移动通信技术——第7章LTE移动通信系统
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③ LTE-Uu接口：Uu是UE接入到系统固定 部分的接口，是终端用户能够移动的重要接 口。
3．E-UTRAN通用协议模型
E-UTRAN接口的通用协议模型如图 7-3所示。
图7-3 E-UTRAN通用协议模型
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。
（2）服务网关（S-GW）
S-GW具体实现的主要功能如下： ① 3GPP间的移动性管理，建立移动安全 机制； ② 在E-UTRAN的IDLE模式下，下行分 组缓冲和网络初始化；
③ 授权侦听；
④ 分组路由和前向转移；
⑤ 在UE和PDN间、运营商之间交换用户 和QoS类别标识的有关计费信息。
（3）分组交换网关（P-GW）
与服务网关类似，P-GW主要是充当 与外部数据网络交互数据的锚点。P-GW 具体实现的主要功能如下： ① 用户的分组过滤； ② 授权侦听；
③ UE的IP地址分配； ④ 上下行服务管理和计费；
4．LTE-Advanced
LTE移动通信系统相对于3G标准在各个方 面都有了不少提升，具有相当明显的4G技术特 征，但并不能完全满足IMT-Advanced提出的全 部技术要求，因此LTE不属于4G标准。
为了实现IMT-Advanced的技术要求， 在完成了LTE（R8）版本后，3GPP标准化 组织在LTE规范的第二个版本（R9）中引入 了附加功能，支持多播传输、网络辅助定位 业务及在下行链路上波束赋形的增强。
⑧ 支持增强的IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem，IMS）和核心网。
⑨ 取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（分 组交换）域实现，如采用VoIP。
⑩ 以尽可能相似的技术同时支持成对和 非成对频段。
支持运营商间的简单邻频共存和邻区 域共存。
3．LTE的基本特点
（1）只支持分组交换的结构 （2）完全共享的无线信道
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。
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）E-UTRAN主要的开放接口
① X2接口：实现eNode B之间的互连。 X2接口的主要目的是为了减少由于终端 的移动引起的数据丢失，即当终端从一 个eNode B移动到另一个eNode B时，存 储在原来eNode B中的数据可以通过X2 接口被转发到正在为终端服务的eNode B 上。
② Sl接口：连接E-UTRAN与CN。开放的S1 接口，使得E-UTRAN的运营商有可能采用 不同的厂商设备来构建E-UTRAN与CN。
2．LTE的主要目标
（1）LTE需求
这些目标需求主要包括如下几点。 ① 系统容量。 ② 数据传输时延。 ③ 终端状态间转换时间。
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。
（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。
⑦ LTE关键技术
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 （Work Item，WI）阶段，进行系统技术标准 的具体制定和编写，完成核心技术的规范工作， 并提交具体的技术规范。在2009年到2010年推 出成熟的商用产品。
图7-1 LTE/SAE的网络结构图
7.2.2 E-UTRAN的结构及接口
1．E-UTRAN结构与UTRAN结构的比较
2．E-UTRAN主要网元的功能及接口
（1）eNode B实现的功能
① 无线资源管理（Radio Resource Management， RRM）方面包括无线承载控制（Radio Bearer Control）、无线接纳Hale Waihona Puke Baidu制（Radio Admission Control）、连接移动性控制（Connection Mobility Control）和UE的上行/下行动态资源分配 ；
图7-8 演进的SAE架构
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；
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。
2010年底完成的LTE（R10）版本的主要 目标之一是确保LTE无线接入技术能够完全 满足IMT-Advanced的技术要求，因此增强型 长期演进（LTE-Advanced，LTE-A）这个名 称常用于LTE的第10版（R10）。
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。
第7章 LTE移动通信系统
7.1
概述
7.2
LTE的系统结构
本章主要内容如下。
① LTE和LTE-A的主要特点 ② LTE网络结构 ③ E-UTRAN的结构，主要网元和接口 的功能
④ 核心网（EPC）结构，主要网元和接 口的功能
⑤ LTE空中接口的协议结构及各层功能 ⑥ 物理信道、传输信道、逻辑信道的分 类及相互间的映射关系
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；
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）；
⑥ 调度和传输广播信息（来自MME或者O ＆M）；
⑦ 用于移动和调度的测量和测量报告的配 置。
3．E-UTRAN通用协议模型
E-UTRAN接口的通用协议模型如图 7-3所示。
图7-3 E-UTRAN通用协议模型
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。
（2）服务网关（S-GW）
S-GW具体实现的主要功能如下： ① 3GPP间的移动性管理，建立移动安全 机制； ② 在E-UTRAN的IDLE模式下，下行分 组缓冲和网络初始化；
③ 授权侦听；
④ 分组路由和前向转移；
⑤ 在UE和PDN间、运营商之间交换用户 和QoS类别标识的有关计费信息。
（3）分组交换网关（P-GW）
与服务网关类似，P-GW主要是充当 与外部数据网络交互数据的锚点。P-GW 具体实现的主要功能如下： ① 用户的分组过滤； ② 授权侦听；
③ UE的IP地址分配； ④ 上下行服务管理和计费；
4．LTE-Advanced
LTE移动通信系统相对于3G标准在各个方 面都有了不少提升，具有相当明显的4G技术特 征，但并不能完全满足IMT-Advanced提出的全 部技术要求，因此LTE不属于4G标准。
为了实现IMT-Advanced的技术要求， 在完成了LTE（R8）版本后，3GPP标准化 组织在LTE规范的第二个版本（R9）中引入 了附加功能，支持多播传输、网络辅助定位 业务及在下行链路上波束赋形的增强。
⑧ 支持增强的IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem，IMS）和核心网。
⑨ 取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（分 组交换）域实现，如采用VoIP。
⑩ 以尽可能相似的技术同时支持成对和 非成对频段。
支持运营商间的简单邻频共存和邻区 域共存。
3．LTE的基本特点
（1）只支持分组交换的结构 （2）完全共享的无线信道
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。
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）E-UTRAN主要的开放接口
① X2接口：实现eNode B之间的互连。 X2接口的主要目的是为了减少由于终端 的移动引起的数据丢失，即当终端从一 个eNode B移动到另一个eNode B时，存 储在原来eNode B中的数据可以通过X2 接口被转发到正在为终端服务的eNode B 上。
② Sl接口：连接E-UTRAN与CN。开放的S1 接口，使得E-UTRAN的运营商有可能采用 不同的厂商设备来构建E-UTRAN与CN。
2．LTE的主要目标
（1）LTE需求
这些目标需求主要包括如下几点。 ① 系统容量。 ② 数据传输时延。 ③ 终端状态间转换时间。
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。
（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。
⑦ LTE关键技术
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 （Work Item，WI）阶段，进行系统技术标准 的具体制定和编写，完成核心技术的规范工作， 并提交具体的技术规范。在2009年到2010年推 出成熟的商用产品。
图7-1 LTE/SAE的网络结构图
7.2.2 E-UTRAN的结构及接口
1．E-UTRAN结构与UTRAN结构的比较
2．E-UTRAN主要网元的功能及接口
（1）eNode B实现的功能
① 无线资源管理（Radio Resource Management， RRM）方面包括无线承载控制（Radio Bearer Control）、无线接纳Hale Waihona Puke Baidu制（Radio Admission Control）、连接移动性控制（Connection Mobility Control）和UE的上行/下行动态资源分配 ；
图7-8 演进的SAE架构
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；
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。
2010年底完成的LTE（R10）版本的主要 目标之一是确保LTE无线接入技术能够完全 满足IMT-Advanced的技术要求，因此增强型 长期演进（LTE-Advanced，LTE-A）这个名 称常用于LTE的第10版（R10）。
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。
第7章 LTE移动通信系统
7.1
概述
7.2
LTE的系统结构
本章主要内容如下。
① LTE和LTE-A的主要特点 ② LTE网络结构 ③ E-UTRAN的结构，主要网元和接口 的功能
④ 核心网（EPC）结构，主要网元和接 口的功能
⑤ LTE空中接口的协议结构及各层功能 ⑥ 物理信道、传输信道、逻辑信道的分 类及相互间的映射关系
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；
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）；
⑥ 调度和传输广播信息（来自MME或者O ＆M）；
⑦ 用于移动和调度的测量和测量报告的配 置。