教程案例lte1综述

1、，IPl通信技术处于网络技术演进的关键时期，也就在此时，LTE（Long Term Evolution，长期演进）与大家见面了。l 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。l 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1.2.LTELTE技术亮点及优势移动通信网络演进趋势3.LTE发展驱动语音收入下降增加收入：提升带宽，引入新业务，增加业务量现网成本网络成本高降低成本：降低数据业务每bit成本，增加LTE成本WiMAXWiMAX的领先应对竞争：应对WiMAX阵营的竞争LTE语音收入下降全球用户增长趋

2、势语音和数据ARPU趋势全球用户数增长趋势语音和数据ARPU趋势6,00025.0%255,0004,0003,00020.0%2015.0%1510.0%102,0001,00005.0%50.0%020062007200820092010201120122006200720082009201020112012语音ARPU数据ARPU用户数仍有增长，但增长率下降语音ARPU不断下降，数据ARPU逐年上升用户数（百万）增长率移动通信不断提升带宽PON110GbpsVDSL2200Mbps600msLTE 100Mbps 600ms100MbpsADSL2+24MbpsADSL212Mbps10

3、MbpsWR5 14.MbpsADSL1.2 MbpsADSL200ms1Mbps150ms256KbpsWR99 384Kbps100ms100msAnalogAnalog 28.8Kbps56Kbps55ms40ms50msGPRS 53.6Kbps15ms15ms100MbpsWiMAX标准和产业比LTE有2年左右的领先无线技术向LTE演进HSPA+DL40MBps;UL10MbpsHSDPA7.2MbpsHSUPALTE FDDDL:100Mbps UL:50MbpsWCDMA384KbpsHSDPA1.8/3.6Mbps1.45.8MbpsLTE+EDGE120KbpsGERAN24

4、0K-2Mbps1GbpsTD-HSPA+ DL:25.2Mbps UL:19.2MbpsLLTTEETDTDD1D DL:100Mbps LUTLE:5T0MDbDp2sTD-SCDMA384KbpsTD-HSDPA2.8MbpsTD-HSUPA2.2MbpsDo Rev B (Multi Carrier DO)DL：46.5Mbps UL: 27Mbpscdma2000 1x 153.6kbpsEV-DO Rel. 0 DL: 2.4Mbps UL:153.6kbpsD0 Rel. A DL: 3.1Mbps UL: 1.8Mbpsl 峰值速率：p 下行峰值100Mbps，上行峰值50Mb

5、psl 时延：p 控制面 IDLE ACTIVE: 100msp 用户面 单向传输: 5msl 移动性：350 km/h（在某些频段甚至支持500km/h）l 频谱灵活性：p 带宽从1.4MHz20MHz（1.4、3、5、10、15、20）p 支持全球2G/3G主流频段，同时支持一些新增频段FDD/TDD 相同的设计:信令相同，如NAS和RRC2层用户平面相同: 如MAC，RLC和PDCP物理层70%相同FDD/TDD的主要区别在于帧结构、时分设计、同步、多天线等eNodeBU-planeCPCCYC- planeNASPDRLMAPHRRCLTEFDD/TDD的比较性能层面频谱效率VoIP容

6、量2605040301.51201000.5LTE TDDUsers/MHzLTE FDDLTE FDDLTE TDDUL (bit/Hz)VoIPDL (bit/Hz)lp 小区距离：500mp TDDp 带宽：10MHzp MIMO: DL: 2x2, UL 1x2,11p 终端速度：3km/hp VoIP速率：12.2k AMR50.0045.041.731.621.000.90目录1.2.LTELTE技术亮点及优势移动通信网络演进趋势3.LTE/SAE网络总体架构l 网络架构更趋扁平化和简单化l 减少网络节点，降低系统复杂度以及传输和无线接入时延l 减小网络部署和维护成本UTRANLT

7、E/SAE网络结构SAESGSNEPS (Evolved Packet System) GbControl plane User planeGPRSIuBTSBSC/PCUS3S6dHSSPCRFS6aS10S9UMTSOperator Service NetworkMMES12NodeBRNCS4GxS11S1-MMES5/8S1-USGiE-UTRANInterneteNodeBServing GWPDN GWA10/A11Corporate InternetS2acdma2000BTSPDSNBSCSAE基本网元概述MMEServing GatewayPDN Gateway分组路由和转发

8、3GPP和非3GPP网络间的Anchor功能HA功能UE IP地址分配，接-入外部PDN的网关功能计费和QoS策略执行功能基于用户和承载的计费P-GW/S-GW选择路由优化和用户漫游时QoS和计费策略实现功能基于业务的计费 分组路由和转发功能 IP头压缩 IDLE态终结点，下行数据缓存 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 TA LIST管理SAE基本网元概述PCRFHSSHSS（Home Subscriber Server） 是归属用户服务器，了LTE/SAE网络中用户所有与业务相关的数据。个PCRF跟一个UE的IP-CAN会话相关 在非漫游场景时，在一P

9、CRF跟UE的IP-CAN会话相关。PCRF终 在漫游场景时，并且业务流是local breakout时，有两OFDM技术Multi-carrierSingle CarrierfrequencyfrequencyOFDMl OFDMOrthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用frequencyMIMO技术l MIMO： Multiple input and multiple outputSONl 优势：p 实现快速组网p 缩短网络规划时间p 简化网络维护和调整，降低对维护技术要求l 主要功能p 自配置p ANR（自动邻区规划）p MRO网络自

10、配置l 自配置功能可以大大减少网络部署的工作量，支持第配置工具ANR-自动邻区优化OSSPCI：Physical Cell ID CGI: Cell Global IDl 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MRO-切换优化l 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l 常见的异常切换如下：p 乒乓切换p 切换过早p 切换过晚LTE技术优势1：高速、高效、低时延平均频谱效率峰值速率bps/HzMbps10+2.54200180160140120100UplinkDownlink2Uplink

11、 Downlink1.518060402000.50HSPAHSPA+LTEHSPAHSPA+LTE更高的速率 DL: 90Mbps SISO; 172Mbps 2*2 MIMO;延迟nms670326Mbps 4*4 MIMO UL: 58Mbps 16QAM; 84Mbps 64QAM更高频谱效率 DL: 34 times HSDPA (2*2 MIMO)6050403020n100 UL: 23 times HSPA+ (1*2 MIMO)更低时延 信令时延100ms，业务环回延迟10msnHSPAHSPA+LTELTE技术优势2：简单、灵活和统一的网络传统网络扁平网络业务业务SAE-G

12、WGGSN信令信令MMESGSNVSRNCeNodeBeNodeBNodeBNodeB传统网络业务(语音数据)全IP，承载全IP语音CSTDM/ATM/IPVSATMIPPSeNodeBNodeBRNC语音数据PS数据LTE技术优势3：更低成本(节省TCO)CAPEXModule20MHzCost per Mbyte50%LTE Module20MHz70%OPEXSON引入3GHSPAHSPA+LTE目录1.2.LTELTE技术亮点及优势移动通信网络演进趋势3.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l新型服务

13、采用无线方式。无线电频率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，l网络，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、电波研究l未来无线通信网络的构架l 一个多种网络、多种技术共存的系统l 新旧技术不断竞争、互存、取代，以滚动的模式发展l 全IP化公共网家庭网络IPDMBRGWAPPANARARAPWLANAPAPAPWimaxAd-hoc2G. 3G.B3G蜂窝网异构无线 接入Linear-Cell Macro-CellPi

14、co-CellMicro-CellHomeMega-CellLTE的进一步演进-LTE-Advancedl LTE-Advanced（LTE+）：名正言顺的4Gl 08年3月通过LTE 的SID（Study Item Description)相当于立项申请。l 4月开始征求需求和技术观点l 5月开始研究工作l 7月开始TR（技术报告）的起草工作l 将于09年9月完成SIl 接着进行评估和一致性构建l 进入规范起草l 2011年初WI基本完成LTE+需求发展趋势l 平滑演进与强兼容l 针对室内和热点游牧场景进行优化l 有效支持新频段和大带宽应用l 峰值速率大幅提升和频谱效率有效改进LTE+需求发

15、展趋势-平滑演进与强兼容LTEll 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lp 用户的使用习惯似乎表明：对宽带多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更重要的应用场景。p 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p LTE+重点工作：对室内场景进行优化。p 工作基础：合理的室内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l LTE+分配的新频谱：450

16、-470MHz,698-862MHz,790-862MHz,2.3-2.4GHz,3.4-4.2GHz,4.4-4.99GHz等。2.3-2.4GHz，。3.4GHzp以上。p不连续覆盖、支持低速移动。pp 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“”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，1Gbps，100MHz500Mbpsll 下行4X4天线，上行2X4天线配置l 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

17、%LTE+技术和网络演进趋势l 多频段协同与频谱整合l 中继（Relay）技术ll 物理层传输技术l 自组织网络l 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一l LTE+化的系统用于小范围热点、室内和家庭等场景，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。l 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。：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1.2. LTE+支持非对称频谱LTE+技术和网络演进趋势-中继（Relay）技术将信号先给一个中继站，再由中继站转发给UE。ll 相当于小区，使得网络结构变得更加复杂。l 能够实现覆盖区域扩展或高数据速率扩展LTE+技术和网络演进趋势-家庭带来的ll 大量部署：对现有系统构架冲击较大p 密集部署、重复覆盖会造成很复杂的干扰结构p 家庭所变化，运营商丧失部分的网规网优的控制权，加剧可扰协调和干扰消除技术了干扰控制和接入管理的难度能技术：支持更大数量的小区ID和小区扰码、采用更先进的干LTE+技术和网络演进趋势-物理层传输技术OFDMAll MIMO技