LTE 网络架构及UE行为ppt课件.ppt

LTE网络架构及UE行为 1 目录 2 LTE概述 背景介绍 LTE LongTermEvolution 长期演进 项目是3G的演进 LTE并非人们普遍误解的4G技术 而是3G与4G技术之间的一个过渡 是3 9G的全球标准 在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit s与上行50Mbit s的峰值速率 无线通讯从2G 3G到3 9G发展过程 是从移动的语音业务到高速业务发展的过程 目前可提供应用的是3 5G 以WCDMA系统来说 可以提供R9商用版本和R10试验系统 LTE概述 3 LTE概述 FDDTDD介绍 频分双工 FDD 和时分双工 TDD 是两种不同的双工方式 如图1所示 FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送 用保护频段来分离接收和发送信道 FDD必须采用成对的频率 依靠频率来区分上下行链路 其单方向的资源在时间上是连续的 FDD在支持对称业务时 能充分利用上下行的频谱 但在支持非对称业务时 频谱利用率将大大降低 TDD用时间来分离接收和发送信道 在TDD方式的移动通信系统中 接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载 其单方向的资源在时间上是不连续的 时间资源在两个方向上进行了分配 某个时间段由基站发送信号给移动台 另外的时间由移动台发送信号给基站 基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作 4 LTE概述 FDDTDD优缺点 TDD双工方式的工作特点使TDD具有如下优势 1 能够灵活配置频率 使用FDD系统不易使用的零散频段 2 可以通过调整上下行时隙转换点 提高下行时隙比例 能够很好的支持非对称业务 3 具有上下行信道一致性 基站的接收和发送可以共用部分射频单元 降低了设备成本 4 接收上下行数据时 不需要收发隔离器 只需要一个开关即可 降低了设备的复杂度 5 具有上下行信道互惠性 能够更好的采用传输预处理技术 如预RAKE技术 联合传输 JT 技术 智能天线技术等 能有效地降低移动终端的处理复杂性 TDD双工方式相较于FDD 也存在明显的不足 1 由于TDD方式的时间资源分别分给了上行和下行 因此TDD方式的发射时间大约只有FDD的一半 如果TDD要发送和FDD同样多的数据 就要增大TDD的发送功率 2 TDD系统上行受限 因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站 3 TDD系统收发信道同频 无法进行干扰隔离 系统内和系统间存在干扰 4 为了避免与其他无线系统之间的干扰 TDD需要预留较大的保护带 影响了整体频谱利用效率 5 LTE系统架构 WCDMA TD体系结构 6 LTE系统架构 WCDMA TD网络架构 7 LTE系统架构 8 LTE系统架构 MME MobilityManagementEntity 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 ServingGW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在新的LTE框架中 原先的Iu 将被新的接口S1替换 Iub和Iur将被X2替换 9 LTE系统架构 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 ServingGW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在新的LTE框架中 原先的Iu 将被新的接口S1替换 Iub和Iur将被X2替换 10 LTE系统架构 在LTE系统架构中 RAN将演进成E UTRAN 且只有一个结点 eNodeB LTE系统 11 LTE系统架构 eNodeB功能eNodeB具有现有3GPPR5 R6 R7的NodeB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 NodeB eNodeB LTE系统 12 LTE协议结构 控制面协议结构 RRC完成广播 寻呼 RRC连接管理 RB控制 移动性功能和UE的测量报告和控制功能 RLC和MAC子层在用户面和控制面执行功能没有区别 13 LTE协议结构 用户面协议结构 用户面各协议体主要完成信头压缩 加密 调度 ARQ和HARQ等功能 14 LTE协议结构 S1接口 S1接口定义为E UTRAN和EPC之间的接口 S1接口包括两部分 控制面的S1 C接口 用户面的S1 U接口 S1 C接口定义为eNB和MME功能之间的接口 S1 U定义为eNB和SAE网关之间的接口 EPC和eNBs之间的关系是多到多 即S1接口实现多个EPC网元和多个eNB网元之间接口功能 15 LTE协议结构 TEXT TEXT TEXT TEXT X2接口 X2接口定义为各个eNB之间的接口 X2接口包含X2 C和X2 U两部分 X2 C是各个eNB之间控制面间接口 X2 U是各个eNB之间用户面之间的接口 S1接口和X2接口类似的地方是 S1 U和X2 U使用同样的用户面协议 以便于eNB在数据前向时 减少协议处理 16 UE UserEquipment 行为 1 移动用户的ISDN码 MSISDN 此号码是指主叫呼叫数字移动网的用户所需要拨的号码MSISDN CC NDC SN CC 国家码 中国为86 NDC 国内目的地码 139 130 数字蜂窝移动业务接入号SN H1 H2 H3 用户号码 H1 H2 H3为识别码 表示用户归属的HLR NDC SN 在国内使用 CC DNC SN 在国际上使用2 国际移动用户识别码 IMSI 手机SIM卡的号码 SIM卡丢失要更换IMSI号码IMSI MCC 460 MNC 00 MSIN H1H2H3 MCC 国家移动代码MNC 移动网号 联通为01 MSIN 移动台标识码 这里的H1H2H3和SN的H1H2H3不同 术语 17 UE行为 术语 3 临时移动用户识别码 TMSI 为了对IMSI保密 VLR可给来访用户分配一个唯一的TMSI号码 它只在本地使用 它为一4字节的BCD编码 由MSC自行分配 TMSI TAC FAC SNR SP TAC 型号批准码 由欧洲型号中心分配 FAC 工厂分配码 工厂编号 SNR 厂家指定给某台手机的序列号SP 备用4 国际一个台识别码 IMEI 用于唯一识别一个移动台的设备标记号码 即手机的设备号5 位置区识别 LAI LAI MCC 460 MNC 00 LAC X1X2X3X4 LAC 地区编码6 全球小区识别 GCI GCI LAI CI MCC MNC LAC CI 7 基站识别码 BSIC 用于相邻国家的相邻基站 为6比特编码 BSIC NCC 网络色码 BCC 基站色码 18 UE行为 网络启动流程 3 BCCH SystemInformation 1 SystemInformationUpdateRequest UE NodeB RNC CN NBAP NBAP RRC RRC 4 BCCH SystemInformation RRC RRC 5 BCCH SystemInformation RRC RRC 2 SystemInformationUpdateResponse NBAP NBAP 19 UE行为 UE开机流程 20 UE行为 主叫流程 1 21 UE行为 主叫流程 2 22 UE行为 被叫流程 23 UE行为 主叫短信流程 24 UE行为 被叫短信流程 25 UE行为 位置更新流程 26 UE行为 软切换 软切换前 软切换后 无线链路同时增加与删除 27 UE行为 软切换流程 28 UE行为 硬切换 硬切换前 硬切换后 无线链路不能够同时保存 29 UE行为 硬切换流程 30 专业术语 GSM 是GlobalSystemforMobileCommunications的缩写 意为全球移动通信系统 是世界上主要的蜂窝系统之一 GPRS 通用分组无线服务技术 GeneralPacketRadioService 的简称 它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务 EDGE 是英文EnhancedDataRateforGSMEvolution的缩写 即增强型数据速率GSM演进技术 WCDMA 是英文WidebandCodeDivisionMultipleAccess 宽带码分多址 的英文简称 是一种第三代无线通讯技术 HSDPA HighSpeedDownlinkPacketAccess 高速下行分组接入 是一种移动通信协议 亦称为3 5G 3 G HSUPA highspeeduplinkpacketaccess 高速上行链路分组接入 HSUPA通过采用多码传输 HARQ 基于NodeB的快速调度等关键技术 使得单小区最大上行数据吞吐率达到5 76Mbit s 大大增强了WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率 HSPA 的英文全称为High SpeedPacketAccess 增强型高速分组接入技术 是HSPA的强化版本 最高的下行21Mbps 大部分HSPA 手机基本都是支持5 76Mbps的最高上行速度和21Mbps或者28Mbps的最高下行速度 相比较HSPA的速度更快 IS 95 是由高通公司发起的第一个基于CDMA数字蜂窝标准 基于IS 95的第一个品牌是cdmaOne IS 95也叫TIA EIA 95 它是一个使用CDMA的2G移动通信标准 CDMA2000 CodeDivisionMultipleAccess2000 是一个3G移动通讯标准 国际电信联盟ITU的IMT 2000标准认可的无线电接口 也是2GcdmaOne标准的延伸 根本的信令标准是IS 2000 CDMA2000与另一个3G标准WCDMA不兼容 CDMA20001 EV 是一种3G移动通信标准 分两个阶段 CDMA20001 EV DO DataOnly 采用话音分离的信道传输数据 和CDMA20001 EV DV DateandVoice 即数据信道于话音信道合一 EV DORevA 中不仅前向链路峰值速率从2 4Mbps提升到3 1Mbps的新高度 更重要的是反向链路得到了质的提升 随着应用增量传送及灵活的分组长度的结合 以及HybridARQ和更高阶调制等技术在反向链路的引入 DORevA实现了反向链路峰值速率从DORev0的153 6Kbps到1 8Mbps的飞