LTE知識(shí)點(diǎn)匯總0-LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

一、LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)BTS/NODEB:基站收發(fā)臺(tái)（BaseTransceiverStation）BSC/RNC:基站控制器（basestationcontrol）MSC:移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（mobileswitchingcenter）eNB-EvolvedNodeB進(jìn)化節(jié)點(diǎn)基站SGW-ServingGateway業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)PGW-PDNGateway分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)MME-MobilityManagementEntity移動(dòng)管理實(shí)體PCRF-PolicyChargingRulesFunction計(jì)費(fèi)策略功能服務(wù)器HSS-HomeSubscriberServer歸屬客戶(hù)服務(wù)器

網(wǎng)元之間的接口和協(xié)議端到端接口類(lèi)型包含主要信息UE與EnodeBUu信令面/用戶(hù)面1、RRC信令消息；2、測(cè)量報(bào)告；3、廣播消息；4、異常流程EnodeB與EnodeBX2信令面/1、Inter-eNB切換；2、eNB直接交換無(wú)線(xiàn)質(zhì)量測(cè)量信息EnodeB與MMES1-MME信令面1、上下文信息（IP地址、UE能力等）；2、用戶(hù)身份信息（IMSI或TMSI、GUTI等）；3、切換信息、位置信息（小區(qū)、TAC等）；4、E-RAB承載管理信息；5、NAS信息（用戶(hù)附著、鑒權(quán)、尋呼、TA更新等）；6、S1接口管理信息（MME標(biāo)識(shí)、負(fù)載均衡等）EnodeB與SGWS1-U用戶(hù)面用戶(hù)面數(shù)據(jù)的隧道傳輸，包含Tunnel號(hào)可定位用戶(hù)該業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的無(wú)線(xiàn)側(cè)信息，用戶(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類(lèi)型如HTTP、IM、Video等MME與HSSS6a信令面1、簽約數(shù)據(jù)：包括用戶(hù)標(biāo)識(shí)（IMSI、MSISDN等）、簽約業(yè)務(wù)APN、服務(wù)等級(jí)Qos、接入限制ARD、用戶(hù)位置、漫游限制等信息，該類(lèi)信息通過(guò)S6a接口的位置更新、插入用戶(hù)數(shù)據(jù)等操作進(jìn)行交互；2、認(rèn)證數(shù)據(jù)：包括鑒權(quán)參數(shù)（Rand、Res、Kasme、AUTN四元組），該類(lèi)信息通過(guò)S6a接口的鑒權(quán)操作進(jìn)行交互MME與MSCSGs信令面1、系統(tǒng)間聯(lián)合附著、位置更新操作；2、LTE用戶(hù)短信；3、CSFB用戶(hù)被叫尋呼MME與MMES10信令面MME間切換信息（包括上下文、未用的鑒權(quán)標(biāo)識(shí)等）MME與SGWS11信令面創(chuàng)建/刪除會(huì)話(huà)、建立/刪除承載消息SGW與PGWS5/S8信令面/用戶(hù)面SGW是終端接入EPC的“代理”，而PGW是終端接入互聯(lián)網(wǎng)的“代理”，當(dāng)終端需要訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，顯然需要SGW和PGW之間建立通信。

相同plmn的sgw和pgw的接口是s5，不同plmn的sgw和pgw接口是s8

全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)扁平化的網(wǎng)絡(luò)3GPPLTE架構(gòu)－SystemArchitectureEvolution(SAE)有三個(gè)功能實(shí)體：

SGW（服務(wù)網(wǎng)關(guān)）－包括SGSN部分和GGSN的全部功能MME(移動(dòng)性管理實(shí)體)－包括SGSN和RNC的部分功能eNodeB包括NodeB全部和RNC部分功能4層通道并入2層通道：更少接口，全I(xiàn)P傳輸網(wǎng)絡(luò)信令控制通道：eNodeB-MME；數(shù)據(jù)傳輸通道：eNodeB-SGW

4G網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能介紹eNodeB功能：無(wú)線(xiàn)鏈路維護(hù)功能，無(wú)線(xiàn)資源管理功能，部分移動(dòng)性管理功能（連接移動(dòng)性管理））無(wú)線(xiàn)資源管理功能:無(wú)線(xiàn)承載控制RBC，無(wú)線(xiàn)接納控制RAC，連接移動(dòng)性控制CMC，分組調(diào)度PS-動(dòng)態(tài)資源分配DRA，RAT間的無(wú)線(xiàn)資源管理，小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)ICIC，負(fù)載均衡LB。MME功能：NAS信令以及安全性功能、3GPP接入網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性導(dǎo)致的CN節(jié)點(diǎn)間信令、空閑狀態(tài)下移動(dòng)性管理、漫游、鑒權(quán)、承載管理功能（包括專(zhuān)用承載的建立）NAS控制協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止于MME：主要實(shí)現(xiàn)EPS承載管理、鑒權(quán)、ECM（EPS連接性管理）idle狀態(tài)下的移動(dòng)性處理、ECMidle狀態(tài)下發(fā)起尋呼、安全控制功能。SGW功能：支持UE的移動(dòng)性切換用戶(hù)面數(shù)據(jù)的功能；E-UTRAN空閑模式下行分組數(shù)據(jù)緩存和尋呼支持；數(shù)據(jù)包路由和轉(zhuǎn)發(fā)；上下行傳輸層數(shù)據(jù)包標(biāo)記。PGW功能：會(huì)話(huà)和承載管理；

IP地址分配；基于每用戶(hù)的包過(guò)濾；對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)的合法監(jiān)聽(tīng)；在上下行數(shù)據(jù)的Qos標(biāo)識(shí)；E-UTRAN只包含eNodeB；EPC包括5個(gè)基本網(wǎng)元:移動(dòng)性管理實(shí)體（MME）服務(wù)網(wǎng)關(guān)（Serving-GW）分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（PDN-GW）策略計(jì)費(fèi)功能實(shí)體（PCRF）歸屬用戶(hù)服務(wù)器（HSS）控制板卡(eCCM-U)：千兆以太網(wǎng)接口，GPS內(nèi)置，處理eNB數(shù)據(jù)流量(CPU)，eNodeB同步管理。Modem板卡(bCEM-U)：基帶信號(hào)處理，接口和控制單元(ICU)射頻模塊：無(wú)線(xiàn)收發(fā)(數(shù)字信號(hào)處理，或者射頻型號(hào)的調(diào)整解調(diào))，功放，低噪聲接收濾波器不是LTE關(guān)鍵技術(shù)：SC-FDMA（Single-carrierFrequency-DivisionMultipleAccess，單載波頻分多址）：是LTE的上行鏈路的主流多址，與OFDMA相比之下具有的較低的PAPR（峰值/平均功率比，peak-to-averagepowerratio），比多載波的PAPR低1-3dB左右。更低的PAPR可以使移動(dòng)終端（UE）在發(fā)送功效方面得到更大的好處，并進(jìn)而延長(zhǎng)電池使用時(shí)間，達(dá)到降低終端功耗以及器件成本。SC-FDMA具有單載波的低PAPR和多載波的強(qiáng)韌性的兩大優(yōu)勢(shì)。LTE關(guān)鍵技術(shù)OFDM正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)：下行將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。MIMO多入多出(Multiple-InputMultiple-Output):不相關(guān)的各個(gè)天線(xiàn)上分別發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流，利用多路信道，在不增加帶寬和天線(xiàn)發(fā)送功率的情況下，提高信道及頻譜利用率，下行數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。高階調(diào)制：16QAM、64QAMHARQ混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HybridAutomaticRepeatreQuest）:

下行：異步自適應(yīng)HARQ

上行：同步HARQAMC（AdaptiveModulationandcoding:自適應(yīng)調(diào)制與編碼）：TD-LTE支持根據(jù)上下行信道互易性進(jìn)行AMC調(diào)整小區(qū)干擾控制：LTE系統(tǒng)中，系統(tǒng)中各小區(qū)采用相同的頻率進(jìn)行發(fā)送和接收,在小區(qū)間產(chǎn)生干擾，小區(qū)邊緣干擾尤為嚴(yán)重。目前的干擾控制技術(shù)有干擾隨機(jī)化，干擾控制，干擾對(duì)消，干擾協(xié)調(diào)等。上下行物理信道信號(hào)的處理步驟加擾：在于將干擾信號(hào)隨機(jī)化，在發(fā)送端用小區(qū)專(zhuān)用擾碼序列進(jìn)行加擾，接收端再進(jìn)行解擾，只有本小區(qū)內(nèi)的UE才能根據(jù)本小區(qū)的ID形成的小區(qū)專(zhuān)用擾碼序列對(duì)接收到得本小區(qū)內(nèi)的信息進(jìn)行解擾，這樣可以在一定程度上減小鄰小區(qū)間的干擾。

調(diào)制：數(shù)據(jù)信道采用QPSK，16QAM，64QAM，控制信道采用BPSKQPSK。控制信道的調(diào)制方式是固定的,數(shù)據(jù)信道采用何種調(diào)制是根據(jù)反饋的信道質(zhì)量來(lái)確定的，與UE端反饋的CQI有關(guān)系。下行層映射：由于碼字?jǐn)?shù)量和發(fā)送天線(xiàn)數(shù)量不一致，需要將碼字流映射到不同的發(fā)送天線(xiàn)上，因此需要使用層與預(yù)編碼。層映射與預(yù)編碼實(shí)際上是“映射碼字到發(fā)送天線(xiàn)”過(guò)程的兩個(gè)的子過(guò)程預(yù)編碼處理：可以有效地消除多用戶(hù)干擾，從而大大提高系統(tǒng)容量；可以大大簡(jiǎn)化接收機(jī)的算法，解決移動(dòng)臺(tái)的功耗和體積問(wèn)題；由于發(fā)射端能準(zhǔn)確知道各用戶(hù)的信道狀態(tài)信息，所以在發(fā)射端采用反饋干擾抵消的方法不存在誤碼擴(kuò)散問(wèn)題，性能更優(yōu)。中國(guó)移動(dòng)的頻率分配和計(jì)算方法TDLTE的頻率通過(guò)中心頻道號(hào)dlEARFCN和帶寬bandwidth定義?bandwidth就是包括的RB數(shù)：如：n100-20MHz?EARFCN的計(jì)算公式是：FDL=FDL_low+0.1(NDL–Noffs_DL)NDL是EARFCN，即頻道號(hào)。公式計(jì)算的是中心頻率。比如移動(dòng)2.6G測(cè)試使用2575-2595MHz，查表知道是38號(hào)頻段，代入38號(hào)頻段表的值可得：2570+0.1×（Nxx-37750）=2585MHz，對(duì)應(yīng)20M就是dlEARFCN=37900頻段可用頻段范圍（MHz）頻點(diǎn)載波頻段范圍（MHz）EARFCN備注F1880-1900F1-31880-18859405/9413/9421TDSF頻段F11885-190538400TDLF頻段D2575-2635D12575-259537900/40540B38/B41D22594.8-2614.838098/40738B38/B41D32614.6-2634.640936B41D42599.5-2619.538145/40785B38/B41E2320-2370E12320-234038950

E22339.8-2359.839148

E32359.2-2369.239292

高鐵專(zhuān)用F頻段38499中國(guó)移動(dòng)的頻率分配和計(jì)算方法LTE的頻率通過(guò)中心頻道號(hào)dlEARFCN/UlEARFCN和帶寬bandwidth定義?bandwidth就是包括的RB數(shù)：如：n100-20MHz?EARFCN的計(jì)算公式是：Fxx=Fxx_low+0.1(Nxx–NOffs-xx)Nxx是EARFCN，即頻道號(hào)。公式計(jì)算的是中心頻率。比如使用UL1960-1980，DL2150-2170查表知道是1號(hào)頻段，代入Band1表的值可得：DL2110+0.1×（Nxx-0）=2160MHz，對(duì)應(yīng)dlEARFCN=500UL1920+0.1×（Nxx-18000）=1970MHz，對(duì)應(yīng)UlEARFCN=18500TDL上下行子幀配置和特殊子幀配比subframeAssignmentTDL上下行子幀分配類(lèi)型,目前只支持Sa1（配置1）駕考特殊場(chǎng)景和Sa2（配置2）除了特殊場(chǎng)景外總共有7種子幀配比specialSubframePatterns特殊子幀配置類(lèi)型（0-8）?常規(guī)符號(hào)長(zhǎng)度2194Ts?每個(gè)GP符號(hào)可以支持約10公里的小區(qū)傳播半徑。Ssp0的GP最大為10，所以支持100公里的小區(qū)傳播半徑。SSP5是3:9:2,一般是F頻段配置。SSP7是10:2:2,一般是D頻段和E頻段配置。D、EF無(wú)線(xiàn)幀和子幀的概念TD_LTE在橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是頻率的二維圖，橫坐標(biāo)一個(gè)子幀有14個(gè)符號(hào)，縱坐標(biāo)12個(gè)子載波，構(gòu)成了一個(gè)PRB=14*12=168個(gè)RE，在縱坐標(biāo)有100個(gè)PRB，共計(jì)有100*168=16800個(gè)RE。RE(ResourceElment)LTE最小的資源單位，頻域上占用一個(gè)子載波，時(shí)域上占用一個(gè)OFDM符號(hào)。

RB(ResourceBlock)一個(gè)時(shí)隙中，時(shí)域上占用7個(gè)OFDM符號(hào)，頻域上占用12個(gè)子載波物理資源稱(chēng)為一個(gè)資源塊。

資源單元組（REG，ResourceElementGroup）每個(gè)REG中包含4個(gè)連續(xù)的RE控制信道單元（CCE，ControlChannelElement）1CCE=9REG=36RE根據(jù)UE的cat分類(lèi)計(jì)算上下行速率峰值CAT3的UE，采用SA1配比，SSP7的特殊子幀配比，計(jì)算上下行峰值速率？1、下行采用64QAM，上行16QAM，也就是說(shuō)下行一個(gè)OFDM符號(hào)承載6bit數(shù)據(jù)，上行一個(gè)OFDM符號(hào)4bit；2、根據(jù)幀結(jié)構(gòu)，20MHZ帶寬有100個(gè)RB，每個(gè)RB在頻域上是12個(gè)OFDM符號(hào)，所以20MHZ帶寬有1200個(gè)OFDM符號(hào)；3、根據(jù)幀結(jié)構(gòu)，時(shí)域上一個(gè)TDD幀10ms，一個(gè)子幀1ms，一個(gè)子幀有14