LTE基本原理技术支持中心目录一、LTE发展历程二、网络架构及接口、协议栈LTE概述无线网络演进Release 10 LTE-Advanced 是我们通常提到的4GRel-8 Rel-9 Rel-10 Rel-11 Rel-12• LTE/SAE初始版本•支持LTE HomeeNodeB, LCS(位置服务), MBMS(多播组播)•对SON(自组网),跨制式互操作等增强• LTE-Advanced 初始版本✓载波聚合✓高阶MIMO✓协同多点CoMP✓异构网HetNet✓Relay•对载波聚合(CA)进一步增强•增强的HetNet峰值: >100Mbps 频谱效率:1.7bps/Hz 峰值: >1Gbps频谱效率:3.7bps/Hz•LTE-Hi•3D Beamforming•MTC (Machine TypeCommunication)峰值: >10Gbps频谱效率:10bps/HzLTE的设计目标⏹三高●高峰值速率：下行峰值100/150 Mbps，上行峰值50Mbps●高频谱效率：频谱效率是3G的3～5倍●高移动性：支持350km/h（在某些频段甚至支持500km/h）⏹两低●低时延：控制面IDLE->ACTIVE：<100ms,用户面传输：<10ms●低成本：SON（自组织网络），支持多频段灵活配置⏹一平●以分组域业务为主要目标，系统在整体构架上基于分组交换的扁平化构架（取消CS域）LTE的业务提升业务类型GPRS/EDGE UMTS LTESMS ★★★MMS ★★★Web 浏览★★★Email ★★★高速web浏览★★视频电话★★普通网络游戏★★企业VPN ★★高清视频点播★基于MBMS的移动视频广告★Mobile Web2.0 ★高端网络游戏★目录一、LTE发展历程二、网络架构及接口、协议栈SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCU NodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9Internet PS Service Serving GWPDN GWS5/8SAE GWS6dS10BOSSCGS4S3AFRxUEE-UTRANEPC EPS负责无线资源管理负责移动性管理功能负责用户面接入功能 提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP 接入等功能根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控 提供鉴权和签约等功能 用户设备(UE)接入网 (E-UTRAN)核心网(EPC)整个LTE 系统由3部分组成S5/S8接口在S-GW 和PDN-GW 之间，如果S-GW 和PDN-GW 属于同一个PLMN ，它们之间是S5接口，若不同PLMN 网络是S8接口。
LTE 的网络结构E-UTRAN网络结构EPS（演进型分组系统）：1.接入网LTE（长期演进）+核心网SAE（系统构架演进）；2.接入网E-UTRAN（演进型通用陆地无线接入网）+核心网EPC（演进型分组核心网）。
LTE的网络实体◆整个LTE系统由3部分组成：⏹核心网（EPC, Evolved Packet Core ）⏹接入网（eNodeB）⏹用户设备（UE）◆EPC分为三部分：⏹接入网（也MME (Mobility Management Entity, 负责信令处理部分）⏹S-GW （Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分）⏹P-GW（PDN Gateway，负责用户数据包与其他网络的处理）给 UE分配IP地址。
◆接入网（也称E-UTRAN）由eNodeB构成◆网络接口⏹S1接口：eNodeB与EPC ⏹X2接口：eNodeB之间⏹Uu接口：eNodeB与UE NOTE:和UMTS相比，由于NodeB 和RNC 融合为网元eNodeB ,所以LTE少了Iub接口。
X2接口类似于Iur接口，S1接口类似于Iu接口。
E-UTRAN与EPC功能划分EUTRANEPC网络实体功能◆eNB功能：⏹无线资源管理：RRM负责给UE分配/调度上行和下行物理资源，接入控制和移动性控制。
⏹数据压缩：压缩IP头，提高传输效率，数据压缩在PDCP层完成。
⏹数据保护：RRC信令的完整性保护和加密，对用户数据的加密。
⏹路由：eNodeB要把信令传到MME，把用户数据传到S-GW。
⏹数据包分类及QoS策略执行：给上行数据打上标记，这些标记给QoS提供依据。
◆MME功能（EPC中的控制面网元）：⏹NAS信令处理和安全：MME会处理EMM(EPS移动性管理)和ESM(EPS会话管理)相关的信令，包括tracking area更新和EPS承载管理。
MME还处理NAS信令的安全。
⏹S-GW和PDN-GW的选择：MME收到UE的连接请求后，选择合适的S-GW和PDN-GW建立连接。
这种选择可以基于UE的位置和当前网络的负载。
⏹Tracking Area列表管理和寻呼：当UE在LTE Idle状态时，MME知道UE在哪一个Tracking Area里面。
MME可以为UE提供一个Tracking Area列表，当UE在这个列表里面的Tracking Area之间移动时，不需要向MME报告。
MME也负责发起寻呼。
⏹MME间的移动性：如果切换发生在不同的MME之间，服务MME会选择目标MME。
⏹鉴权：MME会参与用户鉴权流程。
网络实体功能◆SGW服务网关功能：–终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包；–支持由于UE移动性产生的用户平面切换。
◆PDN网关功能：–逐用户数据包的过滤和检查–用户IP分配LTE网络接口S1-MME 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。
S1-U 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。
S3 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MME与SGSN之间的Gn接口定义。
S4 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S-GW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。
S5/S8 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。
S6a MME和HSS之间用以传输签约和鉴权数据的接口。
S7 基于Gx接口的演进，PCRF和PDN GW之间的接口，传输服务数据流级的PCC信息、接入网络和位置信息。
S11 MME和Serving GW之间的接口S12 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S10 MME之间的接口，用来处理MME重定位和MME之间的信息传输。
●没有RNC ，空中接口的控制平面（RRC ）功能由eNB 进行管理和控制。
●RRC 是处理所有UE 和E-UTRAN 之间的信令，包括UE 和MME 之间的NAS 信令。
●PDCP 是加密控制面信令和用户面数据，对控制面信令做完整性保护，用户面数据IP 头压缩，用户面数据的数据包编号。
●RLC 在UE 和eNodeB 之间提供无线链路的控制,为高层提供数据端到端传输的服务,有三种传输模式,TM 提供无连接的服务如系统消息广播和寻呼, UM 提供无连接但有序的数据传输而且有分段和合并高层数据包的功能,AM 支持ARQ 提供面向连 接的服务。
●物理层：信道编码、速率匹配、物理信道映射、功控、RF 调制解调、时频同步、无线测量、MIMO 处理控制面协议栈SCTP L2 L1IP L2 L1IP SCTP S1-MMEeNodeBMMES1-AP S1-APNAS MAC L1 RLC PDCP UERRC MAC L1RLC PDCP RRC LTE-UuNAS Relay流控制传输协议，传输层协议，适合在IP 上传输信令（有序可靠传输）ERAB 建立更改释放，eNodeB 建立UE 初始上下文建立IP 连接， 告诉MMEue 的能力信息，NAS 信令传输，移动性（切换）MAC 是逻辑信道到传输信道映射，不同RB 的数据 复用到一个TB ，HARQ ，基于QoS 提供无线资源 调度分配。
用户面协议栈●用户面和控制面协议栈均包含PHY,MAC,RLC和PDCP层，控制面向上还包含RRC层和NAS层。
●没有了RNC，空中接口的用户平面（MAC/RLC）功能由eNB进行管理和控制。
● GTP-U隧道用来传输封装好的用户数据，有多个GTP-U隧道，用来区分不同的EPS承载，这些隧道用TEID（隧道端点标识）来标识。
信令流eNBPHYUEPHYMAC RLC MAC MMERLC NASNAS RRCRRC PDCP PDCP APPUDPGTPU IPS1APSCTPSGWIPUDP GTPU IPSCTP S1AP X2AP数据流IP 包头压缩加密分段、ARQ调制天线映射编码PDCPRLCPHYM A C 调度MACHARQMAC 复用Payload 选择优先级处理重传控制调制方案天线资源分配IP 包解头压缩解密合并、ARQ解调天线解映射译码PDCPRLCPHYHARQMAC 解复用MACEPS 承载无线承载逻辑信道传输信道物理信道eNodeB UE子层运行方式协议栈及分层。