《现代移动通信技术与系统（第3版）》课件 项目五 4G移动通信系统

移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信关键技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务5.1LTE系统概述任务5.2LTE系统结构任务5.3LTE关键技术任务5.4VoLTE技术项目五4G移动通信系统任务5.5NB-IOT系统任务5.1LTE概述【重点】LTE的发展驱动、LTE频段划分【难点】LTE主要指标及需求【目标】掌握LTE的发展驱动、领导组织、频段及设计目标等1.为什么要发展LTE?1.为什么要发展LTE?为什么要发展LTE?提问回答语音收入下降增加收入：提升带宽，引入新业务，增加业务量LTE成本现网成本网络成本高降低成本：降低数据业务每bit成本，增加收益WiMAX的领先应对竞争：应对WiMAX阵营的竞争WiMAXLTE1.为什么要发展LTE?3GPP、3GPP2、ITU、IEEE分别是什么组织？提问3GPP简介3GPP（3rdGenerationPartnershipProject）成立于1998年12月，是一个无线通信技术的标准组织，由一系列的标准联盟作为成员（OrganizationalPartners）。目前有ARIB（日本）,CCSA（中国）,ETSI（欧洲）,ATIS（美洲）,TTA（韩国）,andTTC（日本）等。3GPP分为标准工作组TSG和管理运维组两个部分。TSG主要负责各标准的制作修订工作，管理运维组主要负责整理市场需求，并对TSG和整个项目的运作提供支持。TSG（TechnicalSpecificationGroups）TSGGERAN:GERAN无线侧相关(2G)；TSGRAN:无线侧相关(3GandLTE)；TSGSA(ServiceandSystemAspects):负责整体的网络架构和业务能力；TSGCT(CoreNetworkandTerminals):负责定义终端接口以及整个网络的核心网相关部分。中国的4G牌照发放情况？提问4G牌照是无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的第4代移动通信技术（4G）业务经营许可权，由中华人民共和国工业和信息化部许可发放。2.中国的4G牌照发放2.中国的4G牌照发放2013年12月4日工信部正式向三大运营商发布4G牌照，中国移动、中国电信和中国联通均获得TD-LTE牌照第1次2015年2月27日，工业和信息化部向中国电信和中国联通发放“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（FDD-LTE）”经营许可第2次2018年4月3日，工业和信息化部正式向中国移动颁发了LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（LTEFDD）经营许可。第3次3.LTE系统的领导组织功能需求标准建立LTE/SAE实验局开通TSGRANTSGSATSGCTPCGTSGGERAN成员发起者3GPP，NGMN和LSTI的关系NGMN需求制定3GPP标准制定LSTI测试与试验需求标准需求汇报NGMN：由全球主要移动运营商发起的、旨在引导和推动无线网络演进与发展的组织3GPP：移动通信系统标准制定组织LSTI：设备制造商与运营商联合成立的测试组织，通过联合测试与试验推动LTE的产业化进程3.LTE系统的领导组织E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high11920MHz–1980MHz2110MHz–2170MHzFDD21850MHz–1910MHz1930MHz–1990MHzFDD31710MHz–1785MHz1805MHz–1880MHzFDD41710MHz–1755MHz2110MHz–2155MHzFDD5824MHz–849MHz869MHz–894MHzFDD6830MHz–840MHz875MHz–885MHzFDD72500MHz–2570MHz2620MHz–2690MHzFDD8880MHz–915MHz925MHz–960MHzFDD91749.9MHz–1784.9MHz1844.9MHz–1879.9MHzFDD101710MHz–1770MHz2110MHz–2170MHzFDD111427.9MHz–1452.9MHz1475.9MHz–1500.9MHzFDD12698MHz–716MHz728MHz–746MHzFDD13777MHz–787MHz746MHz–756MHzFDD14788MHz–798MHz758MHz–768MHzFDD……

…

…17704MHz–716MHz734MHz–746MHzFDD...…

…

…E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high331900MHz–1920MHz1900MHz–1920MHzTDD342010MHz–2025MHz2010MHz–2025MHzTDD351850MHz–1910MHz1850MHz–1910MHzTDD361930MHz–1990MHz1930MHz–1990MHzTDD371910MHz–1930MHz1910MHz–1930MHzTDD382570MHz–2620MHz2570MHz–2620MHzTDD391880MHz–1920MHz1880MHz–1920MHzTDD402300MHz–2400MHz2300MHz–2400MHzTDDTDD模式支持频段FDD模式支持频段根据2008年底冻结的LTER8协议：支持两种双工模式：FDD和TDD支持多种频段，从700MHz到2.6GHz支持多种带宽配置，协议规定以下带宽配置：1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz协议还在更新中，部分频段的支持情况可能会有所变动4.LTE频段划分4.LTE频段划分4.LTE频段划分4.LTE频段划分5.LTE主要指标及需求采用OFDM和MIMO技术,用户峰值速率：DL100Mbps，UL50Mbps扁平、全IP网络架构减少系统时延CP：驻留—激活小于100ms，休眠—激活小于50msUP：最小可达到5ms控制面处理能力：单小区5M带宽内不少于200用户频谱利用率：1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz频谱利用率相对于3G提高2-3倍LTE主要设计目标：三高、两低、一平？提问三高高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps高频谱效率：频谱效率是3G的3-5倍高移动性：支持350km/h（在某些频段甚至支持500km/h）两低低时延：控制面IDLE→ACTIVE:<100ms，用户面传输:<5ms(单向）

低成本：SON（自组织网络），支持多频段灵活配置一平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网络制式对比2001.要点一LTE的发展驱动、主要的三大领导组织。02.要点二中国LTE的发展，3次4G牌照的发放情况。03.要点三LTE频段划分，三大运营商的频率持有情况。04.要点四LTE主要指标及需求，主要设计目标：三高、两低、一平。5.1LTE系统概述——任务小结现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信关键技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务5.1LTE系统概述任务5.2LTE系统结构任务5.3LTE关键技术任务5.4VoLTE技术项目五4G移动通信系统任务5.5NB-IOT系统任务5.2LTE系统结构【重点】LTE无线协议结构、S1接口和X2接口【难点】LTE的系统架构及各网元的功能【目标】掌握LTE的系统架构、无线协议结构等1.LTE系统架构GSMMSBSSNSS移动台基站子系统网络子系统TE+SIMBTS+BSC3C3R：MSC、AUC、SC；HLR、VLR、EIR1.1GSM系统架构WCDMAUEUTRANCN用户设备UMTS陆地无线接入网核心网ME+USIMNodeB+RNCCS：MSC、VLR、GMSC；PS：SGSN、GGSN；共用：HLR1.LTE系统架构1.2WCDMA系统架构LTEUEE-UTRANEPC用户设备增强的UTRAN增强型分组核心网TE+SIMeNodeBMME、SGW、PGW、PCRF、HSS1.LTE系统架构1.3LTE系统架构1.LTE系统架构1.3LTE系统架构MME/S-GWMME/S-GWX2S1移动性管理服务网关S1：MME/SGW与eNodeB的接口EPC演进分组核心网E-UTRANX2：eNodeB间的接口NodeBRNC+=eNodeBEPS演进分组系统eNodeBX2X2eNodeBeNodeBUuE-UTRAN中只有一种网元——eNodeB网络结构扁平化，RNC+NodeB=eNodeB全IP网络结构，与传统网络互连互通网络扁平化减少系统延时，更好用户体验网元数目减少，网络部署简单，维护更加容易取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高网络稳定1.LTE系统架构1.4LTE系统架构的优点1.LTE系统架构1.5LTE系统架构的各网元功能MME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SGW分组路由和转发功能IP头压缩IDLE态终结点，下行数据缓存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PGW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1.LTE系统架构1.5LTE系统架构的各网元功能eNodeB无线资源管理功能用户数据流的IP报头压缩和加密UE附着状态时MME的选择实现SGW用户面数据的路由选择执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输完成有关移动性配置和调度的测量及测量报告HSS归属签约用户服务器用户识别、编号和地址信息；用户安全信息，即针对鉴权和授权的网络接入控制信息；用户定位信息，即HSS支持用户登记、存储位置信息；用户清单信息PCRF策略与计费规则功能单元：QoS策略的下发与控制；计费策略的下发与控制2.LTE无线协议结构2.1EPC与E-UTRAN功能划分2.LTE无线协议结构2.2LTE无线协议结构适用于E-UTRAN相关的所有接口，即S1和X2接口控制面和用户面相分离，无线网络层与传输网络层相分离无线网络层：实现E-UTRAN的通信功能传输网络层：采用IP传输技术对用户面和控制面数据进行传输信令流数据流E-NodeBPHYUEPHYMACRLCMACRLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPAPPUDPGTPUIPS1APSCTPSGWIPUDPGTPUIPSCTPS1APX2AP2.LTE无线协议结构2.2LTE无线协议结构2.3.S1接口和X2接口S1接口2.3.S1接口和X2接口S1接口与协议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S1-MME接口和用户面S1-U接口。S1-MME接口定义为eNB和MME之间的接口；S1-U定义为eNB和S-GW之间的接口。S1接口功能2.3.S1接口和X2接口S1接口与协议S1接口的协议结构2.3.S1接口和X2接口S1接口与协议S1-MMES1-U402.3.S1接口和X2接口X2接口X2接口的功能2.3.S1接口和X2接口X2接口X2接口的协议结构2.3.S1接口和X2接口X2接口4303.要点三LTE中S1接口、X2接口的功能和协议。02.要点二LTE的无线协议栈结构。5.2LTE系统结构——任务小结01.要点一LTE的系统架构，各网元功能。现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信关键技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务5.1LTE系统概述任务5.2LTE系统结构任务5.3LTE关键技术任务5.4VoLTE技术项目五4G移动通信系统任务5.5NB-IOT系统任务5.3LTE关键技术【重点】双工方式、自适应技术、ARQ和HARQ【难点】多址技术、多天线技术【目标】掌握LTE的关键技术发端收端信道发端收端信道收端发端发端收端信道收端发端信道1.双工技术1.1类型单工方式半双工方式全双工方式上行上行上行上行上行上行时分双工（TimeDivisionDuplex）

手机与基站间的上行、下行信号在同一频段上不同时隙传输。1.双工方式1.2TDD与FDD的区别频分双工（FrequencyDivisionDuplex）

手机与基站间的上行、下行信号在不同频段上同时传输。上行下行时间频率时间频率FDDTDD2.多址技术2.1OFDM与FDM的对比物理层多址接入

下行基于OFDMA技术(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。上行基于SC-FDMA技术(SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccessing)。OFDMModulation

OFDM：对于UE,OFDM用来做数据调制方案以克服多径效应，获取频率分集增益。

OFDMA：对于一个eNodeB，OFDMA用来作为一种多址方式以获取多用户分集增益。2.多址技术2.2FDMA与OFDMA的区别OFDM是调制技术；OFDMA是多址接入策略；OFDMA强调的是在OFDM这种调制方式下的多址。OFDMA系统中的多址方式可以是FDMA,TDMA甚至CDMA等多种方式的结合。LTE采用OFDMA（正交频分多址：OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）作为下行多址方式。2.多址技术2.3OFDMALTE采用DFT-S-OFDM（离散傅立叶变换扩展OFDM：DiscreteFourierTransformSpreadOFDM）、或者称为SC-FDMA（单载波FDMA：SingleCarrierFDMA）作为上行多址方式。2.多址技术2.3OFDMA与SC-FDMAMIMO(MultipleInputMultipleoutput：多输入多输出)系统，其基本思想是在收发两端采用多根天线，分别同时发射与接收无线信号。3.多天线技术（MIMO）3.1概念多天线技术（MIMO）支持2根、4根等天线传输信号。包括空分复用（SDM：Spatialdivisionmultiplexing）、发射分集（Transmitdiversity）等技术。3.多天线技术（MIMO）3.2MIMO原理图MIMO系统可根据不同的系统条件、变化的无线环境采用不同的工作模式，协议中定义了以下七种MIMO的工作模式：3.多天线技术（MIMO）3.3MIMO的工作模式①单天线工作模式②开环发射分集③开环空间复用④闭环空间复用⑤MU-MIMO⑥Rank=1的闭环发射分集⑦波束赋型链路自适应技术可以通过两种方法实现：功率控制和速率控制。一般意义上的链路自适应都指速率控制，LTE中即为自适应编码调制技术AMC（AdaptiveModulationandCoding）。应用AMC技术可以使得eNodeB能够根据UE反馈的信道状况及时地调整不同的调制方式（QPSK、16QAM、64QAM）和编码速率。从而使得数据传输能及时地跟上信道的变化状况。这是一种较好的链路自适应技术。4.链路自适应技术4.1概念通过动态调整发射功率，维持接收端一定的信噪比，从而保证链路的传输质量。当信道条件较差时，需要增加发射功率；当信道条件较好时，需要降低发射功率，从而保证了恒定的传输速率。功率控制可以很好的避免小区内用户间的干扰

4.链路自适应技术4.2功率控制调制方式自适应编码效率自适应充分利用信道条件有效发送用户数据信道条件好：高速率传送用户数据信道条件坏：低速率传送用户数据调制方式、编码方式等各项参数组合，使得AMC技术更加高效、灵活4.链路自适应技术4.3速率控制（AMC）保证发射功率恒定的情况下，通过调整无线链路传输的调制方式与编码速率，确保链路的传输质量。当信道条件较差时选择较小的调制方式与编码速率，当信道条件较好是选择较大的调制方式，从而最大化了传输速率.

速率控制可以充分利用所有的功率4.链路自适应技术4.3速率控制（AMC）CQI序号编码方式编码速率x1024效率0范围之外1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.32231264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547LTE上行方向的链路自适应技术基于基站测量的上行信道质量，直接确定具体的调制与编码方式.LTE下行方向的链路自适应技术基于UE反馈的CQI，从预定义的CQI表格中具体的调制与编码方式（如右图）.4.链路自适应技术4.4LTE上下行方向链路自适应FEC：前向纠错编码(ForwardErrorCorrection)ARQ：自动重传请求(AutomaticRepeatreQuest)HARQ=FEC+ARQ5.ARQ与HARQ5.1概念劣势:

可靠性较低;

对信道的自适应能力较低为保证更高的可靠性需要较长的码，因此编码效率较低，复杂度和成本较高优势:

更高的系统传输效率;

自动错误纠正，无需反馈及重传;

低时延.5.ARQ与HARQ5.2FEC通信系统数据传送FEC编码FEC解码信道数据接收劣势:

连续性和实时性较低;

传输效率较低;优势:

复杂性较低

可靠性较高

适应性较高5.ARQ与HARQ5.3ARQ通信系统数据传送信道数据接收ACK/NACK

HARQ实际上整合了ARQ的高可靠性和FEC的高效率。LTE中存在两种级别的重传机制：MAC层的HARQ，以及RLC层的ARQ（AM模式）。起主要作用的是MAC层的HARQ，而RLC的ARQ是作为一种补充手段而存在的。5.ARQ与HARQ5.4HARQ机制收到ACK后，传送到下一码组；若收到NACK，则重传原码组。FEC编码收到正确的码组，则发送ACK；收到错误码组，则发送NACK。FEC错误校验及检测前向信道反馈控制器5.ARQ与HARQ5.5HARQ系统的三种协议ARQ停等式工作示意图5.ARQ与HARQ5.5HARQ系统的三种协议后退N步式5.ARQ与HARQ5.5HARQ系统的三种协议选择重传式705.3LTE关键技术——任务小结01.要点一LTE分为TD-LTE和FDDLTE。02.要点二LTE下行多址方式OFDMA，上行多址方式SC-FDMA。03.要点三LTE使用多天线技术（MIMO）有空间分集、空间复用、波束赋形。04.要点四LTE通过AMC技术进行速率控制。LTEMAC层使用HARQ，RLC层AM模式下使用ARQ。现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信关键技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务5.1LTE系统概述任务5.2LTE系统结构任务5.3LTE关键技术任务5.4VoLTE技术项目五4G移动通信系统任务5.5NB-IOT系统任务5.4VoLTE技术【重点】基本概念、LTE语音解决方案【难点】VoLTE协议栈、VoLTE关键技术【目标】掌握VoLTE技术SvLTE（SimultaneousVoiceandLTE）双模手机方式。手机同时工作在LTE和CS方式，前者提供数据业务，后者提供语音业务部署特点优点：对网络无特别要求，无需改动网络缺点：手机成本高、耗电高LTE2G/3GCSEPCMSCMME双待手机SGs语音业务数据业务1.VoLTE基本概念1.1SvLTECSFB（CircuitSwitchedFallback）LTE只提供数据业务，当发起或者接受语音呼叫时，回落到CS域进行处理。运营商无需部署IMS，只需要升级MSC就可以支持。部署特点优点：快速提供业务的方案，网络变动小。缺点：呼叫接续速度慢。当用户需要语音业务时，用户在LTE网络下的业务都需要中断、切换或挂起，从而影响用户的体验。应用场景CSFB适合作为IMS部署之前的过渡方案。在拜访地网络没有部署IMS情况下，CSFB可以为漫游的LTE用户提供语音业务。1.VoLTE基本概念1.2CSFBVoLTE(VoiceoverLongTermEvolution)，是指基于IMS网络的LTE语音解决方案。它是架构在LTE网络上、全IP条件下、基于IMSServer的端到端语音方案，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。语音会话由IMS网元进行控制。在LTE侧，语音以IP包的形式进行传输；VoLTE可由运营商进行掌控，即语音业务的识别、呼叫建立、计费均在运营商控制之下，脱离了沦为管道的窘境；VoLTE针对语音可提供更好的QoS保障，用户感知更好。相应的，各网元均有对应的QoS保障要求及技术。1.VoLTE基本概念1.3VoLTES/P-GWSBC/P-CSCFLTE无线接入网(eNodeB)UEIMS网络EPC网络SBC/P-CSCF无线侧接入侧网络侧无线侧针对语音和视频数据包特点优化和增强接入侧通过PCC保证QoS网络侧采用IP专网承载保证QoSPCRF1.VoLTE基本概念1.3VoLTE2G/TDIMS网络LTELTE多模终端InternetCS网络EPC网络LTE多模终端语音及多媒体业务数据业务EPC实现移动性管理和接入鉴权为通信和数据业务建立承载通道IMS提供通信业务控制能力LTE无CS域，语音和数据均走PS域VoLTE是通过LTE网络作为业务接入、IMS网络实现业务控制的语音解决方案业务接入：LTE网络是全IP网络，没有CS域，数据业务和语音多媒体业务都承载在LTE上业务控制：EPC网络不具备语音和多媒体业务的呼叫控制功能，需要通过IMS网络提供业务控制功能业务切换：在LTE全覆盖之前，需要通过SRVCC技术实现LTE与CS之间的语音业务连续性2.VoLTE语音方案2.1VoLTE语音解决方案SvLTE特点：终端双待，语音业务由传统2G/3G网络提供优势：对网络改动小，用户体验不变，语音和数据可以并发，无需切换劣势：终端要支持双待，对手机芯片、电池续航力都有较高要求EPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETeNodeBMSCSMGWVoiceflowDateflowEPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETSGseNodeBMSCSMGWSGsCSFBVoiceflowDateflow特点：终端单待，当有语音业务需求时，需要回落到传统2G/3G网络提供优势：对终端要求较低，重用传统2G/3G网络劣势：对传统2G/3G网络有改造要求，时延较长，语音和数据业务不可并发DateflowMGCF/MGWSCCASIMSCSCFEPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSSveNodeBhandoverMGWMSCSVoLTE/SRVCCVoiceflow特点：语音业务基于IMS提供，并支持从LTE切换到2G/3G网络的语音连续性优势：基于LTE的语音，音质好，频谱利用率高，语音和数据业务可以并发劣势：需要部署IMS，终端支持SRVCC的终端较少INTRENETVoiceflow2.VoLTE语音方案2.2三种LTE语音解决方案对比2.VoLTE语音方案VoLTECSFB呼叫时延3s5-8s语音质量频率：50-7000Hz频率：300-3400Hz编解码：AMR-WB23.85Kbps编解码：AMR-NB12.2Kbps视频质量典型分辨率：480*640典型分辨率：176*144720P/1080Ppossible频谱效率仿真测试结果显示：同样承载AMR，LTE的频谱效率可达到R993倍以上2.3CSFB与VoLTE的技术参数比较3.VOLTE协议栈会话初始协议SIP（SessionInitiationProtocol）：是一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改、和终结一个或多个参加者参加的会话进程，与SDP、RTP/RTCP、DNS等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商。会话描述协议SDP（SessionDescriptionProtocol）协议为应用层的控制协议,由于会话建立过程中的媒体协商。RTP/RTCP：都为应用层的承载面协议，会话建立后，RTP协议保证媒体流的实时传输。RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控。

SIP信令状态码分为六类：1XX：临时响应。表明请求已收到，接受方正在继续处理该请求。2XX：成功响应。请求已经成功收到、理解并被接受。3XX：重定向响应。请求方需要采取进一步动作以完成请求。4XX：客户端响应错误。5XX：服务器响应错误。6XX：全局失败响应。请求不能在任何一个服务器上得到满足，产生该响应

的服务器需要知道有关用户的确切信息。3.VOLTE协议栈——SIP相关协议QCI等级资源类型优先级数据包时延预算数据包丢失率典型业务1GBR2100

ms10-2会话语音24150

ms10-3会话视频（直播流媒体）3350

ms10-3实时游戏45300

ms10-6非会话视频（缓冲流媒体）5Non-GBR1100

ms10-6IMS信令66300

ms10-6视频（缓冲流媒体）

基于TCP的业务(如www\e-mail\chat\ftp\p2p文件共享\逐行扫描视频）77100

ms10-3语音

视频（直播流媒体）互动游戏88300

ms10-6视频（缓冲流媒体）

基于TCP的业务(如www\e-mail\chat\ftp\p2p文件共享\逐行扫描视频）993.VOLTE协议栈——VoLTE

QoS要求

从无线角度来看：VoLTE需要建立的承载QoS承载：QCI=1：语音承载；QCI=2：视频承载；QCI=5：SIP/SDP传输IMS信令承载；QCI=8/9：一般上网业务承载视频业务承载组合：SRB1+SRB2+2xAMDRB+2xUMDRB，其中，2个UMDRB的QCI=1和QCI=2，2个AMDRB的QCI分别为QCI=5和QCI=8/9语音业务载组合：SRB1+SRB2+2xAMDRB+1xUMDRB，其中，UMDRB的QCI=1，2个AMDRB的QCI分别为QCI=5和QCI=8/9按照协议，对于语音业务需要建立QCI=1承载，视频业务需要建立QCI=1和QCI=2的传输承载。根据延迟要求，无线侧用户面RLC选用UM模式传输，保证其实时性要求。走SIP信令流的QCI=5承载，无线侧控制面RLC采用AM模式，保障其准确性3.VOLTE协议栈——VoLTE业务承载问题4G无线网改造方案eNodeB支持eSRVCC测量及切换流程无线关键技术提高系统性能和QoSeNodeB是否需要配置GSM邻区支持头压缩、半静态调度SPS等无线增强功能LTE覆盖边缘eNodeB需正确配置GSM邻区及eSRVCC测量控制相关参数LTE覆盖不完善需要支持eSRVCCTTIBundling（TTI绑定）：通过连续使用4个上行子帧传输同一传输块来提高小区边缘UE上行增益（仿真提高4db），它是提高用户在小区边缘覆盖的有效方法。小区边缘QoS保障

ROHC主要功能是将核心网和UE之间的数据报文的报文头，如IP头、UDP头、RTP头进行压缩后，再进行传输，达到节省空口带宽资源的作用。头压缩在LTE系统中，对于小数据量的VoIP应用，制约系统容量的因素不是系统带宽，而是控制信道的容量，SPS（Semi-PersistentScheduling）将资源周期性（20ms）分配给特定UE，具有“一次分配，多次使用”的特点，以降低对应控制信道（PDCCH）的开销。半静态调度4.VOLTE关键技术对于VoIP类型的业务，其数据包大小比较固定，到达时间间隔满足一定规律的实时性业务(典型的话音业务周期一般是20ms)，针对这种特性，LTE系统引入了半静态调度技术(Semi-PersistentScheduling)。SPS是在指定子帧上按照预先分配的资源进行新传，但重传时为了降低时延，仍然采用动态调度的方式。系统资源（包括上行和下行）是通过PDCCH分配的，UE通过保存相应的资源分配，而后就可以周期性重复使用相同的时频资源。不需要在每个TTI都为UE下发DCI（包括上行或下行的），从而降低了对应的PDCCHCCE资源开销，有效提升了系统效率及容量。4.VoLTE关键技术4.1SPS(SemiPersistentSchedule，半静态调度)ROHC主要功能是将核心网和UE之间的数据报文的报文头，如IP头、UDP头、RTP头进行压缩后，再进行传输，达到节省空口带宽资源的作用。

对于VoLTE来说，一般语音数据的平均长度只有十几个字节，但是报文头RTP/UDP/IP头会占到40字节，在IPv6中达到60字节。空口带宽利用率非常低(20%左右)。ROHC提供的头压缩算法能够在极差的信道条件下将RTP/UDP/IP头压缩到最小的1个字节，带宽利用率最高可达97.5%，具有很高的实用价值。所以3GPPLTE的协议规范中明确提出了要采用ROHC压缩算法来实现PDCP层的头压缩

功能。4.VoLTE关键技术4.2ROHC(RadioOverheadCompression)头压缩ROHC支持的头压缩算法类型：4.VoLTE关键技术4.2ROHC(RadioOverheadCompression)头压缩TTIBundling（TTI捆绑或者子帧捆绑）用于提高用户在小区边缘覆盖的一种方法。当TTIBundling使能时，上行调度DCI0一次授权后，在连续的4个上行子帧上传输同一传输块，且仅在第四次传输后有对应的PHICH反馈，重传也是4个连续上行TTI发射的一种调度方法，可以充分利用4个上行子帧发送的数据进行数据合并，通过合并增益提升数据可靠性。由于仅在第四次传输后有对应的PHICH反馈，所以此时反馈的为底层合并后数据的接收效果，从而大大提高的数据的可靠性。TTIB只适用于上行，通常在远点低SINR下被激活，TTI捆绑对TDD仅仅适用于上下行配比为0、1、6的情况。对于上下行1：3配置协议明确不适用TTIbundling

技术做补偿增益。4.VoLTE关键技术4.3TTIB(TTIBundling)TTI捆绑925.4VoLTE技术——任务小结01.要点一VoLTE的基本概念，与CSFB的区别。02.要点二三种LTE语音解决方案对比。03.要点三VoLTE的协议栈、SIP协议。04.要点四VoLTE的关键技术：SPS（半静态调度）、ROHC（头压缩）、TTI捆绑。现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信关键技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务5.1LTE系统概述任务5.2LTE系统结构任务5.3LTE关键技术任务5.4VoLTE技术项目五4G移动通信系统任务5.5NB-IOT系统任务5.5NB-IOT系统【重点】基本概念、NB-IoT技术特点、NB-IoT技术的应用、NB-IoT技术的注意事项【难点】NB-IoT基本原理与关键特性【目标】掌握NB-IOT系统1.基本概念物联网（InternetofThings，IoT）是指通过互联网将各种物理设备连接起来，实现信息的交换和智能化的控制。物联网技术有很多种，其中一种是基于蜂窝网络的窄带物联网技术（NarrowBandInte