《LTE网络架构》课件

网络架构LTE是一种先进的移动通信技术它采用全新的网络架构LTE Long-Term Evolution,,以提高网络性能和用户体验了解网络架构的关键组成部分和功能至关重要LTE技术发展历程4G时代3G1和成为主要标准CDMA2000WCDMA3G过渡时期2和技术推动到的演进HSPA+LTE-Advanced3G4G时代4G3成为主导的标准提供更高的带宽和更低的延迟LTE4G,随着用户对移动互联网的需求不断增加时代的技术已无法满足日益增长的业务需求技术的发展是移动通信技术演进的必然结果通,3G4G,过更高的带宽和更低的延迟为用户带来了全新的移动互联网体验,网络架构概述4G网络架构是一个全新的移动网络设计旨在提供更快的数据速度、更广泛的覆4G,盖范围和更可靠的连接它采用了全的网络架构集成了多种接入技术如、IP,,LTE和等为用户提供无缝的移动宽带体验WiMAX HSPA+,架构的核心网包括移动管理实体、服务网关和网关4G MME S-GW PDN P-GW等关键功能单元接入网则由基站和基站控制器组成支持全的无线eNodeB,IP接入此外网还引入了更新的业务体系和服务质量控制能力,4G空口协议栈LTE物理层链路控制层的物理层承担数据编码、调制、负责无线链路的建立、维护和释LTE多址接入等功能为上层提供高效放支持数据的可靠传输和流量控,,的无线传输通道制网络层应用层提供核心网和用户终端之间的路支持各类业务应用提供面向用户,由和寻址功能确保业务数据的端的丰富多样的通信服务,到端传输物理层LTE72物理层信道载波类型物理层共有种不同的物理信道支持和两种载波类型LTE7LTE FDDTDD

1427.6M调制方式最大带宽物理层使用了种不同的调制方式支持最大的系统带宽LTE14LTE

27.6MHz物理层是整个网络的基础负责无线信号的传输和接收其主要特点包括丰富的LTE LTE,物理信道、多种载波类型、多样的调制方式以及大带宽支持等这些特性确保了网LTE络可以提供高速、大容量的数据传输多址接入技术LTE正交频分多址单载波频分多址采用正交频分多址技术实下行采用单载波频分多址技术LTE OFDMA LTE SC-现上行多用户接入提高频谱利用率FDMA动态资源分配频率复用技术基站根据用户业务需求动态分配上下通过频率复用提高频谱利用率增加网,行时频资源络容量信号载波LTE系统采用正交频分多址作为上行和下行的多址接入技LTE OFDMA术将总带宽分成多个正交子载波每个子载波的带宽窄能够很好,,地抑制频率选择性衰落标准定义了多种不同的子载波间隔和LTE子载波数量以满足不同的使用场景需求,同步信号LTE基站同步物理同步信道12网络要求所有基站保持时使用物理同步信道LTE LTEPSYCH间和频率同步以确保用户设备传输同步信号使用户设备能够,,能够准确调整收发时间和频率进行初始同步和小区搜索频率同步时间同步34采用精确的频率同步技术精准的时间同步确保系统LTE,LTE确保各基站载波频率保持一致内各设备的帧结构、子帧结构,避免干扰等保持一致信道编码LTELTE采用了灵活的信道编码机制,支持不同应用场景的需求主要包括卷积编码、Turbo编码和低密度奇偶校验编码等通过动态调整编码率,LTE可根据传输信道状况进行自适应编码,提高抗干扰能力和传输可靠性调制方式LTE正交频分多址调制自适应调制链路适应技术OFDMA64QAM是的核心多址接入采用调制方式相比根据用户信道状况动态调通过信号到噪比检OFDMALTE LTE64QAM,LTE SNR技术它将总带宽划分为多个网络之前的和整调制方式在信道质量好时测可动态调整发射功率、4G QPSK16QAM,,,LTE正交子载波为不同用户分配它能传输更多的比特数提高采用高阶调制在信道质量差编码方式和调制阶数优化无,,,,子载波资源提高频谱利用率了传输效率时采用低阶调制灵活提高传线链路性能,,输效率功率控制LTE动态功率控制开环功率控制闭环功率控制采用动态功率控制机制根据信号质量实终端初次接入时采用开环功率控制通过测终端与基站间实时交互反馈根据载波到干LTE,,,时调整上下行发射功率最大限度地提高系量下行快速确定合适的上行发射功率扰比情况动态调整上行发射功率提高系统,RSRP,统容量和覆盖范围容量天线技术LTE天线阵列分布式天线部署智能天线技术采用多天线技术利用天线阵列可以实现在网络中通过合理部署宏基站和小区天网络采用自适应天线技术能够动态调整LTE,LTE,LTE,空间分集和多输入多输出提高通信线可以实现全面覆盖满足各种应用场景的波束方向和覆盖范围提高系统容量和用户MIMO,,,,容量和覆盖范围需求体验核心网架构LTE核心网架构主要由、、和等网元组成负责与LTE eNodeB MME SGW PGW eNodeB终端设备的无线接入负责用户管理和信令控制和负责用户业务的,MME,SGW PGW数据转发和路由这种分布式的核心网架构提高了系统的可扩展性和可靠性能,够有效支撑大规模网络的部署LTE接入网架构LTE接入网采用演进的和技术构建了一个高效灵活的LTE OFDMAMIMO,蜂窝无线网络接入网包括基站和终端设备集成了LTE eNodeBUE,无线接入、移动性管理和资源调度等功能利用优化的空口和功能接入网能够提供高带宽、低时延的无线连接满足eNodeB,LTE,用户对网络的需求4G网元功能EPC网关服务网关PDNP-GW S-GW提供到外部分组数据网络的接负责用户数据的转发同时也提供UE,入并负责地址分配、流量计费一些管理功能如切换和寻呼等,IP,和策略执行等功能移动管理实体策略和收费规则功能MMEPCRF是接入网的控制节点负责建立LTE,和管理用户的蜂窝移动连接负责制定和下发网络的策略和规则控制网络的质量和计费,网络接口EPC接口接口接口接口S1-U S1-MMES5/S8S6a接口是网络中承载用接口是网络中控接口连接与用接口连接与用于S1-U EPCS1-MME EPCS5/S8SGWPGW,S6a MMEHSS,户数据业务的接口连接制面信令传输的接口连接于承载用户数据业务和控制信用户认证和授权以及用户位,,,与它基于与它基于令用于同一运营商内部的置管理等功能eNodeB SGWGTP-eNodeBMMESCTP S5协议通过它实现用户面的数协议用于传输控制面信令部署用于不同运营商之间U,,,S8据传输的互联小区覆盖分析LTE小区覆盖半径一般为米，受频率、发500-2000射功率等因素影响小区覆盖面积约为平方公里，与小区覆

0.8-

12.57盖半径成平方关系覆盖干扰毗邻小区信号相互干扰会导致边缘地带信号质量下降覆盖盲区建筑物阻挡、地形障碍等因素会产生部分覆盖盲区网络小区覆盖效果需要综合考虑小区大小、干扰、盲区等因素，以确保用户LTE在任何位置都能获得稳定的信号覆盖射频规划LTE频谱分配覆盖规划12合理分配使用的频段，确保与其他无线技术协调共存进行小区覆盖分析，优化基站部署方案，确保网络信号LTE LTE质量容量优化干扰管控34评估用户密度和业务需求，合理调整小区覆盖范围和频谱资识别潜在干扰源，采取有效措施降低工况内外的干扰影响源部署方案LTE站点选址1根据人口密度、覆盖要求等因素综合考虑频率规划2合理分配各频段资源，实现覆盖和容量平衡天线方案3选用适合的天线类型和安装方式部署流程4详细规划建设步骤，确保网络平稳过渡网络部署需要综合考虑多方面因素包括合理的站点选址、优化的频率规划、适合的天线方案以及有序的部署流程只有充分权衡这些关键环节LTE,,才能实现网络的高效覆盖和顺利上线LTE切换与寻呼LTE无缝切换支持高速移动场景下的无缝切换确保通信服务的连续性LTE,小区搜索终端会周期性地搜索周围的小区并测量信号质量以确定最佳小区,寻呼机制使用专门的寻呼信道帮助网络快速定位并连接待机状态的终端LTE,终端接入认证LTE终端认证流程认证机制终端接入网络时需要经过身份验证和安全认证等步骤终端首采用基于卡的认证机制终端使用预置在卡上的密钥与LTE LTESIM SIM先获取网络附着、鉴权密钥等信息接着完成对网络的注册与认证网络鉴权服务器进行相互认证确保通信双方的身份合法性此外,,,通过此流程确保终端身份合法、连接安全还采用加密算法保护无线接口通信安全网络安全机制LTE身份认证加密保护网络通过用户身份认证和设备采用强加密算法保护用户通信LTE LTE认证来确保只有合法用户和设备数据的机密性和完整性防止窃听,能够接入网络和篡改接入控制入侵检测网络通过精细的访问控制机制网络具有入侵检测和防御功能LTE LTE,来限制非授权用户和设备的接入可以及时发现并阻止各种攻击行为质量LTE ofService5类别QoSLTE支持5种不同的QoS等级50Mbps最高速率单用户可达50Mbps的峰值吞吐量10ms低延迟最低端到端延迟可达10毫秒LTE网络通过灵活的QoS机制，确保了对关键服务的优先级保障和端到端的质量控制它可根据业务类型动态分配网络资源，为不同的业务提供最优的服务体验能源管理方案LTE降低功耗绿色能源网络通过优化硬件设计和软件管理网络利用太阳能、风能等可再生能LTE,LTE实现基站和终端的功耗最小化源减少对传统化石燃料的依赖,能源效率智能电网网络采用先进的电源和能源管理技网络与智能电网的集成实现电网LTE LTE,术提高整体系统的能源利用效率与通信网络的协同优化管理,网络优化策略LTE持续监测和优化动态调整参数优化小区覆盖通过实时监测网络性能指标及时发现问根据网络负载、用户分布等动态情况智能通过调节小区边界、优化覆盖重叠区等措施LTE,,,题并采取优化措施确保网络稳定和用户体调整天线倾斜角、发射功率等参数优化网实现小区间信号协调提高网络覆盖和容量,,,验络资源利用应用场景LTE技术具有极高的灵活性可广泛应用于智慧城市、工业自动化、远程医疗等领LTE,域通过高速率和低时延的特点网络能够支持大规模的物联网连接满足各,LTE,行业对实时数据传输的需求同时还支持移动视频、远程控制等应用为人们的生活和工作带来便利未,LTE,来随着的发展将进一步扩展其应用范围成为推动数字化转型的关键技术5G,LTE,行业应用案例LTE智慧城市工业物联网为智慧城市提供高速稳定的网络连接支持交通管理、环境为工厂、仓储等场景提供低延迟、高可靠的网络实现设备LTE,LTE,监测、公共安全等关键应用智能连接和实时数据采集医疗自动驾驶5G为远程医疗、移动急救等应用提供高速传输支持实时视频为自动驾驶车辆提供高带宽、低延迟的网络确保安全、实LTE,LTE,和数据共享时的信息传输未来演进方向LTE部署5G1随着技术的日趋成熟网络将朝向平滑演进实现更高速5G,LTE5G,率、更低时延、更广连接的目标网络优化升级2网络将继续优化提升如增强射频性能、优化核心网架构、LTE,提升能耗管理等以支持更高规模和更优质的业务服务,新技术融合3将与云计算、物联网、人工智能等新兴技术深度融合推动LTE,行业应用创新并满足垂直行业需求总结与展望科技创新推动应用场景拓展等新一代通信技术的不断发展与普及必将推动网络架技术将广泛应用于工业控制、车联网、医疗等领域为各行5G,LTELTE,构的进一步优化升级业带来全新的数字化转型契机性能指标提升网络架构优化未来网络将实现更高的带宽、更低的时延、更可靠的连接核心网和接入网将进一步融合实现更加灵活、智能化的网LTE,LTE,为用户提供优质的网络体验络部署和管理问答交流课程讲解到此结束我们现在进入问答环节请各位同学踊跃提出您对网络架,LTE构的疑问和建议我们的讲师团队将认真倾听并逐一解答确保您对本次课程内,容都能有充分的理解让我们一起交流探讨共同提高对技术的认知水平,LTE。