內(nèi)容成果lte網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1、 一、LTE概述二、LTE關(guān)鍵技術(shù)三、LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、LTE協(xié)議棧介紹五、UE Attach流程介紹 3GPP于2004年12月開始LTE相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)工作，LTE是關(guān)于UTRAN改進(jìn)的項(xiàng)目。 LTE與現(xiàn)有3GPP的R6、R7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有很大不同，E-UTRAN在整個(gè)體系上趨于扁平化，減少了中間節(jié)點(diǎn)數(shù)量。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和體系的改變使得LTE較現(xiàn)有UTRAN結(jié)構(gòu)接口減少同時(shí)降低了成本，并且更易于對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理；在性能上便于減少數(shù)據(jù)傳輸延遲的實(shí)現(xiàn)。LTE網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：1、單一形式的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)eNodeB，有效改善用戶平面和控制平面時(shí)延；2、高效的分組交換協(xié)議；3、所有網(wǎng)元都通過標(biāo)準(zhǔn)接口連接，滿足多供應(yīng)

2、商產(chǎn)品間的互操作性；4、靈活的操作與維護(hù)（OAM）；5、靈活部署，支持Pico、Femto等微型基站；LTE網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)目的：更好的覆蓋更高的數(shù)據(jù)速率更低的CAPEX & OPEX更低的延遲時(shí)間更高的頻譜利用率一、LTE概述二、LTE關(guān)鍵技術(shù)三、LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、LTE協(xié)議棧介紹五、UE Attach流程介紹1、頻域多址技術(shù) 下行下行OFDM/OFDM/上行上行SC-FDMASC-FDMA2、 MIMOMIMO技術(shù)技術(shù)3、高階調(diào)制技術(shù)4、 HARQHARQ技術(shù)技術(shù)5、 鏈路自適應(yīng)技術(shù)AMCAMC6、 快速M(fèi)ACMAC調(diào)度技術(shù)調(diào)度技術(shù)7、 小區(qū)間干擾消除OFDM OFDM 的優(yōu)勢(shì)：的優(yōu)勢(shì)

3、：*頻譜效率高；*帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)；*抗多徑衰落；*實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較簡(jiǎn)單；* 頻域調(diào)度靈活；*自適應(yīng)強(qiáng)，可以靈活選擇調(diào)制*編碼方式更好的適應(yīng)信道的頻率選擇性；*終端能力有限，發(fā)射功率受限，OFDM的高峰均比（PAPR）在上行鏈路的應(yīng)用受到較大的限制；*SC-FDMA采用單載波技術(shù)，峰均比（PAPR）低，可以在有限的功率條件下獲得更大的覆蓋范圍，降低終端成本和耗電量；多天線技術(shù)：MIMO：多入多出(Multiple Input Multiple Output)SISO：?jiǎn)稳雴纬?Single Input Single Output)SIMO：?jiǎn)稳攵喑?Single Input Multiple O

4、utput)LTE的基本配置是DL 2*2 和UL 1*2 , 最大支持4*4 MIMO技術(shù)充分開發(fā)空間資源，利用多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不需要增加頻譜資源和天線發(fā)送功率的情況下，可以創(chuàng)造多個(gè)并行空間信道，成倍地提高信道容量。 另外，MIMO將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個(gè)整體進(jìn)行優(yōu)化，利用MIMO信道提供的空間分集增益，降低誤碼率，提高信道可靠性，這是一種近于最優(yōu)的空域時(shí)域聯(lián)合的分集和干擾對(duì)消處理。 一、LTE概述二、LTE關(guān)鍵技術(shù)三、LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、LTE協(xié)議棧介紹五、UE Attach流程介紹MME/S-GWMME/S-GWMME/S-GWMME/S-GWeNodeBeNodeBeN

5、odeBeNodeBeNodeBeNodeBS1S1EPCEPCE-UTRANE-UTRANX2X2X2X2X2X2EPSEPSUuUuUuUu整個(gè)TD-LTE系統(tǒng)由3部分組成：*核心網(wǎng)（EPC, Evolved Packet Core ）*接入網(wǎng)（eNodeB）*用戶設(shè)備（UE） SGi S4 S3 S1-MME PCRFS7 S6a HSSS10 UEGERAN UTRAN SGSN LTE-Uu ” E-UTRAN MMES11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1-U Operator s IP Services(e.g. IMS, PSS etc.)Rx

6、+ EPC分為三部分：1 1、MMEMME (Mobility Management Entity, (Mobility Management Entity, 負(fù)責(zé)信令處理部分）負(fù)責(zé)信令處理部分） NAS信令以及安全性功能（包括承載管理和連接管理）； Active狀態(tài)下的會(huì)話移動(dòng)性支持； Idle狀態(tài)下的終端移動(dòng)性管理； 鑒權(quán)； 2 2、S-GW (Serving Gateway , S-GW (Serving Gateway , 負(fù)責(zé)本地網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)處理部分）負(fù)責(zé)本地網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)處理部分） 支持UE的移動(dòng)性切換用戶面數(shù)據(jù)的功能；用戶IP數(shù)據(jù)包通過S-GW轉(zhuǎn)發(fā), 提供E-UTRAN與EPC之間

7、的路由； E-UTRAN空閑模式下行分組數(shù)據(jù)緩存和尋呼支持 ；3 3、P-GW (PDN GatewayP-GW (PDN Gateway，負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)包與其他網(wǎng)絡(luò)的處理，負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)包與其他網(wǎng)絡(luò)的處理 ) ) IP分配和QoS管理；基于用戶的數(shù)據(jù)包的過濾；根據(jù)PCRF規(guī)則進(jìn)行基于流量的計(jì)費(fèi)；提供EPC與PDN之間的路由；eNodeB：E-UTRAN接入端的唯一網(wǎng)元，為UE提供 接入功能。 *無線資源管理相關(guān)的功能，包括無線承載控制、接納控制、連接移動(dòng)性管理、上/下行動(dòng)態(tài)資源分配/調(diào)度等； *IP頭壓縮與用戶數(shù)據(jù)流加密； *UE附著時(shí)的MME選擇； *提供到S-GW的用戶面數(shù)據(jù)的路由； *尋呼

8、消息的調(diào)度與傳輸； *系統(tǒng)廣播信息的調(diào)度與傳輸； *測(cè)量與測(cè)量報(bào)告的配置。EPCEPCEUTRANEUTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)功能劃分示意圖：S1S1接口：接口：eNodeBeNodeB與與EPCEPC之間的接口之間的接口S1接口包括兩部分：控制面的S1-C接口。用戶面的S1-U接口。S1-C接口定義為eNB和MME功能之間的接口；S1-U定義為eNB和SAE網(wǎng)關(guān)之間的接口。S1接口的信令過程有：SAE承載信令過程，包括SAE承載建立和釋放過程。切換信令過程尋呼過程N(yùn)AS傳輸過程，包括上行方向的初始UE和下行鏈路的直傳錯(cuò)誤指示過程初始上下文建立過程 X2X2接口：接口：eNodeBeNodeB與與eN

9、odeBeNodeB之間的接口之間的接口X2接口定義為各個(gè)eNB之間的接口。X2接口包含X2-C和X2-U兩部分。X2-C是各個(gè)eNB之間控制面間接口；X2-U是各個(gè)eNB之間用戶面之間的接口。X2-C接口支持以下功能：移動(dòng)性功能，支持UE在各個(gè)eNB之間的移動(dòng)性，例如切換信令和用戶面隧道控制。支持多小區(qū)的無線資源管理，例如測(cè)量報(bào)告。通常的X2接口管理和錯(cuò)誤處理功能。X2-U接口支持終端用戶分組在各個(gè)eNB之間的隧道功能。隧道協(xié)議支持以下功能：在分組歸屬的目的節(jié)點(diǎn)處SAE接入承載指示減小分組由于移動(dòng)性引起的丟失的方法UuUu接口：接口：UEUE與與eNodeBeNodeB之間的接口之間的接口一

10、、LTE概述二、LTE關(guān)鍵技術(shù)三、LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、LTE協(xié)議棧介紹五、業(yè)務(wù)流程介紹網(wǎng)元間控制面協(xié)議棧網(wǎng)元間用戶面協(xié)議棧一、LTE概述二、LTE關(guān)鍵技術(shù)三、LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、LTE協(xié)議棧介紹五、業(yè)務(wù)流程介紹UE的兩個(gè)狀態(tài)：IDLE、CONNECTED狀狀 態(tài)態(tài)行行 為為RRC_IDLEPLMN選擇NAS配置的DRX過程系統(tǒng)信息廣播和尋呼鄰小區(qū)測(cè)量小區(qū)重選的移動(dòng)性UE獲取1個(gè)TA區(qū)內(nèi)的唯一標(biāo)識(shí)eNodeB內(nèi)無終端上下文RRC_CONNECTED網(wǎng)絡(luò)側(cè)有UE的上下文信息網(wǎng)絡(luò)側(cè)知道UE所處小區(qū)網(wǎng)絡(luò)和終端可以傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制終端的移動(dòng)性鄰小區(qū)測(cè)量存在RRC連接: UE可以從網(wǎng)絡(luò)側(cè)收發(fā)數(shù)據(jù) 監(jiān)聽共享信道

11、上指示控制授權(quán)的控制信令 UE可以上報(bào)信道質(zhì)量給網(wǎng)絡(luò)側(cè) UE可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行DRX1 1、隨機(jī)接入、隨機(jī)接入實(shí)現(xiàn)的基本功能：申請(qǐng)上行資源、與eNodeB間的上行時(shí)間同步。應(yīng)用場(chǎng)景：從RRC-IDLE狀態(tài)到RRC-CONNECT的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即RRC連接過程，如初始接入和TAU更新；無線鏈路失敗后的初始接入，即RRC 連接重建過程；在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需發(fā)送上行數(shù)據(jù)和控制信息或雖未上行失步但需要通過隨機(jī)接入申請(qǐng)上行資源；在RRC-CONNECTED狀態(tài)，從服務(wù)小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)；在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需接收下行數(shù)據(jù)；在RRC-CONNE

12、CTED狀態(tài)，UE位置輔助定位需要，網(wǎng)絡(luò)利用隨機(jī)接入獲取時(shí)間提前量（TA: Timing Advance）；接入分類：基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入、基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入2 2、RRCRRC連接建立、重配、重建立、釋放連接建立、重配、重建立、釋放RRC協(xié)議功能為NAS層提供連接管理、消息傳遞等服務(wù)；對(duì)接入網(wǎng)的底層協(xié)議實(shí)體提供參數(shù)配置的功能；負(fù)責(zé)UE移動(dòng)性管理相關(guān)的測(cè)量、控制等功能；RRC連接建立RRC連接重建RRC重配置RRC釋放場(chǎng)景初始接入Attach時(shí)發(fā)起；UE從IDLE態(tài)至連接態(tài)時(shí)發(fā)起： 發(fā)起呼叫； 響應(yīng)尋呼； Attach Request； TAU Request； Detach Request

13、RRC連接出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)起： 切換失敗； 無線鏈路失敗； 底層完整性保護(hù)失??； RRC重配置失敗；當(dāng)需要對(duì)SRB和DRB進(jìn)行管理時(shí)發(fā)起： E-RAB的建立、修改、刪除； 請(qǐng)求UE激活SRB2；測(cè)量控制下發(fā)時(shí)發(fā)起；切換執(zhí)行時(shí)發(fā)起； 希望解除與UE的RRC連接，使UE返回IDLE態(tài)時(shí)；3 3、尋呼、尋呼Paging消息會(huì)在UE注冊(cè)的所有小區(qū)發(fā)送（TA范圍內(nèi)）*核心網(wǎng)觸發(fā)：通知UE接收尋呼請(qǐng)求（被叫，數(shù)據(jù)推送）*eNodeB觸發(fā)：通知系統(tǒng)消息更新以及通知UE接收ETWS等信息1. 處在RRC_IDLE態(tài)的UE進(jìn)行Attach過程，首先發(fā)起隨機(jī)接入過程，即MSG1消息；2. eNB檢測(cè)到MSG1消息后，

14、向UE發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)消息，即MSG2消息；3. UE收到隨機(jī)接入響應(yīng)后，根據(jù)MSG2的TA調(diào)整上行發(fā)送時(shí)機(jī)，向eNB發(fā)送RRCConnectionRequest消息；4. eNB向UE發(fā)送RRCConnectionSetup消息，包含建立SRB1承載信息和無線資源配置信息；5. UE完成SRB1承載和無線資源配置，向eNB發(fā)送RRCConnectionSetupComplete消息，包含NAS層Attach request信息；6. eNB選擇MME，向MME發(fā)送INITIAL UE MESSAGE消息，包含NAS層Attach request消息；7. MME向eNB發(fā)送INITIAL C

15、ONTEXT SETUP REQUEST消息，請(qǐng)求建立默認(rèn)承載，包含NAS層Attach Accept、Activate default EPS bearer context request消息；8. eNB接收到INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，如果不包含UE能力信息，則eNB向UE發(fā)送UECapabilityEnquiry消息，查詢UE能力；9. UE向eNB發(fā)送UECapabilityInformation消息，報(bào)告UE能力信息；10. eNB向MME發(fā)送UE CAPABILITY INFO INDICATION消息，更新MME的UE能力信息；11. eNB

16、根據(jù)INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息中UE支持的安全信息，向UE發(fā)送 SecurityModeCommand消息，進(jìn)行安全激活；12. UE向eNB發(fā)送SecurityModeComplete消息，表示安全激活完成；13. eNB根據(jù)INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息中的ERAB建立信息，向UE發(fā)送RRCConnectionReconfiguration消息進(jìn)行UE資源重配，包括重配SRB1和無線資源配置，建立SRB2、DRB（包括默認(rèn)承載）等；14. UE向eNB發(fā)送RRCConnectionReconfigurationComplete消息，表示資源配置完成；15. eNB向MME發(fā)送INI