LTE原理及系统架构94页PPT
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移动通信技术——LTE移动通信系统PPT课件
E-UTRAN接口的通用协议模型如图 7-3所示。
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图7-3 E-UTRAN通用协议模型
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7.2.3 核心网（EPC）结构及接口
1．SAE架构的演进
演进的SAE架构示意图如图7-8所示。
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图7-8 演进的SAE架构
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7.2 LTE的系统结构
7.2.1 LTE/SAE的网络结构
LTE/SAE的整个网络结构图如图 7-1 所示。
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图7-1 LTE/SAE的网络结构图
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7.2.2 E-UTRAN的结构及接口
1．E-UTRAN结构与UTRAN结构的比较
Mobility Control）和UE的上行/下行动态资源分配
；
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② 用户数据流的IP头压缩和加密；
③ 当终端附着时选择MME，无路由信息利 用时，可以根据UE提供的信息来间接确定到 达MME的路径；
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④ 路由用户平面数据到S-GW；
⑤ 调度和传输寻呼消息（来自MME）；
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④ 移动性。 ⑤ 覆盖范围。 ⑥ 增强的多媒体广播和多播业务（MBMS） 业务。
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（2）LTE主要性能指标
3GPP LTE的主要性能指标描述如下。 ① 支持1.25～20MHz带宽，提供上行 50Mbit/s、下行100Mbit/s的峰值数据速率。
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图7-3 E-UTRAN通用协议模型
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7.2.3 核心网（EPC）结构及接口
1．SAE架构的演进
演进的SAE架构示意图如图7-8所示。
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图7-8 演进的SAE架构
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7.2 LTE的系统结构
7.2.1 LTE/SAE的网络结构
LTE/SAE的整个网络结构图如图 7-1 所示。
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图7-1 LTE/SAE的网络结构图
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7.2.2 E-UTRAN的结构及接口
1．E-UTRAN结构与UTRAN结构的比较
Mobility Control）和UE的上行/下行动态资源分配
；
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② 用户数据流的IP头压缩和加密；
③ 当终端附着时选择MME，无路由信息利 用时，可以根据UE提供的信息来间接确定到 达MME的路径；
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④ 路由用户平面数据到S-GW；
⑤ 调度和传输寻呼消息（来自MME）；
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④ 移动性。 ⑤ 覆盖范围。 ⑥ 增强的多媒体广播和多播业务（MBMS） 业务。
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（2）LTE主要性能指标
3GPP LTE的主要性能指标描述如下。 ① 支持1.25～20MHz带宽，提供上行 50Mbit/s、下行100Mbit/s的峰值数据速率。
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LTE原理及系统架构PPT课件
• LTE_ACTIVE状态，该状态下RRC处于RRC_CONNECTED状态。
第26页/共92页
LTE系统
LTE的三类NAS协议状态与RRC的关系以及状态间迁移
Inactivity - Release C-RNTI - Allocate DRX for PCH
Perform “Registration” - Allocate C-RNTI, TA-ID, IP addr - Perform Authentication - Establish security relation
SAE Gateway
• 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。
第18页/共92页
层2结构和功能
LTE系统
PDCP
ROHC Security
ROHC Security
Radio Bearers
ROHC Security
ROHC Security
RLC MAC
Segm. ARQ
• UE可以与网络之间收发数据； • UE监测控制信令信道来判定是否正在传输的共享数据信道已经被分配给
UE； • UE报告信道质量信息和反馈信息给eNB； • eNB控制实现按照 UE的激第活24级页别/共来92配页置 DRX/DTX 周期，以便于UE省电和
E-UTRAN和UTRAN切换时RRC状态间关系
EPC
EPS
eNodeB
X2
X2
eNodeB
eNodeB
X2
第14页/共92页
E-UTRAN
LT E 网 络 结 构
LTE系统
eNodeB功能 eNodeB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的
第26页/共92页
LTE系统
LTE的三类NAS协议状态与RRC的关系以及状态间迁移
Inactivity - Release C-RNTI - Allocate DRX for PCH
Perform “Registration” - Allocate C-RNTI, TA-ID, IP addr - Perform Authentication - Establish security relation
SAE Gateway
• 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。
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层2结构和功能
LTE系统
PDCP
ROHC Security
ROHC Security
Radio Bearers
ROHC Security
ROHC Security
RLC MAC
Segm. ARQ
• UE可以与网络之间收发数据； • UE监测控制信令信道来判定是否正在传输的共享数据信道已经被分配给
UE； • UE报告信道质量信息和反馈信息给eNB； • eNB控制实现按照 UE的激第活24级页别/共来92配页置 DRX/DTX 周期，以便于UE省电和
E-UTRAN和UTRAN切换时RRC状态间关系
EPC
EPS
eNodeB
X2
X2
eNodeB
eNodeB
X2
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E-UTRAN
LT E 网 络 结 构
LTE系统
eNodeB功能 eNodeB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的
LTE技术原理及关键技术PPT课件
eNB之间通过X2接口进行通信,以实现 小区间优化的无线资源管理
S1
X2
S1
MME / S-GW
X2 eNB
eNB
Uu
X2
S1
S1
MME / S-GW eNB
E-UTRAN
LTE的技术特点
• 基于OFDM的上下行多址接入和信号调 制方式
上行：基于CP的SC-FDMA 下行：基于CP的OFDMA
上行峰值速率 (Mbps)
5.76
上行平均频谱效率 （bps/Hz/cell）
0.332
上行小区边缘用户频谱效率 0.009 (bps/Hz/cell）
1.69
0.05
16QAM: 57 64QAM: 86.4 0.735
0.024
LTE的技术特点
• 全IP,扁平化网络架构
E-UTRAN系统只由eNB组成，去掉 RNC网元。
域特性比较
CDMA技术: 每个码道的发射信号都是宽带信号,带宽是码片速率的倒数, 因而多用
户的信号在频谱上是重叠的
需要复杂的联合检测算法分开用户.
发射的CDMA信号频谱
接收的CDMA信号频谱
通过多径信道
f
频域
f
频域
OFDMA技术:每个子载波信号是窄带信号，不同子载波信号经过多径信道后保持正交无
相互干扰
更高的频谱效率
下行比WCDMA R6提高3-4倍 上行频谱效率比R6提高2-3倍
全分组域业务
为传统的电信业务提供QoS传输 不再提供CS域业务
增强的移动性能
0-15公里/小时: 最优的性能 15-120公里/小时:较高的性能 120-350公里/小时:支持实时业务
峰值数据率更高
S1
X2
S1
MME / S-GW
X2 eNB
eNB
Uu
X2
S1
S1
MME / S-GW eNB
E-UTRAN
LTE的技术特点
• 基于OFDM的上下行多址接入和信号调 制方式
上行：基于CP的SC-FDMA 下行：基于CP的OFDMA
上行峰值速率 (Mbps)
5.76
上行平均频谱效率 （bps/Hz/cell）
0.332
上行小区边缘用户频谱效率 0.009 (bps/Hz/cell）
1.69
0.05
16QAM: 57 64QAM: 86.4 0.735
0.024
LTE的技术特点
• 全IP,扁平化网络架构
E-UTRAN系统只由eNB组成，去掉 RNC网元。
域特性比较
CDMA技术: 每个码道的发射信号都是宽带信号,带宽是码片速率的倒数, 因而多用
户的信号在频谱上是重叠的
需要复杂的联合检测算法分开用户.
发射的CDMA信号频谱
接收的CDMA信号频谱
通过多径信道
f
频域
f
频域
OFDMA技术:每个子载波信号是窄带信号，不同子载波信号经过多径信道后保持正交无
相互干扰
更高的频谱效率
下行比WCDMA R6提高3-4倍 上行频谱效率比R6提高2-3倍
全分组域业务
为传统的电信业务提供QoS传输 不再提供CS域业务
增强的移动性能
0-15公里/小时: 最优的性能 15-120公里/小时:较高的性能 120-350公里/小时:支持实时业务
峰值数据率更高
LTE基站系统结构概述ppt课件
42
塔桅改造
43
塔桅改造
44
塔桅改造
45
线缆接地 抱杆型基站的馈线接地示意图
防雷接地电阻不大于10欧姆; 避雷针和室内防雷排接地引下线截面积不小于35mm2; 线缆接地应不与其它点复接; 确保接地点导电特性良好。
46
线缆接地 塔架型基站的馈线接地示意图
47
线缆接地 线缆接地要求
●电源线需要分别在距RRU和入馈线窗前1-1.5米处接 地,下塔前1- 1.5米处接地,长度超过60米需要在中间增 加一处接地;
12
RRU侧线缆布放
13
LTE设备及电源需求
14
电源实例及改造
15
电源实例及改造
16
电源实例及改造
17
电源实例及改造
18
电源实例及改造
19
电源实例及改造
20
蓄电池的容量计算 蓄电池总容量= K-安全系数,取1.25; I-负荷电流; T-放电小时,取2; α - 放电容量系数,取0.61; η -电池温度系数,取0.008; t-最低环境温度,取5°C;
33
GPS天线安装 落地安装;铁塔安装;邮杆安装;女儿墙安装
34
共享GPS馈线 共享原系统设备的GPS天馈系统：BBU通过RG中频SMA连接线 与现网GPS天馈系统的二功分器相连，连接电缆不超过5米
35
塔桅改造
36
塔桅改造
37
塔桅改造
38
塔桅改造
39
塔桅改造
40
塔桅改造
41
塔桅改造
●电源线由下向上引入馈线窗时,接地线要向下引入 地网; ●电源线由下向上引入馈线窗时,接地线要向下引入 地网;
●接地排用不小于35mm2的接地线引入地网,铜排 要与抱杆和走线架 绝缘;
塔桅改造
43
塔桅改造
44
塔桅改造
45
线缆接地 抱杆型基站的馈线接地示意图
防雷接地电阻不大于10欧姆; 避雷针和室内防雷排接地引下线截面积不小于35mm2; 线缆接地应不与其它点复接; 确保接地点导电特性良好。
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线缆接地 塔架型基站的馈线接地示意图
47
线缆接地 线缆接地要求
●电源线需要分别在距RRU和入馈线窗前1-1.5米处接 地,下塔前1- 1.5米处接地,长度超过60米需要在中间增 加一处接地;
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RRU侧线缆布放
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LTE设备及电源需求
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电源实例及改造
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电源实例及改造
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电源实例及改造
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电源实例及改造
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电源实例及改造
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电源实例及改造
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蓄电池的容量计算 蓄电池总容量= K-安全系数,取1.25; I-负荷电流; T-放电小时,取2; α - 放电容量系数,取0.61; η -电池温度系数,取0.008; t-最低环境温度,取5°C;
33
GPS天线安装 落地安装;铁塔安装;邮杆安装;女儿墙安装
34
共享GPS馈线 共享原系统设备的GPS天馈系统：BBU通过RG中频SMA连接线 与现网GPS天馈系统的二功分器相连，连接电缆不超过5米
35
塔桅改造
36
塔桅改造
37
塔桅改造
38
塔桅改造
39
塔桅改造
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塔桅改造
41
塔桅改造
●电源线由下向上引入馈线窗时,接地线要向下引入 地网; ●电源线由下向上引入馈线窗时,接地线要向下引入 地网;
●接地排用不小于35mm2的接地线引入地网,铜排 要与抱杆和走线架 绝缘;
LTE基本原理和系统架构ppt课件
34
OFDM原理
将数据进行串并转换，得到N路并行的数据流，并将它们调制到相互正 交的子载波上，各个子载波的频谱相互交叠 OFDM系统的发射信号中，各个载波之间是完全正交的 OFDM系统的子载波间隔为OFDM符号周期的倒数，每个子载波的频谱 均为SINC函数，该函数以子载波间隔为周期周期性地出现零值，这样恰 好在其他子载波的峰值位置处贡献为零
建网成本
带宽需求
1.4MHz~20MHz 可变带宽
数据速率
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
移动性支持
对0～15km/h的低速环境优化 对15～120km/h保持高性能 对120～350甚至500km/h保持连接
11
LTE-TDD与FDD差异性
16
LTE网络基本架构
LTE相关的节点接口 S1-MME E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点 S1-U E-UTRAN和发Serving-GW之间的接口 每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中） X2 eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口 LTE-Uu 无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口
scfdma单载波频分多址接入singlecarrierfrequencydivisionmultipleaccess多天线多天线技术平网络架构平网络架构接入网仅由enodeb构成通信系统中的数据传输速率越来越高数据传输速率提高后将直接导致每个码元的传输周期缩短在无线通信系统中存在多径效应这样当码元传输周期缩短时码间干扰会更加严重从而导致检测性能下降如果将并行传输技术引入通信系统中则可以同时传输多个码元这样在总数据传输速率相同时每个码元的传输周期可以大大增长ofdm技术恰恰可以利用正交子载波组来实现并行传输从而增强系统对20世纪五六十年代美国军方创建了世界上第一个多载波调制系统20世纪七十年代出现大规模子载波和频率重叠技术的ofdm系统20世纪九十年代随着数字信号处理技术的发展ofdm系统在发射端和接收端分别采用ifft和fft来实现从而导致系统实现复杂度大大降低使得该技术开始广泛应用34将数据进行串并转换得到n路并行的数据流并将它们调制到相互正交的子载波上各个子载波的频谱相互交叠ofdm系统的发射信号中各个载波之间是完全正交的ofdm系统的子载波间隔为ofdm符号周期的倒数每个子载波的频谱均为sinc函数该函数以子载波间隔为周期周期性地出现零值这样恰好在其他子载波的峰值位置处贡献为零35优点
OFDM原理
将数据进行串并转换，得到N路并行的数据流，并将它们调制到相互正 交的子载波上，各个子载波的频谱相互交叠 OFDM系统的发射信号中，各个载波之间是完全正交的 OFDM系统的子载波间隔为OFDM符号周期的倒数，每个子载波的频谱 均为SINC函数，该函数以子载波间隔为周期周期性地出现零值，这样恰 好在其他子载波的峰值位置处贡献为零
建网成本
带宽需求
1.4MHz~20MHz 可变带宽
数据速率
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
移动性支持
对0～15km/h的低速环境优化 对15～120km/h保持高性能 对120～350甚至500km/h保持连接
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LTE-TDD与FDD差异性
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LTE网络基本架构
LTE相关的节点接口 S1-MME E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点 S1-U E-UTRAN和发Serving-GW之间的接口 每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中） X2 eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口 LTE-Uu 无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口
scfdma单载波频分多址接入singlecarrierfrequencydivisionmultipleaccess多天线多天线技术平网络架构平网络架构接入网仅由enodeb构成通信系统中的数据传输速率越来越高数据传输速率提高后将直接导致每个码元的传输周期缩短在无线通信系统中存在多径效应这样当码元传输周期缩短时码间干扰会更加严重从而导致检测性能下降如果将并行传输技术引入通信系统中则可以同时传输多个码元这样在总数据传输速率相同时每个码元的传输周期可以大大增长ofdm技术恰恰可以利用正交子载波组来实现并行传输从而增强系统对20世纪五六十年代美国军方创建了世界上第一个多载波调制系统20世纪七十年代出现大规模子载波和频率重叠技术的ofdm系统20世纪九十年代随着数字信号处理技术的发展ofdm系统在发射端和接收端分别采用ifft和fft来实现从而导致系统实现复杂度大大降低使得该技术开始广泛应用34将数据进行串并转换得到n路并行的数据流并将它们调制到相互正交的子载波上各个子载波的频谱相互交叠ofdm系统的发射信号中各个载波之间是完全正交的ofdm系统的子载波间隔为ofdm符号周期的倒数每个子载波的频谱均为sinc函数该函数以子载波间隔为周期周期性地出现零值这样恰好在其他子载波的峰值位置处贡献为零35优点
LTE基本原理ppt课件
接入网：扁平化，IP化，去掉RNC的物理实体，功能实体分解到基站和核心网元
大部分功能放在了eNodeB，以减少时延和增强调度能力
少部分功能放在了核心网，加强移动性管理
核心网：用户面和控制面分离
原有SGSN实体分解为MME(控制面实体)和Gateway（用户面实体）
GERAN
UTRAN
TD-HSPA+ DL:>25.2Mbps UL:>19.2Mbps
EDGE
HSDPA DL:14.4Mbps
HSPA DL:14.4Mbps UL:5.8Mbps
HSPA+ DL>42M UL>11M
LTE TDD DL:100Mbps UL:50Mbps
LTE FDD DL:100Mbps UL:50Mbps
2017~2020
3GPP 时间
Copyright © 2014 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
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LTE设计目标
ITU 对4G的要求
3GPP技术实现
带宽灵活配置：支持1.25MHz-20MHz带 宽
支持1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10Mhz, 15Mhz, 20MHz
系统应能为低移动速度终端提供最优服务, 同时也应支持高移动速度终端
能为速度>350km/h的用户提供100kbps的接入服务
应支持系统间切换
支持与现有的3GPP系统和非3GPP规范系统的协同工作
VoIP能力
取消电路交换(CS)域,CS域业务在包交换(PS)域实现, 有 效的支持多种业务类型, 特别是分组域业务(如VoIP等)
LTE网络架构 ppt课件
RRC重配置
RRC释放
初始接入Attach时发
场景
起； UE从IDLE态至连接 态时发起：
发起呼叫； 响应寻呼； Attach Request； TAU Request；
Detach Request
RRC连接出现异常 当需要对SRB和DRB
时发起：
进行管理时发起：
切换失败；
E-RAB的建立、修改、 希望解除与UE的
网络控制终端的移动性
RRC_CONNECTED 邻小区测量
存在RRC连接:
UE可以从网络侧收发数据
监听共享信道上指示控制授权的控制信令
UE可以上报信道质量给网络侧
UE可以根据网络配置进行DRX
ppt课件
25
五、业务流程介绍-无线网基本信令流程
1、随机接入
实现的基本功能：申请上行资源、与eNodeB间的上行时间同步。
RRCConnectionRequest消息； 4. eNB向UE发送RRCConnectionSetup消息，包含建立SRB1承载信息和无
线资源配置信息； 5. UE完成SRB1承载和无线资源配置，向eNB发送
RRCConnectionSetupComplete消息，包含NAS层Attach request信息； 6. eNB选择MME，向MME发送INITIAL UE MESSAGE消息，包含NAS层
ppt课件
18
三、LTE网络结构-接口介绍
X2接口：eNodeB与eNodeB之间的接口 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。
X2-C接口支持以下功能： 移动性功能，支持UE在各个eNB之间的移动性，例如切换信令和 用户面隧道控制。 支持多小区的无线资源管理，例如测量报告。 通常的X2接口管理和错误处理功能。 X2-U接口支持终端用户分组在各个eNB之间的隧道功能。隧道协 议支持以下功能： 在分组归属的目的节点处SAE接入承载指示 减小分组由于移动性引起的丢失的方法
移动通信技术——LTE移动通信系统PPT课件
精品课件
Page 51
图7-16 上行传输信道与物理信道映射图
精品课件
7.3.3 数据链路层
数据链路层（层2）主要由MAC、 RLC以及PDCP等子层组成。
层2标准的制定没有考虑FDD和TDD 的差异。
LTE的协议结构进行了简化，RLC 和MAC层都位于eNode B。
Page 52
精品课件
1．数据链路层（层2）结构
精品课件
② 提高小区边缘的比特率，改善小区边 缘用户的性能。
③ 频谱效率达到3GPP R6的2～4倍。
④ 降低系统延迟，用户面延迟（单向） 小于5ms，控制面延迟小于100ms。
Page 8
精品课件
⑤ 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。 ⑥ 支持增强型的广播组播（MBMS）业务。 ⑦ 实现合理的终端复杂度、成本和耗电。
2．EPC主要网元的功能
（1）移动管理实体（MME）
MME主要负责与用户平面相关的用 户和会话管理，具有三个功能： ① 安全管理功能，包括用户验证、初始 化、协商用户使用的加密算法等；
Page 27
精品课件
② 会话管理功能，包括协商相关的链路 参数和建立数据通信链路的所有信令流 程；
③ 空闲状态的终端管理功能，主要是为 了使得移动终端能够加入网络中，并对 这些终端进行管理。
⑦ LTE关键技术
Page 3
精品课件
7.1 概述
1．LTE概念
按照3GPP组织的工作流程，3G LTE标准
化项目基本上可以分为两个阶段：2004年12月
到2006年9月为研究项目（Study Item，SI）阶段 ，进行技术可行性研究，并提交各种可行性
研究报告；2006年9月到2007年9月为工作项目
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图7-16 上行传输信道与物理信道映射图
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7.3.3 数据链路层
数据链路层（层2）主要由MAC、 RLC以及PDCP等子层组成。
层2标准的制定没有考虑FDD和TDD 的差异。
LTE的协议结构进行了简化，RLC 和MAC层都位于eNode B。
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1．数据链路层（层2）结构
精品课件
② 提高小区边缘的比特率，改善小区边 缘用户的性能。
③ 频谱效率达到3GPP R6的2～4倍。
④ 降低系统延迟，用户面延迟（单向） 小于5ms，控制面延迟小于100ms。
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精品课件
⑤ 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。 ⑥ 支持增强型的广播组播（MBMS）业务。 ⑦ 实现合理的终端复杂度、成本和耗电。
2．EPC主要网元的功能
（1）移动管理实体（MME）
MME主要负责与用户平面相关的用 户和会话管理，具有三个功能： ① 安全管理功能，包括用户验证、初始 化、协商用户使用的加密算法等；
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精品课件
② 会话管理功能，包括协商相关的链路 参数和建立数据通信链路的所有信令流 程；
③ 空闲状态的终端管理功能，主要是为 了使得移动终端能够加入网络中，并对 这些终端进行管理。
⑦ LTE关键技术
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7.1 概述
1．LTE概念
按照3GPP组织的工作流程，3G LTE标准
化项目基本上可以分为两个阶段：2004年12月
到2006年9月为研究项目（Study Item，SI）阶段 ，进行技术可行性研究，并提交各种可行性
研究报告；2006年9月到2007年9月为工作项目
LTE系统结构课件共页 (二)
LTE系统结构课件共页 (二)- LTE系统结构课件共页LTE系统结构是指LTE无线通信系统的各个组成部分。
LTE系统结构课件共页是介绍LTE系统结构的一份资料，下面我们来详细了解一下。
1. LTE系统结构的基本组成部分LTE系统结构由UE（用户设备）、eNodeB（基站）、EPC（核心网）三个部分组成。
其中，UE是无线终端设备，eNodeB是无线基站设备，EPC是核心网设备。
2. UE的组成UE由移动终端、SIM卡、无线接口等组成。
移动终端是指手机、平板等终端设备，SIM卡是指用于存储用户信息和身份认证的智能卡，无线接口是指用于与eNodeB进行无线通信的接口。
3. eNodeB的组成eNodeB由基带处理单元、射频单元、天线等组成。
基带处理单元是指用于处理数字信号的处理器，射频单元是指用于将数字信号转换为射频信号的模拟电路，天线是指用于发射和接收信号的天线。
4. EPC的组成EPC由MME（移动管理实体）、SGW（服务网关）、PGW（数据网关）等组成。
MME是指移动管理实体，用于管理UE的移动性，SGW是指服务网关，用于管理UE的数据流，PGW是指数据网关，用于连接EPC和外部网络。
5. LTE系统结构的优势LTE系统结构具有高速率、低时延、高可靠性、低成本等优势。
高速率是指LTE系统可以提供高达100Mbps的数据传输速率，低时延是指LTE 系统可以实现低于10ms的时延，高可靠性是指LTE系统具有较高的抗干扰能力和容错能力，低成本是指LTE系统的建设和维护成本相对较低。
6. LTE系统结构的应用场景LTE系统结构适用于各种通信场景，包括移动通信、固定通信、宽带接入等。
在移动通信方面，LTE系统可以提供高速率和低时延的无线通信服务，可以广泛应用于移动电话、移动互联网等领域；在固定通信方面，LTE系统可以提供高速率和低时延的固定宽带接入服务，可以广泛应用于家庭宽带、企业宽带等领域；在宽带接入方面，LTE系统可以提供高速率和低时延的无线宽带接入服务，可以广泛应用于无线宽带、车联网等领域。
LTE系统架构
LTE系统架构1.LTE概念和特点LTE是英文Long Term Evolution的缩写。
LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。
LTE网络结构的特点：1.LTE定义的是一个纯分组交换网络。
为UE与分组数据网之间提供无缝的移动IP连接。
2.一个EPS承载式分组数据网关与UE之间满足一定QoS要求的IP流。
3.所有网元都通过标准接口连接，满足多供应商产品间的互操作性。
2.LTE的网络结构LTE网络：1.E-UTRAN：由eNB构成，是LTE的接入网，如图1。
2.EPC（Evolved packet Core）：由MME（Mobility Management Entity），S-GW（Serving Gateway）以及P-GW（PDN Gateway）构成，是LTE的核心网，如图1图1 LTE网络结构图2 简化的LTE网络整体架构下面列出图2中接入部分和接入控制部分的功能eNode B功能：1 无线资源管理，包括无线承载控制，无线接入控制，连接移动性控制，UE的上下行动态资源分配2 IP头压缩和用户数据流加密3 UE附着时的MME选择4 用户面数据向S-GW的路由5 寻呼消息调度和发送6广播信息的调度和发送7 移动性测量和测量报告的配置MME功能：1分发寻呼信息给eNB2 接入层安全控制3 移动性管理涉及核心网节点间的信令控制4 空闲状态的移动性管理5 SAE承载控制6非接入层（NSA）信令的加密及完整性保护7 跟踪区列表管理8 PSN GW与S-GW选择9 向2G/3G切换时的SGSN选择10 漫游11 鉴权Serving Gateway功能：1 终止由于寻呼原因长生的用户平面数据包2 支持由于UE移动性产生的用户面切换3 合法监听4 分组数据的路由与转发5 传输层分组数据的标记6 运营商间计费的数据统计7 用户计费PSN Gateway功能：1 基于用户的包过滤2 合法监听3 IP地址分配4 上下行传输层数据包标示5 DHCPv4和DHCPv6（client，relay，server）6 业务镇定点。
VOLTE网络架构及基本原理ppt课件
二、支持智能网业务
集团v网 家庭v网 400 欠控 …
VoLTE下，多数智能网业务将会保留
三、支持增值业务
多媒体彩铃 彩印 定位 …
多方通话 增强型呼转类业务 增强型多方通话 黑白名单
VoLTE将继承并增强当前电路域所有的补充业务，支持继承智能网业务和增值业务，保持用户的体验一致
VoLTE支持的业务功能（2/2）
SLh/SLg
SLs
承载网
J
Ut
Gm
业务配置代理网关
Ut
Zh
C/D
Gr
VoLTE网络架构-主要接口说明
功能域
接口名称
接口类型
连接网元
承载协议
分组域
S1-MME
信令
MME-eNodeB
GTP-C
S1-U
数据
SAE GW-eNodeB
GTP-U
S11
信令
MME-SAE GW
GTP-C
SGi
数据
SAE GW-VoLTE SBC
VoLTE涉及的基本概念——注册
VoLTE涉及的基本概念——域选择
什么叫域选择？ 由于支持VoLTE的终端可以有多种模式，在不同的信号强度覆盖下可以附着在不同的网络，如有时附着在2G/3G网络，有时附着在LTE网络，因此，支持VoLTE的终端在呼叫时就要选择接入其中一个网络进行语音通话，选择接入网络的过程就称为域选 如何完成域选？ 用户作为主叫时，由终端根据保存的注册网络信息完成域选择 作为被叫时，由网络侧查询融合HLR/HSS获取注册网络信息完成域选择
MAP
J
信令
三合一HSS——IP-SM-GW
MAP
2G/3G电路域
LTE基本原理及关键技术简介PPT课件
LTE与CDMA语音互操作
31
LTE网络SON功能简介
SON(Self-Organized Network)自组织网络 以运营商为主提出的SON概念，以增强移动网自主能力、减少人工与运营成本 四大方向：自配置、自优化、自愈合以及自规划
电信目前采购的SON功能特性： ➢ 自配置（eNB自启动） -基站即插即用 -基站自检、自动建立与网管的通信 -系统自动执行软件下载与更新 -自动配置数据、自调试、自测试 ➢ 自愈 -网元软件的自恢复 -硬件错误自愈，主切备 -小区失效检测、恢复与补偿 -失效补偿小区的自动重配 ➢ 自优化 -PCI冲突与混淆的检测和重配 -ANR自动邻区关系 -MRO移动鲁棒性优化 -MLB移动负载均衡 -RO接入优化
32
LTE网络SON功能简介
SON功能目前的应用困境 异厂家设备间的SON功能协调？ SON功能哪些算法环节需要厂家向电信开放、控制？ SON功能的执行效果评估？ 国内某运营商的激进行为可能会引导国内厂家实现的SON功能走上歧途？ R10（LTE_Advanced）之后的SON功能中干扰协调技术ICIC以及eICIC对网络质量、网优
LTE标准化进展，目前LTE网络中使用的是R9的技术标准 6
LTE原理简介-LTE技术发展历程
LTE工作频段: FDD: 1860-1875(MHZ) 2110-2125(MHZ) TDD 2635-2655 (MHZ)
7
LTE原理简介-LTE无线关键技术
1）频域多址技术—OFDM/SC-FDMA 多载波传输方式，将高速的串行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输。 2）MIMO技术 将用户数据分解为多个并行的数据流，由多个发射天线发接/收射。 3）高阶调制技术 高阶调制可提高峰值速率，LTE 支持BPSK, QPSK, 16QAM 和64QAM. 4）HARQ技术 自动重传请求(Automatic Repeat reQuest) 5）链路自适应技术—AMC eNodB根据终端上报的CQI PCI RANK等参数来决定采用的编码调制方式。 6）快速MAC调度技术 常用调度算法：最大C/I算法；轮询算法；正比公平算法(PF)，目前增强PF调度算法。 7）小区干扰消除 小区间干扰消除技术方法包括：加扰；跳频传输；发射端波束赋形以及IRC；小区间干 扰协调；功率控制。
lte技术原理-刘光发-PPT精选文档
LCD
...
列车
LCD
交换机 车载服务器
列车
交换机 车载服务器
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第一部分：LTE系统架构图及业务介绍
4、控制中心业务
PIS线路级中心机房部署无线核心网和无线网络网管，并通过PIS传 输网络与各车站、停车场的无线基带单元BBU通信。
车辆地面服务器、PIS视频服务器等应用服务器通过线路级中心核心
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第一部分：LTE系统架构图及业务介绍
3、车地无线通信系统架构图（PIS系统业务）
中 心 服 务 器 中 心 服 务 器 无 线 核 心 网 无线 网管 服务 器 车辆 地面 服务 器 视 频 服 务 器
PIS分线中心
核心交换机
核心交换机
PIS传输网络
光纤 RRU 播 控 器
分配器 ...
6、车载业务
在列车头尾司机室专用通信机柜分别部署一套LTE车载无线终端 （TAU），每台TAU配置两套的车载天线。TAU通过百兆以太网口接 入PIS系统的车载交换机，实现与列车各应用系统的通信。
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第一部分：LTE系统架构图及承载业务介绍
第二部分：LTE关键技术分析
第三部分：LTE设备组成及主要技术指标
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第二部分：LTE关键技术分析
7、MIMO技术
MIMO：Multiple input and Multiple input； “输入”和“输出”指的是无线通道，发射机的多个天线意味着有 多个信号输入到无线信道中，接收机的多个天线是指由多个信号从 无线信道输出；
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第二部分：LTE关键技术分析
车站交换机 播 控 器
分配器
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LTE系统
LTE的三类NAS协议状态与RRC的关系以及状态间迁移
Inactivity - Release C-RNTI - Allocate DRX for PCH
Perform “Registration” - Allocate C-RNTI, TA-ID, IP addr - Perform Authentication - Establish security relation
LTE系统
LTE网络结构
GERAN
SGSN
UTRAN
HSS
S3
S6a
S1-MME
MME
S10 LTE-Uu ”
UE
E-UTRAN
S1-U
S4 S11
S5
Serving Gateway
PCRF
S7
Rx+
PDN
SGi
Gateway
Operator's IP Services (e.g. IMS, PSS etc.)
3GPP计划2019年3月完成测试规范方面的协议制定工作。 从LTE标准发展时间可以预计2009~2019年左右可以开始LTE的商
用。 成熟的大规模商用预计开始于2019年之后。
……
LTE概述
LTE简介和标准进展
LTE与现有3GPP的R6、R7系统结构上有很大不同，E-UTRAN 在整个体系上趋于扁平化，减少了中间节点数量。这种系统结构 和体系的改变使得LTE较现有UTRAN结构接口减少同时降低了 成本，并且更易于对设备进行维护管理；在性能上便于减少数据 传输延迟的实现。
LTE简介和标准进展
3GPP从2019年底开始LTE相关工作，3GPP计划从2019年3月开 始，到2019年6月结束的SI，最终推迟到2019年9月结束SI阶段工 作；
3GPP从2019年6月开始WI阶段的工作，计划2019年3月完成WI 的Stage2阶段协议工作，2019年9月完成Stage3阶段的协议工作 并结束WI；
SAE Gateway S1
Mobility Anchoring
EPC
internet
UE NAS RRC RLC MAC PHY
eNB
RRC RLC MAC PHY
LTE系统
控制面协议结构
MME NAS
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。
LTE网络结构
E-UTRAN和EPC之间的功能划分图，可以从LTE在S1接口的协 议栈结构图来描述，如下图所示黄色框内为逻辑节点，白色框内 为控制面功能实体，蓝色框内为无线协议层。
eNB Inter Cell RRM RB Control
Connection Mobility Cont. Radio Admission Control
Ciphering
LTE系统
RRC级功能划分
LTE中RRC子层功能与原有UTRAN系统中的RRC功能相同， 包括有系统信息广播、寻呼、建立释放维护RRC连接等。 RRC的状态设计为RRC_IDLE和RRC_CONNECTED两类。
LTE系统
RRC_IDLE状态
NAS配置UE指定的DRX； 系统信息广播； 寻呼； 小区重选移动性； UE将分配一个标识来独立的在一个跟踪区中唯一识别该UE； eNB中没有存储RRC上下文
ROHC Security
ROHC Security
RLC MAC
Segm. ARQ
...
Segm. ARQ
Segm. ARQ
...
Segm. ARQ
Logical Channels
Scheduling / Priority Handling
Multiplexing UE1 HARQ
Multiplexing UEn
LTE概述
LTE简介和标准进展
3GPP于2019年12月开始LTE相关的标准工作，LTE是关于UTRAN 和UTRA改进的项目，LTE的研究工作按照3GPP的工作流程分为两个 阶段：SI（Study Item，技术可行性研究阶段）和WI（Work Item， 具体技术规范的撰写阶段）。
LTE概述
LTE系统
用户面协议结构
UE PDCP RLC MAC PHY
eNB PDCP RLC MAC PHY
SAE Gateway
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系统
层2结构和功能
PDCP
ROHC Security
ROHC Security
Radio Bearers
LTE系统
RRC_CONNECTED状态
UE建立一个E-UTRAN-RRC连接； E-UTRAN中存在UE的上下文； E-UTRAN知道UE归属的小区； 网络可以与UE之间进行数据收发； 网络控制移动性过程，例如切换； 邻区测量； 在PDCP/RLC/MAC级：:
UE可以与网络之间收发数据； UE监测控制信令信道来判定是否正在传输的共享数据信道已经被分配给UE； UE报告信道质量信息和反馈信息给eNB； eNB控制实现按照UE的激活级别来配置DRX/DTX周期，以便于UE省电和有效利用
LTE系统
LTE网络结构
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
CELL_FACH
CELL/URA_PCH
LTE MM Idle Configuration
Stored
IDLE
LTE MM Idle Configuration
Stored
2. 3.
4.
RRC_IDLE
UTRAN RRC Connected
Configuration Stored
UMTS MM Configuration
资源。
LTE系统
E-UTRAN和UTRAN切换时RRC状态间关系
LTE的RRC状态与现有3GPP Release 6结构中RRC状态在切换时的关系如 下图所示。LTE支持与现有UTRAN的各状态间的迁移。具体状态迁移处 理过程协议正在详细讨论中。
UTRAN
E-UTRAN
CELL_DCH
RRC_CONNECTED 1.
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
LTE网络结构
LTE相关的节点接口 S1-MME
E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点
S1-U
E-UTRAN和发Serving-GW之间的接口 每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中）
Stored
LTE系统
LTE NAS 协议状态
LTE的状态类型从NAS 协议状态来看有以下三类：
LTE_DETACHED状态，该状态下没有RRC实体存在。 LTE_IDLE状态，该状态下RRC处于RRC-IDLE状态，一些信
息已经存储在UE和网络（IP地址、安全关联的密钥等、UE 能力信息、无线承载等）。 LTE_ACTIVE状态，该状态下RRC处于RRC_CONNECTED 状态。
Multiplexing HARQ
Transport Channels
上行链路
LTE系统
PDCP子层模型
User Plane NAS Data
Control Plane NAS Signalling
PDCP
ROHC
ROHC
Ciphering
Ciphering
Ciphering
Integrity Protection
TO_BT08_C1_1 LTE基本原理
课程目标
学习完本课程，您将能够： 了解当前移动通信的进展，掌握后3G发 展脉络； 了解LTE原理及系统架构。
课程内容
LTE概述 LTE系统 LTE主要技术特征 无线资源管理 移动性过程 物理层过程 LTE关键技术 中兴通讯LTE系统
LTE概述
背景介绍
eNB Measurement Configuration & Provision
Dynamic Resource Allocation (Scheduler)
RRC
PDCP
RLC
MAC
PHY
E-UTRAN
MME NAS Security
Idle State Mobility Handling
SAE Bearer Control
UE position: - Known by network at Tracking Area
(TA) level
Mobility: - Cell reselection
DL activity: - UE is configured with DRX periodeNodeB来自eNodeBX2
E-UTRAN
LTE系统
LTE网络结构
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。
Node B
RNC
eNodeB
LTE系统
X2
eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口