来自 科学创造 2019-10-17 19:00 的文章
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LTE网络的相关知识,LTE核心网网络架构

电信技术业务移动化、宽带化和IP化的趋势日益明显,移动通信技术处于网络技术演进的关键时期。LTE系统作为下一代移动通信的统一标准,具有高频谱效率、高峰值速率、高移动性和网络架构扁平化等多种优势。这一高效的网络系统带给我们的不仅仅是良好的网络感知,透过它的运行模式更带给我们对工作方式的思考。

作者:张成哲    班级:1402019    学号:14020199042

OFDM——众人拾柴火焰高

【嵌牛导读】:随着LTE技术标准的完善和成熟,各运营商在LTE技术上投入的不断加大,对LTE系统核心网网络架构各部分网元功能的分析变得至关重要,本文通过分析各网元的功能,实现对核心网架构的一个简单介绍。

OFDM,即正交频分复用技术,它是LTE的关键技术之一,采用多个频率并行发送,以实现宽带的传输,各个子载波相互交叠,相互正交,从而极大地提高了频谱的效率。对于工作而言,即“1 1>2”的高效协作。小溪只能泛起小小的浪花,大海才能迸发出惊涛骇浪。个人之于团队,正如小溪之于大海。每个人都有自己的优点,同时,也有着自身的不足,虽说勤能补拙,然而,要求每个人都做到这一点却不是那么容易的事情。在一个团队里,利用每一个成员的知识和技能协同工作,充分发挥个人优势,那么,这个团队将无比强大。

【嵌牛鼻子】:LTE 核心网

调度算法——团队激励机制

【嵌牛提问】:什么是LTE核心网?其主要网络架构又是什么?

在LTE中,调度是指为上下行链路分配时隙资源,基本目标是在满足QoS的前提下,利用不同UE之间的信道质量及其他条件的不同,尽可能最大化系统容量。“正比公平算法”综合考虑了小区容量及用户业务的QoS,兼顾调度用户的公平性。每一个团队的工作都需要合理地调度每一个人才能取得最优的结果、最大的成功。而对于团队成员的调度无外于两种主要方式:惩罚和激励。适度的惩罚和激励是积极的,能持续提高效率。过度惩罚是无效的,一个经常被否定的成员,有多少工作热情也会荡然无存。只有合理的调度才能使团队的成员互为呼应,默契配合,有序而不乱。

【嵌牛正文】:

信令流程——管理流程高效简洁

       LTE(Long Term Evolution,长期演进) 就是3GPP的长期演进,是3G与4G技术之间的一个过渡,是3.9G的全球标准,它增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准,为降低用户面延迟,取消了无线网络控制器(RNC),采用扁平网络结构。在20MHz频谱带宽下能提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。

LTE系统每条信令都相当于2G、3G系统2~3条的信令内容。尤其特别的是这一系统的事件上报方式与2G、3G均有所不同。在LTE系统中,事件被触发并上报后转为周期上报。这一方式可有效防止因报告遗失或内部流程的失败造成的影响,也可以起到重试的作用,更重要的是,一次事件报可能内容并不全,通过事件转周期可以得到更为完整的结果。

       当前,全球无线通信正呈现出移动化、宽带化和IP化的趋势,移动通信行业的竞争极为激烈。在现有技术还没有大规模商用之前,一些无线宽带接入技术也开始提供部分的移动功能,通过宽带移动化,试图进入移动通信市场。为了维持在移动通信行业中的竞争力和主导地位,3GPP组织在2004年11月启动了长期演进过程LTE以实现3G技术向4G的平滑过渡。3GPP计划的目标是:更高的数据速率、更低的延时、改进的系统容量和覆盖范围以及较低的成本。

LTE网络的相关知识,LTE核心网网络架构。对于管理而言,这一机制值得思考与借鉴。每条命令、每项工作的完成达成的目的多少直接决定了效率的高低。抓要点、理关键,必然可以做到事半而功倍。而“事件转周期”的上报方式,可以引入日常的工作汇报中,兼顾了内容的全面和流程的简洁。

       LTE对空口和接入网的技术指标包括:

网络架构——扁平化架构降低“时延”

       (1)峰值数据速率,下行达到100Mbit/s,上行50Mbit/s。

LTE网络系统结构最大的特点就是“扁平化”。网络层级的减少直接保证了LTE的时延要求(控制面时延小于100ms,用户面时延小于10ms)。这一点同样可以引入我们日常工作的组织架构中,减少节点,让沟通更加顺畅,必然让我们的工作“时延”减小。

       (2)提高频谱效率(达到Release 6的2~4倍)。

       (3)接入网时延(用户平面UE-RNC-UE)时延不超过10ms。

       (4)减小控制平面时延,UE从待机状态到开始传输数据时延不超过100ms(不包括下行寻呼时延)。

       为了实现这一目标,除了要考虑空中接口技术的严禁之外,还需要考虑网络体系结构的改进。对无线接入网网络架构的研究就是要找出最优的网络结构并考虑介入网内以及接入网与核心网之间的功能划分,以期望实现更高的数据速率、更低的时延。

        LTE网络架构的需求:

       (1)单一网络结构。

       (2)基于分组业务的网络架构,支持实时以及会话类业务。

       (3)尽可能不通过增加额外的回程开销,最小化“单点失败”的出现机会。

       (4)尽可能简化和最小化引入的接口数目。

       (5)如果需要提高系统性能,不排除无线网络层(RNL)与传输网络层之间的交互。

       (6)支持端到端的QoS。传输网络层向无线网络层提供适当的QoS。

       (7)QoS机制需要考虑存在的多种业务类型,保证有效的带宽使用率,例如:控制平面业务,用户平面业务,以及Q&M业务。

       (8)最小化时延抖动,比如针对分组通信的TCP/IP。

       LTE网络整体结构:

       LTE采用扁平化、IP化的网络结构,E-UTRAN用E-NodeB替代原有的RNC-NodeB结构,各网络节点之间的接口使用IP传输,通过IMS承载综合业务,原UTRAN的CS域业务均可由LTE网络的PS域承载。其中,E-UTRAN由eNB构成;EPC由MME,S-GW以及P-GW构成。相对UMTS得网络结构而言,LTE网络结构进行了大幅度简化。

       EPC核心网架构的特征:

       (1)控制面与用户面完全分离,网络趋向扁平化。

       (2)支持3GPP与非3GPP(如Wi-Fi、WiMAX等)的多种方式的接入,并支持用户在3GPP网络和非3GPP网络之间的漫游和切换。

       (3)核心网中不再有电路域,EPC成为移动电信业务的基本承载网络。

       通信网络中一些网元的解释:

       MME(Mobility Management Entity,移动管理设备)提供了用于LTE接入网络的主要控制,并在核心网络的移动性管理,包括寻呼、安全控制、核心网的承载控制以及终端在空闲状态的移动性控制等。它跟踪负责身份验证、移动性,以及与传统接入2G/3G接入网络的互通性的用户设备(UE)。

       S-GW(Signaling Gateway,服务网关)负责UE用户平面数据的传送、转发和路由切换等,同时也作为eNodeB之间互相传递期间用户平面的移动锚,以及作为LTE和其他3GPP技术的移动性锚。另一方面S-GW提供面向E-UTRAN的接口,连接NO.7信令网与IP网的设备,主要完成传统个PSTN/ISDN/PLMN侧的七号信令与3GPP R4罗侧IP信令的传输层信令转换。

       P-GW(Packet data networks gateway,分组数据网网关)管理用户设备(UE)和外部分组数据网络之间的连接。一个UE可以与访问多个PDN的多个PGW同步连接。PGW执行政策的实施,为每个用户进行数据包过滤、计费支持、合法拦截和数据包筛选。分组数据网网关也是推动对处理器和带宽性能增加需求的关键网络元素。

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