LTE网络基础知识简介

1、LTELTE网络基础知识简介网络基础知识简介目录目录2LTE网络概述网络概述Question & AnswerLTE网络网络业务流程业务流程LTE网络基本架构网络基本架构LTE网络网络参数介绍参数介绍LTE网络概述网络概述移动通信系统发展移动通信系统发展3LTE3G2G1G使用蜂窝组网，采用模拟技术和频分多址（FDMA）等技术采用OFDM及MIMO技术，在20MHz的系统带宽下，下行峰值速率100Mbps，上行50Mbps(现有UE能力支持)，提供VoIP及IMS等高速数据传输服务。目前使用最为广泛的通信系统，主要使用技术是时分多址(TDMA)技术，如GSM网络国际标准有WCDMA、C

2、DMA2000、TD-SCDMA。技术指标：室内速率2Mbps，室外384kbps，行车速率144kbps。能够实现语音业务、高速传输及无线接入Internet等服务。LTE网络概述网络概述网络特征网络特征4降低传输时延用户面时延小于5ms控制面时延小于100ms1.4MHz20MHz可变带宽对015km/h的低速环境优化对15120km/h保持高性能对120350甚至500km/h保持连接上行峰值速率50Mbps下行峰值速率100Mbps提高小区边缘用户的数据传输速率传输时延传输时延建网成本建网成本带宽需求带宽需求移动性支持移动性支持数据速率数据速率LTE网络概述网络概述关键技术关键技术5多

3、载波技术 下行：OFDMA(正交频分多址接入) 上行：SC-FDMA(单载波频分多址接入)多天线技术 分集增益 阵列增益 空间复用增益新的扁平网络架构 接入网仅由eNode B构成LTE网络概述网络概述TDD与与FDD差异性差异性 LTE系统同时定义了频分双工(FDD) 和时分双工(TDD) 两种方式，二者工作原理如下所示： 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； TDD用时间来分离接收和发送信道。6LTE网络概述网络概述TDD的优势与劣势的优势与劣势7 频谱配置，由于LTE TDD系统无需成对的频率，具有一定的频谱灵活性，能有效的提高频谱利用率；

4、支持非对称业务(通过上下行帧配置实现)； 智能天线的使用； 与TD-SCDMA的共存。TDD优势：优势：由于保护间隔的使用降低了频谱利用率，特别是提供广覆盖的时候，使用长CP(循环前缀)，对频谱资源造成了浪费；由于上下行信道占用同一频段的不同时隙，为了保证上下行帧的准确接收，系统对终端和基站的同步要求很高。TDD劣势：劣势：目录目录8LTE网络概述网络概述Question & AnswerLTE网络网络业务流程业务流程LTE网络基本架构网络基本架构LTE网络网络参数介绍参数介绍LTE网络基本架构网络基本架构与3G网络相比，LTE的网络结构更为简化，其主要特点为：业务平面与控制平面完全分

5、离化核心网趋同化,交换功能路由化网络扁平化,全IP化不在需要RNC,大部分功能转移到基站实现以数据业务为主9LTE网络基本架构网络基本架构EPS网元及功能网元及功能10LTE网络基本架构网络基本架构协议架构协议架构 接口协议主要分三层两面，三层主要包括了物理层、数据链路层和网络层，两面是指控制平面和用户平面。11数据链路层同数据链路层同时时位于控制平面和用户平面：在控制平面负位于控制平面和用户平面：在控制平面负责无线承载信令的传输、加密和完整性保护；在用户平面责无线承载信令的传输、加密和完整性保护；在用户平面主要负责用户业务数据的传输和加密。主要负责用户业务数据的传输和加密。网络层是指无线资源

6、控制（网络层是指无线资源控制（RRC）层，位于接入网的控制）层，位于接入网的控制平面，负责完成接入网和终端之间交互的所有信令处理平面，负责完成接入网和终端之间交互的所有信令处理。数数据据链链路路层层网网络络层层LTE网络基本架构网络基本架构协议架构协议架构LTE总体的协议结构总体的协议结构12LTE网络基本架构网络基本架构信道类型信道类型信令流、数据流在各层之间传送，要通过不同的信道来承载，各逻辑信道、物理信道对应关系如下所示：13LTE网络基本架构网络基本架构信道类型信道类型14LTE网络基本架构网络基本架构帧结构帧结构LTE网络中信息的传输是以帧帧来传送的，对于TDD和FDD来说，帧的结构

7、是不同的。对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。上下行传输在频域上进行分开，如下图所示：15LTE网络基本架构网络基本架构帧结构帧结构对于TDD，一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成，总长度为1ms。16目录目录17LTE网络概述网络概述Question & AnswerLTE网络网络业务流程业务流程LTE网络基本架构网络基本架构LTE网络参数介绍网络参数介绍LTE网络参数介绍网络参数介绍 同其它网络制式一样，除用户感知外，参数

8、、指标也是反映网络好坏的重要因素。 由于参数较多，这里只简单介绍LTE网络的一些重点参数：18标识类参数帧及物理资源基本参数天线类参数小区选择/重选类参数切换类参数其它参数LTE网络标识类参数网络标识类参数 标识是网络中识别用户、 小区等的参数，主要有：IMSI：国际移动用户识别码TAI：全球唯一跟踪区标识ECGI：E-UTRAN全球小区识别码GUTI：全球唯一临时标识，在网络中唯一标识UE，可以减少IMSI，IMEI等用户私有参数暴露在网络传输中19LTE网络标识类参数网络标识类参数 EARFCN：频点号 PCI：物理小区标识20参数解释取值范围EARFCNTD-LTE的频点号，FDD的EA

9、RFCN从035999，TDD的EARFCN从3600065531。目前国内使用的38频段，EARFCN的起始值为37750，频率的起始值为2.57GHz，每100kHz对应一个频点号。比如2.6GHz，对应的EARFCN就是37750+300=38050。37750+（使用频率-257O)/0.1频率单位MHzPCIPhysical Cell ID，同一区域内小区不能定义相同的值0503LTE网络帧及物理资源基本参数网络帧及物理资源基本参数 对于TDD而言，涉及到的参数主要有子帧配置类型、特殊子帧配置、帧号、子帧号等，如下表所示：21参数解释取值范围Special SubFrame Patt

10、erns特殊子帧类型(特殊子帧DwPTS,GP,UpPTS的配比方式)0-8SubFrame Assignment Type上、下行子帧配置06Frame NumberLTE中用10bit承载SFN(system frame number)数据，在MIB中承载，在PBCH中传输。SFN位长为10bit，也就是取值从0-1023循环。01023SubFrame Number1帧由10个子帧组成，取值0909LTE网络网络 参数：参数：RSRP/RSRQ/RSSI RSRP/RSRQ/RSSI是LTE中判定信号强度、信号质量的三个参数。22参数解释取值范围RSRP(dBm)Reference Si

11、gnal Receiving Power，是在某个Symbol内承载Reference Signal的所有RE上接收到的信号功率的平均值取值-141-40RSRQ(dB)Reference Signal Receiving Quality，是RSRP和RSSI的比值取值-40-6RSSI(dBm)Received Signal Strength Indicator，是在这个Symbol内接收到的所有信号（包括导频信号和数据信号，邻区干扰信号，噪音信号等）功率的平均值取值-1250LTE网络参数：网络参数：TM mode多天线技术是LTE的关键技术之一，因此天线类的参数也是我们要特别关注的，这里

12、我们只介绍一个最常用的参数TM mode。23TM modeTransmission scheme解释Release 8TM1SA Port 0 SISO/SIMO单收单发TM2Tx Div发射分集，两个天线所传的东西都是一样的，即一个codeword，保证传输质量TM3OL SU-MIMO开环单用户MIMOTM4CL SU-MIMO闭环单用户MIMOTM5CL MU-MIMO多用户MIMO，即用户空分利用MIMOTM6CL Rank=1 SM (BF)TM7Single Layer BF Port 5波束赋形Release 9TM8Single Layer BF Port 7 or 8/Du

13、al Layer BF Port 7 and 8天线阵列实现单层/双层的双流Release 10TM9CL SU-MIMO Ports 7-14(SU-MIMO or MU-MIMO)单用户达到8层，多用户到4层TM2模式下峰值速率可模式下峰值速率可达达41.4568Mbps，TM3模式则加倍，约为模式则加倍，约为82Mbps。LTE网络网络:小区选择小区选择/重选类参数重选类参数 LTE重选中，由于网络频段的不同，分为同频、异频切换，另外，不同的频段有不同的优化级，又分为不同优先级的切换。24参数解释Q-offset Cell目标小区的偏移值(基于小区的偏移量)Q-offset Freq基于

14、频率的偏移值(用于同等优先级的异频小区)IntraFreq Resection 是否允许同频小区重选Cell Reselection Priority服务频率在异频小区重选的优先级，在0到7之间取值，其中0代表优先级最低ThresholdX-high目标小区的优先级比当前服务小区的优先级高，目标小区的测量门限ThresholdX-lowUE重选优化维较低的小区时， 目标小区的测量门限Threshold Serving LowUE在重选优先级较低的小区时，服务小区的测量门限。如果目标小区的优先级比当前服务小区的低，那么只有服务小区的S值小于threshServingLow （在SIB3中定义），

15、并且目标小区的S值大于门限参数threshXLow，而且持续的时间超过Reselection Timer后， UE才会重选到目标小区LTE网络网络:切换类参数切换类参数25参数名称取值含义TYPEINTRA/INTER/INTER-RAT（WCDMA/TD-SCDMA/GSM）切换类型，分为同频切换(LTE同频点切换)、异频切换(LTE异频点切换)及多网络间切换(LTE与2/3G间的切换)MODENon-contention切换模式(指切换目标小区的随机接入方式)，目前仅可判断非竞争。Number Of RA-Preambles 064随机接入前导数目，各厂家配置不同，目前诺西设备64指切入到

16、竞争小区，40指切入到非竞争小区RA-Preamble Index064只有在切入到非竞争小区时，才有值，在 rach- configdedicated中(即非竞争小区配置专用rach)。Time To Trigger(ms)640切换触发时间，指目标小区在这一时间内持续优于服务小区才可进行切换，为了防止乒乓切换Eventa3切换事件，是通过UE的测量报告中上报的测量，通过meas id对应到RRC Connection Reconfiguration信令中下发LTE网络其它参数网络其它参数DCI：资源分配信息。HARQ信息、上行调度确认以及其他控制信息，根据承载信息的不同，可分为DCI Fo

17、rmat1/Format1A/Format2等。CQI：信道质量指示。分为周期性的和非周期性的上报两种，周期性的CQI上报通常是通过PUCCH来进行的，非周期的通过PUSCH来进行。调制信息：QPSK/16QAM/64QAM三种调试方式。HARQ：混合重传类参数，包括初传成功率、重传率等。26目录目录27LTE网络概述网络概述Question & AnswerLTE网络业务流程网络业务流程LTE网络基本架构网络基本架构LTE网络网络参数介绍参数介绍LTE网络主要业务流程网络主要业务流程系统广播消息系统广播消息系统信息广播的内容被划分为多个系统信息块(System Information

18、 Blocks, SIB)，系统广播信息就被划分为MIB(主信息块)+ several SIBs。28SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11MIBSIB1系统信息广播（System Information Broadcast）LTE网络主要业务流程网络主要业务流程系统广播消息系统广播消息MIB在BCH上发送， MIB上传输几个比较重要的系统信息参数:1、下行链路系统带宽；2、PHICH配置信息；3、系统帧号。SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上发送。其中SIB1上传输与评估一个UE是否被允许接入小区有关的信息以及其他系统信息的调度信息：1

19、、小区接入相关信息；2、小区选择信息；3、SIB调度信息；4、TDD参数配置等。29LTE网络主要业务流程网络主要业务流程系统广播消息系统广播消息30SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11小区无线配置，其小区无线配置，其它基本配置它基本配置小区重选信息，主小区重选信息，主要关于服务小区要关于服务小区频内邻区列表，白频内邻区列表，白/ /黑名单黑名单频间邻区列表频间邻区列表UTRANUTRAN邻区列表邻区列表(W+TD)(W+TD)GSMGSM邻区列表邻区列表CDMA2000CDMA2000邻区列表邻区列表Home eNB Home eNB IdentiferIdentiferETWSETWS通知通知ETWSETWS信息，语音图信息，语音图片片LTE网络主要业务流程网络主要业务流程UE附着过程附着过程 UE 发送附着消息给MME，进行网络注册，也就是网络附着（network attachment） 鉴权 MM