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1、LTE 网络架构及UE行为,目录,LTE概述,背景介绍,LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。无线通讯从2G、3G到3.9G发展过程，是从移动的语音业务到高速业务发展的过程。目前可提供应用的是3.5G，以WCDMA系统来说，可以提供R9商用版本和R10试验系统。,LTE概述,LTE概述,FDD TDD 介绍,频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。如图1所示，FD
2、D是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD 方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。,LTE概述,FDD TDD 优缺点,TDD 双工方
3、式的工作特点使TDD具有如下优势：（1）能够灵活配置频率，使用FDD 系统不易使用的零散频段；（2）可以通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好的支持非对称 业务；（3）具有上下行信道一致性，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，降低了设备成本；（4）接收上下行数据时，不需要收发隔离器，只需要一个开关即可，降低了设备的复杂度；（5）具有上下行信道互惠性，能够更好的采用传输预处理技术，如预RAKE 技术、联合传输(JT)技术、智能天线技术等,能有效地降低移动终端的处理复杂性。TDD双工方式相较于FDD，也存在明显的不足:（1）由于TDD方式的时间资源分别分给了上行和下行，因此TDD方
4、式的发射时间大约只 有FDD的一半，如果TDD要发送和FDD同样多的数据，就要增大TDD的发送功率；（2）TDD系统上行受限，因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站；（3）TDD系统收发信道同频，无法进行干扰隔离，系统内和系统间存在干扰；（4）为了避免与其他无线系统之间的干扰，TDD需要预留较大的保护带，影响了整体频谱利用效率。,LTE系统架构,WCDMA/TD体系结构,LTE系统架构,WCDMA/TD网络架构,LTE系统架构,LTE系统架构,MME(Mobility Management Entity)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
5、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）Serving GW 支持UE的移动性切换用户面数据的功能 E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持 在新的LTE框架中，原先的Iu,将被新的接口S1替换。Iub和Iur将被X2 替换,LTE系统架构,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）Serving GW 支持UE的移动性切换用户面数据的功能 E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持 在新的LTE框架中，原先的Iu,将被新的接口S1替换。Iub
6、和Iur将被X2 替换,LTE系统架构,在LTE系统架构中，RAN将演进成E-UTRAN,且只有一个结点：eNodeB。,LTE系统,LTE系统架构,eNodeB功能 eNodeB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的RNC功能，包括物理层功能（HARQ等），MAC，RRC，调度，无线接入控制，移动性管理等等。,RNC,Node B,eNodeB,LTE系统,LTE协议结构,控制面协议结构,RRC完成广播、寻呼、RRC连接管理、RB控制、移动性功能和UE的测量报告和控制功能。RLC和MAC子层在用户面和控制面执行功能没有区别。,LTE协议结构,用户面协议结构,用户面各协
7、议体主要完成信头压缩、加密、调度、ARQ和HARQ等功能。,LTE协议结构,S1接口,S1接口定义为E-UTRAN和EPC之间的接口。S1接口包括两部分：控制面的S1-C接口。用户面的S1-U接口。S1-C接口定义为eNB和MME功能之间的接口；S1-U定义为eNB和SAE网关之间的接口。EPC和eNBs之间的关系是多到多，即S1接口实现多个EPC网元和多个eNB 网元之间接口功能。,LTE协议结构,TEXT,TEXT,TEXT,TEXT,X2接口,X2接口定义为各个eNB之间的接口。X2接口包含X2-C和X2-U两部分。X2-C是各个eNB之间控制面间接口，X2-U是各个eNB之间用户面之间
8、的接口。S1接口和X2接口类似的地方是：S1-U和X2-U使用同样的用户面协议，以便于eNB在数据前向时，减少协议处理。,UE(User Equipment)行为,1.移动用户的ISDN码(MSISDN):此号码是指主叫呼叫数字移动网的用户所需要拨的号码 MSISDN=CC+NDC+SN;CC:国家码(中国为86)NDC:国内目的地码(139-130)，数字蜂窝移动业务接入号 SN=H1+H2+H3+*:用户号码.H1,H2,H3为识别码,表示用户归属的HLR;NDC+SN：在国内使用，CC+DNC+SN：在国际上使用2.国际移动用户识别码(IMSI):手机SIM卡的号码,SIM卡丢失要更换I
9、MSI号码 IMSI=MCC(460)+MNC(00)+MSIN(H1H2H3*)MCC：国家移动代码 MNC：移动网号（联通为01）MSIN：移动台标识码，这里的H1H2H3和SN的H1H2H3不同,术语,UE行为,术语,3.临时移动用户识别码(TMSI):为了对IMSI保密,VLR可给来访用户分配一个唯一的TMSI号码,它只在本地使用,它为一4字节的BCD编码,由MSC自行分配.TMSI=TAC+FAC+SNR+SP；TAC：型号批准码（由欧洲型号中心分配）FAC；工厂分配码（工厂编号）SNR：厂家指定给某台手机的序列号 SP：备用4.国际一个台识别码(IMEI):用于唯一识别一个移动台的
10、设备标记号码,即手机的设备号5.位置区识别(LAI):LAI=MCC(460)+MNC(00)+LAC(X1X2X3X4)LAC：地区编码6.全球小区识别(GCI):GCI=LAI+CI=MCC+MNC+LAC+CI;7.基站识别码(BSIC):用于相邻国家的相邻基站,为6比特编码:BSIC=NCC(网络色码)+BCC(基站色码),UE行为,网络启动流程,.,3.BCCH:System Information,1.System Information Update Request,UE,Node B,RNC,CN,NBAP,NBAP,RRC,RRC,.,4.BCCH:System Inform
11、ation,RRC,RRC,5.BCCH:System Information,RRC,RRC,.,2.System Information Update Response,NBAP,NBAP,UE行为,UE开机流程,UE行为,主叫流程(1),UE行为,主叫流程(2),UE行为,被叫流程,UE行为,主叫短信流程,UE行为,被叫短信流程,UE行为,位置更新流程,UE行为,软切换,软切换前,软切换后,无线链路同时增加与删除,UE行为,软切换流程,UE行为,硬切换,硬切换前,硬切换后,无线链路不能够同时保存,UE行为,硬切换流程,专业术语,GSM：是Global System for Mobile
12、Communications的缩写,意为全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一。GPRS：通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。EDGE：是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术。WCDMA：是英文Wideband Code Division Multiple Access(宽带码分多址)的英文简称,是一种第三代无线通讯技术。HSDPA：（High Speed Downlink Packet Access)高速下行分
13、组接入，是一种移动通信协议，亦称为3.5G(3G)。HSUPA：(high speed uplink packet access)高速上行链路分组接入。HSUPA通过采用多码传输、HARQ、基于Node B的快速调度等关键技术，使得单小区最大上行数据吞吐率达到5.76Mbit/s，大大增强了WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率。HSPA+：的英文全称为 High-Speed Packet Access+，增强型高速分组接入技术，是HSPA的强化版本，最高的下行21Mbps，大部分HSPA+手机基本都是支持5.76Mbps的最高上行速度和21Mbps或者28Mbps的最高下行速度，相
14、比较HSPA的速度更快。IS-95：是由高通公司发起的第一个基于CDMA数字蜂窝标准。基于IS-95的第一个品牌是cdmaOne。IS-95也叫TIA-EIA-95。它是一个使用CDMA的2G移动通信标准。CDMA2000：（Code Division Multiple Access 2000）是一个3G移动通讯标准，国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口，也是2G cdmaOne标准的延伸。根本的信令标准是IS-2000。CDMA2000与另一个3G标准WCDMA不兼容。CDMA2000 1EV：是一种3G移动通信标准。分两个阶段：CDMA2000 1EV-DO（Data
15、Only），采用话音分离的信道传输数据，和CDMA2000 1EV-DV（Date and Voice），即数据信道于话音信道合一。EV-DO Rev A：中不仅前向链路峰值速率从2.4Mbps提升到3.1Mbps的新高度，更重要的是反向链路得到了质的提升。随着应用增量传送及灵活的分组长度的结合，以及HybridARQ和更高阶调制等技术在反向链路的引入，DO Rev A实现了反向链路峰值速率从DO Rev0的153.6Kbps到1.8Mbps的飞跃。EV-DO Rev.B：的前向链路增加了64QAM调制技术与8192bit数据包，在单载波（1.25MHz）上系统峰值速率达到4.9Mbit/s。在多载波条件下，其支持的峰值速率将随着载波数据成倍增加，在系统带宽支持3载波（5MHz）和15载波（20MHz）的情况下，系统前/反向峰值速率将达到14.7/5.4Mbit/s和73.5/22Mbit/s。AIE：3GPP2的空中接口演进称为AIE(Air Interface Evolution)。,谢谢!,
