4G-LTE通信技术简介

E-UTRAN UE附着时的MME选择；
eNB
寻呼信息的调度传输；
广播信息的调度传输；
以及设置和提供eNB的测量等。
LTE 终端
UE PDCP RLC MAC PHY
eNB PDCP RLC MAC PHY
完成业务数据流在空中接 口的收发处理，协议栈包 括PDCP、RLC、MAC和 PHY四个协议子层
兼容的“先进的综合移动宽带无线 系统”
技术路线:
OFDM+SA/MIMO+IP技术
LTE网络结构简化
eNodeB UE
终端部分 接入部分
HSS
MME
SGateway
PGateway
接入控制部分
IMS
网络控制部分
IP化的网络架构
UTRAN
SGSN
GERAN
HSS
S3
S1-MME
MME
S6a
PCRF
MIMO
软件无线电技术
软件无线电(SDR)是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台,利用软 件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是 使宽带模数转换器(A/D)及数模转换器(D/ALeabharlann Baidu等先进的模块尽可能地靠近射频天线 的要求。尽可能多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括各类无线信令规则 与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编 码软件等。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件(DSPH)、现场可编程器件 (FPGA)、数字信号处理(DSP)等[2]
"LTE-Uu"
S11 S10
S12
S4
S7
Rx+
UE
E-UTRAN
Serving S5 Gateway
PDN Gateway
SGi Operator's IP Services
S1-U
(e.g. IMS, PSS etc.)
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LTE关键技术
OFMD MIMO 软件无线电 智能天线技术 基于IP的核心网
OFMD原理
OFDM即正交频分多路复用技术，与传统的多载波调制（MCM）相比OFDM 调制的各个子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性。
OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载 波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM 符号。
WiMAX-Advanced（全球互通微波存取升级版）：由WiMAX Forum所主导， 接收下行与上行最高速率可达到300Mbps，在静止定点接收可高达1Gbps。
TD-LTE-Advanced：中国具有自主知识产权的新一代移动通信技术，峰值速 率超过1Gbps。
LTE定位
• 3G是移动通信标准，BWA(802.16e等)是 宽带无线接入标准
中国联通目前全国开通4G网络城市25个，5月17日电信日将开通56个重点城 市，年内将实现300个以上城市4G网络覆盖。中国移动目前开通4G商用城市 20余个，计划上半年达100个，年底前达340个。中国电信因其CDMA EVDO rev.A制式向下演进有限，从2012年底新建的大部分基站上就要求应标厂商必 须支持向LTE FDD的平滑演进，目前国内开通4G商用城市30多个。“最重要 的还是要看FDD的发牌时间”，一位中国电信内部相关员工强调称。
MIMO
MIMO即多天线技术，在基站和移动终端都有多个天线。MIM0技术为系统提 供空间复用增益和空间分集增益。空间复用是在接收端和发射端使用多副天线, 充分利用空间传播中的多径分量,在同一频带上使用多个子信道发射信号,使容 量随天线数量的增加而线性增加。
SISO
MISO
SIMO
SU-MIMO MU-MIMO
智能天线技术
智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。智能天线具有抑制信号干扰 、自动跟踪及数字波束调节等功能,被认为是未来移动通信的关键技术。
基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝 互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案,能提供端到端的IP业务,能同已有 的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种空中接口接入核心 网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。IP与多种无线接入协议相兼容,因 此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式 和协议。 在4G通信系统中将取代IPv4协议,主要采用全分组方式IPv6技术,IPv6具有许多 的优点,如:有巨大的地址空间;支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式;能 够提供不同水平的服务质量;更具有移动性。
Enode B
MME / S-GW
MME / S-GW
Evolved Node B，即演进型Node B简称eNB， LTE中基站的名称，相比现有3G中的Node B， 集成了部分RNC的功能，减少了通信时协议的 层次。
S1
X2
S1
X2 eNB
eNB
X2
S1
S1
主要功能：
RRM功能；
IP头压缩及用户数据流加密；
支持跨PLMN网关漫游情况用户平面和控制平面功能的接口，支持 PMIPv6协议。
MME之间的接口，用来处理MME重定位和MME之间的信息传输。
MME和Serving GW之间的接口
有Direct Tunnel建立时， UTRAN和Serving GW之间的接口，用于二者之间的用户数据传输。 该接口基于Iu-u/Gn-u使用SGSN和UTRAN之间或SGSN和GGSN间所定义的GTP-U协议
负责Serving GW和PDN GW之间的用户平面数据传输和隧道管理功能的接口。用于支持UE 的移动性而进行的Serving GW重定位过程以及连接PDN网络所需要的与non-collocated PDN GW之间的连接功能。基于GTP协议或者基于PMIPv6协议。
MME和HSS之间用以传输签约和鉴权数据的接口。
S1-MME S1-U S3 S4
S5
S6a S7 S7c S8a
S8b S10 S11 S12
eNodeB与MME之间的控制面接口，提供S1-AP信令的可靠传输，基于IP和 SCTP协议。
eNodeB与S-GW之间的用户面接口，提供eNodeB与S-GW之间用户面PDU非保 证传输。基于UDP/IP和GTP-U协议。
４G在中国的现状
２０１３年12月4日，工信部发布公告称，向中国移动、中国电信和中国联通颁 发"LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）"经营许可。
中国联通2014年投资规模规模约800亿，中国联通市场营销部总经理熊昱对笔 者称，其中无线网络投资预计200亿元，但3G与4G具体投资比例还要看具体 情况决定。业内预计，联通4G网络投资今年为50-100亿元。与之相比，中国 移动与中国电信4G投资更为明确，前者今年预计超过500亿元，后者约417亿 元。
UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY
eNB
RRC PDCP RLC MAC PHY
MME NAS
E-UTRAN控制面主要包括 NAS、RRC、PDCP、 RLC、MAC和PHY，网络 侧的协议终止点除NAS在 MME中外，其他的协议层 都终止于eNB
4G系统针对各种不同业务的接入系统,通过多媒体接入连接到基于IP的核心网 中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝 漫游。4G网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。
1) 物理网络层提供接入和路由选择功能。 2) 中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。 3) 物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,使发展和提供新 的服务变得更容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带,这一服务 能自适应于多个无线标准及多模终端,跨越多个运营商和服务商,提供更大范围 服务。
基于Gx接口的演进，传输服务数据流级的PCC信息、接入网络和位置信息。
基于Gx接口演进，支持传输QoS参数和相关分组过滤器参数、控制信息。在 S5/S8接口基于PMIPv6协议情形下支持。
定义于不同PLMN间，VPLMN中Serving GW和HPLMN中PDN GW之间为用户提供控制平面 和用户平面功能的接口，该接口基于SGSN和GGSN间的Gp接口。 S8a相当于是S5接口的 跨PLMN版本。
在UE活动状态和空闲状态下，为支持不同的3G接入网络之间的移动性，以及用 户和承载信息交换而定义的接口点，基于SGSN之间的Gn接口定义。
核心网和作为3GPP锚点功能的Serving GW之间的接口，为两者提供相关的控制功能和移动 性功能支持。 该接口基于定义于SGSN和GGSN之间的Gn接口。另外，如果没有建立Direct Tunnel，该接口提供用户平面的隧道功能。
4G-LTE
4G概述 LTE技术原理及系统构架 LTE关键技术 4G在中国现状
4G（第四代移动通信技术标准），是3G之后的延伸。按照国际电信 联盟的定义，静态传输速率达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以 达到100Mbps，就可以作为4G的技术
LTE Advanced（长期演进技术升级版）：峰值速率：下行1Gbps，上行 500Mbps。是第一批被国际电信联盟承认的4G标准，也是事实上的唯一主流4G 标准。
中国联通预计年内4G基站超过5万个，中国移动为50-55万个，中国电信预计 约为20万个。
谢谢
• 3G演进是移动通信宽带化；BWA是宽带 接入无线化
• 3G定位是语音为主、兼顾数据；BWA是 数据为主、兼顾语音
电信运营商竞争的需求： • 既能承载高质量实时话音， • 又能提供无线宽带数据接入的全移动系
统
定位：
集高质量话音和宽带数据为一体；支 持全移动、综合多业务；网络可控、 可管理；具有低成本、低时延、后向