LTE 移动通信系统

考点一：LTE系统结构及主要网元的功能

【考法分析】

掌握LTE网络结构图及其组成部分的功能作用。以简答题和选择题考察为主。

【要点分析】

l E-UTRAN主要网元的功能及接口

① X2接口：实现eNodeB之间的互联。主要目的是减少由于终端的移动引起的数据丢失。

② S1接口：连接E-UTRAN与CN。

③ LTE-Uu接口：Uu是UE接入到系统固定部分的接口，是终端能够移动的重要接口。

l eNode B实现的功能

① 无线资源管理方面包括无线承载控制、无线接纳控制、连接移动性控制和UE的上行/下行动态资源分配；

② 用户数据流的IP头压缩和加密；

③ 当终端附着时选择MME，无路由信息利用时，可以根据UE提供的信息来间接确定到达MME的路径；

④ 路由用户平面数据到S-GW；

⑤ 调度和传输寻呼消息（来自MME）；

⑥ 调度和传输广播信息（来自MME或者O＆M）；

⑦用于移动和调度的测量和测量报告的配置。

l 移动管理实体（MME）

①安全管理功能，包括用户验证、初始化、协商用户使用的加密算法等；

②会话管理功能，包括协商相关的链路参数和建立数据通信链路的所有信令流程；

③空闲状态的终端管理功能，主要是为了使得移动终端能够加入网络中，并对这些终端进行管理。

l 服务网关（S-GW）

① 3GPP间的移动性管理，建立移动安全机制；

② 在E-UTRAN的IDLE模式下，下行分组缓冲和网络初始化；

③授权侦听；

④分组路由和前向转移；

⑤ 在UE和PDN间、运营商之间交换用户和QoS类别标识的有关计费信息。

l 分组交换网关（P-GW）

①用户的分组过滤；

②授权侦听；

③ UE的IP地址分配；

④上下行服务管理和计费；

⑤基于总最大位速率的下行速率控制。

l 策略和计费规则实体（PCRF）

策略控制的主要功能是决定如何使用可用的资源，计费规则实体主要负责用户的计费信息管理。

l 归属用户服务器（HSS）

归属用户服务器是3G和LTE中的核心节点，主要存储用户的注册信息，由归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC）组成。

【备考点拨】

熟记LTE系统结构及其各网元功能。

考点二：LTE系统空中接口协议

【考法分析】

掌握LTE系统无线接口协议结构。

【要点分析】

l 空中接口是指终端和接入网之间的接口，一般称为Uu接口。空中接口协议主要是用来建立、重配置和释放各种无线承载业务的。

l LTE系统的主要无线传输技术的区别体现在物理层。

l 与R99/R4协议层的分层结构基本一致，空中接口的协议结构分为两面三层，垂直方向分为控制平面和用户平面，控制平面用来传送信令信息，用户平面用来传送语音和数据；水平方向分为三层：物理层、数据链路层和网络层，其中数据链路层又分为：MAC子层、RLC子层、PDCP子层和BMC子层。

【备考点拨】

结合3G技术的知识点熟记LTE系统无线接口协议结构。

考点三：LTE系统物理信道帧结构

【考法分析】

掌握LTE系统物理信道帧结构。

【要点分析】

l 类型1帧结构：每一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为0.5ms。一个子帧由相邻两个时隙组成，时长为1ms。 对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。上下行传输在频域上进行分开。

l 类型2帧结构：每个帧的时长为10ms，包含20个时隙。其中，每个时隙的时长为0.5ms。一个子帧由相邻的两个时隙组成，时长为1ms。TDD帧结构引入了特殊子帧的概念。特殊子帧包括下行导频时隙（DwPTS）、保护周期（GP）和上行导频时隙（UpPTS）。特殊子帧各部分的长度可以配置，但总时长固定为1ms。其中：子帧0和子帧5必须分配给下行。

【备考点拨】

熟记类型1帧结构和类型2帧结构的特点。

考点四：数据链路层

【考法分析】

掌握数据链路层各子层的功能。以判断题考察居多。

【要点分析】

l 数据链路层主要由MAC、RLC以及PDCP等子层组成。RLC和MAC层都位于eNodeB。

l MAC层的功能

MAC层向高层提供数据传输和无线资源配置服务，可以通过RLC子层并使用逻辑信道来接入这些服务，MAC层提供功能如下：

① 逻辑信道与传输信道之间的映射

② RLC协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）的复用与解复用，通过传输信道复用至物理层；对来自物理层的传输块解复用，通过逻辑信道至RLC层

③ 业务量测量与上报

④ 通过HARQ对数据传送进行错误纠正

⑤ 同一个UE不同逻辑信道之间的优先级管理

⑥ 通过动态调度进行的UE之间的优先级管理

⑦ 传输格式选择

⑧ 逻辑信道优先级管理

l RLC层的功能

1. 对上层PDU的数据传输支持确认模式（AM）、非确认模式（UM）和透明模式（TM）

2. 通过ARQ机制进行错误修正

3. 根据传输块（TB）大小对本层数据进行动态分段和重组

4. 实现同一无线承载的多个业务数据单元的串接（FFS）

5. 顺序传送上层的PDU（切换时除外）

6. 数据的重复检测和底层协议错误的检测与恢复

7. eNode B和UE间的流量控制等

l PDCP层主要功能

（1）协议头压缩与解压缩，只支持ROHC压缩算法

（2）NAS层与RLC层间用户面数据传输

（3）用户面数据和控制面数据加密

（4）控制面NAS信令信息的完整性保护

【备考点拨】

各子层功能晦涩难懂，熟读。

考点五：RRC层提供的服务与功能

【考法分析】

了解RRC提供的服务与功能，以判断题形式考察。

【要点分析】

（1）广播NAS层和接入层（AS层）的系统消息

（2）寻呼

（3）RRC连接建立、保持和释放

（4）安全功能，包括RRC消息的加密和完整性保护

（5）点对点无线承载（RB）的建立、修改和释放

（6）移动管理功能，包括UE测量报告、为了小区间和网络间移动进行的报告控制、小区间切换、UE小区选择和重选及控制、eNode B间上下文的传输

（7）QoS管理

（8）广播/组播业务的通知和控制

（9）用户和网络侧NAS消息的传输

【备考点拨】

RRC层功能晦涩难懂，熟读。

考点六：物理资源的相关概念

【考法分析】

掌握LTE系统中物理资源的相关概念。

【要点分析】

l 与LTE的物理资源相关的概念包括物理资源块、资源粒子、资源单元组和控制信道单元。

l 物理资源块（PRB）：由12个连续的子载波组成，并占用一个时隙，即0.5ms。PRB主要用于资源分配。根据配置的扩展循环前缀或普通循环前缀不同，每个PRB通常包含6个或7个符号；

l 资源粒子（RE）：表示一个符号周期长度的一个子载波，可以用来承载调制信息、参考信息或不承载信息；

l 资源单元组（REG）：每个REG包含了4个资源粒子RE；

l 控制信道单元（CCE）：每个CCE对应9个REG。

l REG和CCE主要用于一些下行控制信道的资源分配。

【备考点拨】

透彻理解物理资源的相关概念。