LTE无线及核心网部分1

• EPC核心网网络架构秉承了控制与承 载分离的理念，将2/3G分组域中 SGSN的控制面功能与用户面功能相分 离，分别由两个网元来完成，其中 MME负责移动性管理、信令控制等控 制面功能，SGW负责媒体流处理及转 发等用户面功能。 • GGSN的用户面功能不变，由PGW 承担原GGSN的职能。
• EPC网络架构继承了DT思路，省去传统的基站 控制器（RNC、BSC），基站控制器的大部分功 能转移到基站eNodeB实现，核心网侧最少只需 SAE-GW一个网元实现用户面处理。原来的四级 架构演变为“eNodeB->SAE-GW->外部数据 网”，体现了扁平化的演进思路。
LTE网络基础 LTE频段划分
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LTE网络基础 3GPP组织架构
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Project Co-ordination Group (PCG)
TSG GERAN
GSM EDGE Radio Access Network
TSG RAN
Radio Access Network
Telecom Management
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课程内容

LTE网络基础

LTE网络架构

LTE网络结构及网元功能 LTE系统接口和协议

空口协议栈结构 LTE关键技术
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LTE网络架构 LTE系统网络架构
EPC S1
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LTE网络架构 网元功能
接入网和核心网功能划分
eNB2 X2 eNB1
小区间RRM RB控制 连接移动性管 理
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E-UTRAN提供空中接口功能（包含物理层、MAC、RLC、PDCP、RRC 功能）、以及小区间的RRM功能、RB控制、连接的移动性控制、无线资 源的调度、对eNB的测量配置、对空口接入的接纳控制等。
PDCP RLC MAC PHY
S-GW
移动锚点
P-GW
UE IP地址分配 分组过滤
S1
Internet EPC
E-UTRAN
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LTE网络架构
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3GPP协议版本的演进




继承2G（GSM和 GPRS）所有的业 务和功能 核心网分CS电路 域和PS分组域 接入网引入 WCDMA UTRAN 核心网和接入网之 间的Iu接口基于 ATM
•2/3G核心网内部均采用全IP承载 方式。2/3G核心网分组域与无线接 入网之间是多种承载方式并存即 TDM/ATM/IP同时存在。 • LTE/EPC阶段，网络结构将全IP话， 即用IP完全取代传统ATM及TDM.
•在2/3G 核心网分组域中，用户数据处理经 过”NodeB->RNC->GGSN->GGSN->外部数 据网“四个节点，数据每经过一个节点都需要经 过拆包再 重新打包。这种结构即增加成本又增加 时延。 •在HSPA R7阶段3GPP提出了针对性的解决方案， 即DT(直接隧道)技术，用户平面增加NodeB通过 RNC经直接隧道连接GGSN的通道。在Flat HSPA+R7中，取消RNC，将部分RNC的功能直 接融入基站，NodeB基站经直接隧道连接GGSN， 这个阶段，用户数据仅需要经过两跳处理。
支持多种接入： 支持3GPP（如GSM、WCDMA等）与非3GPP （如Wi-Fi、WiMAX等）的多种接入方式，同时支 持多模终端的无缝移动。
取消CS（电路交换）域: 取消原有CS域，EPC成为移动通信业务的基本承载 网络。原有短信、语音等传统的电路域业务将借助 VoLTE模式承载，也可以采用CSFB（CS Fall Back） 等方案依旧使用电路域来承载。 4
SA WG2 SA WG3
Security Codec
Architecture
GERAN WG3
SA WG4
CT WG6 Smart
Radio Performance Protocol aspects
Mobile Terminal Conformance Testing
SA WG5
Card Application Aspects
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MME / S-GW
MME / S-GW

移动性管理 服务网关 MME/SGW 与 eNode B的接口
EPS
S1
S1 S1 S1 S1
S1
RNC
eNode B Node B EUTRAN
X2 X2 X2
eNB
+
eNB
=
eNB
Uu
eNB与 eNB之间的接口
主要网元 LTE采用扁平化的网络结构，无线接入网E-UTRAN部分仅包含3G接入网中的NodeB网元（3G的无线接入网元包含 控制器（RNC）、基站（NodeB）两部分）。整个LTE/SAE系统由核心网（EPC） 、基站（eNB）和用户设备 （UE）三部分组成,其中EPC和E-UTRAN两大系统合称EPS(Evolved Packet System)： 1. EPC（Evolved Packet Core），负责核心网部分，主要包括MME、S-GW和P-GW等网元。MME主要负责信 令处理，包括负责移动性管理、承载管理、用户的鉴权认证、SGW和PGW的选择等功能；S-GW主要负责用户 面处理，负责数据包的路由和转发等功能； P-GW主要负责管理3GPP和non-3GPP间的数据路由等PDN网关功 能。 2. eNB，eNodeB（Evolved Node B，即演进型Node B简称eNB），负责无线接入功能，以及E-UTRAN的地面 接口功能，包括实现无线承载控制、无线许可控制和连接移动性控制；完成上下行的UE的动态资源分配（调 度）；IP头压缩及用户数据流加密；UE附着时的MME选择；S-GW用户数据的路由选择；MME发起的寻呼和 广播消息的调度传输；完成有关移动性配置和调度的测量和测量报告。 3. UE，User Equipment，包含手机，智能终端，多媒体设备，流媒体设备等。
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频谱效率的提高： 下行链路5(bit/s)/Hz，是R6版本的HSDPA的3~4 倍，此时R6 HSDPA是1发1收，而LTE是2发2收; 上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2~3 倍，此时R6 HSUPA是1发2收，LTE也是1发2收。
更低网络时延： 控制面的传输时延<100ms； 用户面时延<5ms。
TSG SA
Service & Systems Aspects
TSG CN
Core Network & Terminals
GERAN WG1
Radio Aspects
RAN WG1
Radio Layer 1 spec
SA WG1
Services
CT WG1 CT WG3 CT WG4
RAN WG2
RAN WG3 RAN WG4 RAN WG5
普通2/3G核心网
1 用户面两级结构 2 控制面和用户面合一 3 通常采用TDM /ATM/IP链路承载
3G DTS模式核心网
1 扁平化的核心网 2 部分控制承载分离 3 ALL IP承载
EPC架构
1 扁平化网络 2 控制承载分离 3 ALL IP承载
ATM /TDM/IP
SGSN
GGSN
SAE-GW
S1 MME
NAS安全 空闲态移动性管理 EPS承载控制

无线接入控制
eNB测量管理 动态资源分配 (调度)
EPC通过MME、S-GW和 PSW等控制面节点和用户面节 点完成NAS信令处理和安全管 理、空闲的移动性管理、EPS 承载控制以及移动锚点功能、 UE的IP地址分配、分组过滤等 功能。
RRC
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1G： 模拟制式的移动通信系统， 具 代 表 性 的 有 70 年 代 的 美 国 AMPS 系统，实现了国内范围 的语音通信。 2G： 第二代数字蜂窝通信系统， 80 年代末开发，全数字化系统 实现了通话质量和系统容量的 提升，开启了全球化的移动通 信时代，其主要代表系统有 GSM系统和CDMA系统。



继承WCDMA R99所有的业务和 功能 电路域结构的变化： 控制和承载相分离， MSC可以用合一 或SERVER、 MGW 分离结构实 现 电路域引入分组话 音，支持多种传输 技术：TDM， ATM，IP


继承WCDMA R4 所有的业务和功 能 核心网增加IM （IP多媒体域） RAN向IP方向发 展 增强的IP QoS 能 力，支持端到端 的IP多媒体业务
GGSN GERAN /UTRAN
I P
ATM/ TDM/IP SGSN
UTRAN
I P
SGSN eUTRAN
MME
I P
SAE-GW
GGSN
2/3G
3G-DTS
LTE/EPC
统一IP承载方式 统一扁平化的网络
GSM TDSCDMA LTE
Non-3GPP
统一核心网
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LTE网络架构
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3G：第三代移动通信技术，移动多媒体蜂窝通讯技术，实现无线通信和国际互联网融合，提供语音、图像、音 乐、视频等各种多媒体数据业务，要求提供2Mbps标准用户速率（室内）或144Kbps速率（高速移动）。目前 3G标准有4个：WCDMA、 CDMA2000、TD-SCDMA （由中国制定的3G标准），以及WiMAX（802.16系列 标准） 4G： 第四代移动通信技术，宽带大容量的高速蜂窝系统，支持100Mbps~150Mbps下行网络带宽，提供交互多 媒体业务，高质量影像，3D动画和宽带互联网接入等业务，用户体验最大能达到20Mbps下行速率。 LTE：长期演进LTE（Long Term Evolution）是3GPP组织主导的新一代无线通信系统，也称之为演进的UTRAN （Evolved UTRA and UTRAN）的研究项目，全面支撑高性能数据业务，“未来10年或者更长时间内保持竞争 力”，3GPP的LTE标准在无线接入侧分为LTE FDD和TD-LTE。


启动了LTE项目 的标准制定 启动了系统架 构演进（SAE) 标准制定 IMS技术增强
R8 R5
R99
2000
R4
规范完成 时间
10
2001
2002
LTE网络架构 EPC核心网架构
移动核心网发展与演进
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ห้องสมุดไป่ตู้
伴随着移动通信从2G、3G到4G发展，LTE核心网由2/3G核心网的分组域进行IP化、扁平化、控制承载分离的平滑演进 网络。标准LTE网络架构下，所有用户只接入分组域，未来所有业务都通过分组域提供。
MM/CC/SM (lu) Interworking with external networks MAP/GTP/BCH/SS
GERAN WG2
Protocol Aspects Terminal Testing
Radio Layer 2 spec Radio Layer 3 RR spec lub spec, lur spec, lu spec UTRAN O&M requirements
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LTE网络基础 LTE系统主要性能和目标
与3G相比，LTE主要性能特征： 通信速率大幅提高， 20MHz系统带宽的条件下： 下行链路的瞬时峰值数据速率在，可以达到 100Mbps（5 bps/Hz）（网络侧2发射天线，UE侧 2接收天线条件下）； 上行链路的瞬时峰值数据速率，可以达到50Mbps （2.5 bps/Hz）（UE侧单发射天线情况）。 带宽灵活配置，能够支持1.4MHz，3MHz，5MHz， 10MHz，15MHz，20MHz等不同系统带宽，并支 持成对(paired)和非成对(unpaired)的频谱分配，系 统部署更灵活。 移动性： 能为低速移动（0~15km/h）的移动用户提供最优的 网络性能； 能为15~120km/h的移动用户提供高性能的服务； 对120~350km/h（甚至在某些频段下，可以达到 500km/h）速率移动的移动用户能够保持蜂窝网络的 移动性。 控制承载分离： 承载与控制分离的结构是指控制面的信令和用户面的 承载分别由独立的网元负责，优化了用户面的性能， 同时节约网络节点和承载网的投资。
LTE网络概述及原理
v1.0
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课程内容

LTE网络基础

LTE网络架构

LTE网络结构及网元功能 LTE系统接口和协议

空口协议栈结构 LTE关键技术
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< 所有信息均为艾优威科技有限公司所有>
LTE网络基础 移动通讯技术演进
移动通信从2G、3G到4G发展过程，是从低速语音业务到高速多媒体业务发展的过程。