LTE知识点汇总0-LTE的网络结构PPT课件

上下行物理信道信号的处理步骤
加扰：在于将干扰信号随机化，在发送端用小区专用扰码序列进行加扰，接收端再进行解扰，只有本小 区内的UE才能根据本小区的ID形成的小区专用扰码序列对接收到得本小区内的信息进行解扰，这样可以 在一定程度上减小邻小区间的干扰。 调制：数据信道采用QPSK，16QAM，64QAM ，控制信道采用BPSK QPSK。控制信道的调制方式是固定的, 数据信道采用何种调制是根据反馈的信道质量来确定的，与UE端反馈的CQI有关系。 下行层映射：由于码字数量和发送天线数量不一致，需要将码字流映射到不同的发送天线上，因此需要 使用层与预编码。层映射与预编码实际上是“映射码字到发送天线”过程的两个的子过程 预编码处理：可以有效地消除多用户干扰，从而大大提高系统容量；可以大大简化接收机的算法，解决 移动台的功耗和体积问题；由于发射端能准确知道各用户的信道状态信息，所以在发射端采用反馈干扰 抵消的方法不存在误码扩散问题，性能更优。
不是LTE关键技术： SC-FDMA（Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波频分多址）： 是LTE的上行链路的主流多址 ，与OFDMA相比之下具有的较低的PAPR（峰值/平均功率比， peak-to-average power ratio），比多载波的PAPR低1-3dB左右。更低的PAPR可以使移动 终端（UE）在发送功效方面得到更大的好处，并进而延长电池使用时间，达到降低终端功 耗以及器件成本。SC-FDMA具有单载波的低PAPR和多载波的强韧性的两大优势。
信令面
1、系统间联合附着、位置更新操作；2、LTE用户短信；3、CSFB用户被叫寻呼
信令面 信令面
MME间切换信息（包括上下文、未用的鉴权标识等） 创建/删除会话、建立/删除承载消息
SGW是终端接入EPC的“代理”，而PGW是终端接入互联网的“代理”，当终端需要访问互联网时， 信令面/用户面 显然需要SGW和PGW之间建立通信。
信令面/
1、Inter-eNB 切换；2、eNB直接交换无线质量测量信息
信令面 用户面 信令面
1、上下文信息（IP地址、UE能力等）；2、用户身份信息（IMSI或TMSI、GUTI等）；3、切换信 息、位置信息（小区、TAC等）；4、E-RAB承载管理信息；5、NAS信息（用户附着、鉴权、寻呼、 TA更新等）；6、S1接口管理信息（MME标识、负载均衡等）
NDL是EARFCN，即频道号。公式计算的是中心频率。比如移动2.6G测试使用2575-2595MHz， 查表知道是38号频段，代入38号频段表的值可得： 2570+0.1×（Nxx-37750）=2585 MHz，对应20M就是dlEARFCN=37900
中国移动的频率分配和计算方法
LTE的频率通过中心频道号dlEARFCN/ UlEARFCN和带宽bandwidth定义 •bandwidth就是包括的RB数：如：n100-20MHz •EARFCN的计算公式是：Fxx= Fxx_low+ 0.1(Nxx–NOffs-xx)
39148
2359.2-2369.2
39292
高铁专用F频 段38499
TDLTE的频率通过中心频道号dlEARFCN和带宽bandwidth定义 •bandwidth就是包括的RB数：如：n100-20MHz •EARFCN的计算公式是：FDL= FDL_low+ 0.1(NDL–Noffs_DL)
Nxx是EARFCN，即频道号。公式计算的是中心频率。 比如使用UL 1960-1980，DL 2150-2170 查表知道是1号频段， 代入Band 1表的值可得：DL 2110+0.1×（Nxx-0）=2160 MHz，对应dlEARFCN=500UL 1920+0.1×（Nxx-18000）=1970 MHz，对应UlEARFCN=18500
38400
TDL F频段
2575-2595
37900/40540 B38/B41
2594.8-2614.8
38098/40738 B38/B41
2614.6-2634.6
40936
B41
2599.5-2619.5
38145/40785 B38/B41
23202359.8
下行：异步自适应HARQ 上行：同步HARQ AMC（Adaptive Modulation and coding:自适应调制与编码） ：TD-LTE支持根据上 下行信道互易性进行AMC调整 小区干扰控制：LTE系统中，系统中各小区采用相同的频率进行发送和接收,在小 区间产生干扰，小区边缘干扰尤为严重。目前的干扰控制技术有干扰随机化，干 扰控制，干扰对消，干扰协调等。
一、LTE的网络结构
4G无线网络结构
BTS/NODEB: 基站收发台（Base Transceiver Station） BSC/RNC: 基站控制器（base station control） MSC: 移动业务交换中心（mobile switching center） eNB- Evolved NodeB 进化节点基站 SGW- Serving Gateway 业务网关 PGW- PDN Gateway 分组数据网关 MME- Mobility Management Entity 移动管理实体 PCRF- Policy Charging Rules Function 计费策略功能服务器 HSS- Home Subscriber Server 归属客户服务器
中国移动的频率分配和计算方法
频段 可用频段范围（MHz）
F
1880-1900
D
2575-2635
E
2320-2370
频点 F1-3 F1 D1 D2 D3 D4 E1 E2 E3
载波频段范围（MHz） EARFCN
备注
1880-1885
9405/9413/9421 TDS F频段
1885-1905
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、 空闲状态下移动性 管理、 漫游、 鉴权、 承载管理功能（包括专用承载的建立）
➢NAS控制协议在网络侧终止于MME：主要实现EPS承载管理、鉴权、ECM（EPS连接性管理） idle状态下的移动性处理、ECM idle状态下发起寻呼、安全控制功能。 SGW功能：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 ； 数据包路由和转发；上下行传输层数据包标记。
CAT3的UE，采用SA1配比，SSP7的特殊子帧配比，计算上下行峰值速率？ 1、下行采用64QAM，上行16QAM，也就是说下行一个OFDM符号承载6bit数据，上行 一个OFDM符号4bit； 2、根据帧结构，20MHZ带宽有100个RB，每个RB在频域上是12个OFDM符号，所以 20MHZ带宽有1200个OFDM符号； 3、根据帧结构，时域上一个TDD帧10ms，一个子帧1ms，一个子帧有14个OFDM符号。 因为采用2:2上下行配比，故一个5ms的TDD半帧有2 个上行子帧，2个下行子帧；采用 10:2:2的特殊子帧，故特殊子帧的10的OFDM符号用来下行，2个OFDM符号用来上行。 因此，一个5ms半帧里， 下行的OFDM符号有14*2+10=38个，上行的OFDM符号有 14*2+2=30个。 4、现在计算可以得出（大概估算）： 下行速率：（6*1200*38）/5（bit/ms）=55Mbps 上行速率：（4*1200*30）/5（bit/ms）=29Mbps
网元之间的接口和协议
端到端 UE与EnodeB EnodeB与 EnodeB
接口 Uu
X2
EnodeB与MME S1-MME
EnodeB与SGW S1-U
MME与HSS
S6a
MME与MSC MME与MME MME与SGW
SGW与PGW
SGs S10 S11
S5/S8
类型
包含主要信息
信令面/用户面 1、RRC信令消息；2、测量报告；3、广播消息；4、异常流程
相同plmn的sgw和pgw的接口是s5，不同plmn的sgw和pgw接口是s8
全IP网络扁平化的网络
3GPP LTE 架构－System Architecture Evolution (SAE) 有三个功能实体： ➢ SGW（服务网关）－包括SGSN部分和GGSN的全部功能 ➢ MME(移动性管理实体)－包括SGSN和RNC的部分功能 ➢ eNodeB包括NodeB全部和RNC部分功能 4 层通道并入2 层通道： 更少接口，全IP传输网络 信令控制通道：eNodeB-MME；数据传输通道：eNodeB-SGW
无线帧和子帧的概念
TD_LTE在横坐标是时间，纵坐标是频率的二维图，横坐标一个子帧有14个符号，纵坐 标12个子载波，构成了一个PRB=14*12=168个RE，在纵坐标有100个PRB，共计有 100*168=16800个RE。
RE(Resource Elment) LTE最小的资源单位，频域上占用一个子载波，时域上占用一个OFDM符号。 RB(Resource Block) 一个时隙中，时域上占用7个OFDM符号，频域上占用12个子载波物理资源称为一个资源 块。 资源单元组（REG，Resource Element Group） 每个REG中包含4个连续的RE 控制信道单元（CCE，Control Channel Element） 1CCE=9REG=36RE
用户面数据的隧道传输，包含Tunnel号可定位用户该业务对应的无线侧信息，用户业务数据类 型如HTTP、IM、Video等
1、签约数据：包括用户标识（IMSI、MSISDN等）、签约业务APN、服务等级Qos、接入限制ARD、 用户位置、漫游限制等信息，该类信息通过S6a接口的位置更新、插入用户数据等操作进行交互； 2、认证数据：包括鉴权参数（Rand、Res、Kasme、AUTN四元组），该类信息通过S6a接口的鉴 权操作进行交互
LTE关键技术 OFDM正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ：下行将信道分成 若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子 信道上进行传输。 MIMO多入多出(Multiple-Input Multiple-Output) :不相关的各个天线上分别发送多 个数据流，利用多路信道，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，提高信道及 频谱利用率，下行数据的传输质量。 高阶调制：16QAM、64QAM HARQ混合自动重传请求（Hybrid Automatic Repeat reQuest）:
根据UE的cat分类计算上下行速率峰值
系统带宽 1.4M
3M
子载波数
72
180
PRB数
6
15
测量带宽 1.08MHZ 2.7MHZ
子载波间隔15k
5M 300 25 4.5MHZ
10M 600 50 9MHZ
15M 900 75 13.5MHZ
20M 1200 100 18MHZ
下行CAT1~CAT5的UE都支持QBSK,16QAM,64QAM, 上行CAT1~CAT4的UE只支持QBSK,16QAM,CAT5支持64QAM BPSK、QBSK、16QAM、64QAM分别对应1个bit、2个bit、4个 bit、6个bit调制成一个符号。
PGW功能：会话和承载管理； IP地址分配；基于每用户的包过滤；对用户数据的合法监听；在上下行数 据的Qos标识；
控制板卡 (eCCM-U)：千兆以太网接口，GPS内置，处理eNB数据流量(CPU)， eNode B 同步管理。 Modem板卡 (bCEM-U)：基带信号处理，接口和控制单元(ICU) 射频模块：无线收发 (数字信号处理，或者射频型号的调整解调)，功放，低噪声接收滤波器
4G网络节点功能介绍
E-UTRAN只包含eNodeB；
EPC包括5个基本网元: 移动性管理实体（MME） 服务网关（Serving-GW） 分组数据网网关（PDN-GW） 策略计费功能实体（PCRF） 归属用户服务器（HSS）
eNodeB功能：无线链路维护功能，无线资源管理功能，部分移动性管理功能（连接移动性管理）） ➢无线资源管理功能:无线承载控制RBC，无线接纳控制RAC，连接移动性控制CMC，分组调 度PS-动态资源分配DRA，RAT间的无线资源管理，小区间干扰协调ICIC，负载均衡LB。
TDL上下行子帧配置和特殊子帧配比
F D、E
subframeAssignmentTDL上下 行子帧分配类型,目前只支持 Sa1（配置1）驾考特殊场景 和Sa2（配置2）除了特殊场 景外 总共有7种子帧配比
specialSubframePatterns 特殊子 帧配置类型（0-8） •常规符号长度2194 Ts •每个GP符号可以支持约10公里 的小区传播半径。 Ssp0的GP最大为10，所以支持 100公里的小区传播半径。 SSP5是3:9:2,一般是F频段配置。 SSP7是10:2:2 ,一般是D频段和E 频段配置。