LTE网络架构及UE行为.ppt

1、LTE 网络架构及UE行为,目录,LTE概述,背景介绍,LTE(Long Term Evolution,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,LTE概述,FDD TDD 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

2、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。,LTE概述,FDD TDD 优缺点,

3、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

4、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。,LTE系统架构,WCDMA/TD体系结构,LTE系统架构,WCDMA/TD网络架构,LTE系统架构,LTE系统架构,MME(Mobility Management Entity)功能 NAS信令以及安全性功能 3GPP接入网络移

5、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） Serving GW 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,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） Serving GW 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

6、，原先的Iu, 将被新的接口S1替换。Iub和Iur将被X2 替换,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,LTE系统架构,eNodeB功能 eNodeB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B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,Node B,eNodeB,LTE系统,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

7、。,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。,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。,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

8、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。,UE(User Equipment)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

9、.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,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

10、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),UE行为,网络启动流程,.,3.BCCH:System Information,1.System Information Update Request,UE

11、,Node B,RNC,CN,NBAP,NBAP,RRC,RRC,.,4.BCCH:System Information,RRC,RRC,5.BCCH:System Information,RRC,RRC,.,2.System Information Update Response,NBAP,NBAP,UE行为,UE开机流程,UE行为,主叫流程(1),UE行为,主叫流程(2),UE行为,被叫流程,UE行为,主叫短信流程,UE行为,被叫短信流程,UE行为,位置更新流程,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,UE行为,软切换流程,UE行为,硬切换,硬切换前,硬切换后,无线链

12、路不能够同时保存,UE行为,硬切换流程,专业术语,GSM：是Global System for Mobile Communications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（General Packet Radio Service)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Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术。 WCDMA ：是英文Wideband Code Division Multiple Access(宽带码分多址)的英文简称

13、,是一种第三代无线通讯技术。 HSDPA：（High Speed Downlink Packet Access)高速下行分组接入，是一种移动通信协议，亦称为3.5G(3G)。 HSUPA ：(high speed uplink packet access)高速上行链路分组接入。HSUPA通过采用多码传输、HARQ、基于Node B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-Speed Packet Access+，增强型高速分组接入技术，是HSPA的强化版本，最高的

14、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：（Code Division Multiple Access 2000） 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2G cdmaOne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。 CDMA2000 1EV：是一种3G移动通信标准。分两个阶段：CDMA2000 1EV-DO（Data Only），采用话音分离的信道传输数据，和CDMA2000 1EV-DV（Date and Voice），即数据信道于话音信道合一。 EV-DO Rev A：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，DO Rev A实现了反向链路峰值速率从DO Rev0的153.6Kbps到1.8Mb