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文档简介

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 MobilityManagementEntity PacketDataNetwork 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 PolicyandChargingControlFunction HomeSubscriberServer 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 100MHz带宽下 下行1Gbps 上行500Mbps下行4X4天线 上行2X4天线配置更有实际意义的指标 小区平均频谱效率和小区边缘频谱效率 LTE 要求小区平均频谱效率比LTE高50 小区边缘频谱效率比LTE高25 LTE 技术和网络演进趋势 多频段协同与频谱整合中继 Relay 技术家庭基站带来的挑战物理层传输技术自组织网络频谱灵活使用与频谱共享 LTE 技术和网络演进趋势 多频段协同与频谱整合 LTE 可能是一个多频段层叠的无线接入系统 基于高频段优化的系统用于小范围热点 室内和家庭基站等场景 基于LTE局部优化的低频段系统为高频段系统提供 底衬 填补高频段系统的覆盖空洞和高速移动用户 与WiFi类似 但提供大大优于WiFi的性能 频谱整合 频谱聚合 将相邻的数个较小频带整合为一个较大的频带 挑战 射频层面需要一个很大的滤波器同时接收多个离散频带 如果间隔很大 相隔数百兆Hz 滤波器很难实现 LTE 技术和网络演进趋势 多频段协同与频谱整合 1

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