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RRC功能
• • • • • • • • • • • • • • • 广播由非接入层（核心网）提供的信息 广播与接入层相关的信息 建立、维持及释放UE和UTRAN之间的一个RRC连接 建立、重配置及释放无线承载 分配、重配置及释放用于RRC连接的无线资源 RRC连接移动功能 控制所需的QoS UE测量的报告和对报告的控制 外环功率控制 加密控制 慢速动态信道分配 寻呼 初始小区选择和重选 上行链路DCH上无线资源的仲裁 RRC消息完整性保护
One radio frame =10 ms
One half frame =5 ms
1 ms #0 #2 #3 #4 #5 #7 #8 #9
DwPTS GP UpPTS
DwPTS GP UpPTS
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目
录
LTE网络概述
LTE网络基本架构 LTE关键技术 LTE业务流程
LTE现状
32
LTE网络关键技术
12
目
录
LTE网络概述
LTE网络基本架构 LTE关键技术 LTE业务流程
LTE现状
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LTE网络基本架构
与3G网络相比，LTE的网络结构更为 简化，其主要特点为： 业务平面与控制平面完全分离化 核心网趋同化,交换功能路由化 网络扁平化,全IP化 不在需要RNC,大部分功能转移到 基站实现 以数据业务为主
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LTE的引入
为了能和可以支持20MHz的WiMAX技术抗衡，LTE带宽也 必须从5MHz扩展到20MHz，为此3GPP不得不放弃长期采用 的CDMA技术（CDMA技术在5MHz以上大带宽时复杂度过高 ），而采用了新的核心复用技术，即OFDM，这和WiMAX采 用了相同的方式。此外还有一个原因就是，高通在CDMA上 收取的专利费过高。同时为了在RAN侧降低用户面的时延， LTE取消了一个重要的网元——无线网络控制器RNC。此外， 在整体系统架构方面，核心网侧也在同步演进，推出了崭新 的演进型分组系统（EPS，Evolved Packet System）。这称之 为系统框架演进（SAE，System Architecture Evolution）。无 线网和核心网都有这样大的动作，这使得LTE不可避免地丧失 了大部分与3G系统的后向兼容性。
LTE网络基本架构
LTE相关的节点接口 • S1-MME E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点 • S1-U E-UTRAN和发Serving-GW之间的接口 每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中） • X2 eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口 • LTE-Uu 无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口
网 络 层
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LTE网络基本架构—协议架构
LTE总体的协议结构
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UE–eNodeB的空口协议栈
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L2 --- PDCP层
用户面和控制面数据传送 头压缩功能(仅数据面) 加密 完整性保护(仅控制面) 切换时的处理
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L2 --- RLC层
无线链路控制协议RLC层位于MAC层之上 ，为用户和控制数据提供分段和重传业务。 每个RLC实体由RRC配置，并且根据业务类型 有三种模式：透明模式（TM）、非确认模式 （UM）、确认模式（AM）。在控制平面， RLC向上层提供的业务为无线信令承载（SRB ）；在用户平面，当PDCP和BMC协议没有被 该业务使用时，RLC向上层提供无线承载（RB ）；否则RB业务由PDCP或BMC承载。
LTE的引入—被称为3.9G
最初LTE/SAE(System Architecture Evolution系统 架构演进)是3GPP体系为应对Wimax（全球微波互联 接入，可以理解为Wi-Fi的广覆盖版）压力，保证 3GPP体系的竞争力而推出 随着WIMAX的衰落、高通停止UMB，LTE成为下一代无 线网的第一选择 TD-SCDMA HSPA (HSPA+) LTE WCDMA HSPA HSPA+ LTE CDMA 1xRTT DORA (DORB) LTE
无线通讯系统的发展趋势
4
移动网络架构的演进
5
传统网络中数据如何在用户间传递？
传统网络中的数据传递
网络或子网络的目的：把数据从一个点传递到 另一个点 “点”不一定是最终用户； 网络具有迭代性； 从另一个角度看，整个网络可以划分为接入网 和核心网 接入网 – 负责所谓的“最后一公里”，连 接核心网和最终用户； 核心网 – 骨干网；
多载波 技术
• 下行：OFDMA(正交频分多址接入Orthogonal Frequency Division Multiple Access) • 上行：SC-FDMA(单载波频分多址接入Single Carrier Frequency Division Multiple Access) • 分集增益 • 阵列增益 • 空间复用增益
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L2 --- MAC层
逻辑信道到传输信道的映射 逻辑信道数据的复用/解复用 空口调度 是L2的核心协议层和发动机 每用户一个数据MAC 调度器每小区一个
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RRC功能划分
LTE中RRC子层功能与原有UTRAN系统中的RRC功能 相同，包括有系统信息广播、寻呼、建立释放维 护RRC连接等。RRC的状态为RRC_IDLE和 RRC_CONNECTED两类 UMTS的RRC状态CELL_DCH ，CELL_FACH ，CELL_PCH，URA_PCH，IDLE
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LTE网络基本架构—EPS网元及接口
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LTE网络基本架构
MME功能
NAS信令以及安全性功能 3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令


空闲模式下UE跟踪和可达性
漫游 鉴权


承载管理功能（包括专用承载的建立）
支持UE的移动性切换用户面数据的功能
Serving GW


E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持
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LTE要解决什么问题，达到什么目标
速率提升：下行100M/上行50M目标的提出 时延降低：
U-plane单向5ms C-plane：从idle接入100ms，从睡眠态接入50ms
更高的频谱效率 更灵活的带宽部署 „
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LTE网络特征
传输时延
降低传输时延 用户面时延小于5ms 控制面时延小于100ms
建网成本
带宽需求
1.4MHz~20MHz 可变带宽
数据速率
上行峰值速率50Mbps 下行峰值速率100Mbps 提高小区边缘用户的数据传输速率
移动性支持
对0～15km/h的低速环境优化 对15～120km/h保持高性能 对120～350甚至500km/h保持连接
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LTE-TDD与FDD差异性
#0 slot Sub-frame One radio frame = 10ms #1 #2 #18 #19
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LTE网络基本架构—帧结构
对于TDD，一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构 成，每个半帧长度为5ms。每一个半帧由8个常规时隙和 DwPTS(Downlink Pilot Timeslot)、GP(Guard Period)和UpPTS (Uplink Pilot Timeslot)三个特殊时隙构成，总长度为1ms。
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OFDM原理
将数据进行串并转换，得到N路并行的数据流，并将它们调制到相互正交 的子载波上，各个子载波的频谱相互交叠 OFDM系统的发射信号中，各个载波之间是完全正交的 OFDM系统的子载波间隔为OFDM符号周期的倒数，每个子载波的频谱均 为SINC函数，该函数以子载波间隔为周期周期性地出现零值，这样恰好 在其他子载波的峰值位置处贡献为零
（1）TD-LTE是时分多址的LTE，FDD-LTE是频分多址的LTE。简单的说， 时分就是不同的用户占用不同的时间，而频分是不同的用户占用不同的 频率。LTE是3GPP标准化组织给他的下一代无线通信标准取的名字。这个 标准分为TDD和FDD （2）目前全球来看，绝大部分国家的运营商都采用FDD-LTE的模式。只 有中国的CMCC和日本SoftBank Mobile宣布采用TD-LTE。印度的部分运营 商可能会采用TDD模式 （3）TDD和FDD各有千秋，并不能说TDD就比FDD的好，但相对FDD来说， TDD具有如下一点最大的优势：灵活的带宽配比，频谱利用率较高（尤其 是非对称业务） （4）CMCC已确定采用TD-LTE模式，已开始布局。目前正处于外场测试， 预商用阶段。China Unicom和 Telecom目前没有布局LTE的计划，可能采 用各自现有技术的升级的方式来布局抗衡CMCC
LTE网络基本架构—协议架构
接口协议主要分三层两面，三层主要包括了物理层、数据
链路层和网络层，两面是指控制平面和用户平面。
数据链路层同时位于控制平面和用户平面：在控制平面负
责无线承载信令的传输、加密和完整性保护；在用户平面 主要负责用户业务数据的传输和加密。
数 据 链 路 层
网络层是指无线资源控制（RRC）层，位于接入网的控制 平面，负责完成接入网和终端之间交互的所有信令处理。
在PDCP/RLC/MAC级：:
UE可以与网络之间收发数据； UE监测控制信令信道来判定是否正
UE报告信道质量信息和反馈信息给eNB； eNB控制实现按照UE的激活级别来配置DRX/DTX周期，以便于UE省电和有 效利用资源。
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LTE网络基本架构—信道类型
LTE基本原理和系统架构
目
录
LTE网络概述
LTE网络基本架构 LTE关键技术 LTE业务流程
LTE现状
2
无线通讯系统的发展
1G的模拟时代。最早的移动商用系统；语音业务 2G数字时代。安全性极大提升；从小众走向大众；数据业务开 始出现 不同制式，GSM / CDMA / PHS… 2G是一个难以置信的巨大成功，实现了难以想象的便利通讯， 带来了全新机会和巨量财富，造就了一批世界级企业 3G宽带时代。 数倍的速率提升。 寄予厚望。 3.5G：3G的重生。 HSDPA HSUPA HSPA+ … 数据业务的极大发展