LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識簡介

LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識簡介目錄2LTE網(wǎng)絡(luò)概述Question&AnswerLTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流程LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)LTE網(wǎng)絡(luò)參數(shù)介紹LTE網(wǎng)絡(luò)概述—移動通信系統(tǒng)發(fā)展

3LTE3G2G1G使用蜂窩組網(wǎng)，采用模擬技術(shù)和頻分多址（FDMA）等技術(shù)采用OFDM及MIMO技術(shù)，在20MHz的系統(tǒng)帶寬下，下行峰值速率100Mbps，上行50Mbps(現(xiàn)有UE能力支持)，提供VoIP及IMS等高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。目前使用最為廣泛的通信系統(tǒng)，主要使用技術(shù)是時分多址(TDMA)技術(shù)，如GSM網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。技術(shù)指標(biāo)：室內(nèi)速率2Mbps，室外384kbps，行車速率144kbps。能夠?qū)崿F(xiàn)語音業(yè)務(wù)、高速傳輸及無線接入Internet等服務(wù)。LTE網(wǎng)絡(luò)概述—網(wǎng)絡(luò)特征4降低傳輸時延用戶面時延小于5ms控制面時延小于100ms1.4MHz~20MHz可變帶寬對0～15km/h的低速環(huán)境優(yōu)化對15～120km/h保持高性能對120～350甚至500km/h保持連接上行峰值速率50Mbps下行峰值速率100Mbps提高小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸時延建網(wǎng)成本帶寬需求移動性支持?jǐn)?shù)據(jù)速率LTE網(wǎng)絡(luò)概述—關(guān)鍵技術(shù)5LTE網(wǎng)絡(luò)概述—TDD與FDD差異性LTE系統(tǒng)同時定義了頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩種方式，二者工作原理如下所示：

FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，用保護(hù)頻段來分離接收和發(fā)送信道；TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。6LTE網(wǎng)絡(luò)概述—TDD的優(yōu)勢與劣勢7頻譜配置，由于LTETDD系統(tǒng)無需成對的頻率，具有一定的頻譜靈活性，能有效的提高頻譜利用率；支持非對稱業(yè)務(wù)(通過上下行幀配置實現(xiàn))；智能天線的使用；與TD-SCDMA的共存。TDD優(yōu)勢：由于保護(hù)間隔的使用降低了頻譜利用率，特別是提供廣覆蓋的時候，使用長CP(循環(huán)前綴)，對頻譜資源造成了浪費；由于上下行信道占用同一頻段的不同時隙，為了保證上下行幀的準(zhǔn)確接收，系統(tǒng)對終端和基站的同步要求很高。TDD劣勢：目錄8LTE網(wǎng)絡(luò)概述Question&AnswerLTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流程LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)LTE網(wǎng)絡(luò)參數(shù)介紹LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)與3G網(wǎng)絡(luò)相比，LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為簡化，其主要特點為：業(yè)務(wù)平面與控制平面完全分離化核心網(wǎng)趨同化,交換功能路由化網(wǎng)絡(luò)扁平化,全I(xiàn)P化不在需要RNC,大部分功能轉(zhuǎn)移到基站實現(xiàn)以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主9LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)—EPS網(wǎng)元及功能10LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)—協(xié)議架構(gòu)接口協(xié)議主要分三層兩面，三層主要包括了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，兩面是指控制平面和用戶平面。11數(shù)據(jù)鏈路層同時位于控制平面和用戶平面：在控制平面負(fù)責(zé)無線承載信令的傳輸、加密和完整性保護(hù)；在用戶平面主要負(fù)責(zé)用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸和加密。網(wǎng)絡(luò)層是指無線資源控制（RRC）層，位于接入網(wǎng)的控制平面，負(fù)責(zé)完成接入網(wǎng)和終端之間交互的所有信令處理。數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)—協(xié)議架構(gòu)LTE總體的協(xié)議結(jié)構(gòu)12LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)—信道類型信令流、數(shù)據(jù)流在各層之間傳送，要通過不同的信道來承載，各邏輯信道、物理信道對應(yīng)關(guān)系如下所示：13LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)—信道類型14LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)—幀結(jié)構(gòu)LTE網(wǎng)絡(luò)中信息的傳輸是以幀來傳送的，對于TDD和FDD來說，幀的結(jié)構(gòu)是不同的。對于FDD，在每一個10ms中，有10個子幀可以用于下行傳輸，并且有10個子幀可以用于上行傳輸。上下行傳輸在頻域上進(jìn)行分開，如下圖所示：15LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)—幀結(jié)構(gòu)對于TDD，一個無線幀10ms，每個無線幀由兩個半幀構(gòu)成，每個半幀長度為5ms。每一個半幀由8個常規(guī)時隙和DwPTS、GP和UpPTS三個特殊時隙構(gòu)成，總長度為1ms。16目錄17LTE網(wǎng)絡(luò)概述Question&AnswerLTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流程LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)LTE網(wǎng)絡(luò)參數(shù)介紹LTE網(wǎng)絡(luò)參數(shù)介紹同其它網(wǎng)絡(luò)制式一樣，除用戶感知外，參數(shù)、指標(biāo)也是反映網(wǎng)絡(luò)好壞的重要因素。由于參數(shù)較多，這里只簡單介紹LTE網(wǎng)絡(luò)的一些重點參數(shù)：18標(biāo)識類參數(shù)幀及物理資源基本參數(shù)天線類參數(shù)小區(qū)選擇/重選類參數(shù)切換類參數(shù)其它參數(shù)LTE網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識類參數(shù)標(biāo)識是網(wǎng)絡(luò)中識別用戶、小區(qū)等的參數(shù)，主要有：IMSI：國際移動用戶識別碼TAI：全球唯一跟蹤區(qū)標(biāo)識ECGI：E-UTRAN全球小區(qū)識別碼GUTI：全球唯一臨時標(biāo)識，在網(wǎng)絡(luò)中唯一標(biāo)識UE，可以減少IMSI，IMEI等用戶私有參數(shù)暴露在網(wǎng)絡(luò)傳輸中19LTE網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識類參數(shù)EARFCN：頻點號PCI：物理小區(qū)標(biāo)識20參數(shù)解釋取值范圍EARFCNTD-LTE的頻點號，F(xiàn)DD的EARFCN從0~35999，TDD的EARFCN從36000~65531。

目前國內(nèi)使用的38頻段，EARFCN的起始值為37750，頻率的起始值為2.57GHz，每100kHz對應(yīng)一個頻點號。比如2.6GHz，對應(yīng)的EARFCN就是37750+300=38050。37750+（使用頻率-257O)/0.1

頻率單位MHzPCIPhysicalCellID，同一區(qū)域內(nèi)小區(qū)不能定義相同的值0～503LTE網(wǎng)絡(luò)幀及物理資源基本參數(shù)對于TDD而言，涉及到的參數(shù)主要有子幀配置類型、特殊子幀配置、幀號、子幀號等，如下表所示：21參數(shù)解釋取值范圍SpecialSubFramePatterns特殊子幀類型(特殊子幀DwPTS,GP,UpPTS

的配比方式)0-8SubFrameAssignmentType上、下行子幀配置0～6FrameNumberLTE中用10bit承載SFN(systemframenumber)數(shù)據(jù)，在MIB中承載，在PBCH中傳輸。SFN位長為10bit，也就是取值從0-1023循環(huán)。0～1023SubFrameNumber1幀由10個子幀組成，取值0～90～9LTE網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：RSRP/RSRQ/RSSIRSRP/RSRQ/RSSI是LTE中判定信號強(qiáng)度、信號質(zhì)量的三個參數(shù)。22參數(shù)解釋取值范圍RSRP(dBm)ReferenceSignalReceivingPower，是在某個Symbol內(nèi)承載ReferenceSignal的所有RE上接收到的信號功率的平均值取值-141~-40RSRQ(dB)ReferenceSignalReceivingQuality，是RSRP和RSSI的比值取值-40～-6RSSI(dBm)ReceivedSignalStrengthIndicator，是在這個Symbol內(nèi)接收到的所有信號（包括導(dǎo)頻信號和數(shù)據(jù)信號，鄰區(qū)干擾信號，噪音信號等）功率的平均值取值-125~0LTE網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：TMmode多天線技術(shù)是LTE的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此天線類的參數(shù)也是我們要特別關(guān)注的，這里我們只介紹一個最常用的參數(shù)——TMmode。23TMmodeTransmissionscheme解釋Release8TM1SAPort0SISO/SIMO單收單發(fā)TM2TxDiv發(fā)射分集，兩個天線所傳的東西都是一樣的，即一個codeword，保證傳輸質(zhì)量TM3OLSU-MIMO開環(huán)單用戶MIMOTM4CLSU-MIMO閉環(huán)單用戶MIMOTM5CLMU-MIMO多用戶MIMO，即用戶空分利用MIMOTM6CLRank=1SM(BF)

TM7SingleLayerBFPort5波束賦形Release9TM8SingleLayerBFPort7or8/DualLayerBFPort7and8天線陣列實現(xiàn)單層/雙層的雙流Release10TM9CLSU-MIMOPorts7-14(SU-MIMOorMU-MIMO)單用戶達(dá)到8層，多用戶到4層TM2模式下峰值速率可達(dá)41.4568Mbps，TM3模式則加倍，約為82Mbps。LTE網(wǎng)絡(luò):小區(qū)選擇/重選類參數(shù)LTE重選中，由于網(wǎng)絡(luò)頻段的不同，分為同頻、異頻切換，另外，不同的頻段有不同的優(yōu)化級，又分為不同優(yōu)先級的切換。24參數(shù)解釋Q-offsetCell目標(biāo)小區(qū)的偏移值(基于小區(qū)的偏移量)Q-offsetFreq基于頻率的偏移值(用于同等優(yōu)先級的異頻小區(qū))IntraFreqResection是否允許同頻小區(qū)重選CellReselectionPriority服務(wù)頻率在異頻小區(qū)重選的優(yōu)先級，在0到7之間取值，其中0代表優(yōu)先級最低ThresholdX-high目標(biāo)小區(qū)的優(yōu)先級比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的優(yōu)先級高，目標(biāo)小區(qū)的測量門限ThresholdX-lowUE重選優(yōu)化維較低的小區(qū)時，目標(biāo)小區(qū)的測量門限ThresholdServingLowUE在重選優(yōu)先級較低的小區(qū)時，服務(wù)小區(qū)的測量門限。

如果目標(biāo)小區(qū)的優(yōu)先級比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的低，那么只有服務(wù)小區(qū)的S值小于threshServingLow（在SIB3中定義），并且目標(biāo)小區(qū)的S值大于門限參數(shù)threshXLow，而且持續(xù)的時間超過ReselectionTimer后，UE才會重選到目標(biāo)小區(qū)LTE網(wǎng)絡(luò):切換類參數(shù)25參數(shù)名稱取值含義TYPEINTRA/INTER/INTER-RAT（WCDMA/TD-SCDMA/GSM）切換類型，分為同頻切換(LTE同頻點切換)、異頻切換(LTE異頻點切換)及多網(wǎng)絡(luò)間切換(LTE與2/3G間的切換)MODENon-contention切換模式(指切換目標(biāo)小區(qū)的隨機(jī)接入方式)，目前僅可判斷非競爭。NumberOfRA-Preambles0~64隨機(jī)接入前導(dǎo)數(shù)目，各廠家配置不同，目前諾西設(shè)備64指切入到競爭小區(qū)，40指切入到非競爭小區(qū)RA-PreambleIndex0~64只有在切入到非競爭小區(qū)時，才有值，在rach-configdedicated中(即非競爭小區(qū)配置專用rach)。TimeToTrigger(ms)640切換觸發(fā)時間，指目標(biāo)小區(qū)在這一時間內(nèi)持續(xù)優(yōu)于服務(wù)小區(qū)才可進(jìn)行切換，為了防止乒乓切換Eventa3切換事件，是通過UE的測量報告中上報的測量，通過measid對應(yīng)到RRCConnectionReconfiguration信令中下發(fā)LTE網(wǎng)絡(luò)其它參數(shù)DCI：資源分配信息。HARQ信息、上行調(diào)度確認(rèn)以及其他控制信息，根據(jù)承載信息的不同，可分為DCIFormat1/Format1A/Format2等。CQI：信道質(zhì)量指示。分為周期性的和非周期性的上報兩種，周期性的CQI上報通常是通過PUCCH來進(jìn)行的，非周期的通過PUSCH來進(jìn)行。調(diào)制信息：QPSK/16QAM/64QAM三種調(diào)試方式。HARQ：混合重傳類參數(shù)，包括初傳成功率、重傳率等。26目錄27LTE網(wǎng)絡(luò)概述Question&AnswerLTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流程LTE網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)LTE網(wǎng)絡(luò)參數(shù)介紹LTE網(wǎng)絡(luò)主要業(yè)務(wù)流程—系統(tǒng)廣播消息系統(tǒng)信息廣播的內(nèi)容被劃分為多個系統(tǒng)信息塊(SystemInformationBlocks,SIB)，系統(tǒng)廣播信息就被劃分為MIB(主信息塊)+severalSIBs。28SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11MIBSIB1系統(tǒng)信息廣播（SystemInformationBroadcast）LTE網(wǎng)絡(luò)主要業(yè)務(wù)流程—系統(tǒng)廣播消息MIB在BCH上發(fā)送，MIB上傳輸幾個比較重要的系統(tǒng)信息參數(shù):1、下行鏈路系統(tǒng)帶寬；2、PHICH配置信息；3、系統(tǒng)幀號。SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上發(fā)送。其中SIB1上傳輸與評估一個UE是否被允許接入小區(qū)有關(guān)的信息以及其他系統(tǒng)信息的調(diào)度信息：1、小區(qū)接入相關(guān)信息；2、小區(qū)選擇信息；3、SIB調(diào)度信息；4、TDD參數(shù)配置等。29LTE網(wǎng)絡(luò)主要業(yè)務(wù)流程—系統(tǒng)廣播消息30SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11小區(qū)無線配置，其它基本配置小區(qū)重選信息，主要關(guān)于服務(wù)小區(qū)頻內(nèi)鄰區(qū)列表，白/黑名單頻間鄰區(qū)列表UTRAN鄰區(qū)列表(W+TD)GSM鄰區(qū)列表CDMA2000鄰區(qū)列表HomeeNBIdentiferETWS通知ETWS信息，語音圖片LTE網(wǎng)絡(luò)主要業(yè)務(wù)流程—UE附著過程UE發(fā)送附著消息給MME，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊，也就是網(wǎng)絡(luò)附著（networkattachment）鑒權(quán)MME發(fā)送創(chuàng)建默認(rèn)承載消息給S-GWS-GW把創(chuàng)建默認(rèn)承載消息轉(zhuǎn)發(fā)給P-GWPDN-GW為新的會話建立，向PCRF申