SAE全球研发资源 LTE SAE研发团队 中国研发中心 超过2300员工 上海研究所 eNodeB SAE 芯片成都研究所 终端 中射频 北京研究所 终端芯片西安研究所 射频 ShanghaiBeijingChengdu Stockholm Bangalore Dallas Moscow SanDiego 海外研发中心 超过300名专家 瑞典研究所 LTE关键算法美国研究所 ASIC 算法俄罗斯研究所 射频技术印度研究所 软件 概念验证IODT IOT外场友好测试 与运营商的广泛合作与终端 芯片供应商的合作 性能评估需求定义 20 专利 专利应用1100 LTE提案1240 SAE提案 3GPP主要贡献者 LSTI董事会成员 LTE产业积极的推动者 NGMN发起人 多赢 华为LTE的技术投入 初期研发 OFDMA MIMO 全IP等等 2009 2008 2007 2004 2010 第一个原型机实验室测试 测试版本完整的外场测试 世界首个LTE商用合同华为发布商用版本 客户运营第一个商用网络 奥斯陆挪威 华为LTE的市场进展 HUAWEI自主研发LTE芯片 TD LTE LTE FDDDL50 UL25Mbps10MHz 5 20 2 3 2 6G1T2R SOCPlatform TD LTE LTE FDDDL100 UL50Mbps5 10 20MHz2 3 2 6G1T2R ASICPlatform TD LTE LTE FDDDL100 UL50Mbps1 4 3 5 10 15 20MHz主流TDD FDD频段1T2R基于V1的多模方案 V1 TD LTE LTE FDD 3G 2GDL100 UL50Mbps1 4 3 5 10 15 20MHz主流TDD FDD频段1T2R V2 FPGA basedIOT 测试 DSP FPGA ASIC BasedIOT 测试 LTEOnly商用版本 LTE多模商用版本 2009 2010 2011 2012 TDD FDD LTEOnly LTE 3G 2Gmultimode 自主研发TD LTE芯片率先应用世博会全球首发 全球领先的LTE实践 HuaweiLTE局点遍布全球 美国 LTE实验室 德国 T Mobile实验局VodD2800M比利时 比利时电信商用局英国 TelefornicaO2实验局奥地利 T Mobile实验局西班牙 LTE联合创新中心乌兹别克斯坦 MTS商用局 挪威 TeliaSonera商用局Telenor商用局瑞典 Net4Mobility商用局 日本 LTE实验室运营商外场测试 中国 全球首家LSTITD LTE成都外场友好用户测试2010上海世博会TD LTE预商用网络 LTE商用 预商用合同数全球第一 Source CurrentAnalysis Dec 2009 全球第一个LTE SAE商用网络 OSLONorway TeliaSonera的价值 全球第一个LTE SAE商用合同端到端的解决方案 包括LTE SAE OAM 覆盖整个Oslo全面服务包括网络设计 实现 系统继承和支持 华为领先的解决方案 向下一代网络演进迈出重要一步带给用户高速移动宽带业务体验 提升自身的竞争力 Oslo 2009年1月15日 TeliaSonera正式宣布与华为签署全球第一个LTE SAE商用合同 Huawei将在Oslo部署LTE SAE商用网络 成都外场LSTITD LTE初期测试 时间 2009年4月3日地点 华为成都研究所外场参与方 TMO FT SKT NTTDoCoMo 中国移动 研究院 浙江移动 上海移动 四川移动 等LSTI成员 演示背景 全面的功能 性能展示 单小区车载移动测试 MIMO模式根据信道环境自适应调整 SFBC MCW 车速 30km h基于X2口的同频和异频切换成功率98 切换期间无缝VOD和VOIP业务体验 连接状态下的切换 Cell2 eNB MIMO MCW MIMO SFBC Distance 2KM 测试结果令人振奋 静态下行峰值吞吐量 配置 2 3GHz 带宽 10M 4UEs下行峰值吞吐量 30 01Mbps as70Mbps 20M带宽 Chengdu China Cell2 eNB 端到端用户面时延 在不同的SNR环境下 平均时延10ms优于15ms的需求 全球首家进行LSTI友好用户阶段测试 时间 2009年12月中旬至2010年1月初地点 成都参与方 中国移动集团研究院网络规模 10个小区测试内容 吞吐量 时延 移动性 覆盖 多用户调度 用户体验等测试结果优异 通过率达到100 期间演示了静态峰值速率 实现全球TD LTE最高峰值速率131 612M 中国移动研究院TD SCDMA TD LTE共模测试 测试时间 2009年4月28 29日测试单位 中国移动研究院 华为测试内容 TD SCDMA TD LTE单模 共模工作以及TD SCDMA向TD LTE升级过程测试结果 测试用例100 通过RRU同时支持5MTD SCDMA与10MTD LTE 在业界率先完成TD设备平滑演进至TD LTE的验证共模运行时 单UETD LTE下载速率17Mbps TDHSDPA下载速率940Kbps 3 3时隙比 完成上海世博会E2E方案 视频监控 高速上网卡 VoD等业务演示 调度中心 2010年5月世博会提供TD LTE展示方案提供TD LTE商用设备 展示TD LTE上网卡 视频监控 视频点播和指挥调度等业务 EvolvedPacketCore SAE EvolvedRAN LTE 终端及应用 数据卡 CPE 监控 新闻发布 调度 SAE部分09Q2Ready 传输部分现阶段已Ready 无线覆盖基本完成 终端及业务应用可满足测试 传输 PTN 端到端的组网方案 科技耀世博 问题 第一个LTE标准的3GPP版本是什么 IMT Advanced要求的峰值速率是多大 华为TD SCDMA和TD LTE基站是否可以共模 目录 LTE驱动力LTE技术亮点及优势LTE产业进展LTE部署策略移动通信网络演进趋势 LTE频段全球应用分布 LTE频谱分析 TDD LTE频谱分析 FDD LTE部署概述 LTE终端 09年支持测试10 11年数据卡终端商用11 12年手持终端商用终端业务能力支持多模 多频段数据卡的业务特征和DSL趋同手持终端支持VoIP 测试阶段功能 性能 组网验证 业务测试初始部署数据卡为主 宽带业务预热语音 数据业务依赖现有2G 3G LTE业务分流作用有限中期规模部署LTE手持终端 逐步分流2G 3G业务 LTE覆盖部署策略 热区覆盖 城区连续覆盖 广覆盖 CN 组网场景热区热点覆盖不连续 局部连续组网小区半径小 大量使用PICO Micro基站业务提供解决热点高密度业务需求LTE业务非连续 依赖2G 3G补充 3G 2G 4G 组网场景类似3G初期部署思路城区连续覆盖城区和3G 4G重叠覆盖 共站址业务提供解决城区业务需求城区内LTE业务连续 组网场景类似2G初期部署思路全部地区连续覆盖和3G 4G重叠覆盖 共站址业务提供LTE业务体验全网一致 热区覆盖 3G运营商 背景良好的HSPA覆盖 计划升级到HSPA 数据业务开展较好 网络瓶颈不明显特点 3G网络完成宏覆盖 LTE实现热点地区覆盖 家庭 办公室 热点等 以PICO和Micro小区为主 频点优选2 6GHz 优点支持高密度分组业务充分利用现有网络资源减少初期投入 业务驱动下扩容挑战大量小基站出现 带来多方面的挑战 包括站址 传输 工程安装 运维等 LTERefarming 频点带宽选择2G 3G到LTE可实现平滑频谱过渡初期典型配置为1 4 3 5MHz带宽中期部署扩容为5 10MHz带宽热区覆盖初始配置为10 20MHz 满足高带宽业务需求 900MHz 2 6GHz 2G LTE 3MHz LTE 10MHz 20MHz 2G LTE 10MHz 20MHz LTE 5MHz 城区 广覆盖 2G 3G运营商 背景数据业务开展情况一般HSPA覆盖一般 无计划升级到HSPA 策略2010年 郊区部分900MHzRefarming为LTE城区LTE使用2 6GHz频段 优点全网同步实现LTE覆盖减少GSM UMTS LTE三网并存时间挑战全网部署LTE 初始投资较大GSMRefarming影响现网设备配置 无线接入网演进方案 分布式 PICO 室内宏 室外宏 软件 网络制式 GSM LTE UMTS CDMA TD SCDMA TD SCDMA WiMAX 所有制式融合 三种模块 实现所有基站形态 投资长期保护 演进平滑 备件最少 运输和维护成本更低 接入网的演进 部署场景 无缝的宽带覆盖 宏基站户外公共区域覆盖 分布式基站户外公共区域覆盖 宽带基站系列对应不同场景 模块化设计适用所有基站形态 传输网的演进 E2E特性要求 时钟同步 端到端传输安全 集成或独立安全网关 电信级的管理 混合业务传输QoS保证 IEEE802 1ag ITUY 1731 draft ietf bfd mpls 04 txt IEEE802 3ah 核心网的演进 面向移动宽带的核心网 宽带发展流量巨增 设备带宽压力显现管道式经营 运营商只能收取微薄的承载费 增量不增收多种无线接入技术2G 3G LTE WLAN并存 多个核心网建网和维护增加成本 宽带 高性能平台具备大容量 高吞吐能力 智能 提供灵活的业务控制和内容计费 网络资源向价值业务集中 融合 2G 3G LTE统一分组核心网 减少设备数量 简化网络 降低运营成本 解决之道 运营商挑战 问题 TD LTE的部署分为几个阶段 分别是什么 TD LTE的可用频段有哪些 TD LTE的部署策略有哪些 他们的优缺点分别是什么 目录 LTE驱动力LTE技术亮点及优势LTE产业进展LTE部署策略移动通信网络演进趋势 无线电技术发展趋势 融合 无线电新技术 新应用的快速涌现是本世纪的重要特征之一 移动 电视和互联网服务的融合步伐在加快 许多新型服务采用无线方式 无线电频率资源对无线电通信技术和电信运营的基础性影响正在增强 在电信领域甚至出现无线取代有线 FMS 的现象 异构 泛在 无线电通信网络的发展趋势 接入方式多样化 网络一体化 应用综合化 无线电技术是构建未来泛在和异构的不可替代的技术 频谱效率无线电技术 多天线 多载波 IP技术 电波传播研究 未来无线通信网络的构架 一个多种网络 多种技术共存的系统新旧技术不断竞争 互存 取代 以滚动的模式发展全IP化 LTE的进一步演进 LTE Advanced LTE Advanced LTE 名正言顺的4G08年3月通过LTE的SID StudyItemDescription 相当于立项申请 4月开始征求需求和技术观点5月开始研究工作7月开始TR 技术报告 的起草工作将于09年9月完成SI接着进行评估和一致性构建进入规范起草2011年初WI基本完成 LTE 需求发展趋势 平滑演进与强兼容针对室内和热点游牧场景进行优化有效支持新频段和大带宽应用峰值速率大幅提升和频谱效率有效改进 LTE 需求发展趋势 平滑演进与强兼容 支持LTE的全部功能与LTE前后向兼容 LTE与LTE 的终端在LTE和LTE 中都可以使用 LTE 需求发展趋势 针对室内和热点游牧场景进行优化 问题 宽带移动通信的主要应用场景到底是什么 用户的使用习惯似乎表明 对宽带多媒体业务的需求主要来自于室内 统计数据表明 未来80 90 的系统吞吐量将发生在室内和热点游牧场景 室内 低速 热点可能将成为移动因特网时代更重要的应用场景 传统蜂窝技术 重室外 轻室内 重蜂窝组网 轻孤立热点 重移动切换 轻固定游牧LTE 重点工作 对室内场景进行优化 工作基础 合理的室内仿真评估假设和信道模型 LTE 需求发展趋势 有效支持新频段和大带宽应用 LTE 分配的新频谱 450 470MHz 698 862MHz 790 862MHz 2 3 2 4GHz 3 4 4 2GHz 4 4 4 99GHz等 特点 除了2 3 2 4GHz 呈现高低分化趋势 潜在频段集中在3 4GHz以上高频段特点 覆盖范围小 穿透建筑物能力差 移动性差 适合提供不连续覆盖 支持低速移动 比较适合室内和热点区域部署 方案 构建多频带协作的层叠无线接入网 质差量足 的高频段用来专门覆盖室内和热点区域 质优量少 的低频段覆盖室外广域区域 多个频段紧密协作 优势互补以满足高容量广覆盖的要求 LTE 需求发展趋势 峰值速率大幅提升和频谱效率有效改进 峰值速率 100MH