LTE学习之路(2)——概述

LTE的设计目标

  • 带宽灵活配置:支持1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10Mhz, 15Mhz, 20MHz
  • 峰值速率(20MHz带宽):下行100Mbps,上行50Mbps
  • 控制面延时小于100ms,用户面延时小于5ms
  • 能为速度>350km/h的用户提供100kbps的接入服务
  • 支持增强型MBMS(E-MBMS)
  • 取消CS域,CS域业务在PS域实现,如VoIP
  • 系统结构简单化,低成本建网

名词介绍

3GPP(3th Generation Partnership Project):第三代合作伙伴计划

ITU(International Telecommunication Union):国际电信联盟

UMTS(Universial Mobile Telecommunication System):通用移动通信系统

GSM(Global System for Mobile communications):全球移动通信系统

UTRAN:通用陆地无线接入网    E-UTRAN:演进型通用陆地无线接入网

GPRS(General Packet Radio Service):通用分组无线业务

GPS(Global Positioning System):全球定位系统

UE(User Equipment):用户终端

SAE(System Architecture Evolution):系统架构演进

EPC(Evolved Packet Core):演进型分组交换核心网

EPS(Evolved Packet System):演进型分组系统

eNodeB:演进型基站  HeNB:家庭基站

CSG(Closed Subscriber Group):闭合用户群

ARQ(Automatic Repeat reQuest):自动请求重传

HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest):混合自动请求重传

TFT(Traffic Flow Template):业务流模版

SDF(Service Data Flow):业务数据流

GTP(GPRS Tunneling Protocol):GTP隧道协议

HSPA(High Speed Packet Access):高速分组接入

HSPA+(High Speed Packet Access Evolution):高速分组接入演进

LTE宗旨

与以往蜂窝系统所采用的电路交换模式不同,LTE仅支持分组交换业务,它旨在在用户终端(UE分组数据网络之间建立无缝的移动IP连接。

LTE主要由两部分组成:无线接入技术演进(E-UTRAN)+系统架构演进(SAE);其中,SAE主要含有的是演进型分组交换核心网(EPC),其控制处理部分为移动性管理实体(MME),数据承载部分称为业务网关(S-GW);接入网(E-UTRAN)主要含有的网元是演进型基站(eNodeB)。

 

图: LTE网络架构

LTE网络接口

  • eNodeB之间由X2接口相互连接,支持数据和信令的直接传输;
  • eNodeB与EPC之间由S1接口连接,其中:S1-MME是eNodeB连接MME的控制面接口,S1-U是eNodeB连接S-GW的用户面接口。

与传统3G网络比较,LTE的网络结更加简单扁平,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。

eNodeB的主要功能

  • 无线资源管理相关功能,包括:无线承载控制、接纳控制、连接移动性管理、上/下行动态资源的分配与调度;
  • IP头压缩与用户数据流加密;
  • UE附着时的MME选择;
  • 提供到业务网关(S-GW)的用户面数据的路由;
  • 寻呼消息的调度(scheduling)与传输(transmission);
  • 系统广播消息的调度与传输;
  • 测量与测量报告的配置。

MME的主要功能

  • 移动性管理
  • 会话管理
  • 用户鉴权和密钥管理
  • NAS层信令的加密和完整性保护
  • TA LIST管理
  • P-GW/S-GW选择

S-GW的主要功能

  • 分组路由和转发
  • IP头压缩
  • IDLE状态终结点,下行数据缓存
  • eNodeB间切换的锚点
  • 基于用户和承载的计费
  • 路由优化和用户漫游时QoS和计费策略实现功能

P-GW的主要功能

  • 分组路由和转发
  • 3GPP和非3GPP网络间的Anchor功能(相当于家乡代理HA的功能)
  • UE的IP地址分配,接入外部PDN的网关功能
  • 计费和QoS执行功能
  • 基于业务的计费

核心网(EPC)简介

第一点:EPC负责对用户终端的全面控制和有关承载的建立。

第二点:EPC包含的主要逻辑节点有:

  • 公共数据网(PDN)网关(P-GW)——负责用户IP地址分配和QoS保证,并根据PCRF规则进行基于流量的计费。负责将下行用户的IP包分配给不同的QoS承载。
  • 业务网关(S-GW)——用户IP数据包通过S-GW发送。当用户在eNodeB之间移动时,S-GW作为数据承载的本地移动性锚点;当用户处于空闲状态时,S-GW将保留承载信息并临时把下行数据存储在缓冲区里,以便当MME开始寻呼UE时重新建立承载。
  • 移动性管理实体(MME)——是处理UE和核心网络间信令交互的控制节点。在UE和核心网间所执行的协议栈称为非接入层协议(NAS)。

     MME所支持的功能可分为:

           与承载管理相关的功能:包括建立、维护和释放承载,有NAS’xieyi中的会话管理层来执行;

           与连接相关的功能:包括连接建立和网络与UE之间通信的安全几只,有NAS协议中的连接或移动性管理层来执行;

           与其他网络交互工作的相关功能:包括切换语音业务到传统网络。

  • 增强服务移动定位中心(E-SMLC)——管理所有找到附着在E-UTRAN上UE位置所需资源的协调和调度
  • 移动定位中心网关(GMLC)——包含支持定位业务的功能。
  • 用户归属服务器(HSS,Home Subscriber Server)——含有用户的SAE开户信息(如:所归属EPS的QoS配置信息和用户漫游的接入限制);还保留用户可以连接的PDN信息(该信息可能以一种接入点名字的形式APN来表达或直接用PDN地址,即用户开户的IP地址来表达);HSS拥有诸如用户当前所连接或注册的移动性管理实体标识等动态信息。
  • 策略控制和计费规则功能(PCRF)——负责位于P-GW中策略控制加强功能(PCEF)中基于流量收费的功能。
原文地址:https://www.cnblogs.com/kkdd-2013/p/3863267.html