LTE_Technical_Overview_CN[1]

技术白皮书 长期演进（LTE）： 技术概述 导言 近来，移动数据业务使用量的增长，以及诸如 MMOG（多媒体网络游戏）、移动电视、 Web 2.0、流媒体内容等新应用的涌现，促使第三代合作伙伴计划（3GPP）开始研究 长期演进（LTE）技术。LTE 是 3GPP 移动网络技术体系的最新 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，之前该组织曾成 功实现 GSM/EDGE 以及 UMTS/HSxPA 网络技术，目前，这两类网络服务于全球 85% 以上的移动用户。LTE 的问世将进一步增强 3GPP 相对于其他蜂窝移动技术的竞争优 势。 LTE 采用了被称为演进版 UMTS 地面无线接入网（E-UTRAN）的无线接入技术，有望 显著提高最终用户吞吐量和扇区容量，缩短用户面时延，从而大幅提升用户的完全移动 体验。由于互联网 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 （IP）日益成为承载各类业务的首选协议，LTE 还计划向基于 IP 的业务提供端到端服务质量（QoS）支持。LTE 可支持的语音业务将主要为 IP 电话 （VoIP）业务，以便更好地与其他多媒体业务相融合。预计将于 2010 年开展首个 LTE 部署，大规模商用则还在一两年之后。 与被纳入 Release 99 UMTS 架构的 HSPA（高速分组接入）技术不同的是，3GPP 专 为 LTE 开发了一个新的分组核心网——演进版分组核心（EPC）网络架构，通过减少 网元数量、简化网络功能、增强冗余性，以及最重要的，实现与其他固网和移动接入网 络的互连和切换，支持 E-UTRAN 接入技术，从而助力运营商为用户带来无缝移动体 验。 LTE 提出了很高的性能要求，需要依靠诸如正交频分复用（OFDM）、多入多出 （MIMO）系统、智能天线等物理层技术来实现这些目标。LTE 的核心宗旨是最大限度 降低系统和用户终端（UE）的复杂度，提高现有或新增频谱的使用灵活性，以及实现 和其他 3GPP 无线接入技术（RAT）的互联互通。 目前，LTE 已得到大多数采用 3GPP 和 3GPP2 标准的运营商的支持。这些运营商以及 其他相关各方的目标是在 2007 年第四季度制定出 E-UTRAN 标准，并在 2008 年第一 季度完成 EPC 规范。 第 2 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 LTE 的性能目标 E-UTRA 可支持不同类型的业务，包括网页浏览、文件传输协议（FTP）、视频流、IP 电话、网络游戏、实时视频、一键通和图片一键通等。因此，LTE 的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 目标是成为 一个满足表 1 所示关键性能要求的高数据率、短时延系统。预计，用户终端的发射和 接收带宽均将达到 20MHz。不过，运营商在部署小区时可以实现表中所列任何带宽。 这样，运营商就可以根据可用的频谱资源量，灵活地度身定制其 LTE 网络，或者能够 在开始时仅使用有限的频谱资源，以降低前期投资，然后逐渐增加频谱资源，以提高 网络容量。 除满足这些性能要求之外，LTE 还打算最大限度地降低成本和功耗，同时确保后向兼 容 UMTS 系统，支持从 UMTS 系统经济高效地迁移至 LTE。此外，增强型多播业务、 更好地支持端到端服务质量（QoS）以及最大限度地减少架构中的选项和冗余特性数 量等，都是 LTE 的目标。 LTE 下行通道（DL）的频谱效率将是 Release 6 HSDPA 下行通道频谱效率的 3 至 4 倍，而在上行通道（UL），LTE 的频谱效率将是 Release 6 HSUPA 的 2 至 3 倍。LTE 中的越区切换规程旨在最大限度地缩短中断时间，使之短于 2G 网络中电路交换越区切 换的中断时间。此外，从 LTE 越区切换至 2G/3G 系统也被专门设计为无缝的。 表 1：LTE 性能要求 第 3 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 系统架构说明 为了最大限度地降低网络复杂度，当前取得 一致同意的 LTE 架构如图 1 [2, 3]所示。 功能要素 该 LTE 架构包含下列功能要素： 演进版无线接入网（RAN） LTE 所采用的演进版无线接入网完全由名为 eNodeB（eNB）的基站组成。通过 eNB 基 站，向用户终端提供通信接口。eNB 基站集 中了物理层（ PHY ）、媒体接入控制层 （MAC）、无线链路控制层（RLC）和分组 数据控制协议层（PDCP）等，包括用户面 报头压缩和加密功能。此外，eNB 基站还提 供了与控制面相对应的无线资源控制 （RRC）功能。eNB 基站可以执行许多功 能，包括无线资源管理、准入控制、调度、 执行商定的 UL QoS、小区信息广播、加密/ 解密用户面和控制面数据，以及压缩/解压缩 下行/上行用户面数据包报头。 服务网关（SGW） 服务网关负责路由和转发用户数据包，同时 也在 eNB 间切换过程中充当用户面的移动锚 点，以及当用户终端在 LTE 与其他 3GPP 网 络之间移动时充当锚点（终止 S4 接口，和 在 2G/3G 系统与分组数据网网关（PDN GW）之间中继业务）。对于处于空闲状态的 用户终端，服务网关将终止下行数据通道， 并在有发送给该用户终端的下行数据到达 时，触发寻呼。服务网关将管理和保存用户 终端上下文，例如，IP 承载业务参数、网络 内部路由信息等。服务网关还负责在合法监 听过程中，复制用户业务。 移动管理实体（MME） 移动管理实体是 LTE 接入网的关键控制节 点，负责追踪处于空闲模式的用户终端和执 行寻呼规程，包括重传。移动管理实体参与 了承载激活/停用过程，并且负责在初始连接 时和在涉及核心网（CN）节点重新定位的 LTE 内部切换过程中，为用户终端选择服务 网关。此外，移动管理实体还负责通过与归 属用户服务器（HSS）交互，对用户执行鉴 权。非接入层（NAS）信令终止于移动管理 实体，移动管理实体还负责生成和分配用户 终端临时 ID。移动管理实体将核查用户终端 在运营商的公共陆地移动网（PLMN）上的 预占授权，并执行用户终端漫游限制。在网 络中，移动管理实体是非接入层信令加密/完 整性保护的终点，负责执行安全密钥管理。 移动管理实体还负责向合法的信令监听提供 支持。移动管理实体也为用户终端在 LTE 与 2G/3G 接入网之间移动提供控制面功能，其 中，S3 接口起始于服务 GPRS 支持节点 （SGSN），终止于移动管理实体。移动管理 实体也是起始于归属用户服务器的 S6a 接口 的终点，以支持漫游的用户终端。 分组数据网网关（PDN GW） 分组数据网网关允许用户终端连接至外部分 组数据网络，充当用户终端的业务进出点。 用户终端可以同时连接至多个分组数据网网 关，以接入多个分组数据网络。分组数据网 网关负责执行策略执行、为每一位用户过滤 数据包、计费支持、合法监听和数据包筛 选。分组数据网网关的另一个重要职责是， 当用户终端在 3GPP 与诸如 WiMAX 和 3GPP2（CDMA 1X 和 EvDO）等非 3GPP 网络之间移动时，充当锚点。 关键特性 从演进版分组系统（EPS）到演进版分组核 心网（EPC） 演进版分组系统的一个关键特性是，通过一 个明确定义的开放接口（S11 接口），分隔开 执行控制面功能的网络实体（移动管理实 体），与执行承载面功能的网络实体（服务网 关）。由于 E-UTRAN 将提供更高带宽，以支 持新的业务和改善现有业务，因此，移动管 理实体与服务网关相分离意味着，可以在专 为高带宽数据包处理而优化的平台上实现服 务网关，而移动管理实体则可在专为信令交 易而优化的平台上实现。这样，就可以分别 为这两种网元选择更加经济高效的平台，并 可单独扩容。运营商也可以在网络中为服务 网关选择最优拓扑位置，而不必受移动管理 实体的部署位置的影响，以优化带宽、缩短 时延和避免出现故障集中点。 S1-flex 机制 S1-flex 概念通过将移动管理实体和服务网关 汇集起来形成一个池，并允许每个 eNB 基站 连接至池中的多个移动管理实体和服务网 关，为网络冗余和在这两种核心网网元之间 实现均衡负载，提供了支持。 第 4 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 网络共享 LTE 架构允许多家运营商各自部署单独的核心网（移动管理实体、服务网关、分组数据网网关）， 同时共享 E-UTRAN（eNB 基站），从而降低网络的占有成本和运行成本。这要归功于允许各个 eNB 基站连接至多个核心网实体的 S1-flex 机制。当用户终端接入网络后，将根据用户终端发送的运营 商 ID，将之连接至相应的核心网实体。 （非可信非 3GPP 接入要求在数据通道上部署演进版分组数据网关（ePDG）） 图 1：3GPP LTE 高级架构（所有 LTE 接口的详细信息，请参阅附件一） 协议层架构 图 2：控制面协议堆栈 图 3：用户面协议堆栈 本小节将介绍不同协议层的功能及其在 LTE 架构中的位 置。图 2 和图 3 所示分别为控制面协议堆栈和用户面协议 堆栈[参考资料 4]。在控制面，在移动管理实体与用户终端 之间运行的非接入层协议，主要用于提供诸如网络连接、 鉴权、承载建立和移动管理等控制功能。移动管理实体和 用户终端将对所有非接入层消息进行加密和完整性保护。 eNB 基站中的无线资源控制层负责根据用户终端发送的相 邻小区测定数据，做出切换决策，通过空中接口寻呼用户 终端，广播系统信息，控制诸如通道质量信息（CQI）报 告周期等用户终端测定报告活动，和向处于活动状态的用 户终端分配小区级临时 ID。无线资源控制层还负责在切换 过程中，将用户终端上下文从源 eNB 基站发送给 eNB 基 站，并对无线资源控制消息进行完整性保护。无线资源控 制层负责建立和维护无线承载。 第 5 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 在用户面，分组数据控制协议层负责利用鲁棒 性报头压缩（ROHC）技术，压缩/解压缩用户 面 IP 数据包的包头，以高效地利用空中接口 带宽。分组数据控制协议层还负责加密用户面 数据和控制面数据。由于非接入层消息是承载 在无线资源控制层中，因此，移动管理实体和 eNB 基站将先后对其进行一次加密和完整性保 护，确保加倍安全。 无线链路控制层主要用于在用户终端与 eNB 基站之间确定业务格式和传输业务。无线链路 控制层提供了三种不同的可靠模式，用于传输 数据：确认模式（AM）、非确认模式（UM） 和透明模式（TM）。非确认模式适用于传输实 时（RT）业务，因为这种业务对时延非常敏 感，不能等待重传。另一方面，确认模式则适 用于诸如文件下载等非实时（NRT）业务。透 明模式适用于事先知道协议数据单元（PDU） 大小的情况，例如广播系统信息。无线链路控 制层还负责将业务数据单元（SDU），顺次交 付至更高层，避免向更高层交付重复的业务数 据单元。无线链路控制层也可根据无线链路条 件，分割业务数据单元。 此外，有两级重传可用于确保传输可靠性， 即，在媒体接入控制层执行的混合自动重传 请求（HARQ），和在无线链路控制层执行的 外部自动重传请求（ARQ）。HARQ 未能纠 正的残余错误，必须通过外部 ARQ 来解 决，利用一个误码反馈机制，就能轻松实现 这一点。HARQ 采用了 N 进程停止等待重 传，在下行通道执行异步重传，而在上行通 道执行同步重传。异步 HARQ 意味着，按预 先确定的周期性间隔，重传 HARQ 块。因 此，无需通过明示信令向接收端表明重传时 间表。异步 HARQ 则允许根据空中接口的状 况，灵活安排重传时间。图 4 和图 5 所示分 别为下行通道和上行通道的第二层结构。第 二层由分组数据控制协议层、无线链路控制 层和媒体接入控制层共同构成。 图 4：下行通道第二层结构图 图 5：上行通道第二层结构 第 6 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 图 6：LTE 中的逻辑通道 图 7：LTE 中的传输通道 LTE 做了很大的努力，以减少逻辑通道和传输通道的数 量，和简化二者之间的映射。图 6 和图 7 所示分别为 LTE 中不同的逻辑通道和传输通道。根据在无线通信接 口上传输数据的特征（如，自适应调制和编码），来区 分传输通道。媒体接入控制层负责建立逻辑通道与传输 通道之间的映射，根据不同用户终端及其业务的相对优 先级，在上行通道和下行通道上执行调度，以及选择最 适当的传输格式。逻辑通道以其承载的信息为特征。图 8 所示为逻辑通道与传输通道的映射[参考资料 4]。虚 线表示 3GPP 仍在研究的映射关系。 图8：逻辑通道与传输通道的映射[参考资料4] 第 7 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 eNB 基站上的物理层负责根据通道条件，利用 自适应调制编码（AMC）来保护数据，使之免 受通道错误的影响。物理层还负责维持频率和 时间同步，以及执行射频处理，包括调制和解 调。此外，物理层负责处理用户终端发出的测 定报告，如通道质量指标，并向更高层表明该 测定结果。调度的最小单位是对应于一个子帧 （1 毫秒）和 12 个副载波的时间-频率块。为 了限制控制信令，因此不是以一个副载波为单 位执行调度。在 E-UTRA 中，上行通道和下行 通道均可采用 QPSK、16QAM 和 64QAM 调制 模式。在用户终端的上行通道上，64-QAM 为 可选调制模式。 支持用户终端配备多个天线，并且双接收天线 和单发射天线的配置为强制要求。eNB 基站也 可支持 MIMO（多入多出），双发射天线是基本 配置。副载波间隔为 15 kHz 的正交频分多址 接入（OFDMA），和单载波频分复用（SC- FDMA）已被选定为分别在下行通道和上行通 道上使用的传输技术。每个无线帧的长度为 10 毫秒，包含 10 个子帧，每个子帧可以承载 14 个 OFDM 符号。关于这些接入技术的详细信 息，请参阅[参考资料 4]。 移动性管理 按源小区和目标小区所采用的无线通信技术， 以及用户终端的移动状态，可以将移动性管理 划分为不同的类别。从移动性的角度来看，用 户终端有三种状态：LTE_DETACHED（断 开）、LTE_IDLE（空闲）和 LTE_ACTIVE（活 动），如图 7 所示。LTE_DETACHED 状态通常 是过渡状态，此时，用户终端已开机，但正在 搜索和登录网络的过程中。LTE_ACTIVE 状态 是指，用户终端已登录网络，并且与 eNB 基站 建立了无线资源控制层连接。在 LTE_ACTIVE 状态下，网络知道用户终端所属小区，并且可 以与用户终端进行数据收发通信。LTE_IDLE 状态是用户终端的节能状态，在 LTE_IDLE 状 态下，用户通常不发送或接收数据包。在 LTE_IDLE 状态下，没有关于用户终端的上下 文信息保存在 eNB 基站中。在该状态下，只有 移动管理实体知道用户终端的位置，并且定位 精度仅为包含多个 eNB 基站的追踪区域 （TA）内。移动管理实体只知道用户终端最后 一次登录的追踪区域，要知道用户终端究竟位 于哪个小区，必须执行寻呼。 空闲模式移动性 在空闲模式下，用户终端处于节能模式状态， 不会在每次改变所在小区时通知网络。 网络知道用户终端所在的几个小区的范围，这 个范围被称为追踪区域（TA）。当有向用户终 端发起的呼叫时，将在其最后一次报告的追踪 区域内寻呼该用户终端。3GPP就首选的追踪 区域机制展开了广泛深入的讨论。诸如GSM等 早期的技术，采用了静态非叠加追踪区域。然 而，一些新的技术能够避免乒乓效应，更加均 匀地在小区之间分布追踪区域更新负荷，降低 合并追踪区域更新负荷。所讨论的一些候选机 制包括，叠加追踪区域、多个追踪区域和基于 距离的追踪区域等机制。经过讨论，3GPP达 成的一致意见是，可以向用户终端分配多个假 定为非叠加的追踪区域。此外，3GPP一致同 意，LTE的追踪区域与LTE之前的无线接入技 术的追踪区域应当相分离，即，eNB基站与 UMTS Node-B基站应分属于单独的追踪区 域，以简化当用户终端穿越3GPP无线接入技 术边界时，网络对用户终端移动性的处理。 运营商有可能以阶段性方式部署LTE，并且在 未来一段时间，可能将继续使用诸如HSDPA、 UMTS、EDGE和GPRS等现有的3GPP技术。 图 9：用户终端在 LTE 中的移动状态 在这些技术系统之间存在缝隙，3GPP 已经研 究出了当能够在多个无线接入技术系统中收/发 信号的用户终端，在空闲模式下穿越这些无线 接入技术的边界时，最大限度地减少网络信令 的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。其目标是当用户终端在这些技术 系统之间移动时，使用户终端保持处于在不同 技术的空闲状态，例如，在 LTE 中处于 LTE_IDLE 状态，在 UMTS/GPRS 中处于 PMM_IDLE 状态，并且不执行追踪区域更新 （ LTE ） 或 路 由 区 域 （ RA ） 更 新 （UTRAN/GERAN）。为了实现这一点，用户 第 8 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 终端被同时分配给一个追踪区域和一个路由区 域。从此时起，只要用户终端是在广播其中一 个相当的追踪区域 ID 或路由区域 ID 的小区 （可能是不同的 3GPP 技术）之间移动，用户 终端就不会发送追踪区域或路由区域更新消 息。当有发送给该用户终端的新业务到达时， 将同时在这两种技术系统中寻呼用户终端，然 后根据用户终端在其中作出响应的技术系统， 通过该无线接入技术系统，转发数据。 与诸如 3GPP2 和 IEEE 等其他标准制定机构制 定的其他无线接入技术标准之间，不可能实现 这种同时在多个技术系统中寻呼用户终端的紧 密协作。因此，LTE 与非 3GPP 网络之间的漫 游将涉及向网络发出关于技术更改的通知。 连接模式移动性 在 LTE_ACTIVE 状态下，当用户终端在两个 LTE 小区之间移动时，将执行“后向”切换或推测 性切换。在这种类型的切换中，源小区将根据 用户终端发出的测定报告，确定目标小区，并 询问目标小区是否有足够的资源，以支持该用 户终端。目标小区还将在源小区命令用户终端 切换至目标小区之前，准备好无线资源。 在 LTE 中，是在 eNB 基站执行下行通道数据缓 冲，因为无线链路控制协议终止于 eNB 基站。 因此，相比于在集中式无线网络控制器 （RNC）执行数据缓冲，并且无线网络控制器 间切换不太频繁的 UMTS 架构，更有必要采取 某种机制，以避免在 eNB 基站间切换过程中发 生数据丢失。提出了两种机制，以用于最大限 度地减少切换过程中的数据丢失：缓冲转发和 双播。在缓冲转发中，一旦做出切换决策，源 eNB 基站就将缓存中的用户终端数据转发至目 标 eNB 基站。在双播中，服务网关将数据包双 播/多播至可能成为下一个服务 eNB 基站的一系 列 eNB 基站（包括当前服务 eNB 基站）。双播 解决方案需要高得多的回程链路带宽，并且可 能仍然完全不能避免数据丢失。此外，确定从 何时开始执行双播，是双播解决方案要解决的 一个重要问题。如果太早开始执行双播，会大 大增加对回程链路带宽的要求。如果太晚开始 执行双播，则会导致丢包。因此，3GPP 决定 采用缓冲转发机制，来避免在 LTE 内切换过程 中发生丢包。源 eNB 基站可以根据业务类型， 决定是否转发业务，例如，对非实时业务执行 数据转发，而对实时业务则不执行数据转发。 关于是应当转移完整的无线链路控制层上下 文，还是为每一次切换重设无线链路控制层的 问题，一直颇有争论。大多数人的观点认为， 应当在切换过程中重设无线链路控制层，因为 转移无线链路控制层上下文所涉及的过程太复 杂。但如果重设无线链路控制层，则必须将部 分发送的无线链路控制层业务数据单元，重传 给用户终端，这会造成空中接口资源使用效率 低下。假定在每一次切换过程中，都将重设无 线链路控制层，那么需要考虑的另一个问题 是，是仅将非确认的业务数据单元，还是将从 第一个非确认业务数据单元开始的所有缓存内 容，转移至目标 eNB 基站。3GPP 决定，在切 换过程中，仅将非确认的下行通道分组数据控 制协议层业务数据单元转移至目标 eNB 基 站。 请注意，这意味着始终由通过空中接口发送这 些数据包的 eNB 基站，执行加密和报头压 缩。 在目标 eNB 基站，分组数据控制协议层序列 号是连续的，这有助于用户终端对数据包进行 重新排序，以确保按顺序将数据包交付至更高 层。将通过一个名为“X2 接口”的新接口， 在 eNB 基站之间直接执行缓冲和上下文转 移，而不需要经过服务网关。一个尚未解决的 问题是，当用户终端在 eNB 基站之间切换 时，是否执行鲁棒性报头压缩上下文转移。鲁 棒性报头压缩上下文转移能提高无线资源的使 用效率，但同时也会增加复杂度。因为在 LTE 中，鲁棒性报头压缩终止于 eNB 基站，鲁棒 性报头压缩重设的频率，高于在分组数据控制 协议终止于无线网络控制器的 UMTS 中。 为支持用户终端在活动模式下执行 LTE 与其他 3GPP 网络之间的切换，3GPP 决定，应在服 务 GPRS 支持节点（SGSN）与服务网关之间 提供一个用户面接口。在这个接口上，将采用 用户面 GPRS 隧道协议（GTP-U）。尽管发生 这种类型的切换的可能性，比 LTE 内切换小得 多，3GPP 还是讨论了用于在这种类型的切换 中最大限度地减少丢包的方法，并决定选用缓 冲转发机制，直接从 eNB 基站发送至无线网 络控制器，或经由服务网关和服务 GPRS 支持 节点间接发送。 对于 LTE 与其他非 3GPP 网络之间的切换，将 在 S2a 接口上，使用 PMIPv6 和客户端 MIPv4 FA 模式，同时在 S2b 接口上采用 PMIPv6。 在 S2c 接口上，则首选使用 DS-MIPv6。适用 第 9 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 于 3GPP 与非 3GPP 网络之间的切换的移动方案 并未假定，在用户终端执行切换之前，目标技术 系统中已经准备好相应的资源。不过，目前正在 讨论旨在通过为切换做好准备，实现无缝移动的 提议。 代理移动 IPv6（PMIPv6）、移动 IPv4 外埠代理 （MIPv4 FA）模式和双协议栈移动 IPv6（DS- MIPv6） 演进版多媒体多播/广播业务 （E-MBMS） 从首个版本的 LTE 技术规范开始，就会实现支持 多媒体多播/广播业务。然而，可支持演进版多媒 体多播/广播业务的技术规范，尚处于开发初期阶 段。已经确定了两个适于使用 E-MBMS 的重要场 景。一个是单区广播，另一个是 MBMS 单频网 （MBSFN）。MBSFN 是 LTE 技术规范引入的一 个新特性。MBSFN 旨在利用 LTE 基础设施，提 供诸如移动电视等业务，预计将对基于手机电视 标准（DVB-H）的电视广播业务构成竞争。在 MBSFN 中，将由一组使用相同资源块的时间同 步 eNB 基站，发送信号。这样，就能执行空中合 并，从而大幅提高相比于非单频网运行的信号与 干扰及噪声比（SINR）。MBSFN 所使用的循环 前缀（CP）稍长一些，允许用户终端将不同 eNB 基站传出的业务合并起来，这在一定程度上 削弱了单频网运行的优势。在 MBSFN 运行中， 每个时隙长 0.5 毫秒，其中包含 6 个符号，相比 之下，在非单频网运行中，每个 0.5 毫秒的时隙 中有 7 个符号。 图 1 所示为 MBSFN 运行的用户面总体架构。 3GPP 已经在 E-MBMS 网关与 eNB 基站之间定 义了一个同步（SYNC）协议，以确保所有 eNB 基站基站通过空中接口发送相同的内容。如图所 示，演进版广播多播业务中心（eBM-SC）是 MBMS 业务源，而 E-MBMS 网关则负责将该业 务传输至 MBSFN 区域中的不同 eNB 基站。可以 利用 IP 多播，将该业务从 E-MBMS 网关，传输 至不同 eNB 基站。 3GPP 定义了一个名为 “MBMS 协调实体（MCE）”的控制面实体，以确 保将相同的资源块，分配给特定 MBSFN 区域中 的所有 eNB 基站，以发送特定业务。MBMS 协 调实体的任务是，确保 eNB 基站的无线链路控制 层/媒体接入控制层进行了适当的配置，以支持 MBSFN 运行。目前，3GPP 假定将由 E-MBMS 网关执行 MBMS 业务的报头压缩。 通常，单区 MBMS 和 MBSFN 均采用点到多点传 输模式。因此，不能像在点到点传输中那样，使 用诸如确认/非确认和通道质量指标等用户终端反 馈。然而，合并的通道质量指标和确认/非确认统 计信息，仍可用于链路自适应和重传。目前， 3GPP 正在对这些技术进行评估。 图 10：MBMS 内容同步的用户面总体架构[参 考资料 4] 第 10 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 摩托罗拉关于某些 LTE 设计选择的观点 摩托罗拉一直十分积极地参与了 LTE 标准的制 定，并大力推动实现将所有无线通信功能在 eNB 基站上实现，而蜂窝网络控制功能则包含在控制 面节点中，并且核心网用户面节点可以基于通用 IP 路由器的架构。这种架构有助于降低运营商的 投资成本（CAPEX）和运行成本（OPEX）。 摩托罗拉在下列方面做出了重大贡献：  平坦的无线接入网架构  将无线链路控制层和分组数据控制协议层 终止于 eNB 基站  利用直接的 eNB 基站间交互，实现分布 式无线资源管理  使控制面和用户面相分离，从而分隔开移 动管理实体与服务网关  利用互联网工程任务组（IETF）移动协 议，确切地说，（代理）移动 IP 协议，在 不同的接口上实现移动性  实现运营商之间共享服务网关  适用于活动模式的移动性解决方案，包括 在无线链路控制层/分组数据控制协议层 执行上下文转移，数据包位置重新排序功 能，等等  适用于空闲模式移动性的高效的追踪区域 概念  多媒体多播/广播业务和单频网运行 最大限度地重复利用不同技术系统中的组件和网 元，激发了摩托罗拉积极支持 LTE 的态度。尽可 能多地重复利用通用路由器以及基于 IETF 的移 动协议和诸如归属代理（HA）和外埠代理 （FA）等网元的愿望，促成了我们的立场。这样 的重复利用有望大幅降低运营商的投资成本。为 此，摩托罗拉发挥自身的影响力，促使在 eNB 基 站中实现了无线链路控制层、分组数据控制协议 层和无线资源控制层等协议。按照摩托罗拉的优 先选择决定的一个关键问题是，在 eNB 基站上实 现用户面加密和报头压缩功能。摩托罗拉还积极 支持在 3GPP 与诸如 WiMAX 等非 3GPP 网络之 间实现移动性，以允许双模用户终端在这些网络 之间无缝漫游。 我们还帮助取消了用于提供小区间无线资源管理 的集中式服务器。我们证明，集中式服务器要求 用户终端经常发送测定报告。因此，我们提出， 可以由 eNB 基站，以分布式方式执行该功能。以 分布式方式执行无线资源管理时，eNB 基站可以 基于诸如小区负荷达到 90%等事件，向相邻小区 报告其负荷信息。相邻 eNB 基站将根据这些信息 来决定是否允许切换至该特定 eNB 基站。 在控制面/用户面分离方面，我们为实现移动管 理实体与服务网关之间的分离发挥了很大作 用。这种分离将允许分别根据会话数量和业务 量，单独扩容移动管理实体和服务网关。如果 移动管理实体与服务网关实现了分离，并且支 持一对多的关系，我们还能优化这些实体在网 络中的部署位置。 在 LTE 内切换过程中，在 eNB 基站之间转移 下行通道用户面上下文的问题上，我们主张执 行完整的无线链路控制层上下文转移。不执行 完整的无线链路控制层上下文转移，意味着要 么转移无线链路控制层业务数据单元，要么转 移分组数据控制协议业务数据单元。如果从目 标 eNB 基站重传已经确认的无线链路控制层业 务数据单元，就会造成空中接口带宽的浪费。 在典型的无线链路控制层实现中，并不为收到 的每一个协议数据单元发送确认消息。相反， 发送端将轮询接收端，以获得包含确认信息的 状态协议数据单元（STATUS PDU）。因此， 从目标 eNB 基站不必要地重传的业务数据单元 数量，取决于切换的时间和切换速率。我们的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 表明，在最糟的情况下，即正好在接收 STATUS PDU 之前执行切换时，假定业务数据 单元包含 1500 字节、往返时延为 10 毫秒、平 均空中接口数据率为 10Mbps，轮询周期为 200 毫秒，那么，目标 eNB 基站将不必要地重 传 175 个分组数据控制协议业务数据单元。我 们还注意到，轮询周期越长，用户终端的移动 速度越高（因而切换速率也越高），从目标 eNB 基站重传业务数据单元所用的时间也越 长。3GPP 已经选择在切换过程中执行分组数 据控制协议业务数据单元层上下文转移，因为 这种解决方案比较简单。不过，3GPP 同意了 我们关于执行选择性业务数据单元转发，而不 是累积性业务数据单元转发的优先选择。累积 性业务数据单元转发意味着，从第一个非确认 的业务数据单元开始，从目标 eNB 基站将所有 的业务数据单元重传至用户单元，这会造成空 中接口带宽的进一步浪费。 与我们关于高效利用空中接口带宽的其他主张 相一致，我们认为，鲁棒性报头压缩上下文转 移也是有用的。然而，鲁棒性报头压缩上下文 转移会增加复杂度。目前，我们正在 第 11 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 执行成本收益对比，以评估鲁棒性报头压缩上下 文转移带来的效率提高，是否能证明其造成的复 杂度增加是有道理的。完整的无线链路控制层上 下文转移、选择性业务数据单元转发和鲁棒性报 头压缩上下文转移等，将通过开始以最高压缩效 率从目标 eNB 基站仅发送非确认的数据包，有效 地缩短切换时延，从而大幅提升用户体验。 对于减少用户终端在空闲模式下，在 LTE 与诸如 UMTS/HSxPA 等 2G/3G 系统之间切换时的空闲 模式信令，我们分析比较了两种方案对发送网络 间更新信息的要求。一种方案是，除非明确需要 切换至一种不同的技术，即，仅当有来电并且新 的无线接入技术是首选技术时，或者仅当用户终 端移动至最后一次使用的无线接入技术尚未实现 覆盖的区域时，用户终端将保持“驻扎”在最后一 次使用的无线接入技术系统中（第二种方案）。另 一种方案是，用户终端在每次穿越技术边界时都 发送网络间更新信息（第一种方案）。分析表明， 相比于第一种方案，第二种方案的网络间更新率 更低，尤其当用户终端的移动速度较高时。图 11 证明了这一点，其中 λ 是呼叫活动率，α 是 LTE 覆盖范围占整个区域的比例，η 是一个 LTE 覆盖 区域的平均面积。分析假定，整个区域都实现了 2G/3G 覆盖，并且其中有多个圆形的小区域实现 了 LTE 覆盖。我们还发现，当 E-UTRA 覆盖区域 越多时，即，对于固定的 α 值，当 η 值较小时， 越是有必要采取某种措施来降低网络间更新率。 图 11：呼叫活动率对网络间更新率的影响 对于 MBSFN 运行，摩托罗拉曾经主张通过限制 单频网区域的叠加，简化调度和资源分配问题。 我们演示的模拟结果表明，通过叠加单频网所实 现的资源节省微乎其微。图 12 所示为，为支持 叠加单频网区域所需过度配置的资源百分比，该 百分比是需要在其中发送任何特定业务的小区的 比例的函数。这种过度配置要求被认为是很过分 的。此外，确保在发送这些业务的所有小区中 向这些业务分配相同的资源，变得越来越复 杂。 图 12：叠加单频网区域造成的过度配置量 第 12 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 结束语 在本白皮书中，我们介绍了 3GPP 正在开发的新一代接入网技术的系统架构和性能目标。 我们还探讨了这个新系统将如何处理移动性问题。此外，我们解释了在开发这种增强型 3GPP LTE 技 术的过程中，摩托罗拉所起的作用。 通过所设想的吞吐量和时延目标，以及对简单、频谱效率、提高容量和降低带宽成本的强调，LTE 必将 大幅提升用户体验，提供新的激动人心的创收型移动业务，并且在今后十年内，不论是在发达国家还 是在新兴市场，LTE 都将始终是其他无线技术的强劲竞争对手。 摩托罗拉正在充分利用其在移动宽带创新领域广博的技术专长，包括 OFDM 技术（wi4 WiMAX）、蜂 窝网络技术（EVDOrA、HSxPA）、IMS 生态系统、扁平的 IP 架构、标准制定和实现以及全面的服务， 以提供出类拔萃的 LTE 解决方案。 如欲了解关于 LTE 的更多信息，请联系当地的摩托罗拉代表。 参考资料 [1]. 3GPP TR 25.913，《对演进版 UTRA（E-UTRA）和演进版 UTRAN（E-UTRAN）的要求》，下载 地址 http://www.3gpp.org。 [2]. 3GPP TS 23.401，《演进版 UMTS 地面无线接入网的 GPRS 增强》，下载地址 http://www.3gpp.org。 [3]. 3GPP TS 23.402，《非 3GPP 接入的架构增强》，下载地址 http://www.3gpp.org。 [4]. 3GPP TS 36.300，《演进版 UTRA（E-UTRA）和演进版 UTRAN（E-UTRAN）综述，第二阶 段》，下载地址 http://www.3gpp.org。 [5]. C. Perkins，《IPv4 的 IP 移动支持》，RFC 3344，2002 年 8 月，下载地址 http://www.ietf.org/rfc/rfc3344.txt?number=3344。 [6]. S. Gundavelli et. al，《代理移动 IPv6》，IETF，2007 年 4 月，下载地址 http://www.ietf.org/internet-drafts/drafts-ietf-netlmm-proxymip6-00.txt。 [7]. H. Soliman，《对双协议栈主机和路由器的移动 IPv6 支持》（DSMIPv6），下载地址 http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-mip6-nemo-v4traversal-04。 第 13 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 附件一：LTE 参考点 S1-MME：演进版 UMTS 地面无线接入网与移动管理实体之间的控制面协议参考点。该参考点上的协 议是增强型无线接入网络应用部分（eRANAP），该协议采用流控制传输协议（SCTP），作为传输协 议。 S1-U：演进版 UMTS 地面无线接入网与服务网关之间的参考点，负责在越区切换过程中为每个承载 提供用户面隧道和执行 eNB 基站间路径切换。该接口上的传输协议是用户面 GPRS 隧道协议（GTP- U）。 S2a：在可信非 3GPP IP 接入与网关之间，向用户面提供相关控制和移动性支持。S2a 是基于代理移 动 IP。为实现通过 PMIP 不可支持的可信非 3GPP IP 接入，接入网络，S2a 也支持客户端移动 IPv4 外埠代理模式。 S2b：在演进版分组数据网关（ePDG）与分组数据网网关之间，向用户面提供相关控制和移动性支 持。该参考点是基于代理移动 IP。 S2c：在用户终端与分组数据网网关之间，向用户面提供相关控制和移动性支持。该参考点是在可信 和/或非可信非 3GPP 接入和/或 3GPP 接入上实现的。该协议是基于客户端移动 IP 并置模式。 S3：服务 GPRS 支持节点与移动管理实体之间的接口，负责在用户终端处于空闲和/或活动状态时， 执行用户与承载信息交换，以实现 3GPP 接入网间移动。该参考点是基于定义在服务 GPRS 支持节点 之间的 Gn 参考点。 S4：在服务 GPRS 支持节点与服务网关之间，向用户面提供相关控制和移动性支持。该参考点是基于 定义在服务 GPRS 支持节点与网关 GPRS 支持节点之间的 Gn 参考点。 S5：在服务网关与分组数据网关之间，提供用户面隧道和执行隧道管理。该接入点负责在服务网关需 要连接至非并置分组数据网网关，以实现所要求的分组数据网连接时，执行用户终端移动导致的服务 网关重新定位。取决于所使用的协议，正在对这个接口的两种变体进行标准化，即，GPRS 隧道协议 和基于 IETF 的代理移动 IP 解决方案[参考资料 3]。 S6a：在移动管理实体与归属用户服务器之间，负责传输签约和鉴权数据，以鉴权/授权用户接入演进 版系统（AAA 接口）。 S7：负责将服务质量策略和计费规则从策略和计费规则功能（PCRF），转移至分组数据网网关中的策 略和计费执行功能（PCEF）。该接口是基于 Gx 接口。 S10：移动管理实体之间的参考点，负责执行移动管理实体重新定位和移动管理实体间信息转移。 S11：移动管理实体与服务网关之间的参考点。 SGi：分组数据网网关与分组数据网之间的参考点。分组数据网既可以是运营商外部公共或专用分组 数据网，也可以是运营商内部分组数据网，例如，用于提供 IP 多媒体子系统业务。该参考点与 Gi 通 信，以实现 2G/3G 接入。 Rx+：Rx 参考点位于应用功能与 3GPP TS 23.20 中的策略和计费规则功能之间。 Wn*：非信任非 3GPP IP 接入与演进版分组数据网关之间的参考点。在该接口上为用户终端发起的隧 道传输的业务，必须向演进版分组数据网关传输。 第 14 页 技术白皮书-长期演进（LTE）：技术概述 摩托罗拉公司 www.motorola.com 据摩托罗拉公司所知，本文提供的信息均为真实、准确的。摩托罗拉未就任何产品的处理能力、性能或适用性做出任何明示或默示的 担保或保证。MOTOROLA 及风格化 M 徽标已在美国商标和专利局进行注册。所有其他产品或服务名称是其各自所有者的财产。© 摩 托罗拉公司版权所有，2007 年。