LTE无线性能与容量评估

LTE的无线性能和容量评估

HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

LTE的无线性能和容量评估

Contents

1

LTE无线侧网络架构及网元介绍LTE无线空口资源及负荷评估LTE关键流程与指标体系介绍LTE网络性能优化方法与案例

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LTE的无线性能和容量评估

LTE标准演进

LTE演进主线: 提升速率和频谱效率, 简化网络结构

LTE的无线性能和容量评估

功能平扁化，去掉RNC的物理实体，把部分功能放在了eNodeB，以减少时延和增强调度能力（如单站

内部干扰协调，负荷均衡等，调度性能可以得到很大提高）

把部分功能放在了核心网，加强移动交换管理，采用全IP技术，实行用户面和控制面分离。同时也考虑了

对其它无线接入技术的兼容性。

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无线网络架构演进

网络架构更趋扁平化和简单化，网状拓扑与

IP化融合

减少网络节点，降低系统复杂度以及传输和无线接入时延 减小网络部署和维护成本

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LTE的网元功能

e-NodeB的主要功能包括：

S-GW的主要功能包括：

无线资源管理功能，即实现无线承载控制、无线许可控制和连接移动性控制，在上下行链路上完成UE上的动态资源分配（调度）；

用户数据流的IP报头压缩和加密；

分组数据路由及转发；移动性及切换支持；合法监听；计费。

P-GW的主要功能包括：

分组数据过滤；UE的IP地址分配；上下行计费及限速。

UE附着状态时MME的选择；实现S-GW用户面数据的路由选择；

执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输；完成有关移动性配置和调度的测量和测量报告。

MME的主要功能包括：

NAS (Non-Access Stratum)非接入层信令的加密和完整性保护；

AS (Access Stratum)接入层安全性控制、空闲状态移动性控制；

EPS (Evolved Packet System)承载控制；支持寻呼，切换，漫游，鉴权。

S1

E-UTRAN

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协议栈结构的变化RAN Core Network Internet

AT

BTS

BSCEnd-to-end Service PPP Session

PDSN

Peer Entity

LTE相对CDMA的协议栈结构变化

External Bearer

协议栈架构基本相同，端到端的应用层平滑映射 用户级QoS在P-GW统一控制，支持HRPD->eHRPD-LTE的平滑演进

RLP Link Flow

A10 Connection

链路层改为到EPC终结，加强转发效率 无线资源管理从控制器转移到基站，用户面时延显著降低E-UTRAN EPC Internet

MAC flow

Abis Flow

HRPD Service Bearer ArchitectureeNB Inter Cell RRM RB Control Connection Mobility Cont. MME Radio Admission Control NAS Security eNB Measurement Configuration& Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC PDCP S-GW RLC MAC S1 PHY Packet Filtering internet E-UTRAN EPC Mobility Anchoring UE IP address allocation P-GW Idle State Mobility Handling EPS Bearer Control

UE

eNB

S-GW

P-GW

Peer Entity

End-to-end Service

EPS Bearer

External Bearer

E-RAB Radio Bearer S1 Bearer

S5/S8 Bearer

Radio

S1

S5/S8

Gi

取消控制器后，原来控制器的功能由基站与核心网分别承担

EPS Service Bearer ArchitecturePage 7

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物理帧结构的变化

EV-DO 下行物理帧结构：

LTE下行物理帧结构：

LTE相对CDMA的帧结构变化

时域单位更小，调度时延降低，资源利用率提升 可以进行灵活的频域调度，进一步提高频谱效率

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LTE相对3G的性能提升

2*1.25 MHz

2*20 MHz

带宽增益：16倍

LTE：1.25MHz 20MHz

峰值速率

50倍

MIMO增益：2倍

LTE：1T2R 2*2 MIMO

业务时延

调制增益：1.5倍16QAM 64QAM

6倍

取消基站控制器

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1

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LTE物理资源概念子帧无线帧

时隙-slot

物理资源

OFDM符号

基本时间单位

天线端口

Ts 1 15000 2048 秒HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. HISILICON SEMICONDUCTORPage 11

接收机用来区分资源在空间上的差别，包括三类天线端口： CRS:天线端口0~3 MBSFN:天线端口4 DRS:天线端口5

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LTE物理资源概念

资源单元(RE)

对于每一个天线端口，一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元；

资源块(RB)

一个时隙中，频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块；

RE

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LTE物理资源概念

资源单元组(REG)

控制区域中RE集合，用于映射下行控制信道

每个REG中包含4个数据RE

REG n+1REG n+2

REG n+1REG n+2

REG n+1

REG n+1

REG nREG n

REG nREG n

第一个OFDM符号

第二个OFDM符号(1/2个公共天线端口)第二个OFDM符号(4个公共天线端口)

第三个OFDM符号

控制信道单元（CCE）

36RE，9REG组成

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LTE物理资源概念

FDD帧结构---帧结构类型1，适用于FDD与HD FDD

一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成； 每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成；

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LTE物理资源概念

TDD帧结构---帧结构类型2，适用于TDD

一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成

每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成

常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成 特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成 支持5ms和10ms DL UL切换点周期

One radio frame, T = 307200T = 10 ms

DwPTS

GP

UpPTSDwPTSGPUpPTS

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LTE物理资源概念

TDD帧结构－上下行配置

下行上行

5ms 周期

DL:UL=2:3DL:UL=3:2DL:UL=4:1DL:UL=5:5

10ms 周期

DL:UL=7:3

DL:UL=8:2DL:UL=9:1

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LTE空口信道资源

PDSCH：物理下行共享信道调制方式：QPSK,

PBCH：物理广播信道QPSK

PMCH：物理多播信道调制方式：QPSK,

PHICH：物理HARQ指示信道调制方式：BPSK

PDCCH调制方式：QPSK

PCFICH：物理控制格式指示信道调制方式：QPSK

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LTE空口信道资源

PUSCH：物理上行共享信道

调制方式：QPSK, 16QAM, 64QAM

PUCCH调制方式：QPSK

物理随机接入信道调制方式：QPSK

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物理信道概述

下行信道：

Physical Broadcast Channel (PBCH)：物理广播信道，承载小区ID等系统信息，用于小区搜索过程。

Physical Downlink Control Channel (PDCCH)用户数据的资源分配信息，以及与用户数据相关的HARQ信息。

BCH

MCH

PCH

DL-SCH

Physical Downlink Shared Channel (PDSCH)户数据。

Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH)承载控制信道所在OFDM符号的位置信息。

Physical Hybrid ARQ Indicator Channel (PHICH)：物理HARQ指示信道，承载HARQ的ACK/NACK信息。

Physical Multicast Channel (PMCH)：物理多播信道，承载多播信息。

UL-SCH

RACH

PBCHPMCHPDSCHPDCCH

下行传输信道和物理信道的映射关系

上行信道：

Physical Random Access Channel (PRACH)入前导。 Physical Uplink Shared Channel (PUSCH)数据。 Physical Uplink Control Channel (PUCCH)：物理上行控制信道，承载HARQ的

ACK/NACK，调度请求(Scheduling Request)，信道质量指示(Channel Quality Indicator)等信息

PUSCHPRACHPUCCH

上行传输信道和物理信道的映射关系

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LTE空口信道资源

物理广播信道PBCH：

PBCH传送的系统广播信息包括下行系统带宽（4bit）、SFN子帧号（8bit）、PHICH （3bit）指示信息、组数、天线信息等； PBCH的RE映射；

PBCH位置

PBCH位置

控制区域

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LTE空口信道资源

物理控制格式指示信道PCFICH：

PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的OFDM个数

CFI：2bit信息

1/16编码，QPSK调制

PCFICH映射到控制区域的第一个OFDM4个REG上 4个REG之间相差1/4带宽

REG的位置与小区id

有关

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/u1km.html