LTE基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)文檔第一頁(yè)，共39頁(yè)。背景介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議基本網(wǎng)絡(luò)接入流程主要支撐業(yè)務(wù)提綱第二頁(yè)，共39頁(yè)。LTE（LongTermEvolution）：長(zhǎng)期演進(jìn)計(jì)劃E-UTRAN（EvolvedUTRAN）：無線接入網(wǎng)UTRAN（UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork）演進(jìn)方向SAE（SystemArchitectureEvolution）：系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)EPC（EvolvedPacketCore）：分組核心網(wǎng)演進(jìn)EPS（EvolvedPacketSystem）：分組系統(tǒng)演進(jìn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系的全稱基本概念背景介紹第三頁(yè)，共39頁(yè)?；靖拍畋嫖鯩ME/S-GWMME/S-GWE-NodeBE-NodeBE-NodeBS1UEE-UTRAN（LTE）X2X2X2EPSEPC（SAE）背景介紹LTE與SAE為3GPP接入網(wǎng)和核心網(wǎng)演進(jìn)項(xiàng)目名稱。

E-UTRAN與EPC為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的具體演進(jìn)架構(gòu)名稱。UE、E-UTRAN和EPC共同組成的分組系統(tǒng)就是EPS。第四頁(yè)，共39頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：扁平化無線接入技術(shù)：OFDM，MIMO……接入網(wǎng)性能：下行峰值速率要達(dá)到100Mbps，上行峰值速率要達(dá)到50Mbps。支持域：LTE的設(shè)計(jì)中采用全I(xiàn)P架構(gòu)，只支持PS支撐業(yè)務(wù)：主要以提供移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)為主，為用戶提供視頻、音頻等豐富的業(yè)務(wù)模式LTE與GSM/CDMA接入網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別背景介紹第五頁(yè)，共39頁(yè)。LTE與GSM/CDMA接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)比背景介紹第六頁(yè)，共39頁(yè)。

在LTE系統(tǒng)架構(gòu)中，RAN演進(jìn)成E-UTRAN,只有一個(gè)邏輯結(jié)點(diǎn)：E-NodeB（eNB）。E-NobeB為邏輯概念，其實(shí)際設(shè)備組成結(jié)構(gòu)與NODEB相似，使用分布式基站架構(gòu)，由RRU（射頻拉遠(yuǎn)模塊）和BBU（基站處理模塊）組成。BBU與RRU之間通過光纖連接，BBU與核心網(wǎng)連接，RRU與天線連接。為了實(shí)現(xiàn)與原先3G網(wǎng)絡(luò)中基站設(shè)備的過渡，E-NobeB一般與原基站共BBU/RRU。LTE與GSM/CDMA接入網(wǎng)設(shè)備對(duì)比背景介紹第七頁(yè)，共39頁(yè)。LTE標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程背景介紹第八頁(yè)，共39頁(yè)。背景介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議基本網(wǎng)絡(luò)接入流程主要支撐業(yè)務(wù)提綱第九頁(yè)，共39頁(yè)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)E-NodeB：具有現(xiàn)有3GPPR5/R6/R7的NodeB功能和大部分的RNC功能，包括物理層功能（HARQ等），MAC，RRC，調(diào)度，無線接入控制，移動(dòng)性管理等等。MME（MobilityManagementEntity）：移動(dòng)性管理實(shí)體，負(fù)責(zé)信令處理S-GW（ServingGateway）：服務(wù)網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)本地網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)處理部分P-GW（PDNGateway）：分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)包與其他網(wǎng)絡(luò)的處理第十頁(yè)，共39頁(yè)。主要節(jié)點(diǎn)功能介紹MME主要實(shí)現(xiàn)功能處理UE和EPC之間的控制信令，通過NAS協(xié)議實(shí)現(xiàn)。尋呼和控制信息分發(fā)承載控制保證NAS信令安全移動(dòng)性管理P-GW主要實(shí)現(xiàn)功能UE的IP地址分配QoS保證計(jì)費(fèi)IP數(shù)據(jù)包過濾S-GW主要實(shí)現(xiàn)功能所有IP數(shù)據(jù)包均通過S-GWUE在小區(qū)間切換時(shí)，作為移動(dòng)性控制錨點(diǎn)下行數(shù)據(jù)緩存LTE與其他3GPP技術(shù)互聯(lián)時(shí)作為移動(dòng)性錨點(diǎn)E-NodeB主要實(shí)現(xiàn)功能無線資源管理IP數(shù)據(jù)包頭壓縮和用戶數(shù)據(jù)流加密UE連接期間選擇MME尋呼消息的調(diào)度和傳輸廣播信息的調(diào)度和傳輸移動(dòng)和調(diào)度的測(cè)量，并進(jìn)行測(cè)量和測(cè)量報(bào)告的配置網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第十一頁(yè)，共39頁(yè)。LTE接入網(wǎng)絡(luò)的接口共有3種：

由于LTE將系統(tǒng)分為控制面(ControlPlane)和用戶面(UserPlane)，3種接口均可分為兩個(gè)平面S1接口：E-NodeB與EPC間的接口控制面的S1-C接口：E-NodeB和MME功能之間的接口(又稱為S1-MME)用戶面的S1-U接口：E-NodeB和S-GW之間的接口X2接口：E-NodeB之間的接口控制面的X2-C接口：E-NodeB之間控制面間的接口用戶面的X2-U接口：E-NodeB之間用戶面間的接口Uu接口：E-NodeB與UE之間的接口，又稱為L(zhǎng)TE-Uu控制面的Uu-C接口：E-NodeB與UE間的控制面接口用戶面的Uu-U接口：E-NodeB與UE間的用戶面接口主要接口介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第十二頁(yè)，共39頁(yè)。LTE控制面整體協(xié)議棧NASRRCRLCMACPDCPL1RLCMACPDCPL1SCTPL1RelayS1-APIPL2SCTPL1L2UEE-NodeBMMELTE-UuS1-MMERRCS1-APIPNASNAS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)沒有RNC，空中接口的控制平面（RRC）功能由E-NodeB進(jìn)行管理和控制第十三頁(yè)，共39頁(yè)。LTE用戶面整體協(xié)議棧ApplicationIPRLCMACPDCPL1RLCMACPDCPL1GTP-UUDP/IPL1RelayUDP/IPGTP-UL1GTP-UUDP/IPL1RelayL2L2IPUDP/IPL2GTP-UL1L2UEE-NodeBServingGWPDNGWLTE-UuS1-US5/S8網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)沒有了RNC，空中接口的用戶平面（MAC/RLC）功能由E-NodeB進(jìn)行管理和控制。第十四頁(yè)，共39頁(yè)。S1接口功能：SAE承載服務(wù)管理功能（包括SAE承載建立、修改和釋放）UE在LTE_ACTIVE狀態(tài)下的移動(dòng)性功能，例如Intra-LTE切換和Inter-3GPP-RAT切換。S1尋呼功能NAS信令傳輸功能S1接口管理功能，例如錯(cuò)誤指示等漫游和區(qū)域限制支持功能NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能初始上下文建立功能……S1接口介紹用戶面S1-U協(xié)議棧控制面S1-C協(xié)議棧傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在IP傳輸之上，GTP-U用來攜帶用戶平面PDU傳輸網(wǎng)絡(luò)層利用IP傳輸，為可靠傳輸信令，在IP之上，添加SCTP，應(yīng)用層信令協(xié)議為S1-AP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第十五頁(yè)，共39頁(yè)。X2接口與S1接口使用同樣的用戶面協(xié)議，以便于E-NodeB在數(shù)據(jù)向前傳輸時(shí)減少協(xié)議處理。X2接口與S1接口控制面協(xié)議只有上層應(yīng)用協(xié)議不同。X2接口功能：移動(dòng)性功能，支持UE在各個(gè)E-NodeB之間的移動(dòng)性，例如切換信令和用戶面隧道控制。多小區(qū)RRM（無線資源管理）功能，例如測(cè)量報(bào)告。通常的X2接口管理和錯(cuò)誤處理功能?！璛2接口介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)X2接口控制面協(xié)議棧第十六頁(yè)，共39頁(yè)。PDCPRLCMACPHYUEPDCPRLCMACPHYE-NodeB用戶面協(xié)議棧PDCPRLCMACPHYUEPDCPRLCMACPHYE-NodeB控制面協(xié)議棧RRCRRCNASNASMMEPDCP、RLC和MAC協(xié)議合稱L2協(xié)議。Uu接口介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)NAS層負(fù)責(zé)處理EPS承載管理、身份認(rèn)證、手機(jī)空閑時(shí)的移動(dòng)性管理、手機(jī)空閑時(shí)的呼叫起始功能、安全控制等功能。RRC子層主要承擔(dān)廣播、無線接口尋呼、RRC連接管理、無線承載控制、移動(dòng)性管理、UE測(cè)量上報(bào)和控制等功能。它僅存在一個(gè)MAC實(shí)體。用戶面主要執(zhí)行頭壓縮、調(diào)度、加密等功能控制面主要執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播、RRC連接管理、RB控制、尋呼、移動(dòng)性管理、測(cè)量配置及報(bào)告等第十七頁(yè)，共39頁(yè)。背景介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議基本網(wǎng)絡(luò)接入流程主要支撐業(yè)務(wù)提綱第十八頁(yè)，共39頁(yè)。LTE下行鏈路采用正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)。傳統(tǒng)的頻分復(fù)用/頻分多址（FDM/FDMA）技術(shù)將較寬的頻帶分成若干較窄的子載波進(jìn)行并行發(fā)送。為了避免各子載波之間的干擾，不得不在相鄰的子載波之間保留較大的間隔。正交頻分復(fù)用（OFDM）各個(gè)子載波重疊排列，同時(shí)保持子載波之間的正交性，以避免子載波之間的干擾。部分重疊的子載波排列可以大大提高頻譜效率。LTE關(guān)鍵技術(shù)-OFDM關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議傳統(tǒng)FDM頻譜OFDM頻譜第十九頁(yè)，共39頁(yè)。MIMO基本原理：在發(fā)送端和接收端同時(shí)使用多根天線進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，可以產(chǎn)生多個(gè)并行的信道從而提高信道容量。 LTE最基本的多天線技術(shù)配置是下行采用雙發(fā)雙收的2*2天線配置，上行采用單發(fā)雙收的1*2天線配置，現(xiàn)階段考慮的最高要求是4*4.MIMO的優(yōu)點(diǎn)：能夠充分利用空間資源，在不增加系統(tǒng)帶寬和天線發(fā)射總功率的情況下，可有效對(duì)抗無線信道衰落的影響，大大提高系統(tǒng)的頻譜利用率和信道容量。LTE關(guān)鍵技術(shù)-MIMO關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議SIMOMIMO第二十頁(yè)，共39頁(yè)。無線側(cè)協(xié)議架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議NASRRCL2PHY（L1）無線承載傳輸信道關(guān)注與核心網(wǎng)的交互，處理與實(shí)際業(yè)務(wù)承載相關(guān)的請(qǐng)求和信令流程，完成用戶身份/安全等過程和移動(dòng)性管理完成UE與E-NodeB間相關(guān)的無線信令處理流程，將NAS業(yè)務(wù)消息攜帶在RRC相關(guān)消息中數(shù)據(jù)在實(shí)際物理信道上的傳輸根據(jù)業(yè)務(wù)類型等進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，保證數(shù)據(jù)安全性和合理傳輸。第二十一頁(yè)，共39頁(yè)。L2層協(xié)議上下行結(jié)構(gòu)L2的下行結(jié)構(gòu)圖L2的上行結(jié)構(gòu)圖關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議為用戶和控制數(shù)據(jù)提供分段和重傳業(yè)務(wù)頭壓縮、加密、完整性保護(hù)完成數(shù)據(jù)調(diào)度傳輸和無線資源分配第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。有線側(cè)協(xié)議架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議應(yīng)用協(xié)議UDP根據(jù)具體情況有不同的上層應(yīng)用協(xié)議下層均基于IP協(xié)議進(jìn)行傳輸用戶面數(shù)據(jù)傳輸過程中可以使用UDP協(xié)議提供非可靠性傳輸GTP-USCTPIP用戶面數(shù)據(jù)使用GTP-U協(xié)議進(jìn)行傳輸控制面數(shù)據(jù)為了保證數(shù)據(jù)可靠性使用SCTP協(xié)議進(jìn)行傳輸用戶面控制面流控制傳輸協(xié)議，支持有序傳輸，支持多宿主連接，可在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)自動(dòng)切換。第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。背景介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議基本網(wǎng)絡(luò)接入流程主要支撐業(yè)務(wù)提綱第二十四頁(yè)，共39頁(yè)?；玖鞒叹W(wǎng)絡(luò)附著：UE進(jìn)行實(shí)際業(yè)務(wù)之前在網(wǎng)絡(luò)中的注冊(cè)過程業(yè)務(wù)請(qǐng)求：當(dāng)用戶已經(jīng)在核心網(wǎng)中注冊(cè)，且處于空閑狀態(tài)時(shí)，建立無線接入網(wǎng)各接口的信令連接，并將UE和EPC轉(zhuǎn)到連接狀態(tài)。PLMN選擇：UE根據(jù)自身能力在E-UTRAN頻段中掃描所有的載頻信道，以尋找可用的PLMN。小區(qū)選擇：UE在所有支持的載頻、所有支持的RAT之中搜索出信號(hào)最強(qiáng)的小區(qū)在E-NodeB與UE之間建立RRC連接，保證在UE和E-NodeB之間信令消息的傳輸?；揪W(wǎng)絡(luò)接入流程第二十五頁(yè)，共39頁(yè)。PLMN選擇和小區(qū)選擇基本網(wǎng)絡(luò)接入流程獲得基準(zhǔn)時(shí)間獲得幀同步和物理層的小區(qū)組獲得物理層的小區(qū)ID讀取系統(tǒng)消息UE搜索最強(qiáng)小區(qū)，讀取其系統(tǒng)信息來確定這個(gè)小區(qū)所歸屬的PLMN初始小區(qū)選擇：UE根據(jù)能力掃描所有射頻信道存儲(chǔ)信息小區(qū)選擇：UE通過以前的測(cè)量控制信元或者檢測(cè)到小區(qū)儲(chǔ)存起來的載頻信息為指導(dǎo)進(jìn)行小區(qū)選擇第二十六頁(yè)，共39頁(yè)。隨機(jī)接入基本網(wǎng)絡(luò)接入流程UE會(huì)選好的小區(qū)中基站發(fā)送隨機(jī)接入前綴。E-NodeB的MAC層產(chǎn)生隨機(jī)接入響應(yīng)

UE的RRC層產(chǎn)生RRCConnectionRequest

競(jìng)爭(zhēng)解除，由E-NodeB的RRC層產(chǎn)生RRCContentionResolution基于沖突的隨機(jī)接入基于非沖突的隨機(jī)接入U(xiǎn)E發(fā)送指派的隨機(jī)接入前綴

。E-NodeB通過下行專用信令給UE指派非沖突的隨機(jī)接入前綴

E-NodeB的MAC層產(chǎn)生隨機(jī)接入響應(yīng)

第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)附著過程基本網(wǎng)絡(luò)接入流程UE完成網(wǎng)絡(luò)附著之后即獲取了PDNGW分配的IP地址，實(shí)現(xiàn)永遠(yuǎn)在線。實(shí)際在RRC建立完成消息中包含了初始化附著請(qǐng)求和PDN連接請(qǐng)求消息第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。服務(wù)請(qǐng)求過程UE發(fā)起的服務(wù)請(qǐng)求過程網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的服務(wù)請(qǐng)求過程基本網(wǎng)絡(luò)接入流程第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。背景介紹網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議基本網(wǎng)絡(luò)接入流程主要支撐業(yè)務(wù)提綱第三十頁(yè)，共39頁(yè)。LTE業(yè)務(wù)含語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。LTE典型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大致可以分為兩類：高速移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)以及各種高清流媒體業(yè)務(wù)。

智能化應(yīng)用支撐業(yè)務(wù)

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，出現(xiàn)了一系列智能化應(yīng)用需求，如智慧地球、智慧城市、智能家庭等。LTE提供的高速業(yè)務(wù)能夠?yàn)檫@些智能化應(yīng)用提供支撐。LTE業(yè)務(wù)主要支撐業(yè)務(wù)第三十一頁(yè)，共39頁(yè)。CSFB（CircuitSwitchedFallback） CSFB的基本原理是終端駐留在LTE時(shí)，如果終端發(fā)起或接收呼叫時(shí)，需要先從LTE重選回2G/3G，由2G/3G的電路域來提供語(yǔ)音。

CSFB方案是LTE引入初期的一種解決方案，用于雙模終端，主要依靠SGs接口完成。LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)解決方案1

-完全基于電路域的語(yǔ)音解決方案主要支撐業(yè)務(wù)第三十二頁(yè)，共39頁(yè)。UE發(fā)起的呼叫：UE向MME發(fā)送包含CSFallback指示的服務(wù)請(qǐng)求，MME根據(jù)該指示要求E-NodeB幫助UE切換到GERAN/UTRAN的CS域。當(dāng)UE切換到GERAN/UTRAN后，在CS域發(fā)起呼叫流程。UE被呼叫：MSC/VLR收到呼叫消息后，通過SGs接口向MME發(fā)送尋呼消息，MME向該UE發(fā)送尋呼消息，該消息中可以攜帶主叫號(hào)碼等信息。UE收到該尋呼消息后，向MME發(fā)送包含CSFallback指示的服務(wù)請(qǐng)求，MME根據(jù)該指示要求E-NodeB幫助UE切換到GERAN/UTRAN的CS域。當(dāng)UE切換到GERAN/UTRAN后，在CS域向MSC/VLR發(fā)送尋呼響應(yīng)，并完成后續(xù)呼叫流程。CSFB呼叫流程第三十三頁(yè)，共39頁(yè)。SRVCC(Single-Radiovoicecallcontinuity)

SRVCC的基本原理是在LTE覆蓋范圍內(nèi)采用VoIMS的方式（MMTel）來提供語(yǔ)音，在語(yǔ)音呼叫過程中如果終端移動(dòng)出LTE覆蓋范圍時(shí)，LTE同MSC進(jìn)行切換以支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性。