LTESAE体系结构性剖析解决方案
LTE（长期演进）3GPP（第三代合作伙伴计划）定义移动宽带网络标准演进目标支持成频谱非成频谱运行实现现未线频带高效利支持14~20MHz信道带宽业界LTE广泛支持确保LTE拥规模济效益种非常济高效解决方案
2006年9月3GPP终确定LTE—称演进UTRAUTRAN（EvolvedUTRAandUTRAN）研究项目该项研究目标确定3GPP接入技术长期演进计划定时期保持竞争优势相应工作项目计划2007年半年完成
3GPP开展项行研究：系统架构演进（SAE）展示核心网络演进点基IP扁网络体系结构旨简化网络操作确保稳效部署网络
2 演进目标：统标准高性移动宽带
宽带移动通信正迅速成现实预计2011年前全球15亿宽带业务中超半移动宽带业务中数通HSPA（高速分组接入）LTE网络获服务目前户通3GHSPA享受高速移动服务：
l基HSPA手机笔记电脑网收发电子邮件
lHSPA调制解调器换原DSL调制解调器
l3G手机快速载传音视频文件
移动宽带正历快速增长LTE够提供更出色户体验该技术改善移动视频博客高端游戏丰富媒体电话专业服务等求更严苛应现蜂窝系统进行互操作3GPP版8中引入LTE移动线通信重演进步骤LTE采OFDM（正交频分复）线接入技术先进天线技术
LTE外3GPP定义基IP扁网络体系结构作SAE部分LTESAE体系结构概念目标设计思想基IP业务高效推广众市场该体系结构基GSMWCDMA核心网演进助简化网络操作稳效部署网络
LTESAE体系结构降低运营支出资支出例处理更数流量运营商需新扁体系结构中升级两类节点（基站网关）容量重点领域网络操作功目标实现高度动化网络配置
外3GPP3GPP2已CDMALTESAE系统间互通达成致CDMA运营商网络演进LTESAE
LTE项途技术中3GPP求：
l行峰值特率高100Mbits线接入网（RAN）中返时间低10ms
l支持新老频段中低
5MHz高20MHz灵活载波带宽
l支持FDDTDD系统
l支持切换漫游现移动网络移动户提供全面网络覆盖
述运营商根现网络频谱具体情况移动宽带媒体业务营目标灵活引入LTE
3 技术概况
31总体系结构
LTESAE体系结构改进包括：
l通锚点支持接入技术网关节点
l优化户面体系结构节点类型前4种缩减2种（基站网关）
l接口均支持基IP协议
lRANCN（核心网）间功分离类似WCDMAHSPA间功分离
l移动性理实体（MME）网关间控制面户面分离
l集成采基客户端网络移动IP非3GPP接入技术
LTESAE体系结构包括分组数网（PDN）服务网关PDN网关接入技术通锚点户提供稳定IP接入点种接入技术移动种接入技术间移动
服务网关3GPP移动网络锚点MME功网关功分离样助网络部署单技术演进全面灵活扩容
GSMWCDMAHSPA系统通SGSN（服务GPRS支持节点）演进核心网间标准接口集成演进系统中接口包括：MME相连传送文接入技术间建立承载接口网关相连户设备（UE）建立IP连接接口网关节点功相服务WCDMAHSPA终端设备GGSN（网关GPRS支持节点）
该体系结构SGSNMME功整合节点中实现支持GSMWCDMAHSPALTE技术通分组核心网
属户服务器（HSS）通基Diameter协议SS7信令建议接口连接分组核心网实现控制面IP联网提供简化协调解决方案策略控制计费现网络信令基Diameter协议
LTE基站通RANCN（线接入网—核心网）接口连接核心网MME负责处理移动性等控制信令户数通基IP传输网基站网关节点间传送够高速切换处激活模式终端设备LTE基站相邻基站建立逻辑连接
集成cdma2000系统允许户cdma2000LTE系统间缝移动种解决方案支持单双线切换实现CDMALTE灵活迁移GSMWCDMA系统现服务质量（QoS）概念较复杂LTESAEQoS概念融合简约灵活接入兼容理念LTESAE采种基类服务质量概念够运营商方便高效区分种分组业务LTESAE体系结构图1示
图1 LTESAE体系结构示意
32LTE接入技术
仔细研究种接入技术3GPP选择OFDM（正交频分复）技术作行方接入技术选择SCFDMA（单载波频分址）技术作行方接入技术两项技术仅够实现频谱灵活性时满足关吞吐量频谱效率苛刻指标
质说LTE物理层网络层提供享信道1ms传输时间间隔（TTI）HSPA中采方法类似LTE必须采速率适应具软合功混合动重传请求（HARQ）迅速适应种信道变化采OFDMSCFDMA技术探测频率时间域变化LTE物理层中子载波间距15kHz
线接口协议体系结构基HSPA体系结构协议名称相功相似处LTEHSPA采址技术LTE全分组系统（说没必支持传统电路交换域）图2显示线接口协议体系结构请注意：非接入层（NAS）协议外线接口协议终接网络侧eNodeB
图2 线接口协议体系结构
PDCP（分组数融合协议）负责处理线接口报头压缩安全功RLC（线链路控制）协议负责确保数损耗传输MAC（媒体接入控制）协议负责处理行调度HARQ信令
类似RRC（线资源控制）协议负责处理线承载建立激活模式移动性理系统信息广播NAS协议负责处理空闲模式移动性理业务建立
33LTE性评估
LTE接入性进行全面评估3GPP出结：LTE接入技术仅够满足规定求实现期频谱灵活性目前已进行系统级链路级性模拟试验面列出模拟试验达频谱效率户吞吐量
频谱效率：站间距离（ISD）500m时行方17~27bit（s·Hz·cell）行方07bit（s·Hz·cell）区边缘户吞吐量：10户进行模拟区缓存满载时行方018~028bit（s·Hz·cell）行方0022~005bit（s·Hz·cell）
图3示峰值速率出LTE满足超行100Mbits行50Mbits目标实际果分配20MHz频谱LTE行速率超325Mbits行速率超80Mbits返时间（RTT）约7ms单时延35msHARQ RTT5 ms
图3 频谱分配情况LTE峰值速率
34操作维护
LTESAE重求够降低运营支出理实现目标方面扮演关键角色例配置功助方便快速安装集成部署基站（包括线接入网初期建设）减少准备工作量运营商交流工作量降低成提升LTESAE网络初期部署速度样优化功减少调整维护LTESAE网络工作量功包括：动优化相邻区动调整控制切换线资源理算法参数
35终端设备
LTE开始设计支持型高性高效终户设备手机笔记电脑外LTE支持种设备：
l行速率着极高求设备电视机摄机
l时延着极高求设备网络游戏机
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LTE（长期演进）3GPP（第三代合作伙伴计划）定义移动宽带网络标准演进目标支持成频谱非成频谱运行实现现未线频带高效利支持14~20MHz信道带宽业界LTE广泛支持确保LTE拥规模济效益种非常济高效解决方案
2006年9月3GPP终确定LTE—称演进UTRAUTRAN（EvolvedUTRAandUTRAN）研究项目该项研究目标确定3GPP接入技术长期演进计划定时期保持竞争优势相应工作项目计划2007年半年完成
3GPP开展项行研究：系统架构演进（SAE）展示核心网络演进点基IP扁网络体系结构旨简化网络操作确保稳效部署网络
2 演进目标：统标准高性移动宽带
宽带移动通信正迅速成现实预计2011年前全球15亿宽带业务中超半移动宽带业务中数通HSPA（高速分组接入）LTE网络获服务目前户通3GHSPA享受高速移动服务：
l基HSPA手机笔记电脑网收发电子邮件
lHSPA调制解调器换原DSL调制解调器
l3G手机快速载传音视频文件
移动宽带正历快速增长LTE够提供更出色户体验该技术改善移动视频博客高端游戏丰富媒体电话专业服务等求更严苛应现蜂窝系统进行互操作3GPP版8中引入LTE移动线通信重演进步骤LTE采OFDM（正交频分复）线接入技术先进天线技术
LTE外3GPP定义基IP扁网络体系结构作SAE部分LTESAE体系结构概念目标设计思想基IP业务高效推广众市场该体系结构基GSMWCDMA核心网演进助简化网络操作稳效部署网络
LTESAE体系结构降低运营支出资支出例处理更数流量运营商需新扁体系结构中升级两类节点（基站网关）容量重点领域网络操作功目标实现高度动化网络配置
外3GPP3GPP2已CDMALTESAE系统间互通达成致CDMA运营商网络演进LTESAE
LTE项途技术中3GPP求：
l行峰值特率高100Mbits线接入网（RAN）中返时间低10ms
l支持新老频段中低
5MHz高20MHz灵活载波带宽
l支持FDDTDD系统
l支持切换漫游现移动网络移动户提供全面网络覆盖
述运营商根现网络频谱具体情况移动宽带媒体业务营目标灵活引入LTE
3 技术概况
31总体系结构
LTESAE体系结构改进包括：
l通锚点支持接入技术网关节点
l优化户面体系结构节点类型前4种缩减2种（基站网关）
l接口均支持基IP协议
lRANCN（核心网）间功分离类似WCDMAHSPA间功分离
l移动性理实体（MME）网关间控制面户面分离
l集成采基客户端网络移动IP非3GPP接入技术
LTESAE体系结构包括分组数网（PDN）服务网关PDN网关接入技术通锚点户提供稳定IP接入点种接入技术移动种接入技术间移动
服务网关3GPP移动网络锚点MME功网关功分离样助网络部署单技术演进全面灵活扩容
GSMWCDMAHSPA系统通SGSN（服务GPRS支持节点）演进核心网间标准接口集成演进系统中接口包括：MME相连传送文接入技术间建立承载接口网关相连户设备（UE）建立IP连接接口网关节点功相服务WCDMAHSPA终端设备GGSN（网关GPRS支持节点）
该体系结构SGSNMME功整合节点中实现支持GSMWCDMAHSPALTE技术通分组核心网
属户服务器（HSS）通基Diameter协议SS7信令建议接口连接分组核心网实现控制面IP联网提供简化协调解决方案策略控制计费现网络信令基Diameter协议
LTE基站通RANCN（线接入网—核心网）接口连接核心网MME负责处理移动性等控制信令户数通基IP传输网基站网关节点间传送够高速切换处激活模式终端设备LTE基站相邻基站建立逻辑连接
集成cdma2000系统允许户cdma2000LTE系统间缝移动种解决方案支持单双线切换实现CDMALTE灵活迁移GSMWCDMA系统现服务质量（QoS）概念较复杂LTESAEQoS概念融合简约灵活接入兼容理念LTESAE采种基类服务质量概念够运营商方便高效区分种分组业务LTESAE体系结构图1示
图1 LTESAE体系结构示意
32LTE接入技术
仔细研究种接入技术3GPP选择OFDM（正交频分复）技术作行方接入技术选择SCFDMA（单载波频分址）技术作行方接入技术两项技术仅够实现频谱灵活性时满足关吞吐量频谱效率苛刻指标
质说LTE物理层网络层提供享信道1ms传输时间间隔（TTI）HSPA中采方法类似LTE必须采速率适应具软合功混合动重传请求（HARQ）迅速适应种信道变化采OFDMSCFDMA技术探测频率时间域变化LTE物理层中子载波间距15kHz
线接口协议体系结构基HSPA体系结构协议名称相功相似处LTEHSPA采址技术LTE全分组系统（说没必支持传统电路交换域）图2显示线接口协议体系结构请注意：非接入层（NAS）协议外线接口协议终接网络侧eNodeB
图2 线接口协议体系结构
PDCP（分组数融合协议）负责处理线接口报头压缩安全功RLC（线链路控制）协议负责确保数损耗传输MAC（媒体接入控制）协议负责处理行调度HARQ信令
类似RRC（线资源控制）协议负责处理线承载建立激活模式移动性理系统信息广播NAS协议负责处理空闲模式移动性理业务建立
33LTE性评估
LTE接入性进行全面评估3GPP出结：LTE接入技术仅够满足规定求实现期频谱灵活性目前已进行系统级链路级性模拟试验面列出模拟试验达频谱效率户吞吐量
频谱效率：站间距离（ISD）500m时行方17~27bit（s·Hz·cell）行方07bit（s·Hz·cell）区边缘户吞吐量：10户进行模拟区缓存满载时行方018~028bit（s·Hz·cell）行方0022~005bit（s·Hz·cell）
图3示峰值速率出LTE满足超行100Mbits行50Mbits目标实际果分配20MHz频谱LTE行速率超325Mbits行速率超80Mbits返时间（RTT）约7ms单时延35msHARQ RTT5 ms
图3 频谱分配情况LTE峰值速率
34操作维护
LTESAE重求够降低运营支出理实现目标方面扮演关键角色例配置功助方便快速安装集成部署基站（包括线接入网初期建设）减少准备工作量运营商交流工作量降低成提升LTESAE网络初期部署速度样优化功减少调整维护LTESAE网络工作量功包括：动优化相邻区动调整控制切换线资源理算法参数
35终端设备
LTE开始设计支持型高性高效终户设备手机笔记电脑外LTE支持种设备：
l行速率着极高求设备电视机摄机
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