LTE网络概述

日志

概念

LTE

Long Term Evolution, 是无线接口向4G演进的项目, 即研究 UMTS -> E-UTRAN 的演进,

1. 技术:

   • OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）
   • MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多输入多输出）

2. 优势:

   • 增加了频谱效率和数据传输速率
   • 支持多种带宽分配
   • 更加简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本

3. 分类:

   • FDD-LTE（Frequency Division Duplexing）
   • TDD-LTE (Time Division Duplexing)

SAE

SAE（System Architecture Evolution）, 研究核心网向4G演进的项目

SI

Study Item, 研究项目, TR技术报告, 对可能涉及的新技术和解决方案进行研究和评估

WI

Work Item, 工作项目, TS技术规范, 进行标准制定

主要网元:

• MME、SGW、PGW、PCRF HSS等网元
• SGW + PGW = SAE-GW
• EPS = UE + E-UTRAN + EPC

EPC网络特点

网络架构扁平化

无线接入部分从3G时代的RNC与NodeB两个设备演进为eNodeB一个节点

全IP组网

仅有分组域而无电路域、基于全IP结构
整个移动数据网络除空口部分外其他全部接口均已实现IP化, 分组化

承载控制分离

用户面在核心网部分只经过SAE-GW一个节点, MME只处理信令相关流程

各种制式并存->全面互操作

LTE网络

LTE网络的工作是将移动终端以分组的方式连接到外部分组数据网络

• 移动特性要求终端通过空中接口和网络侧相连, 能够保障终端在移动过程中业务的连续性
• 分组特性要求网络中所有网元和接口必须支持分组方式的转发. 分组->共享->抢占->QOS

eNodeB

• 基站, LTE网络E-UTRAN的主要网元, 面向终端的汇聚节点
• 无线资源管理
• 上下行数据分类
• QoS执行
• 空口的数据压缩和加密
• eNodeB-MME: 信令处理
• eNodeB-SGW: 用户面数据转发

MME

• 移动性管理实体, LTE网络控制面总的管家
• 移动性管理
• 用户上下文和移动状态管理
• 分配用户临时身份标识

HSS

• 归属用户服务器
• 存储/管理用户所有与业务相关的签约数据, ->鉴权
• 用户位置管理

S-GW

• Serving GateWay, 服务网关
• 是3GPP内不同接入网络间的用户锚点, 负责用户在不同接入技术之间移动时用户面数据交换, 以屏蔽不同接入网络的接口
• 承担EPC网关功能, 终结E-UTRAN方向的接口

P-GW

• PDN, 分组协议数据网络, 泛指移动终端访问的外部网络
• P-GW是3GPP接入网络和非3GPP接入网络之间的用户锚点
• P-GW与外部PDN连接的网元, 终结于PDN连接的SGi接口
• 一个终端可以同时通过多个P-GW访问多个PDN
• S-GW/P-GW物理网元合一部署 = SAE-GW

PCRF

• 动态QoS策略控制/动态基于流的计费控制
• 基于用户签约信息的授权控制
• P-GW识别业务流, 通知PCRF, PCRF动态生成策略和QoS

移动宽带网络的本质

MBB, Mobile BroadBand

Mobile

(1) 接口部分是空中接口

• 信道质量不如有限固定网络 -> OFDM/MIMO
• 资源有限 -> 连接管理模型/永远在线(针对网络侧的上下文)

(2) 终端移动

• eNodeB之间
• 不同制式无线网络之间

BroadBand

(1) 全面IP化: 除无线接口外的全部接口采用分组协议 -> 独立选择转发路径(难定位) -> 不可靠交付(复杂传输层协议)
(2) 复杂QoS控制: 分组协议 -> 共享 -> 抢占/拥塞/冲突 -> QoS
(3) 宽带: 大流量问题难定位

EPC网络接口

承载

在4G网络中, 创建的用于用户转发的上下文称为承载

eNodeB/MME之间传递两种类型消息

• eNodeB/MME网元交互的消息, 移动性管理/无限资源管理|
• eNodeB/MME透传终端发给MME的消息(非接入层消息, NAS), 如附着/承载建立/服务请求等移动性和连接流程消息

diameter

AVP, Attribute-Value Pair(键值对), 可携带大量表明信元类型和信元值的信息, 方便拓展

SCTP

• 面向消息进行确认, 一个用户消息超时不会影响其他用户消息的交互
• 多归属, 相当于TCP用两个回话支撑一次业务传送