LTE基本原理及关键技术简介

111LTE基本原理及关键技术简介辽宁省无线网络优化中心2014年11月222一、LTE原理简介二、LTE无线帧结构及物理信道简介三、C/L数据与语音互操作及SON方案简介四、LTE与EVDO网络结构及优化工作对比五、目前4G优化工作介绍六、优化案例333一、LTE原理简介LTE技术发展历程LTE无线关键技术LTE网络结构LTE协议栈介绍4LTE原理简介-LTE技术发展历程什么是LTE？长期演进LTE(LongTermEvolution)是3GPP主导的无线通信技术的演进。接入网将演进为E-UTRAN(EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)。连同核心网的系统架构将演进为SAE(SystemArchitectureEvolution)。LTE基本指标•带宽灵活配置：支持1.4MHz,3MHz,5MHz,10Mhz,15Mhz,20MHz•峰值速率(20MHz带宽）：下行326Mbps(4*4MIMO)，上行86.4(UE:SingleTX)•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•频谱效率：1.69bps/Hz(2x2MIMO);1.87bps/Hz(4x2MIMO)•用户数：协议要求5MHz带宽，至少支持200激活用户/小区；5M以上带宽，至少400激活用户/小区LTE原理简介-LTE技术发展历程移动通信技术的演进路线LTE原理简介-LTE技术发展历程LTE标准化进展，目前LTE网络中使用的是R9的技术标准7LTE原理简介-LTE技术发展历程LTE工作频段:FDD:1860-1875(MHZ)2110-2125(MHZ)TDD2635-2655(MHZ)LTE原理简介-LTE无线关键技术1）频域多址技术—OFDM/SC-FDMA多载波传输方式，将高速的串行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输。2）MIMO技术将用户数据分解为多个并行的数据流，由多个发射天线发接/收射。3）高阶调制技术高阶调制可提高峰值速率，LTE支持BPSK,QPSK,16QAM和64QAM.4）HARQ技术自动重传请求(AutomaticRepeatreQuest)5）链路自适应技术—AMCeNodB根据终端上报的CQIPCIRANK等参数来决定采用的编码调制方式。6）快速MAC调度技术常用调度算法：最大C/I算法；轮询算法；正比公平算法(PF)，目前增强PF调度算法。7）小区干扰消除小区间干扰消除技术方法包括：加扰；跳频传输；发射端波束赋形以及IRC；小区间干扰协调；功率控制。9LTE原理简介-LTE无线关键技术-OFDM10LTE原理简介-LTE无线关键技术-OFDM11LTE原理简介-LTE无线关键技术-MIMO12LTE原理简介-LTE无线关键技术-MIMO13LTE原理简介-LTE无线关键技术-MIMO传输模式5-6目前没有应用，模式7是TDD专用。14LTE原理简介-LTE无线关键技术-AMCLTE下行调度使用4原则：CQIPMIRI；周边基站干扰；逻辑信道占用率；QOS；LTE上行调度使用4原则：ROT；周边基站干扰；手机能力；终端处理能力；LTE原理简介-LTE网络结构16LTE原理简介-LTE网络结构-网元功能17LTE原理简介-LTE网络结构-协议栈18LTE原理简介-LTE网络结构-控制面协议栈LTE原理简介-LTE网络结构-用户面协议栈20一、LTE原理简介二、LTE帧结构及物理信道简介三、C/L互操作及语音方案简介四、LTE与EVDO网络结构及优化工作对比五、目前4G优化工作介绍六、优化案例21二、LTE无线帧结构及物理信道简介LTE无线帧结构LTE物理信道简介22LTE无线帧结构23LTE无线帧结构24LTE物理信道简介25LTE物理信道简介-下行物理信道26LTE物理信道简介-上行物理信道27一、LTE原理简介二、LTE帧结构及物理信道简介三、C/L互操作及语音方案简介四、LTE与EVDO网络结构及优化工作对比五、目前4G优化工作介绍六、优化案例28LTE与EVDO数据互操作29LTE与EVDO数据互操作30LTE与EVDO数据互操作根据目前现有终端的测试结果：LTE-EHPRD方向激活态时延约为：4.8s；空闲态：5.3s；EHRPD-LTE空闲态（标准方案）：2.1s；空闲态（终端方案）：160s（同终端定时器有关）；31LTE与CDMA语音互操作32LTE网络SON功能简介SON(Self-OrganizedNetwork)自组织网络以运营商为主提出的SON概念，以增强移动网自主能力、减少人工与运营成本四大方向：自配置、自优化、自愈合以及自规划电信目前采购的SON功能特性：自配置（eNB自启动）-基站即插即用-基站自检、自动建立与网管的通信-系统自动执行软件下载与更新-自动配置数据、自调试、自测试自愈-网元软件的自恢复-硬件错误自愈，主切备-小区失效检测、恢复与补偿-失效补偿小区的自动重配自优化-PCI冲突与混淆的检测和重配-ANR自动邻区关系-MRO移动鲁棒性优化-MLB移动负载均衡-RO接入优化33LTE网络SON功能简介SON功能目前的应用困境异厂家设备间的SON功能协调？SON功能哪些算法环节需要厂家向电信开放、控制？SON功能的执行效果评估？国内某运营商的激进行为可能会引导国内厂家实现的SON功能走上歧途？R10（LTE_Advanced）之后的SON功能中干扰协调技术ICIC以及eICIC对网络质量、网优工作量关系重大，但目前厂家进展缓慢？激活与使用SON功能的场景、时间应有所选择部分三重区域需要更精细的分析和优化调整，人工应对的可靠性更高部分时间段需要重点保障的场景（如发布会上的嘉宾级用户等），SON的使用要慎重分场景试验和创建SON功能配置模版PCI自动重配列表：区分室内、室外、省边界、海域等场景ANR自动邻区关系：区分郊区、海域、密集城区等场景MRO自动优化功能：区分高速路、城区等场景MLB负载均衡：区分地铁、校园、轻/重负载区、重大活动考虑采用不同算法与门限343434一、LTE原理简介二、LTE帧结构及物理信道简介三、C/L互操作及语音方案简介四、LTE与EVDO网络结构及优化工作对比五、目前4G优化工作介绍六、优化案例353535四、LTE与EVDO网络结构及优化工作对比网络结构对比主要技术对比关注指标对比测试方法及数据收集对比优化项目性质及流程对比优化工作采取措施对比对比总结LTE与EVDO对比-网络结构对比LTE网络结构相对于EVDO的网络结构，减少了基站控制器的环节，这样决定了LTE网络具有如下的优点：网络结构更趋扁平化和简单化；减少网络节点，降低系统复杂度以及传输和无线接入时延；减少网络部署和维护成本；LTE与EVDO对比-主要技术对比主要技术比较3GEVDO4GLTE开始时间2002年2005年规范协议3GPP23GPP占用频带800MHZ1.8/2.1/2.6GHZ带宽1.25M1.4MHz,3MHz,5MHz,10Mhz,15Mhz,20MHz;灵活带宽配置多址技术CDMAFDMA/TDMA核心网络IP网络业务类型数据通信网络体系结构结构复杂,带有基站控制器结构简单、全IP、无基站控制器、网络扁平化数据峰值速率上行1.8M/下行3.1M上行50M/下行150M接入方式CDMAOFDMA/SC-OFDMA交换方式分组交换网络用户承载能力（理论值）1141200并发用户数45(VOIP)200(上行50/下行100kbps)LTE与EVDO对比-DT关注指标对比CDMA关注指标数据来源于：《中国电信运维〔2013〕9号2013年网络运行维护考核指标》；《中国电信CDMA网络DTCQT测试技术规范(2012版)》；LTE关注指标数据来源于：《中国电信运维业〔2014〕5号.pdf》和《关于印发中国电信LTE相关规范和指导意见的通知中国电信网发〔2013〕31号.pdf》。指标类型指标名称EVDOLTE覆盖类指标RxpowerRSRPSINR保持性能指标FTP下载掉话率无线掉线率切换成功率接入性能指标分组业务建立成功率E-RAB建立成功率业务性能指标下行FTP吞吐率上行FTP吞吐率下行FTP吞吐率≥300kbps比例下行吞吐率≥12Mbps比例（@20M）上行FTP吞吐率≥150kbps比例上行吞吐率≥5Mbps比例（@20M）PING时延LTE与EVDO对比-网管关注指标对比CDMA关注指标数据来源于：《网优工作通报-各市无线网络优化工作评价结果》和《中国电信运维〔2013〕9号2013年网络运行维护考核》。LTE关注指标数据来源于：《中国电信LTE网络无线指标体系-网管部分（初稿）》和《日常监控模版（讨论稿）》。指标类型指标名称EVDOLTE呼叫接入类指标无线连接成功率RRC连接建立成功率PPP拨号成功率E-RAB建立成功率呼叫保持类指标EVDO无线掉线率E-RAB掉线率UE上下文掉线率移动管理类指标切换成功率同频切换成功率异频切换成功率—LTE到3G非优化激活切换成功率业务流量类指标前向RLP层每用户平均速率小区下行平均每用户感受速率反向RLP层每用户平均速率小区上行平均每用户感受速率上、下行小区吞吐量资源负荷类指标前向时隙占用率上、下行PRB平均利用率等效用户数平均用户数无线质量类指标DRC申请速率优良比—LTE与EVDO对比-测试方法及数据收集对比测试与数据收集对比3GEVDO4GLTEDT测试方式笔记本+路测软件CQT测试方式笔记本+路测软件；手持终端优化工具路测仪表、扫频仪、频谱仪等网络运行指标数据收集网管、DT测试、用户投诉天馈系统测试工具驻波测试仪表光功率计+驻波测试仪表用户数据跟踪无线侧跟踪对象：IMSI或MEID跟踪对象：用户随机标识跟踪手段：AP-TRACE或PCMD跟踪手段：网管X2或S1接口跟踪跟踪范围：RNC范围内跟踪范围：单eNodB范围核心网侧跟踪对象：IMSI跟踪范围：核心网内LTE与EVDO对比-优化项目性质对比工程优化-新建网络，网络可能处于持续建设中，基本没有用户-重点是无线覆盖专题优化-网络结构基本稳定，已有商业用户-重点是客户关心的问题（容量、覆盖、特定指标）日常与系统优化-网络结构稳定，已有较多商业用户-重点是系统性能指标的变化分析LTE与EVDO优化项目性质相同LTE与EVDO对比-优化流程对比网优前期准备•现网信息•网优计划•网优工具•网优团队网络性能评估•后台告警清除•无线参数核查•干扰排查•业务功能正常•性能收集覆盖优化•弱覆盖•重叠覆盖•导频污染•PN与PCI干扰•高站过覆盖•干扰清除业务优化•接入•掉线•切换•吞吐量•时延•互操作优化结束对比•全网覆盖测试•全网质量测试（接入、掉线、切换、吞吐量等)基本优化流程同3G，以提升吞吐量为核心，严格控制系统内&系统外干扰提高SINR值。LTE与EVDO对比-优化工作采取措施对比自优化开启情况LTE系统EVDO系统华为中兴阿朗PCI冲突检测和重配置开启合同未签，未开启未开启无自动邻区关系（ANR）开启合同未签，未开启未开启移动鲁棒性优化（MRO）未开启合同未签，未开启未开启移动负载均衡（MLB）未开启未开启未开启接入优化（RO）未开启未开启未开启LTE的自优化功能：1）PCI冲突检测和重配置支持自动配置小区PCI、自动检测PCI是否冲突及冲突后的重配置。2）自动邻区关系（ANR）即eNB可根据UE测量报告自动实现基站邻区的自动配置、维护、优化功能。3）移动鲁棒性优化（MRO）通过切换问题检测与性能统计来发现问题并优化相关参数，减少与切换相关的掉话。4）移动负载均衡（MLB）5）接入优化（RO）自动配置与随机接入信道相关的参数，减少接入冲突，避免接入时延过长。LTE与EVDO对比-覆盖与容量优化措施对比CDMA采用800M频段组网，FDD-LTE采用1.8G频段，TDD-LTE采用2.6G频段。基于LTE链路预算边缘速率（上行2