各种新技术的组网的培训4g新技术的培训

4G新技术介绍,珠海分公司网络操作维护中心2015年4月,导 言,2,学习此课程，您将会了解： 4G移动网FDD、TDD相关概念，4G 核心网EPC和接入层IPRAN的组网方式、以及电信4G终端模式（SVLTE、SRLTE）与电信3G CDMA网络的互操作,3,目 录,第一单元 4G基本概念一、LTE 概述二、FDD介绍三、TDD介绍四、FDD与TDD的性能特点比较第二单元 4G 核心网EPC和接入层IPRAN的组网一、 核心网EPC介绍二、 接入层IPRAN介绍三、 TDD和FDD融合组网第三单元 电信4G终端模式与网络的互操作一、SVLTE模式介绍二、SRLTE 模式介绍三、3G与4G网络的互操作,LTE：Long Term EvolutionLTE是由3GPP标准化组织制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）无线接入网技术标准的长期演进计划，UMTS演进到R8时的无线接入网协议称为LTE，也把R8协议下的网络称为LTE网络；与LTE同期，3GPP还开展了一项平行研究：即系统架构演进（SAE System Architecture Evolution），来展示核心网络的演进要点。 LTE的核心网又称为EPC（Evolved Packet Core）；20Mhz带宽下，LTE网络有能力提供100Mb/s的下载速率和50 Mb/s的上传速率与当前CDMA 2G/3G网络区别,一、LTE 概述,4,第一单元 4G基本概念,CDMA2000： 是3GPP2标准化组织向ITU（国际电信联盟）提出的无线3G标准，相对于IS95，它是一种宽带CDMA技术；现网使用的无线3G标准是CDMA2000 1x-EVDO，可实现3.1Mbps的最大下行速率.,5,LTE主要特点,以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上是基于分组交换的扁平化架构低时延：控制面( IDLE -ACTIVE) 100ms，用户面传输 10ms高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps高频谱效率：频谱效率是3G的12倍高移动性：支持350 km/h（在某些频段甚至支持500km/h）,LTE 概述,6,LTE 双工技术,TDD方式上下行频率相同可用于任何频段适合于上下行非对称及对称业务FDD方式上下行频率配对需要成对频段适合于上下行对称业务； LTE包括TDD-LTE 和 FDD-LTE,7,FDD：频分双工,FDD模式采用两个对称的频率信道来分别发射和接收信号，发射和接收信道之间存在着一定的频段保护间隔。特点是在分离（上下行频率间隔190MHz）的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换工作时，频谱利用率则大大降低（由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%），在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。,FDD介绍,8,TDD：时分双工,TDD(Time Division Duplexing)时分双工技术，在移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD相对应。在TDD模式的移动通信系统中，接收和传送在同一频率信道(即载波)的不同时隙，用保证时间来分离接收和传送信道。该模式在不对称业务中有着不可比拟的灵活性，TD-SCDMA只需一个不对称频段的频率分配，其每载波为1.6MHz。由于每RC内时域上下行切换的切换点可灵活变动，所以对于对称业务(语音和多媒体等)和不对称业务(包交换和因特网等)，可充分利用无线频谱。TDD系统有如下特点：1不需要成对的频率，能使用各种频率资源，适用于不对称的上下行数据传输速率，特别适用于IP型的数据业务；2上下行工作于同一频率，电波传播的对称特性使之便于使3用智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的；,TDD介绍,9,TDD和FDD的主要技术异同：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。TDD用时间来分离接收和发送信道。技术相同点：相同的核心网络，信道带宽都分为6种，帧长都是10ms，信道编码、调制方式、功率控制一样，都支持MIMO技术。技术不同点：双工方式不一样，物理层尤其是帧结构不一样，重传机制HARQ设计不同。适用范围:在移动通信网络中，它们各自有着不同的适用范围：采用FDD模式工作的系统是连续控制的系统，适应于大区制的国家和国际间覆盖漫游，适合于对称业务如话音、交互式适时数据等。采用TDD模式工作的系统是时间分隔控制的系统，适应于城市及近郊等高密度地区的局部覆盖和对称及不对称数据业务。,FDD与TDD的比较,10,TDD的优势:1使用TDD技术时，只要基站和移动台之间的上下行时间间隔不大，小于信道相干时间，就可以比较简单的根据对方的信号估计信道特征。而对于一般的 FDD技术，一般的上下行频率间隔远远大于信道相干带宽，几乎无法利用上行信号估计下行，也无法用下行信号估计上行；这一特点使得TDD方式的移动通信体制在功率控制以及智能天线技术的使用方面有明显的优势。2TDD技术可以灵活的设置上行和下行转换时刻，用于实现不对称的上行和下行业务带宽，有利于实现明显上下行不对称的互联网业务。但是，这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。3与FDD相比，TDD可以使用零碎的频段，因为上下行由时间区别，不必要求带宽对称的频段。4TDD技术不需要收发隔离器，只需要一个开关即可。,FDD与TDD的比较,11,TDD的劣势:1移动台移动速度受限制。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深，因此必须要求移动速度不能太高。TDD的最大移动速度可达250km/h，与FDD系统相比，还有一定差距,根据ITU的要求，采用FDD模式的系统的最高移动速度可达500千米/小时,一般TDD移动台的移动速度只能达到FDD移动台的一半甚至更低。2覆盖半径小。也是由于上下行时间间隔的缘故，基站覆盖半径明显小于FDD基站。否则，小区边缘的用户信号到达基站时会不能同步。3发射功率受限。如果TDD要发送和FDD同样多的数据，但是发射时间只有FDD的大约一半，这要求TDD的发送功率要大。4同步要求高由于基站不能同时接收和发送，移动终端的传送必须在基站停止发送时开始，这意味着同一小区内的不同用户之间，用户与基站之间需严格同步，后一同步破坏会发生通信阻塞，前一同步破坏将导致严重干扰，这是FDD的CDMA移动通信系统所没有的问题。,FDD与TDD的比较,12,第二单元 4G 核心网EPC和IPRAN的组网,13,第二单元 4G 核心网EPC和IPRAN的组网,14,一、核心网EPC介绍,15,EPS (Evolved Packet System) 系统主要分为以下三个部分：UE（User Equipment）：UE是移动用户设备，可以通过空中接口发起、接收呼叫。LTE（Long Term Evolution）：无线接入网部分，又称为E-UTRAN，处理所有与无线接入有关的功能。EPC（System Architecture Evolution）：核心网部分，主要包括MME、S-GW、P-GW、HSS等网元，连接Internet等外部PDN（Packet Data Network）。EPC也被称为EPC (Evolved Packet Core)。MME：负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识等。S-GW：是3GPP内不同接入网络间的用户面锚点，屏蔽3GPP内部不同接入网络的接口。S-GW承担EPC的网关功能，终结E-UTRAN方向的接口。P-GW：是3GPP接入网络和非3GPP接入网络之间的用户面锚点，与外部PDN连接的网元，P-GW承担EPC的网关功能，终结与PDN相连的SGi接口。HSS：（Home Subscriber Server）是归属用户服务器，存储了EPS网络中用户所有与业务相关的数据，提供用户签约信息管理和用户位置管理。PCRF: （policy control and charging rule function）主要用作策略和计费控制的规则制定。PCRF终结Rx接口和Gx接口。PCEF：执行PCRF下发的策略，根据策略要求，进行业务控制和计费。3GPP AAA:对eHRPD用户进行鉴权，授权，获取和请求移动性参数的存储更新HSS中P-GW的地址.,核心网EPC,16,EPC的构架更符合新一代移动通信网络的发展需要，能够充分考虑移动数据业务激增的需求，为运营商的业务开展提供有力支撑。与传统的核心网构架相比，EPC具有三大明显特征：首先，EPC实现了控制面与用户面完全分离，并且用户面更加扁平。伴随着单用户数据流量和高速接入用户数的双边增长，用户面的吞吐能力逐渐成为核心网发展的“瓶颈”，为了打破这一瓶颈，EPC对分组核心网的控制面和用户面进行了分离，从而使得分组核心网只需要对网络节点提供用户面处理，不仅优化了用户面的性能，同时还节约了网络节点和承载网的投资其次，EPC实现了核心网的融合，支持3GPP与非3GPP（如Wi-Fi、WiMAX等）的多种接入方式，是支持异构网络的融合架构。这无疑将为运营商的全业务开展提供有力支撑，简化网络结构，降低网络运营成本。同时，多种接入方式之间的无缝移动性，还能够在LTE部署初期给用户带来更好的使用体验。最后，EPC消除了电路域，这意味着EPC成为移动通信业务的基本承载网络。在此架构下，短信、语音等传统的电路域业务将借助VoLTE模式承载，也可以采用CSFB等方案依旧使用电路域来承载。目前，LTE时代的语音承载方案正在成为运营商关注和探索的重要课题,EPC网络架构特点,17,EPS网络的相关用户标识,EPC相关概念,18,业务标识：APNAPN (Access Point Name)APN = APN-NI + APN-OIAPN-NI: 由运营商定义APN-OI:mnc.mcc.gprs一个APN 的实例:ctnet.mnc011.mcc460.gprsMME构造的全域名为如果用户漫游需要回归属地，签约了APN-OI replacement: gd.mnc011.mcc460.gprsMME构造全域名为,EPC相关概念,19,网络接入控制功能数据路由和转发功能移动性管理功能安全功能无线资源管理功能网络管理功能,EPC核心网络功能,20,二、接入层IPRAN介绍,21,接入层IPRAN介绍,22,IPRAN基本架构,23,电信IPRAN的基本架构,ER：核心路由器B2：核心汇聚路由器B：汇聚路由器A：基站接入设备,24,IPRAN承载网组网拓扑,25,IPRAN核心汇聚层,核心汇聚设备,26,IPRAN接入层,接入设备成环建设,27,IPRAN业务承载需求,多业务承载的必然选择,28,IPRAN业务承载需求,CDMA网络IP化承载需求,29,IPRAN业务承载需求,LTE承载需求,30,三、 TDD和FDD融合组网,随着全球范围内越来越多的LTE网络逐渐步入商用，哪些频段将成为运营商向LTE演进时主流的选择？在LTE TDD/FDD走向融合的大趋势下，运营商又该如何因地制宜地选择建网策略？这些都是运营商在迈向LTE时代必须要考虑的关键问题。 频谱资源是移动通信发展的核心资源。 1800MHz和2600MHz已经成为全球LTE主流频段。其中，在全球199张LTE FDD商用网络中，在1800MHz频段部署的有91张，在2600MHz频段部署的有64张；在全球21张TD-LTE商用网络中，在2600MHz频段部署的有11张，在2300MHz频段部署的有9张，在3500MHz频段部署的有1张。全球40%的LTE商用网络都采用1800MHz频段开展部署，1800MHz已成为实现全球LTE漫游的黄金频谱。而1800MHz这个频段也比较特殊，可被GSM和LTE共享，以及发展很多创新的技术，包括如何提高GSM频谱利用效率用于LTE。 随着TDD和FDD融合能力的进一步增强，LTE TDD/FDD也将彻底走向融合。由于优质频谱资源的日益稀缺，TD-LTE支持上下行带宽非对称配置、频谱相对集中、带宽更大等优势日益凸显。许多运营商渐渐认识到了TDD技术和TDD频谱的价值，于是打造LTE TDD/FDD融合的网络正在成为越来越多的LTE运营商的选择。,31,TDD和FDD融合组网,随着LTE FDD/TDD制式融合组网成为全球运营商移动宽带的重要演进方向，近年来全球已实现了多张融合网络的商用。 在网络设计层面，除了基于网络负荷动态调整GUL的接入外，STC对于LTE FDD/TDD在网络规划和设计的原则如下:FDD实现广覆盖，TDD作为热点区域覆盖，并作为容量层;TDD/FDD同作为覆盖和容量层时，iPhone、iPad使用1.8G LTE网络;其他智能手机和数据卡、CPE、无线路由器等终端使用LTE TDD 2.3G网络;FDD作为覆盖层，提供基本覆盖，TDD通过异频组网，实现深度覆盖，满足室内覆盖对容量的需求，减少网络部署干扰;FDD作为覆盖层和容量层，实现基本业务，TDD作为行业客户和特定应用层，提供M2M、视频和eMBMS业务，满足行业客户需求。于TDD和FDD标准同源等先天优势，融合网络的基本性能是可以得到保证的。某些厂家设备对于TDD和FDD网络不仅是标准通用，在设计上也是同源的，基带、射频、传输、运维等都是可以共享的，可以极大地降低运营商的投资成本。对于TDD和FDD的建网策略，全世界不同运营商的策略选择也有所不同，有的以TDD为主，有的则以FDD为主。从投资角度而言，运营商根据自己的特点制定自己的投资计划。频谱是很宝贵的，从投资策略上来看，哪个制式的网络占多少比例，运营商是有一定机动性的。”,4G终端按照收发方式进行分类：CSFB（电路域回落）终端是单收单发的LTE和CS域的多模终端 LTE和CS域只有 套收发信机 终 CSFB（电路域回落）：终端是单收单发的LTE和CS域的多模终端，LTE和CS域只有一套收发信机，终端只能在一个网络待机，只和LTE网络或CS域网络进行通信。优势：硬器件少可以减少终端成本 减少干扰 减小终端体积和重量 单网待机减少终端功耗等 优势：硬器件少可以减少终端成本、减少干扰、减小终端体积和重量，单网待机减少终端功耗等。Iphone6联通版采用该方案。SRLTE：终端上只有一套收发信机，可以同时接收LTE网络和CS域网络的信息，在两个网络待机，实现双待，但是只能和LTE网络或CS域网络进行通信。终端在离开LTE回落到CS域进行语音业务时，需要通知LTE网络。优势：硬器件少可以减少终端成本等。Iphone6电信版采用该方案。SVLTE：终端是双收双发的LTE和CS域的多模终端，LTE和CS域各有一套收发信机，终端能同时在两个网络待机，实现双待，也可以同时和LTE网络、CS域网络进行通信。优势：实现语音和数据业务并发。Nt 4等目前主流机型均采用该方案 Note4等目前主流机型均采用该方案。VoLTE:VoiceoverLTE,它是一种IP数据传输技术，网络像承载其它数据媒体一样承载语音媒体，实现数据与语音业务在同一网络下的统一优势：接通等待时间更短 以及更高质量 更自然的音视频通 数据与语音业务在同 网络下的统。优势：接通等待时间更短，以及更高质量、更自然的音视频通话效果。,4G终端语音方案分类,32,第三单元 电信4G终端模式与网络的互操作,4G终端国际漫游支持频段分析,33,第三单元 电信4G终端模式,电信4G终端的基本形态,34,第三单元 电信4G终端模式,4G终端芯片厂商,35,第三单元 电信4G终端模式,CDMA运营商4G终端语音方案语音方案,36,第三单元 电信4G终端模式,主流机型基带芯片使用情况,37,第三单元 电信4G终端模式,LTE终端语音承载方案,38,第三单元 电信4G终端模式,39,一、SVLTE模式介绍,SVLTE终端架构,SRLTE终端：LTE与CDMA分别有独立的Rx&Tx,以华为、酷派、三星、LG等双卡双待手机为代表使用的模式,40,SVLTE模式介绍,SV-LTE网络架构及软硬件改造说明,SV-LTE: 硬件：无改造要求 软件：无改造要求,41,二、SRLTE模式介绍,SRLTE终端架构,SRLTE终端：LTE与CDMA共用Tx或者共用Rx&Tx；该架构下，LTE与CDMA可以同时待机，但不提供业务并发，苹果iPhone手机为代表使用的模式。,42,SRLTE模式介绍,SRLTE网络架构及软硬件改造说明,SRLTE： 硬件：无改造要求 软件：要求LTE/EPC网络支持ESR、承载挂起/恢复功能,43,三、电信3G与4G网络的互操作,在