LTE学习笔记（一）

简介

1. 什么是LTE?
   长期演进（Long Term Evolution）是3GPP主导的无线通信技术的演进。
2. 为什么需要LTE？
   顺应宽带移动数据业务发展的需要
   • 移动通信数据化、宽带化、IP化
   • 高吞吐率 = 高频谱效率+大带宽
   • 低时延 = 扁平化的网络架构

基本概念

10xSmall Cell Per Macro, 1个宏站里有10个small cells。
MSA=multi-streaming-aggregation, UE可以从多个小区同时获取数据。

1. 同构网络（HomeNet）

• 一个典型的同构蜂窝网络，包括一种类型的基站，通常是宏基站和一系列自由
  移动的UE。这些宏基站，拥有近似的传输功率、天线模式、接收机噪声水平等
  指标。
• 宏基站的位置需要通过细致的网络规划来确定，其参数也需要进行合理的配置
  从而最大化网络覆盖，并能控制基站间的相互干扰。当业务需求增加或射频环
  境改变时，网络需要依赖小区分裂或者新增载波来克服容量和链路预算的限制，
  从而维持无差别的用户体验，这个不断重复的部署过程是非常复杂的。另外在
  高密度的城市环境中，寻找可以部署的新基站区域也是一项相当困难的任务。
  因此，运营商需要一个更加灵活的部署模型，以较小的代价来提升网络性能。

2. 异构网络（HetNet或者‘Heterogeneous’network)
   • 为克服同构网络存在的问题，大幅度的提升网络性能，3GPP在LTE-A中引入了
     异构网络的部署方式。异构网络是指混合部署了常规的宏基站（macro）以及一
     系列低功率节点的网络（microeNodeB,picoeNodeB,relayeNodeB，home
     eNodeB）。部署在宏蜂窝盲区中的低功率节点，可以增加网络覆盖；而部署在
     宏蜂窝热点小区中的低功率节点，可以拉近网络与终端用户的距离，从而加强
     链路质量，提升系统容量。

系统架构演进

1. 系统架构演进SAE（System Architecture Evolution），是为了实现LTE提出的目标而从整个系统架构上考虑的演进，主要包括：

• 接入网：扁平化，IP化，去掉RNC的物理实体，功能实体分解到基站和核心网元（大部分功能放在了eNodeB，以减少时延和增强调度能力，少部分功能放在了核心网，加强移动性管理）
• 核心网：用户面和控制面分离（原有SGSN实体分解为MME，控制面实体）和Gateway（用户面实体）

LTE接入网架构

与传统3G网络比较，LTE的网络结构更加简单扁平，降低组网成本，增加组网灵活性，并能大大减少用户数据和控制信令的时延。

1. LTE主要网元

• E-UTRAN：eNodeB组成
• EPC：MME，SGW，PGW

2. LTE网络接口

• X2接口：eNodeB之间的接口，支持数据和信令的直接传输
• S1接口：连接eNodeB与EPC的接口（S1-MME是eNodeB连接MME的控制面接口，S1-U是eNodeB连接SGW的用户接口）

UE标示

1. IMSI（国际移动终端标识International Mobile Subscriber Identity）
2. IMEI （国际移动设备标识International Mobile Equipment Identity ）
3. GUTI（全局唯一的临时标识Globally Unique Temporary Identity）
4. S-TMSI（临时移动用户标识Serving-Temporary Mobile Subscriber Identity）
5. IP地址 （可以是IPv4或者IPv6的地址）

LTE主要网元功能

与2G/3G网络相比，LTE网络中没有BSC/RNC，eNodeB和MME/SGW/PGW各自承担了原来的BSC/RNC的部分功能。

1. eNodeB

• 无线资源管理功能，即实现无线承载控制、无线许可控制和连接移动性控制，在上下行链路上完成UE上的动态资源分配（调度）
• 用户数据流的IP报头压缩和加密
• UE附着状态时MME的选择
• 实现SGW用户面数据的路由选择
• 执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输
• 完成有关移动性配置和调度的测量报告

2. SGW

• 分组数据路由及转发；移动性及切换支持；合法监听；计费

3. PGW

• 分组数据过滤；UE的IP地址分配；上下行计费及限速

4. MME

• NAS（Non-Access Stratum）非接入层信令的加密和完整性保护
• AS（Access Stratum）接入层安全性控制、空闲状态移动性控制
• EPS（Evovled Packet System）承载控制；
• 支持寻呼，切换，漫游，鉴权