电子种越女学 University of Electroale Science and Technelery of China 现代无线与移动通信系统 第五章：第四代移动通信系统 李少谦林灯生 通信抗干扰技术国家级重点实验室
现代无线与移动通信系统 李少谦 林灯生 通信抗干扰技术国家级重点实验室 第五章：第四代移动通信系统
3 GPP LTE演进路线 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 1 1 1 1 1 1 1 R8LTE基础 R9:LTE增强 R10:LTE- R11:LTE- R12:LTE- R13:LTE- R14:LTE- R15:5G 版本 终端定位 Advanced Advanced Advanced Advanced Advanced 5G网络架构 OFDM •双流波束赋 •载波聚合 增强家庭基站 .LTE-Hi LAA NB增强 .NSA .MIMO 形 •多天线增强 和异构网络 小小区增强 -3D-MIMO eMTC增强 .SA MBMS 中继技术 •分布式天线 ·多天线增强 •物联网优化 车联网V2X 异构网络 CoMP •载波聚合增 ·多RAT联合 eLAA 增强的多天线 强 协同 …4载波聚合 •机器间通信技 终端直通 RAN sharing 术 D2D 增强 基站辅助北 斗定位 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 2
R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R8 LTE 基础 版本 •OFDM •MIMO R9: LTE 增强 •终端定位 •双流波束赋 形 •MBMS R10：LTEAdvanced •载波聚合 •多天线增强 •中继技术 •异构网络 R11：LTEAdvanced •增强家庭基站 和异构网络 •分布式天线 CoMP •增强的多天线 •机器间通信技 术 R12：LTEAdvanced •LTE-Hi •小小区增强 •多天线增强 •载波聚合增 强 •终端直通 D2D •基站辅助北 斗定位 R13：LTEAdvanced •LAA •3D-MIMO •物联网优化 •多RAT联合 协同 •RAN sharing 增强 R14：LTEAdvanced •NB增强 •eMTC增强 •车联网V2X •eLAA •4载波聚合 R15：5G •5G网络架构 •NSA •SA 3GPP LTE演进路线 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 2
3G到4G的演进 1956 移动性 IMT-Advanced LTE-Advanced 高 新移动接入 低 新游牧/本地无线接入 10 100 1000 峰值速率(Mb/s) 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 3
3G到4G的演进 IMT-2000 低 高 1 10 100 1000 移动性 1 10 100 1000 新游牧/本地无线接入 新移动接入 1 10 100 1000 峰值速率(Mb/s) IMT-2000 Enhanced IMT-2000 IMT-Advanced LTE-Advanced 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 3
LTE主要设计目标 峰值速率 "下行峰值100Mbps,上行峰值50Mbps ·时延 ■} 控制面IDLE->ACTIVE:<1O0ms ■用户面单向传输：<5ms ■移动性：350km/h(在某些频段甚至支持 500km/h) ■频谱灵活性 带宽从1.4MHz20MHz（1.4、3、5、10、15、20) ·支持全球2G/3G主流频段，同时支持一些新增频段 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 4
LTE主要设计目标 ◼ 峰值速率 ◼ 下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps ◼ 时延 ◼ 控制面 IDLE —> ACTIVE: < 100ms ◼ 用户面 单向传输: < 5ms ◼ 移动性：350 km/h（在某些频段甚至支持 500km/h） ◼ 频谱灵活性 ◼ 带宽从1.4MHz~20MHz（1.4、3、5、10、15、20） ◼ 支持全球2G/3G主流频段，同时支持一些新增频段 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 4
网络架构 936 整个架构演进为演进的核 心网(Evolved Packet Core,. EPC EPC)和演进的接入网(E UTRAN) MME/S-GW MME/S-GW ■EPC负责与无线接口无关但 提供完整的移动网络的所 E-UTRAN X2 需功能 eNode B 0 E-UTRAN负责整体网络的 eNode B 所有无线相关的功能 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 5
网络架构 ◼ 整个架构演进为演进的核 心网(Evolved Packet Core, EPC)和演进的接入网(EUTRAN) ◼ EPC负责与无线接口无关但 提供完整的移动网络的所 需功能 ◼ E-UTRAN负责整体网络的 所有无线相关的功能 X2 S1 S1 MME/S-G W MME/S-G W eNode B eNode B eNode B E-UTRAN EPC 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 5
核心网(EPC) 移动管理实体(MME) ·控制面节点，负责UE的承载连接/释放、空闲到激活状 态的转移以及安全密钥管理 服务网关(S-GW) ·用户平面节点，是UE在eNodeB之间移动时的移动性锚 点 ■分组-网关(PGW) ■将EPC连到互联网 ■UE的P地址分配 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 6
核心网(EPC) ◼ 移动管理实体(MME) ◼ 控制面节点，负责UE的承载连接/释放、空闲到激活状 态的转移以及安全密钥管理 ◼ 服务网关(S-GW) ◼ 用户平面节点，是UE在eNodeB之间移动时的移动性锚 点 ◼ 分组-网关(P-GW) ◼ 将EPC连到互联网 ◼ UE的IP地址分配 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 6
无线接入网(E-UTRAN) E-UTRAN采用只有单一节点类型-eNodeB的扁平 化设计 eNodeB功能 负责一个或多个小区所有无线相关的功能：包括无线链 路的维护、无线资源管理以及部分移动性管理 ■eNodeB接口 NB之间通过X2协议互联，实现多小区无线资源管理以 及支持相邻小区之间数据包的无损移动 ■eNB用户面的数据通过S1-u连接到S-GW eNB控制面的数据通过S1-c连接到MME 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 7
无线接入网(E-UTRAN) ◼ E-UTRAN采用只有单一节点类型-eNodeB的扁平 化设计 ◼ eNodeB功能 ◼ 负责一个或多个小区所有无线相关的功能：包括无线链 路的维护、无线资源管理以及部分移动性管理 ◼ eNodeB接口 ◼ eNB之间通过X2协议互联，实现多小区无线资源管理以 及支持相邻小区之间数据包的无损移动 ◼ eNB用户面的数据通过S1-u连接到S-GW ◼ eNB控制面的数据通过S1-c连接到MME 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 7
无线协议架构 /956 NAS:非接入层，负责移动性管理、呼叫控制、会话管理等 无线资源控制RRC：无线资源进行分配并发送相关信令 ■ 分组数据汇聚协议PDCP:IP包头压缩、加解密 无线链路控制RLC:数据包分割/级联、重传、检测等 媒体接入控制MAC:逻辑信道的复用、混合ARQ、上下行链路的调度 物理层PHY:分成传输信道和物理信道 UE eNB MME NAS NAS RRC RRC PDCP PDCP RLC RLC MAC MAC PHY PHY 用户面控制面 用户面控制面 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 8
无线协议架构 ◼ NAS ：非接入层，负责移动性管理、呼叫控制、会话管理等 ◼ 无线资源控制RRC ：无线资源进行分配并发送相关信令 ◼ 分组数据汇聚协议PDCP ： IP包头压缩、加解密 ◼ 无线链路控制RLC ：数据包分割/级联、重传、检测等 ◼ 媒体接入控制MAC： 逻辑信道的复用、混合ARQ、上下行链路的调度 ◼ 物理层PHY：分成传输信道和物理信道 NAS RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY NAS 用户面 控制面 用户面 控制面 UE eNB MME 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 8
例 无线协议架构 1956 eNB VE 头压缩 头解压 加密 无线承载 解密 负载选择 分段，ARQ 重装配，ARQ 逻辑信道， 负载选择 MAC复用 MAC解复用 的 重传控制 HARQ HARQ 传输信道 编码调制 编码 译码 方案 调制 解调 传输方案 多天线 军 多天线 资源分配 资源映射 解资源映射 物理信道 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 9
无线协议架构 eNB UE 头压缩 加密 分段，ARQ MAC复用 HARQ 编码 调制 多天线 资源映射 无线承载 逻辑信道 传输信道 头解压 解密 重装配，ARQ MAC解复用 HARQ 译码 解调 多天线 解资源映射 物理信道 编码调制 方案 传输方案 资源分配 重传控制 负载选择 负载选择 2020/9/3 现代无线与移动通信系统-第5章 9
电子种越女学 University of Electroale Science and Technelery of China 986 LTE关键技术
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