移动网络简介150506

移动网络简介

聊城联通移动网络优化中心2015.051.MS(MobileStation)移动台，包括：移动设备ME和SIM卡。2.BTS(BaseTransceiverStation)基站收发信机，负责无线信号的收发。3.BSC(BaseStationController)基站控制器，处理所有与无线信号有关的工作：小区切换、无线资源管理等。4.MSC(MobileServiceSwitchingCenter)移动业务交换中心，为移动用户提供交换功能，负责移动用户的呼叫建立。MSC与VLR总是合并在一起。5.VLR(VisitorLocationRegister)拜访位置寄存器，临时存放在该地的手机用户的用户数据，是临时的HLR。6.HLR(HomeLocationRegister)归属位置寄存器，HLR是一个数据库，其中存放着全部归属用户的信息，负责向VLR发送用户数据。移动网络基本概念GSM网络结构图见动画。呼叫流程介绍A地MSCServerMGWUEMGWMSCServerNO.7UEB地HLRHLRH.248H.248BICCMAPMAP3G用户呼叫流程示例Page6MSC/VLRHLR位置更新请求位置更新VLR设置该用户状态为Attach开机IMSI分离指示关机VLR设置该用户状态为DetachIMSI附着/分离网络侧（VLR）记录用户MS的开关机状态Page7ServedMSC/VLR位置区LARNC存储HLR中存储VLR中核心网测对移动用户的位置管理当用户检测到其所属的位置区LA变化时，通过位置更新流程通知网络Page8周期位置更新如果当手机开着机而移动到网络覆盖区以外的地方（即盲区），此时由于手机无法向网络作出指示，因而网络因无法知道移动台目前的状态，而仍会认为该移动台还处于附着的状态。若在此时该手机被寻呼，则系统将在此前用户所登记的位置区内发出寻呼消息，其结果必然是网络以无法收到寻呼响应而告终，导致无效的占用系统的资源。因此，引入周期性位置更新的概念。呼叫流程示例－－位置更新流程位置更新涉及的LAC属于不同MSC(InterMSC)UTRANMSC/VLRHLR1.Location_Update_Req4.Location_Update_AcceptOldMSC/VLR3a.Update_Location3b.Cancle_Location3c.Cancle_Location_Ack3d.Insert_Subscriber_Data3e.Insert_Subscriber_Data_Ack2.Idetification_Req2.Idetification_Resp鉴权、加密3f.Update_Location_Ack5.TMSI_Reallocation_CompleteSCSMS_IWMSCMSC/VLRMSCMServiceReqHLRCMServiceReqAckStep1CPDataForwardShortMessageMessageTransferDeliveryReportDeliveryReportCPAckStep2Step3移动台发起短消息业务流程SCSMS_IWMSCMSC/VLRMSPageHLRCPDataStep1PageRspForwardShortMessageMessageTransferDeliveryReportDeliveryReportCPAckStep2Step3SendRoutingInfoforSMDeliveryReportStep4移动台终止短消息业务流程短消息业务流程Iu-CSIu-PSGbAHCS域PS域UMTSCNMSCServerGMGWPSTN/ISDNHLRGGSNSGSNGSM无线接入WCDMA无线接入MGWGMSCServer2GNETR-SGWT-SGWWCDMAR4网络基本结构R4网络：3G与2G共用核心网用户信息业务信息签约信息位置信息基本用户数据管理CAMEL业务管理CAMEL签约数据管理用户鉴权数据管理鉴权信息管理位置更新切换路由区更新等移动性管理HLR/AuC主要功能

继承R99MSC的所有电路域控制面功能，承载面的交换功能由MGW以多种承载方式实现；对外提供纯粹的信令接口；集成R99VLR功能，以处理移动用户业务及CAMEL相关数据；对电路域基本业务及补充业务涉及的MGW中承载终端及媒体流的控制，是通过3G扩展的H.248协议来实现的；与其他MSCserver间通过BICC信令实现承载无关的局间呼叫控制；支持MGW及自身的登记及故障恢复操作，并可要求MGW主动上报其终端特性MSCSERVER主要功能McMcNbNcMSCServerMGWMGWUTRANR99/GSM/PSTNSGWNO.7GMSCServerMGW主要功能McMcNbNcMSCServerGMSCServerMGWMGWUTRANSGWNO.7

是R4核心网承载面的网关设备，位于CS核心网通往无线接入网（UTRAN/BSS）及传统固定网（PSTN/ISDN）的边界处；是Iu、PSTN/PLMN接口的承载通道，以及分组网媒体流（如RTP流）的终结点

MGW不负责任何移动用户相关的业务逻辑处理。而是通过H.248信令，接受来自(G)MSCserver的控制命令

MGW可以支持媒体转换、承载控制及业务交换等功能，如GSM/UMTS各类语音编解码器、回音消除器、IWF、接入网与核心网侧终端媒体流的交换，会议桥、放音收号资源等支持电路域业务在多种传输媒介（基于AAL2/ATM,TDM，或基于RTP/UDP/IP)上的实现，提供必要的承载控制R99/GSM/PSTN手机上网流程介绍BTSPCU/RNCGGSN/GiSGSN/GnGPRS分组网中国联通WAP网关地址

72WAP网关SGSN通过请求DNS域名解析，得到用户归属的GGSN地址。GGSN/GiinternetSGSN/GB或者IUPS接口其他省GGSNGGSN根据用户激活请求的接入点－APN为用户分配IP地址。

彩信中心手机参数设置：数据承载方式：GPRS

接入点名称：uniwap

网关地址及端口号：

WAP1X:72端口号：9201WAP2.0：72端口号：80彩信设置：WAP设置的基础上，设置彩信中心地址：无线上网·数据承载方式：GPRS

接入点名称：uninetSGSN主要功能路由选择转发支持对PDPPDU的封装和去封装功能用户数据管理存储、修改和删除当前用户数据并支持HLR插入或删除用户数据移动性管理附着、分离、位置管理、清除、业务请求计费话单处理

话单采集、话单格式转换话单存储GPRS寻呼、Gs联合寻呼、RNC无线资源管理无线资源管理

路由选择与转发、地址翻译和映射封装和隧道传输用户数据管理会话管理、互通功能

IP地址管理计费信息收集GGSN主要功能

SCP未来真正的全IP网络，实现端到端的IP业务；呼叫控制、承载控制、媒体网关的分离以及在IP网络上的多业务融合体现了NGN的思想UTRANIM-MGWSIPASOSA/ParlaySGSNGGSNHSSMGCFCSCFH.248MAPIPIPSIPDiameterSIPIPTDMWebserverApp.ServerSIPR5增加了IMS系统，并实现了会话控制实体CSCF和承载控制实体MGCF在物理上的分离MGCF完成媒体网关的连接控制以及ISUP和IMS呼叫控制协议之间的转换等功能CSCF完成IP多媒体业务的呼叫控制、会话管理等功能IMSPS域ExternalIPNetworkIPR99/GSM/PSTNWCDMA向NGN的演进—R5阶段

编码方式不一样GSM语音编码方案为RPE－LTP（规则脉冲激励－长期预测）每语音信道的编码速率是恒定的13kbpsWCDMA语音编码方案为AMR（自适应可变速率编码），可提供8种编码速率（4.75——12.2kbit/s）。最重要的是3G可以根据网络资源的当前状况为用户分配合适的带宽资源。WCDMA和GSM语音业务的区别GSM/GPRS使用三元组3G使用五元组AVGSM/GPRS只有网络对用户的接入认证3G实现了网络和用户之间的双向认证3G与2G的安全比较GSM/GPRS加密分别在BTS/SGSN实现3G增加了信令的完整性保护，以及同步消息认证机制3G的加密和完整性保护在RNC中实现3G与2G的安全比较目前我国的GSM系统（也就是联通和移动的2G网络）为GSM900M及GSM1800M两类。其中，

900M频率低，信号传播衰减小，适合做大规模的覆盖，在农村地区由于话务量需求不高，使用900M频率可以覆盖非常广，运营商基础建设投入较低，是运营商最宝贵的频率资源。在900M的频率中，中国移动占有的频率带宽为24M；中国联通占用的频率带宽只有6M，可谓“先天不足”。聊城联通无线网络介绍为了达到理想的覆盖效果，我们只能启用1800M频率，1800M频率高，信号传播衰减大，只适合小面积的覆盖，如果要达到理想的覆盖效果，只能增加建设基站，这样又大大提高了我们的网络投资成本。对于同样高频段的WCDMA网络（也就是联通的3G网络，目前使用2100M频率），也存在同样的问题：信号传播衰减大，只适合小面积的覆盖。因此，在用户相对较少的农村区域，我们的3G网络覆盖还相对较差。聊城联通无线网络介绍为了使我们的3G网络达到理想的覆盖效果，我们在2G网络GSM900M的6M频率中，又分配出3.8M的频率用来部署3G的U900基站。今年计划开通U900一期基站326个，二期U900基站一百多个，主要用于农村的3G网络覆盖。

聊城联通无线网络介绍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，也就在此时，LTE（LongTermEvolution，长期演进）与大家见面了。LTE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。今年我们公司计划增加564个4G基站，加上目前已有的314个基站，年底4G基站数目将达到900个。LTE网络（4G）介绍什么是LTE，为什么需要LTE什么是LTE？长期演进LTE(LongTermEvolution)是3GPP主导的无线通信技术的演进LTE与SAE是3GPP当年的两大演进计划，LTE负责无线空口技术演进，SAE(SystemArchitectureEvolution)负责整个网络架构的演进为什么需要LTE？保持3GPP与WIMAX/3GPP2的竞争优势顺应宽带移动数据业务的发展需要移动通信数据化，宽带化，IP化高吞吐率=高频谱效率+大带宽低时延=扁平化的网络架构LTE标准目标三高高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps高频谱效率：频谱效率是3G的3～5倍高移动性：支持350km/h（在某些频段甚至支持500km/h）两低低时延：控制面IDLE-〉ACTIVE:<100ms，用户面传输:<10ms低成本：SON（自组织网络），支持多频段灵活配置一平以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上是基于分组交换的扁平化架构可变带宽低时延高效率高速率目标:打造新一代无线通信系统，超越现有无线接入能力，全面支撑高性能数据业务“确保在未来10年内领先”LTE大频宽一步到位，提供优于3G的速率体验FDDLTE2x20MHzTDDLTE20MHz5MHz3G峰值速率100Mbps21Mbps楼高频谱宽度地基150Mbps地基厚，楼才高；LTE大频宽，提供高速率200kHz2G473kbps每bit成本大幅下降！下行峰值吞吐量理论值上行峰值吞吐量理论值带宽不同Cat终端上行理论峰值吞吐量（Mbps）CAT3CAT51.4M1.852.683M5.366.885M10.513.8110M21.1227.8615M34.4745.6220M48.7565.12带宽不同Cat终端下行理论峰值吞吐量（Mbps）CAT3CAT4CAT51.4M7.0197.0197.0193M21.12621.12621.1265M36.07336.07336.07310M73.10473.10473.10415M102109.712109.71220M102149.855149.855LTE理论速率与实测速率理论速率与实际速率存在差别，覆盖环境、容量、干扰、用户数等是影响速率的原因实际网络测试结果（各个网络会存在差异，达到以下指标可以认为是正常的网络）CQT测试：单用户平均下行速率85Mbps，下行峰值速率140Mbps，上行40Mbps;DT测试：单用户平均下行速率35Mbps以上，上行平均速率20Mbps以上理论速率是在理想环境下单用户的最高速率；网络中实际速率受无线环境、干扰等多种因素影响，每个用户不可能达到理论速率终端能力：达到LTE速率标准终端有三个等级，Cat3、4、5(category)，协议中规定终端的能力等级，不同等级支持的速率不一样。大容量：10倍于3G的接入能力

20MHz频谱带宽条件下：每扇区最大VOIP用户数400单载波容量是3G的10倍以上系统容量更大

LTE业务时延远低于3G，用户体验提升制式接入信令时延业务面时延LTE100ms10ms3G语音：5-6秒；数据：2-3秒120~140ms手机截屏：点击图片的体验对比手机截屏：点击视频的体验对比3G:1~2秒延迟LTE：即点即看3G:2~3秒缓冲LTE：即点即播用户体验技术指标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-UTRANcdma2000MMEHSSPCRFServingGWPDNGWBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS2aS1-US6aGxS5/8GbIuS1-MMES12S3S4S11SGiS9S10UserplaneControlplaneBTSInternetCorporate

InternetOperatorService

NetworkEPS(EvolvedPacketSystem)

S6dPDSNBSCSAEA10/A11SAE基本网元概述MMEServingGatewayPDNGateway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TALIST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]UEIP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（HomeSubscriberServer）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localbreakout时，有两个PCRF跟一个UE的IP-CAN会话相关多天线之MIMO双声道立体声,身临其境的感觉真好两只喇叭+两只耳朵双发双收MIMO，让上网速率翻番两副接收天线+两副发射天线MIMO的工作模式复用模式不同天线发射不同的数据，可以直接增加容量：2×2MIMO方式容量提高1倍分集模式不同天线发射相同的数据，在弱信号条件下提高用户的速率UEABCDEFGHIJKLMNOPABCDEFGHA’B’C’D’E’F’G’H’ABCDEFGHUEMIMO的主要模式复用模式不同天线发射不同的数据，可以直接增加容量：2×2MIMO方式容量提高1倍分集模式不同天线发射相同的数据，在弱信号条件下提高用户的速率AMC的基本原理基于信道质量的信息反馈，选择最合适的调制方式，数据块大小和数据速率好的信道条件–减少冗余编码，甚至不需要冗余编码坏的信道条件–增加更多冗余编码空口速率提升最后一招－增大带宽制式上下行时隙配比调制方式多天线技术载波带宽下行物理层峰值速率下行物理层平均速率GSM

EDGE/8PSK/200kHz473.6kbps300kbps左右TDHSDPA2:416QAM智能天线1.6MHz1.6Mbps1Mbps左右WCDMAHSPA/16QAM/5MHz14.4Mbps7Mbps左右WCDMAHSPA+/64QAM2×2MIMO5MHz42Mbps15Mbps左右TD-LTE2:264QAM2×2MIMO20MHz75Mbps25Mbps左右TD-LTE1

:364QAM2×2MIMO20MHz100Mbps40Mbps左右LTE-A(4G)/64QAM待定100MHz>1Gbps/ICIC：小区间干扰协调主频通常分配给小区边缘区域的用户，eNB在主频上可高功率发射副频副频Cell2,4,6主频Cell1主频副频副频Cell3,5,7主频系统全部带宽全部带宽可以分配给小区中间的用户，eNB在副频上降功率发射，避免干扰相邻小区的主频ICIC技术的优点：降低邻区干扰；提升小区边缘数据吞吐量，改善小区边缘用户体验ICIC技术的缺点：干扰水平的降低，以牺牲系统容量为代价ICIC的实现配置工具ICIC配置传统ICIC（静态/动态ICIC）OSSICIC配置测量自适应ICIC静态ICIC：每个模式固定1/3边缘用户频带，每个小区的边缘频带模式由用户手工配置确定动态ICIC：每个小区的边缘频带模式由用户手工配置确定,实际占用的边缘用户频带由小区负载和邻区干扰水平动态决定（可动态收缩和扩张）自适应ICIC：通过MR测量判断信道环境调整ICIC形式小区的边缘频带模式无须用户手工配置，由系统根据网络的总干扰水平和负载情况动态决定和调整Reuse1:干扰较小,基站全功率发射频率

功率功率功率频率频率Reuse3:邻区干扰适中，典型ICIC应用Reuse6:邻区干扰严重,且邻区较多ICIC三种形式自适应ICIC的优势ICIC解决同频干扰，改善小区边缘用户体验(特别是密集城区)同频组网导致小区边缘用户因同频干扰感知下降，通过ICIC可以将邻小区边缘用户频点错开，降低同频干扰影响30%40%50%30%负荷50%负荷70%负荷FSICIC在高负荷场景下性能更优自适应ICIC开与不开的结果SON优势：实现快速组网缩短网络规划时间简化网络维护和调整，降低对维护人员技术要求主要功能自配置ANR（自动邻区规划）MRO（切换自优化）SON

(自组织网络)SON引入和部署可分为四个阶段：自规划：自动网络参数的生成自部署：自配置，自动软件更新自优化：ANR（自动邻区发现）,MRO（切换优化）,负荷均衡易维护：UE跟踪，告警管理，KPI实时上报SON功能引入是一个循序渐进的过程，初期的人工辅助决策必不可少更自动化更智能化

SON

传统OSS说明:自动发现、下载、更新软件和配置文件自动配置检查和存量更新自动测试eNodeBDHCP站点2、自动发现M2000

Config

Config

ConfigS/WCME中心机房Support网站1.1、提取版本包1.2、组织配置数据1.4、上传数据、开站4、自动测试1、安装上电3、自动配置1.3、导出开站列表配置数据ESN上报SON应用(1)－基站自启动SON应用(2)－自动邻区关系(ANR)扩容新站点新站点已建站点说明:同频、异频邻区的自动生成和优化异系统邻区的自动生成和优化支持X2接口的自动建立价值:降低规划和优化的人力成本保证切换成功率，减少掉话SON应用(3)－自动切换优化(MRO)不必要的切换比率切换成功率值MRO调整前MRO调整后PINGPONGX2接口1

UE历史信息交互2

eNB通过历史性能统计，发现移动性问题3

4用户获取满意的移动性体验说明:基于切换历史的统计信息优化切换参数减少移动性问题价值:节省移动性优化的人工成本通过减少掉话，提高切换成功率，保障网络性能

eNB调整移动性参数移动性问题:乒乓切换切换太早切换太晚…SON应用(4)－最小化路测(MDT)OSSTSMMEHSSeNB基于小区级跟踪R9终端(支持GPS/A-GPS/OT-DOA)R10终端(支持MDT）NastarE-SMLCRANEMSCNEMS

NMSFARS（M2000）M2000：MDT功能管理，配置下发获取终端位置下发测量配置发起定位请求接收测量数据并上报网管数据应用分析：覆盖地图呈现话务地图呈现CNOSS

负责MDT任务的产生、配置参数下发、数据的存储和预处理、数据关联，以及根据NMS的要求上报数据eNB

接收来自OSS的MDT配置参数、MDT任务控制

向UE下发测量命令

收集测量数据，并上报给OSSUE

测量、收集测量数据，上报测量报告CN

定位，并将位置信息返回给eNBHSS提供MDT用户签约信息下发MDT签约信息总结：LTE与3G技术比较TD-SCDMAWCDMATD-LTE载波特征1.6MHz，TDD多载波组网5MHz，FDD单载波组网支持多种带宽等级：1.4、3、5、10、15、20MHz信道化过程多址方式CDMA＋TDMACDMA＋TDMAOFDMA＋TDMA调制技术QPSK16QAM（HSPA）QPSK16QAM（HSPA）64QAM（HSPA＋）QPSK、16QAM或64QAM调制方式自适应调整发射/接收技术智能天线联合检测发射分集RAKE接收机HSPA＋支持MIMOBeamforming（智能天线的升级版）或MIMOMIMO模式自适应调整TDD-LTE和FDD-LTE对比分析

宏观上的比较FDD和TDD的上下行双工方式不同，因此关键射频单元RRU完全不同eNodeB协议栈用户平面控制平面NASRRCPDCPRLCMACPHY上层协议100%相同物理层协议较多不同FDD-LTE频分双工上行和下行频带分离TDDLTE时分双工上行和下行频带相同FDD和TDD理论速率对比制式TDDFDD带宽20MUL:20M,DL:20M子帧配比3：1特殊子帧10:2:2UL:20M,DL:20M下行峰值吞吐率（Mbps）112150上行峰值吞吐率（Mbps）2050峰值制式TDDFDD带宽20MUL:20M,DL:20M子帧配比3：1特殊子帧10:2:2UL:20M,DL:20M下行平均速率（Mbps）28.734.3上行平均速率（Mbps）6.419.8均值（基于系统仿真）TDDLTE:天线配置：8T8RFDDLTE:天线配置：2T2R差异本质都是因为双工方式不同正面：TDD支持非对称的上下行时隙配置，可将更多带宽分配给下行反面：由于相邻基站间的交叉时隙干扰问题，还不能够做到动态的时隙配比调整不同运营商的TDD相邻频谱需要配置相同时隙配比，否则有干扰，需要额外划分保护带对时钟同步提出更高要求，否则远端干扰

正面：

TDD利用上下行信道衰落的

一致性，可以支持多天线“波

束赋型”算法，提高信噪比

反面：

“波束赋型”需要4天线或者

8天线才支持，增加了天面复 杂度，和设备处理能力要求FDD和TDD单载波最大信道带宽都是20MHz，但是FDD上下行累计是40MHz；而TDD上下行累计依然是20MHz；导致TDD单载波峰值速率吃亏，更需要CA工作频段不同

LTEFDDBand1-14,17-26LTETDDBand33-43FDDULFDDDLTDD

TD-LTE频段较高，频谱更宽MHzMHzMHzMHzMHzMHzMHz5001000150020002500300035004000MHz0MHzMHzMHzMHzMHzMHzMHzMHz5001000150020002500300035004000MHz0MHz容量对比：TDD频谱效率略优于FDD由于TDD支持非对称时隙配比，将更多频谱分配给下行，使得TDD总频