LTE系统介绍与无线原理.docx

LTE系统介绍与无线原理
LTE/SAE 介绍
主要内容
解释E-UTRAN和EPC的背景和结构:
描述蜂窝网的发展;
总结3GPP release从R99到R8的变革;
描述EPS(E-UTRAN和EPC)的逻辑结构;
1、介绍
这个课程描述了第三代蜂窝网3GPP R8的LTE/SAE系统,主要点在MBB(mobile broadband)系统,语音服务将简单的在IMS章节讨论。
下面回顾一下历史上的通信网络发展:
1G第一代蜂窝通信网络,系统包括NMT(北欧移动电话)、AMPS(高级移动电话系统)和TACS(全入网通信系统)。
北欧移动电话(NMT)是被瑞典,挪威和丹麦的电讯管理部门在上世纪80年代初确立的普通模拟移动电话北欧标准。NMT系统也在欧洲其他的一些国家安装了,包括俄罗斯的部分地区,中东和亚洲。NMT运转在450 MHz和900 MHz的带宽上。
AMPS系统由美国AT&T开发的最早的蜂窝电话系统标准。
TACS系统技术按照英国标准而设计的模拟式移动电话系统,其频率范围为900MHz。与AMPS系统类似,它在地域上将覆盖范围划分成小单元,每个单元复用频带的一部分以提高频带的
利用率,即利用在干扰受限的环境下,依赖于适当的频率复用规划(特定地区的传播特性)和频分复用(FDMA)来提高容量,实现真正意义上的蜂窝移动通信。
1G网络采用FDMA调制技术,即不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。按照这种技术,把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。同固定分配系统相比,频分多址使通道容量可根据要求动态。
在FDMA系统中,分配给用户一个信道,即一对频谱,一个频谱用作前向信道即基站向移动台方向的信道,另一个则用作反向信道即移动台向基站方向的信道。这种通信系统的基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号,任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转,因而必须同时占用2个信道(2对频谱)才能实现双工通信。
缺点:
它是一个模拟标准,它很容易受到静电和噪音的干扰;
没有安全措施阻止扫描式的偷听,安全性能差;
容量不足。
第二代蜂窝通信网,包括GSM(全球移动通信系统)、D-AMPS(数字先进移动电话服务)、PDC(个人数字蜂窝,一种由日本开发及使用的2G移动电话通讯标准,采用TDMA技术)和IS-95(CDMA数字蜂窝标准)。二代网络与一代不同的是,不仅能支持语音,同时通过数字TDMA或者CDMA电路交换无线技术调制也能支持数据业务。GSM的标准起始于1982年正式投入使用于1991年。能同时支持语音、短信和CS数据传输()。
2G的增强有分组数据GPRS,;或者更快的EDGE(增强型数据速率GSM演进技术),EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术,它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法,即最先进的多时隙操作和8PSK调制技术,由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的符号携带信息空间从1扩展到3,从而使每个符号所包含的信息是原来的3倍,。
,在原有的GSM网络的基础上增加了SGSN(服务GPRS支持节点)、GGSN(网关GPRS支持节点)等功能实体。PS数率达到50kbit/s,而EDGE可达到500kbit/s。
1998年,欧洲电信标准协会同意WCDMA和TD-SCDMA各自作为U MTS的FDD和TDD多址接入方式。3G网络与2001年和2003年开始投入使用于日本和欧洲。
3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升,它能够在全球范围内更好地实现无线漫游,并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务,同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
WCDMA正式生效于1999年,所以第一版本称为R99。
WCDMA R99理论上的速率能达到2Mbps,比起2G网络,速率得到很大的提升,R99也存在这样或那样的缺点,比如核心网的传输资源利用率低、核心网仍采用过时的TDM技术,分组域和电路域两网并行,演进思路不清晰等。
相对于R99,R4无线接入网网络结构没有改变,改变的只是一些接口协议的特性和功能的增强,如引入直放站,解决复杂地形覆盖问题和扇区降低终端和基站的发射功率以提高容量, Node B 同步减少系统邻近小区的交调干扰,降低传输网络的成本,Iub和Iur上的AAL2连接的QoS优化、RRM(无线资源管理)的优化,Iu上RAB(无线接入承载)的QoS协商,增强的RAB支持,Iub、Iur和Iu上的传输承载过程的修改;
而核心网电路域变化较大,主要体现在:网络由TDM中