移動通信技術與系統(tǒng)《移動通信技術與系統(tǒng)》課程團隊項目一移動通信認知項目二移動通信關鍵技術項目三移動通信工程技術項目四移動性管理課程目錄項目五4G移動通信系統(tǒng)項目六5G移動通信系統(tǒng)任務5.1LTE系統(tǒng)概述任務5.2LTE系統(tǒng)結構任務5.3LTE關鍵技術任務5.4VoLTE技術項目五4G移動通信系統(tǒng)任務5.5NB-IOT系統(tǒng)任務5.1LTE概述【重點】LTE的發(fā)展驅動、LTE頻段劃分【難點】LTE主要指標及需求【目標】掌握LTE的發(fā)展驅動、領導組織、頻段及設計目標等1.為什么要發(fā)展LTE?1.為什么要發(fā)展LTE?為什么要發(fā)展LTE?提問回答語音收入下降增加收入：提升帶寬，引入新業(yè)務，增加業(yè)務量LTE成本現網成本網絡成本高降低成本：降低數據業(yè)務每bit成本，增加收益WiMAX的領先應對競爭：應對WiMAX陣營的競爭WiMAXLTE1.為什么要發(fā)展LTE?3GPP、3GPP2、ITU、IEEE分別是什么組織？提問3GPP簡介3GPP（3rdGenerationPartnershipProject）成立于1998年12月，是一個無線通信技術的標準組織，由一系列的標準聯(lián)盟作為成員（OrganizationalPartners）。目前有ARIB（日本）,CCSA（中國）,ETSI（歐洲）,ATIS（美洲）,TTA（韓國）,andTTC（日本）等。3GPP分為標準工作組TSG和管理運維組兩個部分。TSG主要負責各標準的制作修訂工作，管理運維組主要負責整理市場需求，并對TSG和整個項目的運作提供支持。TSG（TechnicalSpecificationGroups）TSGGERAN:GERAN無線側相關(2G)；TSGRAN:無線側相關(3GandLTE)；TSGSA(ServiceandSystemAspects):負責整體的網絡架構和業(yè)務能力；TSGCT(CoreNetworkandTerminals):負責定義終端接口以及整個網絡的核心網相關部分。中國的4G牌照發(fā)放情況？提問4G牌照是無線通信與國際互聯(lián)網等多媒體通信結合的第4代移動通信技術（4G）業(yè)務經營許可權，由中華人民共和國工業(yè)和信息化部許可發(fā)放。2.中國的4G牌照發(fā)放2.中國的4G牌照發(fā)放2013年12月4日工信部正式向三大運營商發(fā)布4G牌照，中國移動、中國電信和中國聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照第1次2015年2月27日，工業(yè)和信息化部向中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放“LTE/第四代數字蜂窩移動通信業(yè)務（FDD-LTE）”經營許可第2次2018年4月3日，工業(yè)和信息化部正式向中國移動頒發(fā)了LTE/第四代數字蜂窩移動通信業(yè)務（LTEFDD）經營許可。第3次3.LTE系統(tǒng)的領導組織功能需求標準建立LTE/SAE實驗局開通TSGRANTSGSATSGCTPCGTSGGERAN成員發(fā)起者3GPP，NGMN和LSTI的關系NGMN需求制定3GPP標準制定LSTI測試與試驗需求標準需求匯報NGMN：由全球主要移動運營商發(fā)起的、旨在引導和推動無線網絡演進與發(fā)展的組織3GPP：移動通信系統(tǒng)標準制定組織LSTI：設備制造商與運營商聯(lián)合成立的測試組織，通過聯(lián)合測試與試驗推動LTE的產業(yè)化進程3.LTE系統(tǒng)的領導組織E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high11920MHz–1980MHz2110MHz–2170MHzFDD21850MHz–1910MHz1930MHz–1990MHzFDD31710MHz–1785MHz1805MHz–1880MHzFDD41710MHz–1755MHz2110MHz–2155MHzFDD5824MHz–849MHz869MHz–894MHzFDD6830MHz–840MHz875MHz–885MHzFDD72500MHz–2570MHz2620MHz–2690MHzFDD8880MHz–915MHz925MHz–960MHzFDD91749.9MHz–1784.9MHz1844.9MHz–1879.9MHzFDD101710MHz–1770MHz2110MHz–2170MHzFDD111427.9MHz–1452.9MHz1475.9MHz–1500.9MHzFDD12698MHz–716MHz728MHz–746MHzFDD13777MHz–787MHz746MHz–756MHzFDD14788MHz–798MHz758MHz–768MHzFDD……

…

…17704MHz–716MHz734MHz–746MHzFDD...…

…

…E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high331900MHz–1920MHz1900MHz–1920MHzTDD342010MHz–2025MHz2010MHz–2025MHzTDD351850MHz–1910MHz1850MHz–1910MHzTDD361930MHz–1990MHz1930MHz–1990MHzTDD371910MHz–1930MHz1910MHz–1930MHzTDD382570MHz–2620MHz2570MHz–2620MHzTDD391880MHz–1920MHz1880MHz–1920MHzTDD402300MHz–2400MHz2300MHz–2400MHzTDDTDD模式支持頻段FDD模式支持頻段根據2008年底凍結的LTER8協(xié)議：支持兩種雙工模式：FDD和TDD支持多種頻段，從700MHz到2.6GHz支持多種帶寬配置，協(xié)議規(guī)定以下帶寬配置：1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz協(xié)議還在更新中，部分頻段的支持情況可能會有所變動4.LTE頻段劃分4.LTE頻段劃分4.LTE頻段劃分4.LTE頻段劃分5.LTE主要指標及需求采用OFDM和MIMO技術,用戶峰值速率：DL100Mbps，UL50Mbps扁平、全IP網絡架構減少系統(tǒng)時延CP：駐留—激活小于100ms，休眠—激活小于50msUP：最小可達到5ms控制面處理能力：單小區(qū)5M帶寬內不少于200用戶頻譜利用率：1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz頻譜利用率相對于3G提高2-3倍LTE主要設計目標：三高、兩低、一平？提問三高高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps高頻譜效率：頻譜效率是3G的3-5倍高移動性：支持350km/h（在某些頻段甚至支持500km/h）兩低低時延：控制面IDLE→ACTIVE:<100ms，用戶面?zhèn)鬏?<5ms(單向）

低成本：SON（自組織網絡），支持多頻段靈活配置一平以分組域業(yè)務為主要目標，系統(tǒng)在整體架構上是基于分組交換的扁平化架構網絡制式對比2001.要點一LTE的發(fā)展驅動、主要的三大領導組織。02.要點二中國LTE的發(fā)展，3次4G牌照的發(fā)放情況。03.要點三LTE頻段劃分，三大運營商的頻率持有情況。04.要點四LTE主要指標及需求，主要設計目標：三高、兩低、一平。5.1LTE系統(tǒng)概述——任務小結現代通信技術專業(yè)群共享專業(yè)基礎課程《移動通信技術與系統(tǒng)》移動通信技術與系統(tǒng)《移動通信技術與系統(tǒng)》課程團隊項目一移動通信認知項目二移動通信關鍵技術項目三移動通信工程技術項目四移動性管理課程目錄項目五4G移動通信系統(tǒng)項目六5G移動通信系統(tǒng)任務5.1LTE系統(tǒng)概述任務5.2LTE系統(tǒng)結構任務5.3LTE關鍵技術任務5.4VoLTE技術項目五4G移動通信系統(tǒng)任務5.5NB-IOT系統(tǒng)任務5.2LTE系統(tǒng)結構【重點】LTE無線協(xié)議結構、S1接口和X2接口【難點】LTE的系統(tǒng)架構及各網元的功能【目標】掌握LTE的系統(tǒng)架構、無線協(xié)議結構等1.LTE系統(tǒng)架構GSMMSBSSNSS移動臺基站子系統(tǒng)網絡子系統(tǒng)TE+SIMBTS+BSC3C3R：MSC、AUC、SC；HLR、VLR、EIR1.1GSM系統(tǒng)架構WCDMAUEUTRANCN用戶設備UMTS陸地無線接入網核心網ME+USIMNodeB+RNCCS：MSC、VLR、GMSC；PS：SGSN、GGSN；共用：HLR1.LTE系統(tǒng)架構1.2WCDMA系統(tǒng)架構LTEUEE-UTRANEPC用戶設備增強的UTRAN增強型分組核心網TE+SIMeNodeBMME、SGW、PGW、PCRF、HSS1.LTE系統(tǒng)架構1.3LTE系統(tǒng)架構1.LTE系統(tǒng)架構1.3LTE系統(tǒng)架構MME/S-GWMME/S-GWX2S1移動性管理服務網關S1：MME/SGW與eNodeB的接口EPC演進分組核心網E-UTRANX2：eNodeB間的接口NodeBRNC+=eNodeBEPS演進分組系統(tǒng)eNodeBX2X2eNodeBeNodeBUuE-UTRAN中只有一種網元——eNodeB網絡結構扁平化，RNC+NodeB=eNodeB全IP網絡結構，與傳統(tǒng)網絡互連互通網絡扁平化減少系統(tǒng)延時，更好用戶體驗網元數目減少，網絡部署簡單，維護更加容易取消了RNC的集中控制，避免單點故障，有利于提高網絡穩(wěn)定1.LTE系統(tǒng)架構1.4LTE系統(tǒng)架構的優(yōu)點1.LTE系統(tǒng)架構1.5LTE系統(tǒng)架構的各網元功能MME移動性管理會話管理用戶鑒權和密鑰管理NAS層信令的加密和完整性保護TAList管理P-GW/S-GW選擇SGW分組路由和轉發(fā)功能IP頭壓縮IDLE態(tài)終結點，下行數據緩存基于用戶和承載的計費路由優(yōu)化和用戶漫游時QoS和計費策略實現功能PGW分組路由和轉發(fā)3GPP和非3GPP網絡間的Anchor功能（HA功能）UEIP地址分配，接入外部PDN的網關功能計費和QoS策略執(zhí)行功能基于業(yè)務的計費1.LTE系統(tǒng)架構1.5LTE系統(tǒng)架構的各網元功能eNodeB無線資源管理功能用戶數據流的IP報頭壓縮和加密UE附著狀態(tài)時MME的選擇實現SGW用戶面數據的路由選擇執(zhí)行由MME發(fā)起的尋呼信息和廣播信息的調度和傳輸完成有關移動性配置和調度的測量及測量報告HSS歸屬簽約用戶服務器用戶識別、編號和地址信息；用戶安全信息，即針對鑒權和授權的網絡接入控制信息；用戶定位信息，即HSS支持用戶登記、存儲位置信息；用戶清單信息PCRF策略與計費規(guī)則功能單元：QoS策略的下發(fā)與控制；計費策略的下發(fā)與控制2.LTE無線協(xié)議結構2.1EPC與E-UTRAN功能劃分2.LTE無線協(xié)議結構2.2LTE無線協(xié)議結構適用于E-UTRAN相關的所有接口，即S1和X2接口控制面和用戶面相分離，無線網絡層與傳輸網絡層相分離無線網絡層：實現E-UTRAN的通信功能傳輸網絡層：采用IP傳輸技術對用戶面和控制面數據進行傳輸信令流數據流E-NodeBPHYUEPHYMACRLCMACRLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPAPPUDPGTPUIPS1APSCTPSGWIPUDPGTPUIPSCTPS1APX2AP2.LTE無線協(xié)議結構2.2LTE無線協(xié)議結構2.3.S1接口和X2接口S1接口2.3.S1接口和X2接口S1接口與協(xié)議S1接口定義為E-UTRAN和EPC之間的接口。S1接口包括兩部分：控制面S1-MME接口和用戶面S1-U接口。S1-MME接口定義為eNB和MME之間的接口；S1-U定義為eNB和S-GW之間的接口。S1接口功能2.3.S1接口和X2接口S1接口與協(xié)議S1接口的協(xié)議結構2.3.S1接口和X2接口S1接口與協(xié)議S1-MMES1-U402.3.S1接口和X2接口X2接口X2接口的功能2.3.S1接口和X2接口X2接口X2接口的協(xié)議結構2.3.S1接口和X2接口X2接口4303.要點三LTE中S1接口、X2接口的功能和協(xié)議。02.要點二LTE的無線協(xié)議棧結構。5.2LTE系統(tǒng)結構——任務小結01.要點一LTE的系統(tǒng)架構，各網元功能。現代通信技術專業(yè)群共享專業(yè)基礎課程《移動通信技術與系統(tǒng)》移動通信技術與系統(tǒng)《移動通信技術與系統(tǒng)》課程團隊項目一移動通信認知項目二移動通信關鍵技術項目三移動通信工程技術項目四移動性管理課程目錄項目五4G移動通信系統(tǒng)項目六5G移動通信系統(tǒng)任務5.1LTE系統(tǒng)概述任務5.2LTE系統(tǒng)結構任務5.3LTE關鍵技術任務5.4VoLTE技術項目五4G移動通信系統(tǒng)任務5.5NB-IOT系統(tǒng)任務5.3LTE關鍵技術【重點】雙工方式、自適應技術、ARQ和HARQ【難點】多址技術、多天線技術【目標】掌握LTE的關鍵技術發(fā)端收端信道發(fā)端收端信道收端發(fā)端發(fā)端收端信道收端發(fā)端信道1.雙工技術1.1類型單工方式半雙工方式全雙工方式上行上行上行上行上行上行時分雙工（TimeDivisionDuplex）

手機與基站間的上行、下行信號在同一頻段上不同時隙傳輸。1.雙工方式1.2TDD與FDD的區(qū)別頻分雙工（FrequencyDivisionDuplex）

手機與基站間的上行、下行信號在不同頻段上同時傳輸。上行下行時間頻率時間頻率FDDTDD2.多址技術2.1OFDM與FDM的對比物理層多址接入

下行基于OFDMA技術(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。上行基于SC-FDMA技術(SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccessing)。OFDMModulation

OFDM：對于UE,OFDM用來做數據調制方案以克服多徑效應，獲取頻率分集增益。

OFDMA：對于一個eNodeB，OFDMA用來作為一種多址方式以獲取多用戶分集增益。2.多址技術2.2FDMA與OFDMA的區(qū)別OFDM是調制技術；OFDMA是多址接入策略；OFDMA強調的是在OFDM這種調制方式下的多址。OFDMA系統(tǒng)中的多址方式可以是FDMA,TDMA甚至CDMA等多種方式的結合。LTE采用OFDMA（正交頻分多址：OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）作為下行多址方式。2.多址技術2.3OFDMALTE采用DFT-S-OFDM（離散傅立葉變換擴展OFDM：DiscreteFourierTransformSpreadOFDM）、或者稱為SC-FDMA（單載波FDMA：SingleCarrierFDMA）作為上行多址方式。2.多址技術2.3OFDMA與SC-FDMAMIMO(MultipleInputMultipleoutput：多輸入多輸出)系統(tǒng)，其基本思想是在收發(fā)兩端采用多根天線，分別同時發(fā)射與接收無線信號。3.多天線技術（MIMO）3.1概念多天線技術（MIMO）支持2根、4根等天線傳輸信號。包括空分復用（SDM：Spatialdivisionmultiplexing）、發(fā)射分集（Transmitdiversity）等技術。3.多天線技術（MIMO）3.2MIMO原理圖MIMO系統(tǒng)可根據不同的系統(tǒng)條件、變化的無線環(huán)境采用不同的工作模式，協(xié)議中定義了以下七種MIMO的工作模式：3.多天線技術（MIMO）3.3MIMO的工作模式①單天線工作模式②開環(huán)發(fā)射分集③開環(huán)空間復用④閉環(huán)空間復用⑤MU-MIMO⑥Rank=1的閉環(huán)發(fā)射分集⑦波束賦型鏈路自適應技術可以通過兩種方法實現：功率控制和速率控制。一般意義上的鏈路自適應都指速率控制，LTE中即為自適應編碼調制技術AMC（AdaptiveModulationandCoding）。應用AMC技術可以使得eNodeB能夠根據UE反饋的信道狀況及時地調整不同的調制方式（QPSK、16QAM、64QAM）和編碼速率。從而使得數據傳輸能及時地跟上信道的變化狀況。這是一種較好的鏈路自適應技術。4.鏈路自適應技術4.1概念通過動態(tài)調整發(fā)射功率，維持接收端一定的信噪比，從而保證鏈路的傳輸質量。當信道條件較差時，需要增加發(fā)射功率；當信道條件較好時，需要降低發(fā)射功率，從而保證了恒定的傳輸速率。功率控制可以很好的避免小區(qū)內用戶間的干擾

4.鏈路自適應技術4.2功率控制調制方式自適應編碼效率自適應充分利用信道條件有效發(fā)送用戶數據信道條件好：高速率傳送用戶數據信道條件壞：低速率傳送用戶數據調制方式、編碼方式等各項參數組合，使得AMC技術更加高效、靈活4.鏈路自適應技術4.3速率控制（AMC）保證發(fā)射功率恒定的情況下，通過調整無線鏈路傳輸的調制方式與編碼速率，確保鏈路的傳輸質量。當信道條件較差時選擇較小的調制方式與編碼速率，當信道條件較好是選擇較大的調制方式，從而最大化了傳輸速率.

速率控制可以充分利用所有的功率4.鏈路自適應技術4.3速率控制（AMC）CQI序號編碼方式編碼速率x1024效率0范圍之外1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.32231264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547LTE上行方向的鏈路自適應技術基于基站測量的上行信道質量，直接確定具體的調制與編碼方式.LTE下行方向的鏈路自適應技術基于UE反饋的CQI，從預定義的CQI表格中具體的調制與編碼方式（如右圖）.4.鏈路自適應技術4.4LTE上下行方向鏈路自適應FEC：前向糾錯編碼(ForwardErrorCorrection)ARQ：自動重傳請求(AutomaticRepeatreQuest)HARQ=FEC+ARQ5.ARQ與HARQ5.1概念劣勢:

可靠性較低;

對信道的自適應能力較低為保證更高的可靠性需要較長的碼，因此編碼效率較低，復雜度和成本較高優(yōu)勢:

更高的系統(tǒng)傳輸效率;

自動錯誤糾正，無需反饋及重傳;

低時延.5.ARQ與HARQ5.2FEC通信系統(tǒng)數據傳送FEC編碼FEC解碼信道數據接收劣勢:

連續(xù)性和實時性較低;

傳輸效率較低;優(yōu)勢:

復雜性較低

可靠性較高

適應性較高5.ARQ與HARQ5.3ARQ通信系統(tǒng)數據傳送信道數據接收ACK/NACK

HARQ實際上整合了ARQ的高可靠性和FEC的高效率。LTE中存在兩種級別的重傳機制：MAC層的HARQ，以及RLC層的ARQ（AM模式）。起主要作用的是MAC層的HARQ，而RLC的ARQ是作為一種補充手段而存在的。5.ARQ與HARQ5.4HARQ機制收到ACK后，傳送到下一碼組；若收到NACK，則重傳原碼組。FEC編碼收到正確的碼組，則發(fā)送ACK；收到錯誤碼組，則發(fā)送NACK。FEC錯誤校驗及檢測前向信道反饋控制器5.ARQ與HARQ5.5HARQ系統(tǒng)的三種協(xié)議ARQ停等式工作示意圖5.ARQ與HARQ5.5HARQ系統(tǒng)的三種協(xié)議后退N步式5.ARQ與HARQ5.5HARQ系統(tǒng)的三種協(xié)議選擇重傳式705.3LTE關鍵技術——任務小結01.要點一LTE分為TD-LTE和FDDLTE。02.要點二LTE下行多址方式OFDMA，上行多址方式SC-FDMA。03.要點三LTE使用多天線技術（MIMO）有空間分集、空間復用、波束賦形。04.要點四LTE通過AMC技術進行速率控制。LTEMAC層使用HARQ，RLC層AM模式下使用ARQ?，F代通信技術專業(yè)群共享專業(yè)基礎課程《移動通信技術與系統(tǒng)》移動通信技術與系統(tǒng)《移動通信技術與系統(tǒng)》課程團隊項目一移動通信認知項目二移動通信關鍵技術項目三移動通信工程技術項目四移動性管理課程目錄項目五4G移動通信系統(tǒng)項目六5G移動通信系統(tǒng)任務5.1LTE系統(tǒng)概述任務5.2LTE系統(tǒng)結構任務5.3LTE關鍵技術任務5.4VoLTE技術項目五4G移動通信系統(tǒng)任務5.5NB-IOT系統(tǒng)任務5.4VoLTE技術【重點】基本概念、LTE語音解決方案【難點】VoLTE協(xié)議棧、VoLTE關鍵技術【目標】掌握VoLTE技術SvLTE（SimultaneousVoiceandLTE）雙模手機方式。手機同時工作在LTE和CS方式，前者提供數據業(yè)務，后者提供語音業(yè)務部署特點優(yōu)點：對網絡無特別要求，無需改動網絡缺點：手機成本高、耗電高LTE2G/3GCSEPCMSCMME雙待手機SGs語音業(yè)務數據業(yè)務1.VoLTE基本概念1.1SvLTECSFB（CircuitSwitchedFallback）LTE只提供數據業(yè)務，當發(fā)起或者接受語音呼叫時，回落到CS域進行處理。運營商無需部署IMS，只需要升級MSC就可以支持。部署特點優(yōu)點：快速提供業(yè)務的方案，網絡變動小。缺點：呼叫接續(xù)速度慢。當用戶需要語音業(yè)務時，用戶在LTE網絡下的業(yè)務都需要中斷、切換或掛起，從而影響用戶的體驗。應用場景CSFB適合作為IMS部署之前的過渡方案。在拜訪地網絡沒有部署IMS情況下，CSFB可以為漫游的LTE用戶提供語音業(yè)務。1.VoLTE基本概念1.2CSFBVoLTE(VoiceoverLongTermEvolution)，是指基于IMS網絡的LTE語音解決方案。它是架構在LTE網絡上、全IP條件下、基于IMSServer的端到端語音方案，全部業(yè)務承載于4G網絡上，可實現數據與語音業(yè)務在同一網絡下的統(tǒng)一。語音會話由IMS網元進行控制。在LTE側，語音以IP包的形式進行傳輸；VoLTE可由運營商進行掌控，即語音業(yè)務的識別、呼叫建立、計費均在運營商控制之下，脫離了淪為管道的窘境；VoLTE針對語音可提供更好的QoS保障，用戶感知更好。相應的，各網元均有對應的QoS保障要求及技術。1.VoLTE基本概念1.3VoLTES/P-GWSBC/P-CSCFLTE無線接入網(eNodeB)UEIMS網絡EPC網絡SBC/P-CSCF無線側接入側網絡側無線側針對語音和視頻數據包特點優(yōu)化和增強接入側通過PCC保證QoS網絡側采用IP專網承載保證QoSPCRF1.VoLTE基本概念1.3VoLTE2G/TDIMS網絡LTELTE多模終端InternetCS網絡EPC網絡LTE多模終端語音及多媒體業(yè)務數據業(yè)務EPC實現移動性管理和接入鑒權為通信和數據業(yè)務建立承載通道IMS提供通信業(yè)務控制能力LTE無CS域，語音和數據均走PS域VoLTE是通過LTE網絡作為業(yè)務接入、IMS網絡實現業(yè)務控制的語音解決方案業(yè)務接入：LTE網絡是全IP網絡，沒有CS域，數據業(yè)務和語音多媒體業(yè)務都承載在LTE上業(yè)務控制：EPC網絡不具備語音和多媒體業(yè)務的呼叫控制功能，需要通過IMS網絡提供業(yè)務控制功能業(yè)務切換：在LTE全覆蓋之前，需要通過SRVCC技術實現LTE與CS之間的語音業(yè)務連續(xù)性2.VoLTE語音方案2.1VoLTE語音解決方案SvLTE特點：終端雙待，語音業(yè)務由傳統(tǒng)2G/3G網絡提供優(yōu)勢：對網絡改動小，用戶體驗不變，語音和數據可以并發(fā)，無需切換劣勢：終端要支持雙待，對手機芯片、電池續(xù)航力都有較高要求EPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETeNodeBMSCSMGWVoiceflowDateflowEPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSINTRENETSGseNodeBMSCSMGWSGsCSFBVoiceflowDateflow特點：終端單待，當有語音業(yè)務需求時，需要回落到傳統(tǒng)2G/3G網絡提供優(yōu)勢：對終端要求較低，重用傳統(tǒng)2G/3G網絡劣勢：對傳統(tǒng)2G/3G網絡有改造要求，時延較長，語音和數據業(yè)務不可并發(fā)DateflowMGCF/MGWSCCASIMSCSCFEPCPSTN/PLMNRAN/GERANMSCSMGWMMESAE-GWCSSveNodeBhandoverMGWMSCSVoLTE/SRVCCVoiceflow特點：語音業(yè)務基于IMS提供，并支持從LTE切換到2G/3G網絡的語音連續(xù)性優(yōu)勢：基于LTE的語音，音質好，頻譜利用率高，語音和數據業(yè)務可以并發(fā)劣勢：需要部署IMS，終端支持SRVCC的終端較少INTRENETVoiceflow2.VoLTE語音方案2.2三種LTE語音解決方案對比2.VoLTE語音方案VoLTECSFB呼叫時延3s5-8s語音質量頻率：50-7000Hz頻率：300-3400Hz編解碼：AMR-WB23.85Kbps編解碼：AMR-NB12.2Kbps視頻質量典型分辨率：480*640典型分辨率：176*144720P/1080Ppossible頻譜效率仿真測試結果顯示：同樣承載AMR，LTE的頻譜效率可達到R993倍以上2.3CSFB與VoLTE的技術參數比較3.VOLTE協(xié)議棧會話初始協(xié)議SIP（SessionInitiationProtocol）：是一個在IP網絡上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議，它被用來創(chuàng)建、修改、和終結一個或多個參加者參加的會話進程，與SDP、RTP/RTCP、DNS等協(xié)議配合，共同完成IMS中的會話建立及媒體協(xié)商。會話描述協(xié)議SDP（SessionDescriptionProtocol）協(xié)議為應用層的控制協(xié)議,由于會話建立過程中的媒體協(xié)商。RTP/RTCP：都為應用層的承載面協(xié)議，會話建立后，RTP協(xié)議保證媒體流的實時傳輸。RTCP協(xié)議對實時傳輸的媒體流進行監(jiān)控。

SIP信令狀態(tài)碼分為六類：1XX：臨時響應。表明請求已收到，接受方正在繼續(xù)處理該請求。2XX：成功響應。請求已經成功收到、理解并被接受。3XX：重定向響應。請求方需要采取進一步動作以完成請求。4XX：客戶端響應錯誤。5XX：服務器響應錯誤。6XX：全局失敗響應。請求不能在任何一個服務器上得到滿足，產生該響應

的服務器需要知道有關用戶的確切信息。3.VOLTE協(xié)議?！猄IP相關協(xié)議QCI等級資源類型優(yōu)先級數據包時延預算數據包丟失率典型業(yè)務1GBR2100

ms10-2會話語音24150

ms10-3會話視頻（直播流媒體）3350

ms10-3實時游戲45300

ms10-6非會話視頻（緩沖流媒體）5Non-GBR1100

ms10-6IMS信令66300

ms10-6視頻（緩沖流媒體）

基于TCP的業(yè)務(如www\e-mail\chat\ftp\p2p文件共享\逐行掃描視頻）77100

ms10-3語音

視頻（直播流媒體）互動游戲88300

ms10-6視頻（緩沖流媒體）

基于TCP的業(yè)務(如www\e-mail\chat\ftp\p2p文件共享\逐行掃描視頻）993.VOLTE協(xié)議棧——VoLTE

QoS要求

從無線角度來看：VoLTE需要建立的承載QoS承載：QCI=1：語音承載；QCI=2：視頻承載；QCI=5：SIP/SDP傳輸IMS信令承載；QCI=8/9：一般上網業(yè)務承載視頻業(yè)務承載組合：SRB1+SRB2+2xAMDRB+2xUMDRB，其中，2個UMDRB的QCI=1和QCI=2，2個AMDRB的QCI分別為QCI=5和QCI=8/9語音業(yè)務載組合：SRB1+SRB2+2xAMDRB+1xUMDRB，其中，UMDRB的QCI=1，2個AMDRB的QCI分別為QCI=5和QCI=8/9按照協(xié)議，對于語音業(yè)務需要建立QCI=1承載，視頻業(yè)務需要建立QCI=1和QCI=2的傳輸承載。根據延遲要求，無線側用戶面RLC選用UM模式傳輸，保證其實時性要求。走SIP信令流的QCI=5承載，無線側控制面RLC采用AM模式，保障其準確性3.VOLTE協(xié)議棧——VoLTE業(yè)務承載問題4G無線網改造方案eNodeB支持eSRVCC測量及切換流程無線關鍵技術提高系統(tǒng)性能和QoSeNodeB是否需要配置GSM鄰區(qū)支持頭壓縮、半靜態(tài)調度SPS等無線增強功能LTE覆蓋邊緣eNodeB需正確配置GSM鄰區(qū)及eSRVCC測量控制相關參數LTE覆蓋不完善需要支持eSRVCCTTIBundling（TTI綁定）：通過連續(xù)使用4個上行子幀傳輸同一傳輸塊來提高小區(qū)邊緣UE上行增益（仿真提高4db），它是提高用戶在小區(qū)邊緣覆蓋的有效方法。小區(qū)邊緣QoS保障

ROHC主要功能是將核心網和UE之間的數據報文的報文頭，如IP頭、UDP頭、RTP頭進行壓縮后，再進行傳輸，達到節(jié)省空口帶寬資源的作用。頭壓縮在LTE系統(tǒng)中，對于小數據量的VoIP應用，制約系統(tǒng)容量的因素不是系統(tǒng)帶寬，而是控制信道的容量，SPS（Semi-PersistentScheduling）將資源周期性（20ms）分配給特定UE，具有“一次分配，多次使用”的特點，以降低對應控制信道（PDCCH）的開銷。半靜態(tài)調度4.VOLTE關鍵技術對于VoIP類型的業(yè)務，其數據包大小比較固定，到達時間間隔滿足一定規(guī)律的實時性業(yè)務(典型的話音業(yè)務周期一般是20ms)，針對這種特性，LTE系統(tǒng)引入了半靜態(tài)調度技術(Semi-PersistentScheduling)。SPS是在指定子幀上按照預先分配的資源進行新傳，但重傳時為了降低時延，仍然采用動態(tài)調度的方式。系統(tǒng)資源（包括上行和下行）是通過PDCCH分配的，UE通過保存相應的資源分配，而后就可以周期性重復使用相同的時頻資源。不需要在每個TTI都為UE下發(fā)DCI（包括上行或下行的），從而降低了對應的PDCCHCCE資源開銷，有效提升了系統(tǒng)效率及容量。4.VoLTE關鍵技術4.1SPS(SemiPersistentSchedule，半靜態(tài)調度)ROHC主要功能是將核心網和UE之間的數據報文的報文頭，如IP頭、UDP頭、RTP頭進行壓縮后，再進行傳輸，達到節(jié)省空口帶寬資源的作用。

對于VoLTE來說，一般語音數據的平均長度只有十幾個字節(jié)，但是報文頭RTP/UDP/IP頭會占到40字節(jié)，在IPv6中達到60字節(jié)?？湛趲捓寐史浅５?20%左右)。ROHC提供的頭壓縮算法能夠在極差的信道條件下將RTP/UDP/IP頭壓縮到最小的1個字節(jié)，帶寬利用率最高可達97.5%，具有很高的實用價值。所以3GPPLTE的協(xié)議規(guī)范中明確提出了要采用ROHC壓縮算法來實現PDCP層的頭壓縮

功能。4.VoLTE關鍵技術4.2ROHC(RadioOverheadCompression)頭壓縮ROHC支持的頭壓縮算法類型：4.VoLTE關鍵技術4.2ROHC(RadioOverheadCompression)頭壓縮TTIBundling（TTI捆綁或者子幀捆綁）用于提高用戶在小區(qū)邊緣覆蓋的一種方法。當TTIBundling使能時，上行調度DCI0一次授權后，在連續(xù)的4個上行子幀上傳輸同一傳輸塊，且僅在第四次傳輸后有對應的PHICH反饋，重傳也是4個連續(xù)上行TTI發(fā)射的一種調度方法，可以充分利用4個上行子幀發(fā)送的數據進行數據合并，通過合并增益提升數據可靠性。由于僅在第四次傳輸后有對應的PHICH反饋，所以此時反饋的為底層合并后數據的接收效果，從而大大提高的數據的可靠性。TTIB只適用于上行，通常在遠點低SINR下被激活，TTI捆綁對TDD僅僅適用于上下行配比為0、1、6的情況。對于上下行1：3配置協(xié)議明確不適用TTIbundling

技術做補償增益。4.VoLTE關鍵技術4.3TTIB(TTIBundling)TTI捆綁925.4VoLTE技術——任務小結01.要點一VoLTE的基本概念，與CSFB的區(qū)別。02.要點二三種LTE語音解決方案對比。03.要點三VoLTE的協(xié)議棧、SIP協(xié)議。04.要點四VoLTE的關鍵技術：SPS（半靜態(tài)調度）、ROHC（頭壓縮）、TTI捆綁?，F代通信技術專業(yè)群共享專業(yè)基礎課程《移動通信技術與系統(tǒng)》移動通信技術與系統(tǒng)《移動通信技術與系統(tǒng)》課程團隊項目一移動通信認知項目二移動通信關鍵技術項目三移動通信工程技術項目四移動性管理課程目錄項目五4G移動通信系統(tǒng)項目六5G移動通信系統(tǒng)任務5.1LTE系統(tǒng)概述任務5.2LTE系統(tǒng)結構任務5.3LTE關鍵技術任務5.4VoLTE技術項目五4G移動通信系統(tǒng)任務5.5NB-IOT系統(tǒng)任務5.5NB-IOT系統(tǒng)【重點】基本概念、NB-IoT技術特點、NB-IoT技術的應用、NB-IoT技術的注意事項【難點】NB-IoT基本原理與關鍵特性【目標】掌握NB-IOT系統(tǒng)1.基本概念物聯(lián)網（InternetofThings，IoT）是指通過互聯(lián)網將各種物理設備連接起來，實現信息的交換和智能化的控制。物聯(lián)網技術有很多種，其中一種是基于蜂窩網絡的窄帶物聯(lián)網技術（NarrowBandInte