LTE网络结构.ppt

什么是“LTE”?Long Term Evolution（长期演进）LTE通常称为3.9G，是一种从3G向4G演进的主流技术LTE是3G网络的演进，与传统的2G/3G网络架构有何区别？传统的2G/3G组网结构BTS/Node BBTS/Node BBSC/RNCBSC/RNC本地传输网MGWMSCSGSNGGSNCNRANPS域CS域 语音部分由核心网CS域进行处理；数据部分由PS域进行处理。基站之间不能直接通信，基站间信令的切换需要通过BSC/RNC。通过点到点面向连接的E1或者FE专线汇聚方式回传至BSC/RNC。LTE的结构与技术特征3LTE的组网结构 扁平、IP化的系统架构 1、无BSC/RNC，只有两种网元：eNB+aGW；RNC的功能被拆分至MME、S-GW以及eNB中：S-GW：RNC中的用户平面承载功能；MME：RNC中的大部分控制平面功能；eNB：RNC中的终端切换管理功能。P-GW网络控制部分IMSeNode BeNode B本地传输网MMES-GWEPCE-UTRANeNode BeNode BaGWPS域业务控制、信令实现基站之间的互通MESH组网 2、All IP,核心层只有PS域，且控制与 承载相分离。由IMS统一承载全业务。MME：处理控制、信令信号 S-GW：处理数据、语音等业务 3、点到多点的面向连接网络 实现基站之间的互通，MESH组网（逻辑上）LTE网络结构 SGi S4 S3 S1-MME PCRFS7 S6a HSSS10 UEGERAN UTRAN SGSN LTE-Uu ”E-UTRAN MMES11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1-U Operators IP Services(e.g.IMS,PSS etc.)Rx+LTE系统n 在LTE系统架构中，RAN将演进成E-UTRAN,且只有一个结点：eNodeB。MME/S-GWMME/S-GWeNodeBeNodeBeNodeBS1EPCE-UTRANX2X2X2EPSLTE网络结构LTE系统标题标题：上一级14号，字色0/153/153；本级28号，黑色字体字体/字色字色/字号字号：幻灯片正文默认幼圆/Arial/黑色/20号，备注页默认幼圆/Arial/黑色/10号，专业内课程应一致段落段落：幻灯片/备注页正文行间距默认1.25倍；幻灯片建议不超过7行编号编号：项目/数字编号符合母版要求错别字错别字：无明显错别字配色参考配色参考：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是几种组配色方案（仅供参考）。正文页正文页插图插图/表格表格：非visio格式，图/表内文字不小于9号，清晰，图/字灰度对比强，不建议用深灰度底色版式名称版式名称：正文（文字）动画动画/放映模式放映模式：顺序正确，静态时不凌乱-EUTRANMMESGW/PGWx2 x2 x2 eNBeNB S1 HSS/AAAPCRF IMS EPCService LayerEUE eNB接入网扁平化核心网全IP化核心网与业务分离IMS对业务负责TD-LTE网络架构TD-LTE网络架构概述LTE/SAE网络总体架构网络架构更趋扁平化和简单化减少网络节点，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UTRANLTE/SAE网络结构SGSNGPRSUMTSE-UTRANcdma2000MMEHSSPCRFServing GWPDN GWBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS2aS1-US6aGxS5/8GbIuS1-MMES12S3S4S11SGiS9S10User planeControl planeBTSInternetCorporateInternetOperator ServiceNetworkEPS(Evolved Packet System)S6dPDSNBSCSAEA10/A11标题标题：上一级14号，字色0/153/153；本级28号，黑色字体字体/字色字色/字号字号：幻灯片正文默认幼圆/Arial/黑色/20号，备注页默认幼圆/Arial/黑色/10号，专业内课程应一致段落段落：幻灯片/备注页正文行间距默认1.25倍；幻灯片建议不超过7行编号编号：项目/数字编号符合母版要求错别字错别字：无明显错别字配色参考配色参考：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是几种组配色方案（仅供参考）。正文页正文页插图插图/表格表格：非visio格式，图/表内文字不小于9号，清晰，图/字灰度对比强，不建议用深灰度底色版式名称版式名称：正文（文字）动画动画/放映模式放映模式：顺序正确，静态时不凌乱PCRF：负责策略控制的决策，也负责位于P-GW中流量收费功能。PCRF提供QoS授权（QoS等级标识和比特率）EPS网元和接口TD-LTE网络架构概述BCNLHot TipHow do I incorporate my logo to a slide that will apply to all the other slides?qOn the View menu,point to Master,and then click Slide Master or Notes Master.Change images to the one you like,then it will apply to all the other slides.SAE基本网元概述MMEServing GatewayPDN Gateway移动性管理会话管理用户鉴权和密钥管理NAS层信令的加密和完整性保护TA LIST管理P-GW/S-GW选择分组路由和转发功能IP头压缩IDLE态终结点，下行数据缓存E-NodeB间切换的锚点基于用户和承载的计费路由优化和用户漫游时QoS和计费策略实现功能 分组路由和转发3GPP和非3GPP网络间的Anchor功能HA功能UE IP地址分配，接入外部PDN的网关功能计费和QoS策略执行功能基于业务的计费SAE基本网元概述HSSHSS（Home Subscriber Server）是归属用户服务器，存储了LTE/SAE网络中用户所有与业务相关的数据。PCRF在非漫游场景时，在HPLMN中只有一个PCRF跟UE的IP-CAN会话相关。PCRF终结Rx接口和Gx接口。在漫游场景时，并且业务流是local breakout时，有两个PCRF跟一个UE的IP-CAN会话相关n MMEMME功能功能 NASNAS信令以及安全性功能信令以及安全性功能 3GPP3GPP接入网络移动性导致的接入网络移动性导致的CNCN节点间信令节点间信令 空闲模式下空闲模式下UEUE跟踪和可达性跟踪和可达性 漫游漫游 鉴权鉴权 承载管理功能（包括专用承载的建立）承载管理功能（包括专用承载的建立）n Serving GWServing GW 支持支持UEUE的移动性切换用户面数据的功能的移动性切换用户面数据的功能 E-UTRANE-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持 在新的在新的LTELTE框架中，原先的框架中，原先的IuIu,将被新的接口将被新的接口S1S1替换。替换。IubIub和和IurIur将被将被X2X2 替换替换LTE网络结构LTE系统LTE相关的节点接口S1-MMEE-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点S1-UE-UTRAN和发Serving-GW之间的接口每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中）X2eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口LTE-Uu无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口LTE网络结构LTE系统LTE eNodeB的系统位置的系统位置nE-UTRAN只有一种节点网元eNodeB，eNodeB具有TD-SCDMA系统中NodeB的功能和RNC大部分功能。eNode B具有现3GPP Node B全部和RNC大部分功能，包括：物理层功能MAC、RLC、PDCP功能RRC功能资源调度和无线资源管理无线接入控制移动性管理n eNodeBeNodeB功能功能 eNodeBeNodeB具有现有具有现有3GPP R5/R6/R73GPP R5/R6/R7的的Node BNode B功能和大部分的功能和大部分的RNCRNC功能，功能，包括物理层功能（包括物理层功能（HARQHARQ等），等），MACMAC，RRCRRC，调度，无线接入控制，移动，调度，无线接入控制，移动性管理等等。性管理等等。RNCNode BeNodeBLTE网络结构LTE系统控制面(可简单理解为信令消息)：qS1、X2接口管理q小区管理：小区建立、重配、删除qUE管理：UE建立、重配、删除、UE接纳控制q系统信息广播、UE寻呼q移动性管理：UE在不同小区间切换用户面(可简单理解为用户业务数据)：q话音业务q数据业务q图像业务LTE eNodeB实现的功能实现的功能LTE网络结构E-UTRAN和EPC之间的功能划分图，可以从LTE在S1接口的协议栈结构图来描述，如下图所示黄色框内为逻辑节点，白色框内为控制面功能实体，蓝色框内为无线协议层。LTE系统OMNMS19LTE的主要接口组成S1与X2eNode BeNode B本地传输网MMES-GWeNode BeNode BaGW业务控制、信令S1-US1-CX2 S1接口 用于连接eNode B和aGW，分为：S1-C（eNode BMME）S1-U（eNode BS-GW）S1-APS1-APSCTPSCTPIPIPVLANVLANMACMACS1-CUP-PDUsUP-PDUsGTP-UGTP-UUDPUDPIPIPVLANVLANMACMACS1-UUP-PDUsUP-PDUsX2-APX2-APGTP-UGTP-UUDPUDPSCTPSCTPIPIPIPIPVLANVLANVLANVLANMACMACMACMACX2-U&X2-CX2接口用于eNode B之间互通（信 令切换及少量数据），分为：X2-C（eNode BeNode B）X2-U（eNode BeNode B）OM接口用于连接NMS，实现OAM 20LTE的pool化eNode BeNode B本地传输网MMES-GWeNode BeNode BaGW业务控制、信令X2S1接口扩展：S1-Flex通过S1-Flex支持MME/S-GW pool，增强可靠性和灵活性。MMES-GWS1-CS1-UMME poolS-GW poolpool1、实现S1接口点到多点的连接。2、实现单个eNode B节点的业务分摊（归属于多个aGW），简化了组网。3、实现eNode B节点与aGW的保护倒换。小结LTE的结构与技术特征小结网络扁平化网元数目最小化核心网处理趋同化业务控制分离化IP化EPC核心网组网方案TD-LTE核心网（EPC）采用3GPP R8版本架构，控制与承载相分离，主要由移动管理设备（MME）、服务网关（S-GW）、分组数据网网关（P-GW）、计费网关（CG）、归属签约用户服务器（HSS）等功能单元组成。E1000UGWMMEHSSeNBCGPTNeNB93039303网管网管DCNL3交换机CMnet及业务平台CECEGEGEn 无线采用PTN+CE方式组网，PTN通过MC-LAG方式和CE之间对接，CE侧采用主备端口，配置BFD for VRRP；n EPC通过三层交换机9303连接，sGi接口通过9303连接E1000防火墙，接入CMNET及相关业务平台；n 网管数据流通过S1/X2 CE分流后，通过三层交换机连入DCN网络；现网华为、诺西均已新建一套LTE核心网，建网初期S-GW与P-GW采用合设方式，规模扩大后需对核心网进行单板扩容，设置独立的S-GW和P-GW，同时考虑容灾、备份。EPC核心网组网方案TD-LTE逻辑架构：需新建1套MME、1套SAE-GW、1套HSS、1套CG设备及其他组网设备。S-GW与P-GW合设新建1套MME连接eNodeB、SAE-GW和HSS等，实现业务控制及移动性管理等功能，采用以省为单位集中设置的方式。新建1套SAE-GW建网初期S-GW与P-GW/GGSN采用合设方式，采用以省为单位集中设置的方式。新建1套HSS，具备HLR功能，用于存储和处理与用户数据相关的信息，采用集中设置的方式。新建1套CG设备，EPC核心网的业务计费点在S-GW和P-GW，由于这些设备本身存储计费话单的能力有限，需在每个节点设置CG，以避免由于传输链路故障而导致计费话单丢失。CG与S-GW和P-GW建议安装在同一机房。新建2对CE分别接入IP专用承载网和CMNet，另还实现核心网元间的互连，与计费、网管系统之间的连接。现网GPRS核心网的1对DNS需升级为融合DNS，支持2G/TD/EPC域名查询。现网OMC设备需升级改造，实现对融合设备的管理。第 25 页传输网建设思路PTN核心层支持L3方案探讨静态配置方式LTE技术优势1：高速、高效、低时延峰值速率平均频谱效率延迟msbps/HzMbps10+46n更高的速率更高的速率DL:90Mbps SISO;172Mbps 2*2 MIMO;326Mbps 4*4 MIMOUL:58Mbps 16QAM;84Mbps 64QAMn更高频谱效率更高频谱效率DL:34 times HSDPA(2*2 MIMO)UL:23 times HSPA+(1*2 MIMO)n更低时延更低时延信令时延100ms，业务环回延迟10msLTE技术优势2：简单、灵活和统一的网络GGSNSGSNRNCNodeBNodeB业务业务信令信令传统网络传统网络SAE-GWMMEeNodeBeNodeB业务业务信令信令扁平网络扁平网络VSCSNodeBRNCTDM/ATM/IPPSATM语音数据eNodeBPSIP语音数据传统网络传统网络业务业务(语音数据语音数据)全全IP，承载全，承载全IPVS