LTE学习宝典(3)

2018-11-19 20:29

网络元素被分成扩充的无线接入网(Evolve-UTRAN,E-UTRAN)、核心网 (Core

Network,CN)和用户设备(User Equipment,UE),其中E-UTRAN负责处理所有与无线通信相关的功能;CN负责对浯音和数据业务进行交换和路由查询,以便将业务连接到外部网络

MME / S-GWMME / S-GWX2eNBeNBS1eNBX2S1S1X2S1E-UTRAN

MME:移动管理实体

LTE接入网仅由演进后的节点B(evolved NodeB)组成,提供到UE的E-UTRA控制面与用户面的协议终止点。

7.1EPC与E-UTRAN功能划分

LTE分为横向三层:物理层、数据链路层、网络高层。 物理层给高层提供数据传输服务。

数链层(层2)分为MAC子层,RLC(Radio Link Control)子层,PDCP子层。PDCP Packet data converge protocol(分组数据汇聚协议)

网络高层即RRC层。

eNBInter Cell RRMRB ControlConnection Mobility Cont.Radio Admission ControleNB MeasurementConfiguration & ProvisionDynamic Resource Allocation (Scheduler)RRCPDCPRLCMACS1PHYServing GatewayMobility AnchoringMMENAS SecurityIdle State Mobility HandlingSAE Bearer ControlinternetE-UTRANEPC eNB功能:

eNB之间采用IP传输。

1) 无线资源管理相关的功能,包括无线承载控制、接纳控制、连接移动

性管理、上/下行动态资源分配/调度等; 2) IP头压缩与用户数据流加密; 3) UE附着时的MME选择;

4) 提供到S-GW的用户面数据的路由; 5) 寻呼消息的调度与传输; 6) 系统广播信息的调度与传输; 7) 测量与测量报告的配置。

MME(移动管理实体)功能:

1) 寻呼消息分发,MME负责将寻呼消息按照一定的原则分发到相关的

eNB; 2) 安全控制;

3) 空闲状态的移动性管理;

4) SAE承载控制;

5) 非接入层信令的加密与完整性保护。

服务网关功能:

1) 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包; 2) 支持由于UE移动性产生的用户平面切换。

7.2 E-UTRAN接口的通用协议模型

E-UTRAN接口的通用协议模型如下图所示,适用于E-UTRAN相关的所有接口,即S1和X2接口。E-UTRAN接口的通用协议模型继承了UTRAN接口的定义原则,即控制面和用户面相分离,无线网络层与传输网络层相分离。继续保持控制平面与用户平面、无线网络层与传输网络层技术的独立演进,同时减少了LTE系统接口标准化工作的代价。

Radio Network Layer Control Plane Application Protocol User Plane Transport Transport Network User Plane Network Layer Transport Network User Plane Signalling Bearer(s) Physical Layer Data Bearer(s) 7.3 OSI七层模型

OSI模型有7层结构,每层都可以有几个子层。 OSI的7层从上到下分别是: 7 应用层 6 表示层 5 会话层

4 传输层 (段,segment)

TCP和UDP都是传输层的协议,TCP和UDP都在网络层协议(如IP)的基础上工作地。比如TCP向下封装在IP包里面。

3 网络层 (包,packed)

IP是网络层的协议

2 数据链路层 (帧,frame)

IEEE802系列标准把数据链路层分成LLC(Logical Link Control,逻辑链路控制)和MAC(Media Access Control,媒介接入控制)两个子层。

1 物理层 (比特,bit)

数据发送时,从第七层传到第一层,接受方则相反。

其中高层,既7、6、5层定义了应用程序的功能,称为应用层,下面4层,既4、3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。数据在发至数据流层的时候将被拆分。

8. 层映射和预编码

CFI信道编码加扰调制映射层映射预编码RE映射OFDM符号产生

层映射原理示意

空间复用时的层映射举例—2:3

空间复用方式时2:3模式层映射d(0)(i)码字流0(1)d(0)(i) = x(0)(i)串转并x(0)(i)层0d(1)(2i) = x(1)(i)d(1)(2i+1) = x(2)(i)x(1)(i)层1d(i)码字流1x(2)(i)层2

预编码原理示意

v11v21数据流1天线1天线1u11u21数据流1v31天线2空间子信道1天线2u31u41u12v41v12天线3增益为?1数据流2天线3v22空间子信道2u22数据流2v32v42天线4增益为?2天线4u32u42

层映射(layer mapping)和预编码(precoding)共同组成了LTE的MIMO部分。 层映射是把码字(codeword)映射到层(layer),这样原本的串行数据流就有了空间的概念,将码字映射到并行的数据流上,层数就是可并行传输的数据流个数,一般来说小于等于信道矩阵的秩,唯一例外的是发分集,层数就是天线的逻辑端口个数。很多MIMO的书籍都提到过,其原理类似解线性方程组,每层上的符号就是待解的未知数。

预编码是把数据由层映射到天线端口,所以预编码又可以看做是天线端口映射。预编码:为了使上面的方程组在求解的时候具有更好的精度(反映在通信系统就是误码率),可以利用矩阵原理中的一些算法,对线性方程组系数进行处理,反映出来就是预编码。预编码:把一个编码阵(天线端口数*层数)乘以并行的多个数据流,从而把所有数据流映射到天线端口上; 唯一例外的也是发分集,是硬分配的。

码字可以有1路也可以有两路,层可以有1,2,3,4层,天线端口可以有1个,2个和4个。当层数是3的时候,映射到4个天线端口,不存在3个天线端口的情况。codeword最大只能取2


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