4G5G移動通信技術(shù)PPT完整全套教學(xué)課件

4G/5G移動通信技術(shù)與應(yīng)用第1章4G

LTE概述第1章4GLTE概述.pptx第2章OFDM原理及應(yīng)用.pptx第3章MIMO多天線技術(shù).pptx第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議.pptx第5章LTE的信道.pptx第6章LTE移動性管理.pptx第7章LTE信令流程.pptx第8章華為4G基站設(shè)備.pptx第9章中興4G基站設(shè)備.pptx第10章4GLTE仿真軟件實(shí)訓(xùn).pptx第11章5G技術(shù)演進(jìn).pptx全套PPT課件一、了解移動通信的發(fā)展過程二、掌握移動通信的典型技術(shù)三、了解LTE的發(fā)展歷程1897年用無線實(shí)現(xiàn)海上與陸地的通信1899年首次實(shí)現(xiàn)英法間的無線通信1916年實(shí)現(xiàn)短波無線電通信1929年建立世界性無線電通信網(wǎng)無線電通信創(chuàng)始人——馬可尼無線通信發(fā)展史第1章：4GLTE概述1.1移動通信的演進(jìn)早期發(fā)展階段于上世紀(jì)初期，首先在短波幾個頻段上開發(fā)出專用移動通信系統(tǒng)。代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作頻率為2MHz，到40年代提高到30～40MHz,可以認(rèn)為這個階段是現(xiàn)代移動通信的起步階段，特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)，工作頻率較低。特點(diǎn)：專用系統(tǒng)，工作頻率低，采用一個基站覆蓋服務(wù)區(qū)（不能實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用）。電臺的體積，重量重，只能在車輛上移動使用，使用不方便，功耗大。以天線為例：為了有效的電磁能量輻射，天線的物理長度應(yīng)為波長的1/2。若無線電臺工作于1MHz，那么電臺天線長度約為150米。移動通信發(fā)展早期上世紀(jì)40年代中期至60年代初期公用移動通信業(yè)務(wù)開始問世。1946年，根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的計劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。在一個城市只建立了一個基站，由于頻率資源不能充分利用，當(dāng)大家都想用時出現(xiàn)了飽和的情況。特點(diǎn)：特點(diǎn)是接續(xù)方式為人工，網(wǎng)的容量較小。移動通信發(fā)展中期第一代移動通信（1G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代末80年代初，源于系統(tǒng)容量問題。摩托羅拉DynaTAC8000X重量約0.9公斤通話時間半小時售價3995美元1978年底，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室成功研制出先進(jìn)移動電話系統(tǒng)（AMPS），建成了蜂窩移動通信，提高了系統(tǒng)容量。隨后許多國家紛紛推出相類似的系統(tǒng)，如英國TACS等。從此移動通信進(jìn)入了模擬的1G系統(tǒng)時代。1.1.1第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信（1G）系統(tǒng)主要技術(shù)模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。系統(tǒng)特點(diǎn)2.4kbps傳輸速率，只提供區(qū)域性語音業(yè)務(wù)，容量有限、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；設(shè)備成本高，重量重，體積大。代表制式AMPS（AdvancedMobilePhoneSystem）貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明，1978年開發(fā)，1982年全美部署，而后全世界各地迅速發(fā)展。1987年11月18日，國內(nèi)第一個模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用。（中國移動雛形）1G通信技術(shù)蓬勃發(fā)展驅(qū)動力20世紀(jì)90年代初進(jìn)入移動通信的一個蓬勃發(fā)展期用戶需求增長迅猛微電子技術(shù)在這一時期得到長足發(fā)展，這使得通信設(shè)備的小型化、微型化有了可能性，各種輕便電臺被不斷地推出提出并形成了移動通信新體制，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展而出現(xiàn)的微處理器技術(shù)日趨成熟以及計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，從而為大型通信網(wǎng)的管理與控制提供了技術(shù)手段。移動通信發(fā)展進(jìn)程第二代移動通信（2G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末90年代初，由歐洲發(fā)起，源于漫游問題。1982年，歐洲電信管理部門開始制定適用于泛歐各國的一種數(shù)字移動通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范；1988年，確定了全球第一個數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)規(guī)范——GSM標(biāo)準(zhǔn)；1991年，GSM系統(tǒng)投入使用。1995年，美國推出了窄帶CDMA系統(tǒng)；1.1.2第二代移動通信系統(tǒng)（2G）第二代移動通信（2G）系統(tǒng)20世紀(jì)90年代相對于1G的改進(jìn)：模擬—>數(shù)字語音信號數(shù)字化處理壓縮帶來容量上收益對語音和控制信號進(jìn)行加密增強(qiáng)安全性催生了諸如短信等新業(yè)務(wù)展開主要技術(shù)時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）系統(tǒng)特點(diǎn)保密性強(qiáng)、提供豐富的業(yè)務(wù)（低速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）頻譜利用率高、初步解決了系統(tǒng)容量問題標(biāo)準(zhǔn)化程度高、可進(jìn)行省內(nèi)外漫游1.1.2第二代移動通信系統(tǒng)（2G）代表制式GSM1991年在歐洲投入使用，現(xiàn)全球廣泛應(yīng)用使用FDMA、TDMA技術(shù)工作頻率900-1800MHz，提供9.6kbps的傳輸速率電話業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)、可視圖文接入等CDMA20世紀(jì)90年代中后期發(fā)展商用以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的調(diào)制和多址連接技術(shù)8kbps(IS-95A)、64kbps(IS-95B)通信具有隱蔽性、保密性、抗干擾；通話質(zhì)量好、掉線少、輻射低、健康環(huán)保1.1.2第二代移動通信系統(tǒng)（2G）2.5GGPRS（GeneralPacketRadioService）基于GSM的無線分組交換技術(shù)提供端到端、廣域的無線IP連接網(wǎng)絡(luò)容量只有再需要時進(jìn)行分配，不需要時就釋放傳輸速率150Kbps(比GSM快15倍)2.75GEDGE（EnhancedDataratesforGSMEvolution）基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型移動通信技術(shù)傳輸速度384kbps2G-3G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)1.1.2第二代移動通信系統(tǒng)（2G）第三代移動通信（3G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代中后期，源于多媒體業(yè)務(wù)傳輸問題。1985年，國際電信聯(lián)盟（ITU）提出了未來公共陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS）的概念；1996年，F(xiàn)PLMTS更名為IMT-2000；1999年，ITU確定3G標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。2001年，3G商用網(wǎng)開通。2009年，中國發(fā)放了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。1.1.3第三代移動通信系統(tǒng)（3G）系統(tǒng)特點(diǎn)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上實(shí)現(xiàn)實(shí)時視頻、高速多媒體和移動Internet訪問業(yè)務(wù)擴(kuò)大高質(zhì)量話音業(yè)務(wù)容量代表制式ITU開始目標(biāo)之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式（2001開始陸續(xù)部署）3G技術(shù)特點(diǎn)1.1.3第三代移動通信系統(tǒng)（3G）代表制式ITU開始目標(biāo)之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式（2001開始陸續(xù)部署）W-CDMAWidebandCodeDivisionMultipleAccess（寬帶碼分多址）以GSM為主，加入GPRS的分組交換實(shí)體技術(shù)，能夠兼容GSM系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)。流行于歐美地區(qū)（表現(xiàn)于人口密度低、追求網(wǎng)絡(luò)速度的特點(diǎn)）WCDMA1.1.3第三代移動通信系統(tǒng)（3G）TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess)時分同步碼分多址集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多種多址方式于一體，采用了一系列高新技術(shù)（智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換等技術(shù)）頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、系統(tǒng)成本低且適合開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是中國自主研發(fā)的一套通信制式，較為適合國內(nèi)人口密度大等特點(diǎn)。CDMA2000采用MC-CDMA（多載波CDMA）多址訪問技術(shù)，不僅可以使用原有CDMA系統(tǒng)的各種接口，還可以使用新的接口標(biāo)準(zhǔn)。占用頻率較多。TD-SCDMA和CDMA20001.1.3第三代移動通信系統(tǒng)（3G）3.5GHSPDA（HighSpeedDownlinkPacketAccess）屬于W-CDMA技術(shù)的延伸在W-CDMA下行鏈路中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在一個5MHz載波上的傳輸速率可達(dá)8-10Mbps3.75GHSUPA（HighSpeedUplinkPacketAccess）因HSDPA上傳速度不足（只有384Kbps）而開發(fā)在一個5MHz載波上的傳輸速率可達(dá)10-15Mbps，上傳速度達(dá)5.76Mbps3G到4G的過渡1.1.3第三代移動通信系統(tǒng)（3G）CDMA2000？？？CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自第二次世界大戰(zhàn)期間，因戰(zhàn)爭CDMA手機(jī)的需要而研究開發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)，核心技術(shù)主要是由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，主要支持者包括日本、韓國和北美等地區(qū)和國家。由于高額的專利費(fèi)問題，因此在國內(nèi)很少有手機(jī)設(shè)計公司使用此通信制式；高通公司一直被起訴，在國內(nèi)也出現(xiàn)過反壟斷的案例。3G向4G的過渡1.1.3第三代移動通信系統(tǒng)（3G）什么是LTELTE=LongTermEvolution=長期演進(jìn)，是3GPP指定的下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)。LTE技術(shù)確保在10年及更長時間內(nèi)技術(shù)的領(lǐng)先LTE-FDD=LTE的FDD模式TD-LTE=LTE的TDD模式。1.1.4第四代移動通信系統(tǒng)（4G）1.1.5第五代移動通信系統(tǒng)（5G）第五代移動通信系統(tǒng)（5thGeneration，5G）第1章：4GLTE概述1.2

4G發(fā)展的必要性和發(fā)展過程23演進(jìn)之路——上下行速率演進(jìn)第1章：4GLTE概述1.3

LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及性能1.3.1LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)LTE通信網(wǎng)絡(luò)按功能結(jié)構(gòu)可劃分成：演進(jìn)型陸地?zé)o線接入網(wǎng)（EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork，E-UTRAN）演進(jìn)的分組核心網(wǎng)（EvolvedPacketCore，EPC）用戶設(shè)備（UserEquipment,UE）1.3.1LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)網(wǎng)絡(luò)扁平化使得系統(tǒng)延時減少，從而改善用戶體驗(yàn)，可開展更多業(yè)務(wù)；(2)網(wǎng)元數(shù)目減少，使得網(wǎng)絡(luò)部署更為簡單，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)更加容易；(3)取消了RNC的集中控制，避免單點(diǎn)故障，有利于提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。1.3.2LTE的性能指標(biāo)1.靈活的頻譜分配和高速率2.低延遲和高頻譜效率3.更大的用戶容量和更快的移動速度4.更完善的覆蓋和更低的成本第1章：4GLTE概述1.4

LTE的兩種制式：FDD和TDDLTE系統(tǒng)有兩種制式LTE系統(tǒng)有兩種制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即頻分雙工LTE系統(tǒng)和時分雙工LTE系統(tǒng)。上行信號是指移動臺發(fā)給基站的信號下行信號是指基站發(fā)給移動臺的信號LTETDD和LTEFDD技術(shù)對比第1章：4GLTE概述

1.5LTE關(guān)鍵技術(shù)LTE關(guān)鍵技術(shù)頻譜靈活支持更多的頻段靈活的帶寬(1.4MHz~20MHz)靈活的雙工方式先進(jìn)的天線解決方案分集技術(shù)MIMO技術(shù)Beamforming技術(shù)新的無線接入技術(shù)OFDMASC-FDMA第1章：4GLTE概述

1.6移動通信標(biāo)準(zhǔn)化組織1.6.1TU-T組織國際電信聯(lián)盟（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）是聯(lián)合國的一個重要專門機(jī)構(gòu)，也是聯(lián)合國機(jī)構(gòu)中歷史最長的一個國際組織，簡稱“國際電聯(lián)”、“電聯(lián)”。國際電聯(lián)是主管信息通信技術(shù)事務(wù)的聯(lián)合國機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)分配和管理全球無線電頻譜與衛(wèi)星軌道資源，制定全球電信標(biāo)準(zhǔn)，向發(fā)展中國家提供電信援助，促進(jìn)全球電信發(fā)展。ITU-T的中文名稱是國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ITU-TforITUTelecommunicationStandardizationSector），它是國際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠(yuǎn)程通信相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的組織。該機(jī)構(gòu)創(chuàng)建于1993年，前身是國際電報電話咨詢委員會（CCITT是法語ComitéConsultatifInternationalTéléphoniqueetTélégraphique的縮寫，英文是InternationalTelegraphandTelephoneConsultativeCommittee），總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦。1.6.23GPP組織3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計劃）是一個3G技術(shù)規(guī)范的制定機(jī)構(gòu)，由歐洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、韓國的TTA以及美國的T1在1998年年底發(fā)起成立，中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)組（CWTS）于1999年加入3GPP。3GPP受組織合作伙伴委托制定通用的技術(shù)規(guī)范。其組織機(jī)構(gòu)分為項目合作和技術(shù)規(guī)范兩大職能部門。1.6.33GPP2組織3GPP2（The3rdGenerationPartnershipProject2，第三代合作伙伴計劃2)于1999年1月成立，由北美TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA四個標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)起，主要是制訂以ANSI-41核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，CDMA2000為無線接口的第三代技術(shù)規(guī)范。3GPP和3GPP2兩者實(shí)際上存在一定競爭關(guān)系，3GPP2致力于以IS-95向3G過渡。1.6.4IEEE組織電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE，全稱是InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)是一個國際性的電子技術(shù)與信息科學(xué)工程師的協(xié)會，是目前全球最大的非營利性專業(yè)技術(shù)學(xué)會，其會員人數(shù)超過40萬人，遍布160多個國家。電氣和電子工程師協(xié)會，作為IT領(lǐng)域?qū)W術(shù)界的領(lǐng)軍人物，在無線通信標(biāo)準(zhǔn)方面主要制訂了大名鼎鼎的WiFi協(xié)議以及WiMAX協(xié)議，并力推WiMAX作為3G標(biāo)準(zhǔn)。。1.6.5CCSA組織中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ChinaCommunicationsStandardsAssociation，CCSA）2002年12月18日在北京正式成立，其前身為中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組（CWTS）。第1章：4GLTE概述1.74G的技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展1.7.1基于4GLTE的應(yīng)用1.基于4GLTE的智能交通2.基于4GLTE的移動公共安全3.基于4GLTE的移動遠(yuǎn)程教育4.基于4GLTE的移動游戲4GLTE具有高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等優(yōu)點(diǎn)，4GLTE通信技術(shù)已經(jīng)融入各種行業(yè)應(yīng)用，前景廣闊。1.7.24GLTE的發(fā)展1.LTER8版本3GPP于2008年發(fā)布LTE第一版（Release8），R8版本為LTE標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)版本。R8版本重點(diǎn)針對LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)、無線傳輸關(guān)鍵技術(shù)、接口協(xié)議與功能、基本消息流程、系統(tǒng)安全等方面均進(jìn)行了細(xì)致的研究和標(biāo)準(zhǔn)化。主要定義了以下內(nèi)容：(1)高峰值數(shù)據(jù)速率：下行100Mbps，上行50Mbps；(2)高頻譜效率；(3)靈活帶寬：1.4MHz，３MHz，５MHz，10MHz，15MHzand20MHz；(4)IP數(shù)據(jù)包在理想無線條件下時延為5毫秒；(5)簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；

(6)OFDMA下行和SC-FDMA上行；(7)全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)；(8)MIMO多天線方案；成對（FDD）和非成對頻譜（TDD）。1.7.24GLTE的發(fā)展2.LTER9版本

R9版本2019年發(fā)布，2010年3月發(fā)布第二版（Release9）LTE標(biāo)準(zhǔn)。R9版本與R8版本相比，將針對SAE緊急呼叫、增強(qiáng)型MBMS（E-MBMS）、基于控制面的定位業(yè)務(wù)及LTE與WiMAX系統(tǒng)間的單射頻切換優(yōu)化等課題進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。1.7.24GLTE的發(fā)展3.LTE-A技術(shù)發(fā)展4G/5G移動通信技術(shù)與應(yīng)用第2章OFDM原理及應(yīng)用一、掌握OFDM的定義二、了解OFDM的關(guān)鍵技術(shù)三、掌握LTE上、下行多址技術(shù)第2章OFDM原理及應(yīng)用2.1多址技術(shù)什么是多址技術(shù)多址技術(shù)是指實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)多用戶之間及小區(qū)內(nèi)外多用戶之間通信地址識別的技術(shù)，又稱為多址接入技術(shù)（MultipleAccessTechniques）。傳統(tǒng)的多址技術(shù)可以分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA），4種方式都以頻分多路復(fù)用（Frequency-divisionmultiplexing，F(xiàn)DM）技術(shù)為基礎(chǔ)，蜂窩移動通信系統(tǒng)中一般采用這4種方式之一或混合方式。LTE上行方向采用基于循環(huán)前綴的SC-FDMA（SingleCarrier-FrequencyDivisionMultiplexingAccess）單載波頻分多址技術(shù)。LTE下行方向采用基于循環(huán)前綴（CyclicPrefix，CP）的OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)

正交頻分多址技術(shù)。第2章OFDM原理及應(yīng)用2.2OFDM技術(shù)原理什么是OFDM？OFDM:正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）OFDM既屬于調(diào)制技術(shù)，也屬于復(fù)用技術(shù)。OFDM本質(zhì)上是一個頻分復(fù)用系統(tǒng)（FrequencyDivisionMultiplexing，F(xiàn)DM）OFDM原理在接收端，將信號從射頻載波上解調(diào)下來，在基帶用相應(yīng)的子載波通過碼元周期內(nèi)的積分把原始信號解調(diào)出來?；鶐渌虞d波信號與信號解調(diào)所用的子載波由于在一個碼元周期內(nèi)積分結(jié)果為0，相互正交，所以不會對信息的提取產(chǎn)生影響。OFDM原理在時域上信號為一個非周期矩形波，在頻域上是滿足A＝sinc（f）＝的曲線。假若有很多路不同的方波信號，在基帶經(jīng)過不同頻率的子載波調(diào)制，所示的基帶信號頻譜圖，經(jīng)過射頻調(diào)制，最終傳送出去。第2章OFDM原理及應(yīng)用2.3OFDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng)多功能模塊（1）串/并、并/串轉(zhuǎn)換模塊（2）FFT、逆FFT轉(zhuǎn)換模塊（3）加CP、去CP模塊2.3.1并行傳輸多徑效應(yīng)

指無線電波經(jīng)過一點(diǎn)發(fā)射出去，經(jīng)過直射、繞射、反射等多種路徑到達(dá)接收端的時間和信號強(qiáng)度是不同的。到達(dá)時間不同，稱為多徑時延或時間色散到達(dá)的信號強(qiáng)度不同，稱為選擇性衰落

由于路徑不同造成的衰落可以稱為空間選擇性衰落；而在寬帶傳輸系統(tǒng)中，不同頻率在空間中的衰落特性是不一樣的，這稱為頻率選擇性衰落。2.3.1并行傳輸

在OFDM系統(tǒng)中，并行傳輸技術(shù)可以降低符號間干擾，簡化接收機(jī)信道均衡操作，便于MIMO技術(shù)的引入。在發(fā)射端，用戶的高速數(shù)據(jù)流經(jīng)過串/并轉(zhuǎn)換后，成為多個低速率碼流，每個碼流可用一個子載波發(fā)送，可使每個碼元的傳輸周期大幅增加，降低了系統(tǒng)的自干擾。寬帶單載波傳輸，為了克服頻率選擇性衰落引起的信號失真，需要增加復(fù)雜信道的均衡操作。2.3.2FFTOFDM要求各個子載波之間相互正交，使用快速傅里葉變換（FFT）可以較好地實(shí)現(xiàn)正交變換。在發(fā)射端，OFDM系統(tǒng)使用IFFT（InverseFastFourierTransform，逆快速傅里葉變換）模塊來實(shí)現(xiàn)多載波映射疊加過程，經(jīng)過IFFT模塊可將大量窄帶子載波頻域信號，變換成時域信號。2.3.3加入CP1.多徑時延引起的干擾問題2.3.3加入CP2.保護(hù)長度的作用2.3.3加入CP3.CP加入在OFDM的發(fā)展中，CP是主要有下面兩個作用：（1）CP作為保護(hù)間隔，大大減少了ISI；（2）CP可以保證信道間的正交性，大大減少了ICI。第2章OFDM原理及應(yīng)用2.4OFDM特點(diǎn)2.4.1OFDM優(yōu)點(diǎn)抗多徑衰落將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個子信道上傳輸，可以減少子信道的干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相干帶寬，因此每個子信道上的信號可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾頻譜利用率高由于子載波之間正交，允許子載波之間具有1/2的重迭，具有很高的頻譜利用率系統(tǒng)的自適應(yīng)能力增強(qiáng)頻率自適應(yīng)；子載波級的調(diào)制自適應(yīng)。OFDM技術(shù)持續(xù)不斷地監(jiān)控?zé)o線環(huán)境特性隨時隨地的變化，通過接通和切斷相應(yīng)的子載波，使之動態(tài)地去適應(yīng)環(huán)境，來確保無線鏈路的傳輸質(zhì)量。頻譜資源靈活分配通過選擇子信道數(shù)目的不同，實(shí)現(xiàn)上下行不同的傳輸速率要求；通過動態(tài)分配充分利用信噪比高的子信道，提高系統(tǒng)吞吐量2.4.2OFDM的缺點(diǎn).OFDM的峰均比過高要求的系統(tǒng)線性范圍寬FDM符號在時域上表現(xiàn)為多個正交子載波信號的疊加。當(dāng)這多個信號恰好同相位，以峰值相疊加時，所得的疊加信號的瞬時功率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于信號的平均功率，即峰值平均功率比很高。盡管峰值功率出現(xiàn)的概率較低，但峰均比越大，必然會對放大器的線性范圍要求越高。多普勒頻移對OFDM系統(tǒng)影響大對相位噪聲比較敏感OFDM系統(tǒng)嚴(yán)格要求各個子載波之間的正交性，頻偏和相位噪聲會使各個子信道之間的正交特性惡化。任何微小的頻偏都會破壞子載波之間的正交性，僅1％的頻偏就會造成信噪比下降30dB，引起載波間的干擾（ICI）。當(dāng)移動速度較高的時候，必然會產(chǎn)生多普勒頻偏。對于寬帶載波（數(shù)量級為MHz）來說，多普勒頻偏相對整個帶寬比例較小，影響不大；而多普勒頻偏相對于OFDM子載波（數(shù)量級為15kHz）來說，比例就比較大了。對抗多普勒頻偏性能較差，是OFDM技術(shù)的一個非常致命的缺點(diǎn)。OFDM對時間和頻率同步要求嚴(yán)格時間失步，會導(dǎo)致符號間干擾（ISI）；頻率失步，則類似頻偏的影響一樣，導(dǎo)致載波間干擾（ICI）。存在小區(qū)間下行干擾OFDM系統(tǒng)本身無法提供小區(qū)間的多址能力，所以小區(qū)間干擾控制難度大。OFDM系統(tǒng)在抑制小區(qū)內(nèi)的干擾方面，優(yōu)勢比較明顯。但對于小區(qū)間的干擾抑制問題，需要依賴其他技術(shù)來輔助抑制，這是OFDM系統(tǒng)目前面臨的最大問題。第2章OFDM原理及應(yīng)用2.5OFDM在4GLTE中的應(yīng)用2.5.1OFDM在下行鏈路中的應(yīng)用LTE在下行方向上（即從基站到終端的方向）使用的多址方式是OFDMAOFDMA（正交頻分多址接入）：是傳統(tǒng)的基于CP的OFDM技術(shù)。OFDMA多址接入方式：將傳輸帶寬劃分成相互正交的子載波集，通過將不同的子載波集分配給不同的用戶，可用資源被靈活的在不同移動終端之間共享。這可以看成是一種OFDM+FDMA+TDMA技術(shù)相結(jié)合的多址接入方式。OFDMALTE的空中接口資源分配的基本單位是物理資源塊（PhysicalResourceBlock，PRB）。1個物理資源塊PRB在頻域上包括12個連續(xù)的子載波，在時域上包括7個連續(xù)的常規(guī)OFDM符號周期。LTE的一個物理資源塊PRB對應(yīng)的是帶寬為180kHz、時長為0.5ms的無線資源。多用戶接入多用戶接入OFDM系統(tǒng)中的下行無線資源分配下行多址技術(shù)方案-OFDMA的優(yōu)勢頻譜效率高：子載波重疊、正交、支持非對稱。帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)：帶寬取決于子載波的數(shù)量?？苟鄰剿ヂ洌鹤有诺揽梢钥醋鏊剿ヂ湫诺?、CP的引入。頻域調(diào)度和自適應(yīng)：集中式/分布式子載波分配：子載波連續(xù)分配給一個用戶，頻域調(diào)度選擇較優(yōu)子信道，獲得多用戶分集增益；（高速移動或SINR較低時）將分配給子信道的子載波分散到整個帶寬，交替排列，獲得頻率分集增益。頻率選擇性：SINR、調(diào)制編碼方式MSC。實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較簡單：水平衰落信道，避免天線間干擾。2.5.2OFDM在上行鏈路中的應(yīng)用SC-FDMA（SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccess，單載波頻分多址）兼有單載波傳輸技術(shù)峰均比低和頻分多址技術(shù)頻譜利用率高的優(yōu)點(diǎn)。上行多址技術(shù)的要求和下行不同，OFDM等多載波系統(tǒng)的輸出是

多個子信道號的疊加，因此，如果多個信號的相位一致，所得到的疊加信號的瞬時功率就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于信號的平均功率，存在較高的峰均比PAPR。對發(fā)射機(jī)的線性度提出了很高的要求，會增加數(shù)模轉(zhuǎn)換的復(fù)雜度，降低RF功放的效率，使發(fā)射機(jī)功放的成本和耗電量增加。終端的能力有限，尤其是發(fā)射功率受限，所以在上行鏈路，基于OFDM的多址接入技術(shù)并不適合用在UE側(cè)使用。SC-FDMA為LTE上行多址接入技術(shù)上行多址技術(shù)方案——SC-FDMA多址方式采用SC-FDMA多址接入方式，多用戶復(fù)用頻譜資源時只需要改變不同用戶DFT的輸出到IDFT輸入的關(guān)系就可以實(shí)現(xiàn)多址接入，同時子載波之間具有良好的正交性，避免了多址干擾。LTE最終選用的最典型預(yù)擴(kuò)展處理技術(shù)是在頻域中進(jìn)行預(yù)擴(kuò)展的技術(shù)：DFT-S-OFDM。DFT-S-OFDM（DiscreteFourierTransformSpreadOFDM上行多址技術(shù)方案——SC-FDMA多址方式DFT-S-OFDM上行用戶資源分配DFT-S-OFDM的兩種頻譜資源分配方式4G/5G移動通信技術(shù)與應(yīng)用第3章MIMO多天線技術(shù)一、掌握分集，復(fù)用和波束賦形技術(shù)原理二、了解MIMO技術(shù)原理三、掌握MIMO中的分集技術(shù)第3章MIMO多天線技術(shù)3.1多天線技術(shù)概述什么是多址技術(shù)多址技術(shù)是指實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)多用戶之間及小區(qū)內(nèi)外多用戶之間通信地址識別的技術(shù)，又稱為多址接入技術(shù)（MultipleAccessTechniques）。傳統(tǒng)的多址技術(shù)可以分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA），4種方式都以頻分多路復(fù)用（Frequency-divisionmultiplexing，F(xiàn)DM）技術(shù)為基礎(chǔ)，蜂窩移動通信系統(tǒng)中一般采用這4種方式之一或混合方式。LTE上行方向采用基于循環(huán)前綴的SC-FDMA（SingleCarrier-FrequencyDivisionMultiplexingAccess）單載波頻分多址技術(shù)。LTE下行方向采用基于循環(huán)前綴（CyclicPrefix，CP）的OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)

正交頻分多址技術(shù)。3.1多天線技術(shù)概述天線是將射頻信號轉(zhuǎn)換為無線電波的裝置多天線技術(shù)，是指在發(fā)送端或接收端都采用多根天線的無線通信技術(shù)，是近期發(fā)展較快的熱點(diǎn)研究技術(shù)之一。采用多天線技術(shù)可獲得功率增益、空間分集增益、空間復(fù)用增益、陣列增益和干擾抑制增益，從而可以在不顯著增加無線通信系統(tǒng)成本的同時，提高系統(tǒng)的覆蓋范圍、鏈路的穩(wěn)定性和系統(tǒng)傳輸速率。多天線技術(shù)根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)方式分為三種類型：（1）分集技術(shù)；（2）波束賦形技術(shù)；（3）空間復(fù)用技術(shù)。1.分集技術(shù)分集技術(shù)中的分指的是多路，也就是利用多條不相干的傳播路徑（無線鏈路）傳送同一信息；集，就是集中，也就是同時接收多條傳播路徑上的信號，然后合并接收到的多路信號，獲得相應(yīng)的信息。分集有多種實(shí)施方式，例如，空間分集、頻率分集、時間分集、極化分集、路徑分集及角度分集等。分集技術(shù)分為接收分集和發(fā)射分集兩大類，接收分集的應(yīng)用更為普遍。1.分集技術(shù)1)接收分集所謂接收分集，就是接收機(jī)利用多條不相干傳播路徑，同時接收這些路徑上的信號，并加以合成的技術(shù)。2)發(fā)射分集所謂發(fā)射分集，就是發(fā)射機(jī)創(chuàng)造多條不相干傳播路徑，同時在這些路徑上發(fā)射信號，為接收機(jī)多路接收提供可能。接收分集與發(fā)射分集的對比2.波束賦形技術(shù)波束賦形（BF）（Beamforming）是基于自適應(yīng)天線原理，利用天線陣列通過先進(jìn)的信號處理算法分別對各物理天線進(jìn)行加權(quán)處理的一種技術(shù)。如圖2所示，發(fā)射端對數(shù)據(jù)流S1進(jìn)行加權(quán)，并發(fā)送出去。在接收端看來，整個天線陣列相當(dāng)于一根虛擬天線。通過加權(quán)處理后，天線陣列形成一個窄發(fā)射波束對準(zhǔn)目標(biāo)接收端，并在干擾接收端方向形成零點(diǎn)以減小干擾。3.空間復(fù)用技術(shù)空間復(fù)用是在每根天線上的同一時頻資源上，發(fā)送不同信息，以達(dá)到在不增加頻譜資源的情況下成倍提高頻譜效率的目的，如圖1中空間復(fù)用所示。通常人們將空間分集和空間復(fù)用技術(shù)稱為多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)。第3章MIMO多天線技術(shù)3.1多天線技術(shù)概述3.2.1MIMO技術(shù)MIMO(MultipleInputMultipleoutput：多輸入多輸出)系統(tǒng)，其基本思想是在收發(fā)兩端采用多根天線，分別同時發(fā)射與接收無線信號。幾種傳輸模型3.2.2MIMO增益所謂“增益”，就是增加的好處；有時候，減少了損失也是增加的好處。MIMO的增益主要包括1.功率增益2.復(fù)用增益3.分集增益

4.陣列增益3.2.3MIMO容量多輸入單輸出（MISO）系統(tǒng)：多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)：單輸入多輸出（SIMO）系統(tǒng)：MIMO系統(tǒng)中，系統(tǒng)容量隨著天線數(shù)目的增加成線性增加。單輸入單輸出（SISO）系統(tǒng)：MIMO系統(tǒng)模型圖MIMO系統(tǒng)模型圖3.2.4MIMO技術(shù)分類1.下行MIMO技術(shù)分類1)開環(huán)與閉環(huán)2)發(fā)射分集與空間復(fù)用3)單用戶與多用戶3.2.4MIMO技術(shù)分類2.上行MIMO技術(shù)分類第3章MIMO多天線技術(shù)3.3MIMO工作模式MIMO系統(tǒng)數(shù)據(jù)流并行傳輸MIMO系統(tǒng)就是多個信號流在空中的并行傳輸。在發(fā)射端輸入的數(shù)據(jù)流變成幾路并行的符號流，分別從Pt個天線同時發(fā)射出去；接收端從Pr個接收天線將信號接收下來，恢復(fù)原始信號。3.3.1空間復(fù)用模式空間復(fù)用（SpaceMultiplexing，SM）的主要原理是利用空間信道的弱相關(guān)性，通過在多個相互獨(dú)立的空間信道上傳輸不同的數(shù)據(jù)流，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆逯邓俾省?.3.1空間復(fù)用模式LTE系統(tǒng)中空間復(fù)用技術(shù)包括：開環(huán)空間復(fù)用和閉環(huán)空間復(fù)用。1.開環(huán)空間復(fù)用開環(huán)空間復(fù)用是指在不同的天線上人為制造“多徑效應(yīng)”。一個天線正常發(fā)射，其他天線上引入相位偏移，多個天線的發(fā)射關(guān)系構(gòu)成復(fù)矩陣，復(fù)矩陣在發(fā)射端隨機(jī)選擇，并行地發(fā)射不同的數(shù)據(jù)流。2.閉環(huán)空間復(fù)用即所謂的線性預(yù)編碼技術(shù)。線性預(yù)編碼技術(shù)：作用是將天線域的處理轉(zhuǎn)化為波束域進(jìn)行處理，在發(fā)射端利用已知的空間信道信息進(jìn)行預(yù)處理操作，從而進(jìn)一步提高用戶和系統(tǒng)的吞吐量。線性預(yù)編碼技術(shù)可以按其預(yù)編碼矩陣的獲取方式劃分為兩大類：非碼本的預(yù)編碼和基于碼本的預(yù)編碼。3.3.1空間復(fù)用模式MIMO系統(tǒng)空間復(fù)用原理3.3.2空間分集模式空間分集（SpaceDiversity，SD）的思想是制作同一個數(shù)據(jù)流的不同版本，分別在不同的天線進(jìn)行編碼、調(diào)制，然后發(fā)送。3.3.2空間分集模式

空間分集常用的技術(shù)有STBC（空時編碼）、SFBC（空頻編碼）、TSTD/FSTD（時間/頻率轉(zhuǎn)換傳送分集）、CDD（循環(huán)延時分集）?？臻g分集分為發(fā)射分集、接收分集兩種。1.發(fā)射分集發(fā)射分集是在發(fā)射端使用多幅發(fā)射天線發(fā)射信息，通過對不同的天線發(fā)射的信號進(jìn)行編碼達(dá)到空間分集的目的，接收端可以獲得比單天線高的信噪比。發(fā)射分集包含空時發(fā)射分集（STTD）、空頻發(fā)射分集（SFBC）和循環(huán)延遲分集（CDD）幾種。1)空時發(fā)射分集（STTD）2)空頻發(fā)射分集（SFBC）3)循環(huán)延遲分集（CDD）3.3.2空間分集模式

2.接收分集接收分集指多個天線接收來自多個信道（時間、頻率或者空間），承載同一信息的多個獨(dú)立的信號副本。3.3.3波束賦形模式

MIMO中的波束賦形方式與智能天線系統(tǒng)中的波束賦形類似，在發(fā)射端將待發(fā)射數(shù)據(jù)矢量加權(quán)，形成某種方向圖后到達(dá)接收端，接收端再對收到的信號進(jìn)行上行波束賦形，抑制噪聲和干擾。3.3.4多天線工作模式對比

多天線技術(shù)主要指以下四種：空間復(fù)用、空間分集、空分多址（SDMA）、波束賦形。

空間分集利用天線間的不相關(guān)性來實(shí)現(xiàn)，這個不相關(guān)要求天線間距在10個電磁波波長以上?？臻g分集目的是提高鏈路質(zhì)量而不是鏈路容量。

空間復(fù)用也是利用天線間不相關(guān)性來實(shí)現(xiàn)的。一般需要多個發(fā)射和接受天線，是一種MIMO方式，也可以是智能天線方式。在復(fù)用時，并行發(fā)射和接受多個數(shù)據(jù)流，目的是調(diào)高鏈路容量（峰值速率），而不是鏈路質(zhì)量。

空分多址是利用相同的時隙、相同的子載波，但不同的天線傳送多個終端用戶的數(shù)據(jù)。不同用戶的數(shù)據(jù)如果要彼此相互區(qū)別就要求天線間的不相關(guān)性。

波束賦形要求天線之間的距離小一些，通常在波長的1/2左右。主要目的是增強(qiáng)覆蓋和抑制干擾。使用波束賦形的多天線技術(shù)，就是傳統(tǒng)的智能天線（SmartAntenna)技術(shù)，也叫AAS（AdaptiveAntennaSystem，自適應(yīng)天線系統(tǒng)）。TD-SCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)就是智能天線。第3章MIMO多天線技術(shù)3.4LTE系統(tǒng)中的MIMO應(yīng)用3.4.1LTE系統(tǒng)多天線的特點(diǎn)LTE系統(tǒng)的多天線具有如下一些特點(diǎn)：(1)設(shè)備的天線數(shù)量組合多；(2)基站的發(fā)射方式多；(3)基站的發(fā)射方式可變。3.4.2上行多用戶MIMO傳輸方案應(yīng)用用戶配對是上行多用戶MIMO的重要而獨(dú)特的環(huán)節(jié)，即基站選取兩個或多個單天線用戶在同樣的時/頻資源塊里傳輸數(shù)據(jù)。3.4.3MIMO的傳輸模式LTE技術(shù)專門為多天線的傳輸方式定義的一個術(shù)語，TM（TransmissonMode）傳輸模式。不同的傳輸方案對應(yīng)不同的傳輸模式（TM）。4G/5G移動通信技術(shù)與應(yīng)用第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議掌握LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)掌握LTE網(wǎng)絡(luò)接口及網(wǎng)元功能掌握LTE的信道第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議4.1LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求(1)總體上針對分組交換業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，無需支持電路交換模式的操作；(2)為支持更高吞吐率進(jìn)行優(yōu)化；(3)改善激活和承載建立響應(yīng)時間；(4)改善分組包發(fā)送延時；(5)相對現(xiàn)有的3GPP和其他蜂窩移動通信系統(tǒng)而言，網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)更加簡化；(6)優(yōu)化和其他3GPP接入網(wǎng)的互操作性能；(7)優(yōu)化和其他無線接入網(wǎng)絡(luò)的互操作性能。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的過程4.1.1LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

LTE系統(tǒng)架構(gòu)分三部分，包括演進(jìn)后的核心網(wǎng)（EPC）和演進(jìn)后的接入網(wǎng)（E-UTRAN）及用戶設(shè)備（UE）。

其中，EPC負(fù)責(zé)核心網(wǎng)部分，EPC控制處理部分稱為MME，數(shù)據(jù)承載部分稱為SAEGateway(S-GW)；eNodeB負(fù)責(zé)接入網(wǎng)（E-UTRAN）部分；UE指用戶終端設(shè)備。EPC和E-UTRAN合在一起稱為演進(jìn)后的分組系統(tǒng)（EPS）。第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議4.2EPC核心網(wǎng)架構(gòu)4.2.1EPC組成EPC主要包含了如下五大網(wǎng)元，分別是MME、S-GW、P-GW、HSS、PCRF。MME：移動性管理實(shí)體MME：MobilityManagementEntity，MME是一個信令實(shí)體，是核心網(wǎng)中負(fù)責(zé)處理信令的網(wǎng)元。處理NAS信令及接入安全驗(yàn)證，跟蹤區(qū)域（Tracking?Area）列表的管理，移動性管理，承載管理（會話管理）（對EPS承載的激活、修改和釋放，以及接入網(wǎng)側(cè)承載的釋放和建立），PGW和SGW的選擇，跨MME切換時對于MME的選擇，用戶的鑒權(quán)認(rèn)證S-GW:服務(wù)網(wǎng)關(guān)ServingGW（S-GW）:要負(fù)責(zé)用戶面處理，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)，為下行數(shù)據(jù)包提供緩存；基于用戶的計費(fèi)等。支持UE的移動性切換用戶面數(shù)據(jù)的功能E-UTRAN空閑模式下行分組數(shù)據(jù)緩存和尋呼支持?jǐn)?shù)據(jù)包路由和轉(zhuǎn)發(fā)上下行傳輸層數(shù)據(jù)包標(biāo)記P-GW：PDN網(wǎng)關(guān)PDNGW：PDNGateWay，管理用戶設(shè)備(UE)和外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的連接?；谟脩舻陌^濾合法監(jiān)聽UEIP地址分配上下行傳輸層數(shù)據(jù)包標(biāo)記DHCP策略執(zhí)行、計費(fèi)4.2.2EPC：漫游業(yè)務(wù)的處理所謂漫游，就是指移動用戶離開了自己的歸屬地網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入了異地網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行業(yè)務(wù)的過程。歸屬地網(wǎng)絡(luò)稱為本地Home，異地網(wǎng)絡(luò)稱為漫游地Visit。從技術(shù)上看，本地網(wǎng)絡(luò)的HSS存放有移動用戶的信息，而漫游地網(wǎng)絡(luò)的HSS沒有存放移動用戶的信息。HSS：Home?Subscriber?Servers，用戶簽約服務(wù)器，是存儲用戶簽約信息數(shù)據(jù)庫，與2G/3G中的HLR類似存儲了網(wǎng)絡(luò)中所有與用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括用戶身份、鑒權(quán)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、以及位置信息，并提供對用戶數(shù)據(jù)的管理用于處理調(diào)用/會話的IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的主要用戶數(shù)據(jù)庫包含用戶配置文件，執(zhí)行用戶的身份驗(yàn)證和授權(quán)可提供有關(guān)用戶物理位置的信息4.2.3EPC：與其他網(wǎng)絡(luò)的連接第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議4.3LTE無線網(wǎng)絡(luò)4.3.1LTE無線網(wǎng)絡(luò)的組成LTE無線網(wǎng)絡(luò)中只有一種網(wǎng)元：基站eNodeB（簡寫eNB）4.3.2LTE無線網(wǎng)絡(luò)的功能LTE無線網(wǎng)絡(luò)中只有一種網(wǎng)元：基站eNodeB（簡寫eNB）

核心網(wǎng)三大網(wǎng)元的功能，比如MME最主要的功能是NAS安全（鑒權(quán)）、空閑狀態(tài)移動性處理、EPS承載控制；S-GW的主要功能是移動性的錨點(diǎn)，也就是中轉(zhuǎn)站；P-GW的主要功能是IP地址分配以及分組數(shù)據(jù)包的過濾。

無線網(wǎng)絡(luò)包括如下一些功能：(1)小區(qū)間無線資源的管理；(2)無線承載的控制；(3)連接狀態(tài)移動性管理（切換）；(4)無線準(zhǔn)入控制；(5)eNodeB測量報告的配置與發(fā)送；(6)動態(tài)資源調(diào)度。第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議4.4LTE接口LTE網(wǎng)絡(luò)接口名稱連接網(wǎng)元接口功能描述主要協(xié)議S1-MMEeNodeB-MME用于傳送會話管理(SM)和移動性管理(MM)信息，即信令面或控制面信息S1-APS1-UeNodeB-SGW在GW與eNodeB設(shè)備間建立隧道，傳送用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，即用戶面數(shù)據(jù)GTP-UX2-CeNodeB-eNodeB基站間控制面信息X2-APX2-UeNodeB-eNodeB基站間用戶面信息GTP-US5SGW–PGW在GW設(shè)備間建立隧道，傳送用戶面數(shù)據(jù)和控制面信息（設(shè)備內(nèi)部接口）GTPV2-CGTP-US6aMME–HSS完成用戶位置信息的交換和用戶簽約信息的管理，傳送控制面信息DiameterS8SGW–PGW漫游時，歸屬網(wǎng)絡(luò)PGW和拜訪網(wǎng)絡(luò)SGW之間的接口，傳送控制面和用戶面數(shù)據(jù)GTPV2-CGTP-US10MME-MME在MME設(shè)備間建立隧道，傳送信令，組成MMEPool，傳送控制面數(shù)據(jù)GTPV2-CS11MME–SGW在MME和GW設(shè)備間建立隧道，傳送控制面數(shù)據(jù)GTPV2-C接口是指不同網(wǎng)元之間的信息交互方式。無線通信制式的接口根據(jù)所處的物理位置不同，可以分為空中接口和地面接口。相應(yīng)地，接口協(xié)議也分為空中接口協(xié)議和地面接口協(xié)議。LTE無線側(cè)的主要接口分空中接口和地面接口。LTE協(xié)議、協(xié)議棧與信號流口協(xié)議的通用模型

無線制式的接口協(xié)議分為物理層（PhysicalLayer，PHY）、數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer，DLL）、網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer，NL）。

可以分為層一（L1，物理層）、層二（L2，數(shù)據(jù)鏈路層）、層三（L3，網(wǎng)絡(luò)層）。第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議4.5LTE地面接口與協(xié)議4.5.1上下級接口——S1接口與協(xié)議

S1接口是LTE系統(tǒng)中無線網(wǎng)和核心網(wǎng)之間的接口，如圖所示，分為S1-MME控制面接口和S1-U用戶面接口。所謂控制面，就是信令，因此S1-MME用于傳送信令；而用戶面，就是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，因此S1-U用于傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。4.5.1上下級接口——S1接口與協(xié)議1.S1用戶面S1用戶面接口（S1-U）是指連接eNodeB和S-GW之間的接口，用于承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。4.5.1上下級接口——S1接口與協(xié)議1.S1用戶面S1用戶面接口（S1-U）是指連接eNodeB和S-GW之間的接口，用于承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。4.5.1上下級接口——S1接口與協(xié)議2.S1控制面S1控制平面接口（S1-MME）是指eNodeB和MME之間的接口，用于承載信令。4.5.1上下級接口——S1接口與協(xié)議3．UE上下文管理上下文，英文中是Context。UE上下文就是終端的上下文，可以理解為終端和用戶的檔案，是終端和用戶相關(guān)信息的集合。移動通信網(wǎng)絡(luò)為用戶的業(yè)務(wù)提供支撐，因此必須掌握終端和用戶的各種信息，才能方便進(jìn)行管理。4．傳輸NAS信令除了上下文管理，S1-AP還能傳輸非接入層NAS信令。這里說的NAS信令，涉及用戶的鑒權(quán)、加密等過程，與具體的終端相關(guān)。5.S1接口的部署MME在LTE核心網(wǎng)中的地位相當(dāng)重要。為了維持LTE系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，我們通常會在網(wǎng)絡(luò)中部署多套MME，構(gòu)成一個MME池組，MME之間進(jìn)行負(fù)荷分擔(dān)。4.5.2同級接口——X2接口與協(xié)議X2接口是eNodeB之間的接口，也分為用戶面接口X2-U和控制面接口X2-CP。與S1接口不同，X2-CP與X2-U雖然是不同的邏輯接口，但通常是同一個物理接口。4.5.2同級接口——X2接口與協(xié)議1.X2控制面X2控制面接口（X2-C）定義為連接eNodeB之間的控制面接口，用于承載信令。X2接口控制面的協(xié)議棧，圖4-18所示。傳輸網(wǎng)絡(luò)建立在SCTP之上，SCTP在IP之上。應(yīng)用層的信令協(xié)議表示為X2-AP（X2應(yīng)用協(xié)議）。4.5.2同級接口——X2接口與協(xié)議2.X2用戶面X2用戶面接口（X2-U）是eNodeB之間的用戶面接口，用于數(shù)據(jù)的傳輸。X2的用戶面協(xié)議棧，如圖所示。傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在IP傳輸上，GTP-U在UDP/IP上承載用戶面的PDU。X2-UP接口協(xié)議棧和S1-UP協(xié)議棧是一樣的。第4章LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口協(xié)議4.6LTE空中接口與協(xié)議空中接口

空中接口是終端UE與基站eNodeB兩種設(shè)備之間的無線接口，是終端與移動通信網(wǎng)絡(luò)之間的唯一接口，終端只有通過空中接口連接到無線網(wǎng)絡(luò)，才能獲得移動通信系統(tǒng)提供的服務(wù)。LTE-Uu協(xié)議棧結(jié)構(gòu)LTE空中接口被稱為Uu接口，大寫字母U表示“用戶網(wǎng)絡(luò)接口”（UsertoNetworkInterface），小寫字母u則表示“通用的”（Universal）?？罩薪涌谑墙K端與無線網(wǎng)絡(luò)之間信息傳遞的接口。LTE空中接口協(xié)議模型與S1和X2接口類似，也是三層兩面的結(jié)構(gòu)。三層分別是物理層L1、數(shù)據(jù)鏈路層L2和網(wǎng)絡(luò)層L3；兩面是指傳送信令信息的控制平面和傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的用戶平面。4.6.1層二功能模塊1.用戶面

空中接口協(xié)議的用戶面沒有層三的功能模塊，這一點(diǎn)和地面接口不同。用戶面的層二協(xié)議主要有三個功能模塊（或稱為子層），如圖所示。主要包括：(1)MAC（MediumAccessControl，媒質(zhì)接入控制）；(2)RLC（RadioLinkControl，無線鏈路控制）；(3)PDCP（PacketDataConvergenceProtocol，包數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議）。4.6.1層二功能模塊2.控制面

LTE空中接口控制面包括層二、層三的功能模塊4.6.1層二功能模塊3.PDCP

在控制面，PDCP負(fù)責(zé)對RRC和NAS信令消息進(jìn)行加/解密和完整性校驗(yàn)。而在用戶面上，PDCP的功能略有不同，它只進(jìn)行加/解密，而不進(jìn)行完整性校驗(yàn)。另外，用戶面的IP數(shù)據(jù)包還采用IP頭壓縮技術(shù)以提高系統(tǒng)性能和效率。同時，PDCP也支持排序和復(fù)制檢測功能。4.6.1層二功能模塊4.RLC

RLC是UE和eNodeB間的協(xié)議。它主要提供無線鏈路控制功能。RLC最基本的功能是向高層提供如下3種模式：(1)透明模式（TransparentMode，TM），用于某些空中接口信道，如廣播信道和尋呼信道，為信令提供無連接服務(wù)；(2)非確認(rèn)模式（UnacknowledgedMode，UM），與TM模式相同，UM模式也提供無連接服務(wù)，但同時還提供排序、分段和級聯(lián)功能；(3)確認(rèn)模式（AcknowledgedMode，AM），提供自動重傳請求（AutomaticRepeatRequest，ARQ）服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)重傳。4.6.1層二功能模塊5.MACMAC層的主要功能包含下列幾項：(1)映射(2)復(fù)用(3)混合自動重傳請求(4)無線資源分配LTE的PHY提供了一系列新型的靈活信道。4.6.2層三功能模塊LTE空中接口控制面層三，有兩個功能模塊：(1)NAS（NonAccessStratum，非接入層）；(2)RRC（RadioResourceControl，無線資源控制）。4G/5G移動通信技術(shù)與應(yīng)用第5章LTE的信道掌握信道結(jié)構(gòu)掌握LTE傳輸資源結(jié)構(gòu)理解物理信號第5章LTE的信道5.1信道結(jié)構(gòu)LTE無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu)信道，就是信息的通道。不同的信息類型需要經(jīng)過不同的處理過程。廣義地講，發(fā)射端的信源信息，經(jīng)過層三、層二、物理層的處理，發(fā)射到無線環(huán)境中，然后接收端接收到無線信息，經(jīng)過物理層、層二、層三的處理被用戶高層所識別的全部環(huán)節(jié)，就是信道。協(xié)議的層與層之間傳遞信息需要遵守一個標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)就是業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（ServiceAccessPoint，SAP）。5.1.1邏輯信道邏輯信道分為兩類：控制信道、業(yè)務(wù)信道控制信道，只用于控制平面信息的傳送，如協(xié)調(diào)、管理、控制類信息。業(yè)務(wù)信道，只用于用戶平面信息的傳送，如高層交給底層傳送的語音類、數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)包。1.五個控制信道(1)廣播控制信道（BroadcastControlChannel，BCCH）是廣而告之的消息入口，面向轄區(qū)內(nèi)的所有用戶廣播控制信息。BCCH是網(wǎng)絡(luò)到用戶的一個下行信道，它傳送的信息是在用戶實(shí)際工作開始之前，做一些必要的通知工作。它是協(xié)調(diào)用戶行為、控制用戶行為、管理用戶行為的重要信息。(2)尋呼控制信道（PagingControlChannel，PCCH）是尋呼消息的入口。當(dāng)不知道用戶具體處在哪個小區(qū)的時候，用于發(fā)送尋呼信息。PCCH也是一個網(wǎng)絡(luò)到用戶的下行信道，一般用于被叫流程（主叫流程比被叫流程少一個尋呼消息）。(3)公共控制信道（CommonControlChannel，CCCH）是上、下行雙向和點(diǎn)對多點(diǎn)的控制信息傳送信道，在UE和網(wǎng)絡(luò)沒有建立RRC連接的時候使用。(4)專用控制信道（DedicatedControlChannel，DCCH）是上、下行雙向和點(diǎn)到點(diǎn)的控制信息傳送信道，是在UE和網(wǎng)絡(luò)建立了RRC連接以后使用。(5)多播控制信道（MultiCastControlChannel，MCCH）是點(diǎn)對多點(diǎn)的從網(wǎng)絡(luò)到UE側(cè)（下行）的MBMS控制信息的傳送信道。一個MCCH可以支持一個或多個MTCH（MBMS業(yè)務(wù)信道）配置。2.兩個業(yè)務(wù)信道(1)專用業(yè)務(wù)信道（DedicatedTrafficChannel，DTCH）是UE和網(wǎng)絡(luò)之間的點(diǎn)對點(diǎn)和上、下行雙向的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳送渠道。(2)多播業(yè)務(wù)信道（MulticastTrafficChannel，MTCH）是LTE中區(qū)別于以往制式的一個特色信道，是一個點(diǎn)對多點(diǎn)的從網(wǎng)絡(luò)到UE（下行）傳送多播業(yè)務(wù)MBMS的數(shù)據(jù)傳送渠道。5.1.2傳輸信道傳輸信道定義了空中接口中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞胶吞匦浴?.四個下行信道LTE下行傳輸信道有以下四個：(1)廣播信道（BroadcastChannel，BCH）(2)尋呼信道（PagingChannel，PCH）(3)下行共享信道（DownlinkSharedChannel，DL-SCH）(4)多播信道（MulticastChannel，MCH）2.兩個上行信道LTE上行傳輸信道有以下兩個：(1)隨機(jī)接入信道（RandomAccessChannel，RACH）(2)上行共享信道（UplinkSharedChannel，UL-SCH）5.1.3物理信道物理信道是高層信息在無線環(huán)境中的實(shí)際承載。在LTE中，物理信道是由一個特定的子載波、時隙、天線口確定的，即在特定的天線口上，對應(yīng)的是一系列無線時頻資源（ResourceElement，RE）。5.1.3物理信道1.兩大處理過程物理信道一般要進(jìn)行兩大處理過程：比特級處理和符號級處理。5.1.3物理信道2.六個下行物理信道5.1.3物理信道3.三個上行物理信道第5章LTE的信道5.2LTE傳輸資源結(jié)構(gòu)5.2.1LTE幀結(jié)構(gòu)LTE支持兩種類型的無線幀結(jié)構(gòu)：(1)類型1，適用于FDD模式；(2)類型2，適用于TDD模式。1.FDD無線幀結(jié)構(gòu)5.2.1LTE幀結(jié)構(gòu)LTE支持兩種類型的無線幀結(jié)構(gòu)：(1)類型1，適用于FDD模式；(2)類型2，適用于TDD模式。2.TDD無線幀結(jié)構(gòu)5.2.2物理資源的相關(guān)概念與LTE的物理資源相關(guān)的概念包括物理資源塊、資源粒子、資源單元組和控制信道單元。（1）物理資源塊（PhysicalResourceBlock，PRB）由12個連續(xù)的子載波組成，并占用一個時隙，即0.5ms。（2）資源粒子（ResourceElement，RE）表示一個符號周期長度的一個子載波，可以用來承載調(diào)制信息、參考信息或不承載信息。（3）資源單元組（ResourceElementGroup，REG），每個REG包含了4個資源粒子RE。（4）控制信道單元（ControlChannelElement，CCE），每個CCE對應(yīng)9個REG。第5章LTE的信道5.3物理信號5.3.1下行參考信號RS在時、頻域的分布遵循以下規(guī)則：（1）RS在頻域上的間隔為6個子載波；（2）RS在時域上的間隔為7個OFDM符號周期；（3）為了最大程度地降低信號傳送過程中的相關(guān)性，不同天線口的RS出現(xiàn)的位置不宜相同。5.3.2下行同步信號同步信號包含兩部分：(1)主同步信號（PrimarySynchronizationSignal，PSS）：用于符號時間對準(zhǔn)，頻率同步以及部分小區(qū)的ID偵測；(2)從同步信號（SecondarySynchronizationSignal，SSS）：用于幀時間對準(zhǔn)，CP長度偵測及小區(qū)組ID偵測。5.3.3上行參考信號1.UE和eUTRAN已經(jīng)建立的業(yè)務(wù)鏈接上行共享信道（PUSCH）和上行控制信道（PUCCH）傳輸時的導(dǎo)頻信號，是便于eUTRAN解調(diào)上行信息的參考信號。這種上行參考信號稱為解調(diào)參考信號（DemodulationReferenceSignal，DMRS）。DMRS可以伴隨PUSCH傳輸，也可以伴隨PUCCH傳輸，占用的時隙位置及數(shù)量和PUSCH、PUCCH的不同格式有關(guān)。這種參考信號類似一種寄生菌，總是寄生在生物體上，但它對生物體是有用的。2.UE和eUTRAN還沒有建立業(yè)務(wù)鏈接處于空閑態(tài)的UE，無PUSCH和PUCCH可以寄生。在這種情況下UE發(fā)出的RS，不是某個信道的參考信號，而是無線環(huán)境的一種參考導(dǎo)頻信號，稱作環(huán)境參考信號（SoundingReferenceSignal，SRS）。這時UE沒有業(yè)務(wù)鏈接，仍然給eUTRAN匯報一下信道環(huán)境信息，它具有一種高尚的品質(zhì)。第5章LTE的信道5.4信道映射LTE信道映射關(guān)系4G/5G移動通信技術(shù)與應(yīng)用第6章LTE移動性管理掌握LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)掌握LTE網(wǎng)絡(luò)接口掌握主要網(wǎng)元設(shè)備功能第6章LTE移動性管理6.1終端的工作模式終端的工作模式LTE終端的工作模式有三種，分別是關(guān)機(jī)狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)、聯(lián)機(jī)狀態(tài)。6.1.1待機(jī)狀態(tài)待機(jī)狀態(tài)下終端還有很多任務(wù)，可以歸納為：必須跟對小區(qū)，團(tuán)結(jié)在合適的基站的周圍；時刻準(zhǔn)備建立業(yè)務(wù)連接。6.1.2聯(lián)機(jī)狀態(tài)在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，終端要達(dá)成如下一些使命：(1)建立業(yè)務(wù)連接；(2)建立安全的業(yè)務(wù)連接；(3)保持業(yè)務(wù)連接的連續(xù)性；(4)減少對其他設(shè)備的干擾。第6章LTE移動性管理6.2PLMN的選擇6.2.1PLMN簡介1.PLMN含義PLMN（PublicLandsMobileNetwork），是移動通信網(wǎng)絡(luò)的代名詞。具體到我們國家，每個移動通信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)算一個PLMN，因此，中國移動、中國聯(lián)通和中國電信的網(wǎng)絡(luò)是不同的PLMN。2．PLMN標(biāo)識除了工作頻段及工作頻點(diǎn)等外在特性外，為了讓用戶搞清楚所處的PLMN，每個PLMN都應(yīng)該有明確的標(biāo)識（編號），并作為系統(tǒng)信息由基站來廣播，讓基站下的終端都能夠接收到。PLMN標(biāo)識分為兩部分，一部分稱為MCC（國家代碼），另一部分稱為MNC（移動網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)代碼）。6.2.2待機(jī)狀態(tài)PLMN選擇PLMN選擇的過程分為以下兩大步驟：(1)PLMN搜索

這個步驟與頻點(diǎn)和PLMN標(biāo)識相關(guān)

PLMN搜索可以人工觸發(fā)也可以自動進(jìn)行，終端開機(jī)以及從覆蓋盲區(qū)回到覆蓋區(qū)域都會自動進(jìn)行PLMN搜索。(2)PLMN注冊

得到可用PLMN列表后，終端根據(jù)可用PLMN列表，進(jìn)行人工或自動的PLMN選擇。所謂人工PLMN選擇，就是終端列出可用的PLMN，由用戶從中選擇一個PLMN進(jìn)行PLMN注冊。所謂自動PLMN選擇，就是終端從列表中最優(yōu)先的PLMN開始，逐個嘗試PLMN注冊，不需要用戶的干預(yù)。第6章LTE移動性管理6.3小區(qū)的選擇與重選6.3.1小區(qū)選擇1．小區(qū)選擇含義小區(qū)選擇是待機(jī)狀態(tài)的重要過程。當(dāng)手機(jī)開機(jī)或從盲區(qū)進(jìn)入覆蓋區(qū)時，或當(dāng)UE從連接態(tài)轉(zhuǎn)換到空閑態(tài)時，手機(jī)將尋找一個公共陸地移動網(wǎng)，并選擇合適的小區(qū)駐留，這個過程稱為“小區(qū)選擇”。所謂合適的小區(qū)就是UE可駐留并獲得正常服務(wù)的小區(qū)，小區(qū)選擇可以分為初始小區(qū)選擇和普通小區(qū)選擇兩種方式，6.3.1小區(qū)選擇2．普通小區(qū)選擇普通小區(qū)選擇的相關(guān)過程如圖所示，普通小區(qū)選擇執(zhí)行完畢后終端就進(jìn)入駐留狀態(tài)，因此是個一次性的過程。6.3.1小區(qū)選擇3．初始小區(qū)選擇對于初始小區(qū)選擇過程，UE事先并不知道LTE信道信息，因此，UE搜索所有LTE帶寬內(nèi)的信道，以尋找一個合適的小區(qū)。在每個信道上，物理層首先搜索信號強(qiáng)度最強(qiáng)的小區(qū)并根據(jù)小區(qū)搜索過程讀取該小區(qū)的系統(tǒng)信息，一旦找到合適的小區(qū)，則小區(qū)選擇過程就終止了。6.3.1小區(qū)選擇4．小區(qū)選擇判據(jù)

無論是小區(qū)選擇還是小區(qū)重選，都離不開感知周圍的環(huán)境以及相關(guān)的決策，也就是測量與判決。在普通小區(qū)選擇的過程中，終端測量了小區(qū)的參考信號接收功率（RSRP）后，會利用S算法來得到判決的結(jié)果，判斷小區(qū)是否滿足要求。S是Select的意思，也就是選擇。6.3.2小區(qū)重選1.LTE小區(qū)重選含義小區(qū)重選(CellReselection)指UE在空閑模式下通過監(jiān)測鄰區(qū)和當(dāng)前小區(qū)的信號質(zhì)量以選擇一個最好的小區(qū)提供服務(wù)信號的過程。6.3.2小區(qū)重選2.小區(qū)重選時機(jī)1)開機(jī)駐留到合適小區(qū)即可開始小區(qū)重選LTE駐留到合適的小區(qū)，停留適當(dāng)?shù)臅r間（1秒鐘）后，就可以進(jìn)行小區(qū)重選的過程。通過小區(qū)重選，可以最大程度地保證空閑模式下的UE駐留在合適的小區(qū)。2)處于RRC_IDLE狀態(tài)下UE發(fā)生位置移動時開始小區(qū)重選6.3.2小區(qū)重選3.重選優(yōu)先級網(wǎng)絡(luò)可配置不同頻點(diǎn)或頻率組的優(yōu)先級，在空閑態(tài)時通過廣播在系統(tǒng)消息中告訴UE，對應(yīng)參數(shù)為CellReselectionPriority,取值為（0～7)。6.3.2小區(qū)重選4.小區(qū)重選測量啟動條件UE成功駐留后，將持續(xù)進(jìn)行本小區(qū)測量。對于重選優(yōu)先級高于服務(wù)小區(qū)的載頻，UE始終對其測量。對于重選優(yōu)先級等于或者低于服務(wù)小區(qū)的載頻，為了最大化UE電池壽命，UE不需在所有時刻都進(jìn)行頻繁的鄰小區(qū)監(jiān)測（測量)，除非服務(wù)小區(qū)質(zhì)量下降為低于規(guī)定的門限值。具體來說，僅當(dāng)服務(wù)小區(qū)的參數(shù)S(S值的計算方法與小區(qū)選擇時一致)小于系統(tǒng)廣播參數(shù)時UE才啟動同頻測量。RRC層根據(jù)RSRP測量結(jié)果計算，并將其與和比較，作為是否啟動鄰區(qū)測量的判決條件。6.3.2小區(qū)重選5.同頻小區(qū)、同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選判決對候選小區(qū)根據(jù)信道質(zhì)量高低進(jìn)行R準(zhǔn)則排序，選擇最優(yōu)小區(qū)。根據(jù)R值計算結(jié)果，對于重選優(yōu)先級等于當(dāng)前服務(wù)載頻的鄰小區(qū)，應(yīng)同時滿足如下兩個條件：6.3.2小區(qū)重選6.低優(yōu)先級小區(qū)到高優(yōu)先級小區(qū)重選判決準(zhǔn)則為平衡不同頻點(diǎn)之間的隨機(jī)接入負(fù)荷，LTE引入了基于優(yōu)先級的小區(qū)重選過程，讓UE處于空閑狀態(tài)下進(jìn)行小區(qū)駐留時盡量使其均勻分布，UE在某個頻點(diǎn)上將選擇信道質(zhì)量最好的小區(qū)，以便得到更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。7.高優(yōu)先級小區(qū)到低優(yōu)先級小區(qū)重選判決準(zhǔn)則第6章LTE移動性管理6.4LTE尋呼6.4.1跟蹤區(qū)1.跟蹤區(qū)TA跟蹤區(qū)（TrackingArea）是LTE系統(tǒng)為UE的位置管理設(shè)立的概念，其功能與2G/3G系統(tǒng)的位置區(qū)（LA）和路由區(qū)（RA）類似。通過TA信息核心網(wǎng)絡(luò)能夠獲知處于空閑態(tài)UE的位置，并且在有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求時，對UE進(jìn)行尋呼。2.TAListLTE系統(tǒng)引入了TAList的概念，即TA列表，可以理解為TA組。一個TAList包含1～16個TA。一個TA可以屬于多個TA列表,TA與TA列表之間并不是一對一的關(guān)系。6.4.1跟蹤區(qū)3.TA規(guī)劃基本原則TA作為TAList下的基本組成單元，其規(guī)劃直接影響到TAList規(guī)劃質(zhì)量，因此，對其有如下要求：(1）跟蹤區(qū)劃分不能過大或過小。過小容易造成TA更新過多，增加信令開銷，過大容易造成尋呼受限。規(guī)劃時需結(jié)合空口和網(wǎng)元尋呼處理能力綜合確定；(2）跟蹤區(qū)規(guī)劃應(yīng)在地理上為一塊連續(xù)的區(qū)域，避免和減少各跟蹤區(qū)基站插花組網(wǎng)；(3）城郊與市區(qū)不連續(xù)覆蓋時，郊區(qū)（縣）使用單獨(dú)跟蹤區(qū)；(4）尋呼區(qū)域不跨MME的原則；(5）利用規(guī)劃區(qū)域山體、河流等作為跟蹤區(qū)邊界，減少兩個跟蹤區(qū)內(nèi)不同小區(qū)交疊深度，盡量使跟蹤區(qū)邊緣TA更新量最低；(6）需要開通CSFB的區(qū)域跟蹤區(qū)應(yīng)該與2G/3GLAC大小保持一致，針對高速移動等跟蹤區(qū)頻繁變更場景，可以通過TAList功能降低TA次數(shù)。6.4.2尋呼1.什么是尋呼尋呼屬于移動通信系統(tǒng)中歷史最悠久的技術(shù)之一，英文是Paging，通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)呼叫終端ID，從而實(shí)現(xiàn)被叫。另外，無線網(wǎng)絡(luò)還可以通知終端系統(tǒng)信息發(fā)生了改變，從而觸發(fā)終端重新來接收系統(tǒng)信息。發(fā)起尋呼的原因主要有以下三種：（1）UE被叫（由MME發(fā)起）；（2）系統(tǒng)消息改變時（eNB發(fā)起）；（3）地震告警（Etws）。6.4.2尋呼2.尋呼信息的發(fā)送方法1)尋呼幀尋呼幀就是承載有尋呼消息的無線幀，在LTE規(guī)范TS36.304中定義了6種尋呼幀的密度，如圖6-12所示。每個格子代表一個無線幀，深色的格子代表尋呼幀。尋呼幀的周期就是DRX周期，在圖6-12的例子中，尋呼幀的周期為32個無線幀，也就是DRX周期為320ms，其他的可能周期為640ms、1.28s或者2.56s。2)尋呼時機(jī)除了尋呼幀，LTE系統(tǒng)還引入了尋呼時機(jī)（PO）的概念，提供了尋呼配置的更大靈活性。6.4.2尋呼2.尋呼信息的發(fā)送方法3)尋呼信息的發(fā)送根據(jù)圖，我們看到，在一個尋呼幀的周期內(nèi)，基站有多個無線幀及子幀可以用來發(fā)送尋呼信息。6.4.2尋呼3.尋呼信息的接收的發(fā)送方法終端接收尋呼信息首先要確定尋呼信息的具體位置，定位過程涉及多個參數(shù)，獲得這些參數(shù)的過程6.4.2尋呼3.尋呼信息的接收的發(fā)送方法第6章LTE移動性管理6.5LTE切換6.5.1切換概述1.切換因素觸發(fā)切換有兩個原因：接收信號的強(qiáng)度和質(zhì)量，其中根本原因是信號的質(zhì)量。移動用戶在通話過程中位置常常發(fā)生變動，而每個基站都有一定的覆蓋范圍，用戶會有可能從一個基站覆蓋的范圍轉(zhuǎn)移到另外一個基站覆蓋的范圍，從而不可避免地發(fā)生切換。此外，移動通信系統(tǒng)還存在干擾問題，為了抗干擾，也需要切換。切換可以保證用戶業(yè)務(wù)連續(xù)不中斷，對移動通信系統(tǒng)而言，切換也是一個艱巨的任務(wù)。6.5.1切換概述2.切換方式分類切換方式的分類有很多種，按切換過程中存在的分支數(shù)目分類：（1）硬切換：這種切換方式是終端首先切斷與原來基站連接，然后再接入新的基站，切換過程中通信會發(fā)生瞬間的中斷；（2）軟切換：這種切換方式終端和相鄰的兩個基站同時保持聯(lián)系，當(dāng)終端徹底進(jìn)入某一個基站的覆蓋區(qū)域后，才斷開另一個基站的聯(lián)系，切換期間沒有中斷業(yè)務(wù)。6.5.2切換測量過程終端測量的具體過程劃分為的三個階段：（1）基站下發(fā)測量配置信息；（2）終端按照測量配置的要求進(jìn)行測量；（3）一旦滿足條件，終端就向基站上報測量報告。6.5.3測量相關(guān)的事件1．測量事件的類別事件觸發(fā)是LTE系統(tǒng)最常用的測量報告方式，分為以下兩大類測量事件。1)系統(tǒng)內(nèi)測量事件所謂系統(tǒng)內(nèi)，指LTE系統(tǒng)內(nèi)，包含同頻和異頻兩種情況。系統(tǒng)內(nèi)簡稱為EUTRA，EUTRA是LTE無線接入技術(shù)的專用名詞。LTE系統(tǒng)一共定義了5種系統(tǒng)內(nèi)測量事件。2)系統(tǒng)間測量事件所謂系統(tǒng)間，指LTE系統(tǒng)與異系統(tǒng)之間，簡稱為IRAT（InterRadioAccessTechnology）。異系統(tǒng)，指的是GSM系統(tǒng)、WCDMA系統(tǒng)、TD-SCDMA系統(tǒng)和cdma2000系統(tǒng)等。LTE系統(tǒng)一共定義了2種系統(tǒng)間測量事件。6.5.3測量相關(guān)的事件2．系統(tǒng)內(nèi)測量事件5種系統(tǒng)內(nèi)測量事件都有代號，分別稱為A1、A2、A3、A4和A5事件。具體的含義如下所述：(1)A1事件：服務(wù)小區(qū)的信號強(qiáng)于一個絕對門限；(2)A2事件：服務(wù)小區(qū)的信號弱于一個絕對門限；(3)A3事件：鄰區(qū)的信號優(yōu)于服務(wù)小區(qū)的信號；(4)A4事件：鄰區(qū)的信號強(qiáng)于一個絕對門限；(5)A5事件：服務(wù)小區(qū)的信號弱于絕對門限1而鄰區(qū)的信號強(qiáng)于絕對門限2。6.5.3測量相關(guān)的事件3．系統(tǒng)間測量事件(1)B1事件：異系統(tǒng)鄰區(qū)質(zhì)量高于一個絕對門限，用于基于負(fù)荷的切換；(2)B2事件：服務(wù)小區(qū)質(zhì)量低于一個絕對門限1且異系統(tǒng)鄰區(qū)質(zhì)量高于一個絕對門限2，用于基于覆蓋的