TD-LTE S1接口传输介绍

TD-LTES1接口传输介绍TD-LTES1接口传输介绍TD-LTEeNB产品结构TD-LTES1接口传输估算TD-LTE传输需求及其方案TD-LTE网络介绍TD-LTE网络结构LTE的系统架构分成两部分，包括演进后的核心网EPC和演进后的接入网E-UTRAN。演进后的系统仅存在分组交换域。LTE接入网仅由演进后的节点evolvedNodeB，组成提供到UE的E-UTRA控制面与用户面的协议终止点。S1接口结构S1用户面接口（S1-U）是指连接在eNB和S-GW之间的接口，S1-U接口提供eNB和S-GW之间用户平面PDU的非保障传输。S1接口用户平面协议栈如图所示，传输网络层建立在IP层之上，并且位于UDP/IP之上的GTP-U用于在eNB和S-GW之间传输用户平面PDU。S1控制平面接口（S1-MME）是指连接在eNB和MME之间的接口，S1控制平面接口如下图所示。与用户平面类似，传输网络层建立在IP传输基础上；不同之处在于IP层之上增加了SCTP层来实现信令消息的可靠传输。应用层协议S1-AP。S1接口功能EPS承载业务管理功能：

建立，修改，释放；EMM-Connected状态下针对UE的移动性功能：LTE内部切换，3GPP-RAT间切换；S1寻呼功能；NAS信令传输功能；S1接口管理功能：

错误指示；复位；网络共享功能；漫游和区域限制支持功能；NAS节点选择功能；初始内容建立功能；X2接口结构X2用户面接口(X2-U)是指连接在eNB之间的用户面接口，X2-U接口提供非保证的用户面PDU的交付。X2的用户面协议栈如图6所示，传输网络层是建立在IP传输上，GTP-U是在UDP/IP上承载用户面的PDU。X2-UP接口协议栈和S1-UP协议栈是一样的。X2控制面接口(X2-CP)定义为连接eNB之间接口的控制面，X2接口控制面的协议栈如图7。传输网络层是建立在SCTP上，SCTP是在IP上。应用层的信令协议表示为X2-AP。X2控制面功能X2-AP协议支持以下所列功能：

支持UE在EMM-Connected状态时的LTE系统内部移动；上下文从源eNB传达到目的eNB；控制源eNB到目的的用户面通道；切换取消；上行负载管理；一般性的X2管理和错误处理功能；错误指示。TD-LTES1接口传输介绍TD-LTES1接口传输估算TD-LTE传输需求及其方案TD-LTE网络介绍TD-LTEeNB产品结构FlexiMultiradioBTS(1)FlexiMultiradioBTS(2)eNB主要功能主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各层实体，用户通信过程中的控制面和用户面的建立、管理和释放，以及部分无线资源管理rrm方面的功能。无线资源管理（RRM）；用户数据流IP头压缩和加密；UE附着时MME选择功能；用户面数据向ServingGW的路由功能；寻呼消息的调度和发送功能；（源自MME和O&M的）广播消息的调度和发送功能；用于移动性和调度的测量和测量报告配置功能；基于AMBR和MBR的上行承载级速率整型；上行传输层数据包的分类标示；用于移动性和调度的测量和测量报告配置功能；基于AMBR和MBR的上行承载级速率整型；上行传输层数据包的分类标示；Transportsub-modulesTD-LTES1接口传输介绍TD-LTE传输需求及其方案TD-LTE网络介绍TD-LTEeNB产品结构TD-LTES1接口传输估算TDD-LTE帧结构子帧:1ms时隙0.5ms#0DwPTS特殊子帧:1ms#2#3#4半帧:5ms半帧:5ms帧:10msGPUpPTSTD-LTE帧结构特点：无论是正常子帧还是特殊子帧，长度均为1ms。FDD子帧长度也是1ms。一个无线帧分为两个5ms半帧，帧长10ms。和FDDLTE的帧长一样。特殊子帧DwPTS+GP+UpPTS=1msDL-ULConfigurationSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDTD-LTE上下行配比表转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊时隙。这类配置因为10ms有两个上下行转换点，所以HARQ的反馈较为及时。适用于对时延要求较高的场景转换周期为10ms表示每10ms有一个特殊时隙。这种配置对时延的保证略差一些，但是好处是10ms只有一个特殊时隙，所以系统损失的容量相对较小2：21：8FlexiLTEBTS传输容量ParameterValueCommentsBTSradioi/fthroughput(UL/DL)Peak(at20Mhz,2*2MIMO,abovePDCP)40Mbps/149Mbps-Average(with10UEsat20Mhz,2*2MIMO,abovePDCP)15Mbps/36Mbps-Max.numberofcellsperBTS3(*)(**)6(***)-Max.numberofactiveusersperBTScellat20Mhz800(*)840(**)(***)RRC_connecteduserswithaDRBestablishedMax.numberofactivelyscheduledusersperBTScellat20Mhz200(*)250(**)(***)UsersscheduledinthetimedomainbytheRRCscheduler;subsetofActiveusers.Max.numberofusersperBTS6500IncludesidleandactiveusersMax.S1_UthroughputpersingleBTS(at20Mhz,2*2MIMO,abovePDCP)–UL/DL120Mbps/450MbpsDerivedfromthepeakcellthroughputMax.S1_MMEthroughputpersingleBTS–UL/DL0.4Mbps/0.4MbpsSource:[LTE_Cap_SFS]Max.X2throughputperBTS(UP+CP)–UL/DL200Mbps/200MbpsSource:[LTE_Cap_SFS]MaxeNBtransportcapacitytowardstheCore1000MbpsNumberofGbEinterfacesattheeNBthatcanbeusedtowardstheCoreislimitedto1.(*)forRL10,(**)forRL20/RL15,(***)forRL30/RL25/RL40LTE传输规划范围

LTE传输规划包含eNB侧的逻辑接口有:U-PlaneS1(S1_U)C-PlaneS1(S1_MME)U-PlaneX2(X2_U)C-PlaneX2(X2_C)O&MIFSAE-GW–SAEgatewayMME–mobilitymanagemententityeNB–evolvedNodeBEvolvedPacketCoreEvolvedUTRAN

eNB

O&Mi/f

S1_MME

S1_U

S1_U

X2_U

X2_C

MME

SAE-GW

eNB

O&MSystemS1_MMEO&Mi/fScopeofLTEAccessTransportdimensioningScopeofLTEAccessTransportdimensioning估算U-Planetraffic:

S1_UandX2_UinterfacesS1_U:U-Plane,eNB↔SAE-GWLTEAccessTransportlastmilelinkX2_U:U-Plane,SeNB↔TeNB用户平面涉及:DimensioningU-Planetraffic:S1_UandX2_Uinterfaces

第一种思路:基于AirInterfacethroughput计算Source:.ppt:LTETransport,QoSRequirementsandSolutions,byTorstenMusiol,RAPLMLTE(recommended)第一种思路:基于AirInterfacethroughput计算

传输带宽计算举例假设：每小区平均吞吐量为如下：2:219.5Mbps；3:126Mbps

对于峰值:2:2下行最大82Mbps,3:1最大112Mbps左右

，每eNB有三个小区用户平面为20%开销,

对X2和C/M/S预留10%的开销,如果试验网不需要测试三小区同时达到峰值的情况(压力测试或极限容量测试),一般建议，1峰值，2个平均的配置来进行计算。计算结果：2:2时隙配置需要的带宽为=1.1x1.2x(2x19.5Mbps+82Mbps)=160Mbps3:1时隙配置需要的带宽为=1.1x1.2x(2x26Mbps+112Mbps)=217Mbps第一种思路:基于AirInterfacethroughput计算优缺点优点:计算需要的输入值清晰:Peak/Ave小区容量从无线规划和系统能力上是很容易知道的数据计算方法直截了当不足:不能考虑传输的QoS(i.e.packetloss,delay,calldrop)DimensioningU-Planetraffic:S1_UandX2_Uinterfaces

第二种思路:直接基于UserTraffic

计算

(具体的计算需要使用LTE_RL10_Access_Dim_tool实现)UserTrafficDemandEstimationCalculatingbandwidthforRealTime(RT)traffic:VoIP,ConversationalVideo,StreamingCalculatingbandwidthforNonRealTime(NRT)traffic:HTTP,FTP流程如下:

假设话务模型(输入)3cellspereNBNumberofconnecteduserspereNB:600connectedusers(200connecteduserspercell)VoIPtrafficassumptions:50mErl/user(i.e.1call/userof3mindurationintheBusyHour)UsedVoIPcodec:G.729(codecrate:8kbps)Voiceactivityfactor:60%VoIPlastmileS1delay(IPlevel)=15msTransportOH(IP/Eth)–VoIP:137%Datatrafficassumptions:xDSL(flatrate)servicemodel:PeakInformationRate(PIR)peruser(DL):1024kbpsOverbookingfactor(DL):1:30DatalastmileS1delay(TCPlevel)=100msTransportOH(IP/Eth)–Data:5%O&Mbandwidth(IPlevel):1Mbps~34kbps/user估算结果

(输出)

使用第二种思路计算:直接基于UserTraffic

计算(具体通过工具进行)10MHzDOWNLINKCluttertypeDenseurban(ISD:500m)UserTrafficLoads[Mbps]TrafficloadpereNB–VoIP0.144TrafficloadpereNB–Data23.552Transportbandwidthperlogicalinterface[kbps]BandwidthS1_MME1.022BandwidthS1_U38.219BandwidthO&M1.160BandwidthX2_C0.020BandwidthX2_U0.569TotaltransportcapacitypereNB[kbps]CommitedInformationRate(CIR)40.990ExcessiveInformationRate(EIR)0第二种思路:直接基于UserTraffic

计算之优缺点优点:能够考虑到QoS的影响

(i.e.datatransferdelay和calldrop).容量精确地按照业务的需要计算,而不是通过空口吞吐量粗略地计算

缺点:收集输入业务数据难度大;通常运营商也只能提供一部分,其余部分在不能提供的情况下使用NSNLTE的缺省业务模型计算DimensioningC-Planetraffic:

S1_MMEandX2_CinterfacesS1_MME:C_Plane,eNB↔MMELTEAccessTransportlastmilelinkX2_C:C_Plane,SeNB↔TeNB控制平面包括两部分:影响信令带宽的因素有哪些?

两个或两个以上网元相关的用于提供终端正常服务的行为都会对信令带宽有影响.

但我们主要考虑:

AttachDetach

TrackingAreaUpdate

Statetransition

Handover

Paging信令带宽计算步骤

(1/2)每个事件用信令信息的字节大小和发送次数来描述,以下的值来自于Trial和Test的LogTotalsignalingloadwithoutoverheadTotalnumberofmessagesTotalload[bytes]TotalnumberofmessagesTotalload[bytes]S1(DL)S1(UL)S1(DL)S1(UL)X2(DL)X2(UL)X2(DL)X2(UL)AttachtoLTE_Active

state

46356520----AttachtoLTE_Idle

state

58396594----Detach

2282108----TrackingAreaUpdate

119260----LTE_IdletoLTE_Active

12120132----LTE_ActivetoLTE_Idle

124078----IntereNBhandover

11728822320136Paging

10600----注意:Selectiveacknowledgementmessages(SACK)需要额外考虑计算,以上的表格没有包括SACK信令带宽计算步骤

(2/2)

事件频率

(Fevent

[Hz])

基于业务模型参数计算,每个事件有不同的公式总的信令带宽为：将各事件加和后乘以用户数

(#UE):举例No.ofUE:1300估算

M-Plane业务带宽

:O&M接口O&Mi/f:推荐使用额外的1Mbps用于eNB侧的O&M接口带宽M-Plane。TD-LTES1接口传输介绍TD-LTE网络介绍TD-LTEeNB产品结构TD-LTES1接口传输估算TD-LTE传输需求及方案传输规划需求分配资源前请确认下面主要几点：eNodeB接入结构，是采用单独PTN+CE方式承载S1/X2，还是其他方式；eNodeB的控制面、媒体面和网管是否分流，在其他trail项目只分业务（控制、媒体）和网管分流；PTNCE上能否做VLAN汇聚功能，采用SuperVLAN技术有效节约IP地址数量；是否采用IPTOP时钟同步方式；确定好上面几点才能准确申请资源：VLANID：如果采用各个平面分离，每个eNodeB需4个VLANID(信令面、用户面、网管、同步)；IP地址：如果不采用VLAN汇聚功能，每个eNodeB需1/8C（信令面、用户面、网管、同步），或每个eNodeB需1/16C（业务、网管）；如果采用VLAN汇聚功能，根据基站数量和物理位置按/27或/26划分地址段，把相关eNodeB归纳在这个IP地址段，根据实际eNodeB数量申请IP地址数量，同时考虑信令面、用户面、网管、同步是否分流；宁夏移动TD-LTE试验网传输拓扑eNodeB的S1/X2接口通过PTN网络以二层方式回传至LTEEPC，并连接S1/X2CE，CE为S1/X2提供IP网关和三层路由功能。eNodeB与EPC核心网共用一对CE，核心网新增加2台CE;3个室分站，每个eNodeB业务需求155M传输带宽，业务150M,网管5M，通过用户PTN传输设备汇聚到CE01/CE02。传输建议需新增加或利用原有PTN设备2套，1套在LTE基站侧，1套在LTE核心网CE侧。传输方案基本说明PTN以点到点以太专线回传S1/X2接口；PTN在LTEEPC方应尽量以双节点方式连接一对CE；CE之间运行VRRP为eNodeB提供冗余网关；CE之间链路作为VRRP心跳线；不同eNodeB属于不同VLAN；业务和网管使用不同VLAN分离；每个VLAN需配置独立的VRRP组；CE与PTN之间通过802.ah检测对接链路故障；宁夏移动TD-LTE试验网基站网管连接eNodeB网管数据与业务数据共用物理传输，网管路由如紫色虚线条所示；eNodeB业务和网管独立分开，使用VLAN隔离；对于网管数据，每个eNodeB提供5M带宽；网管分为南向和北向两个方向，南向是eNodeB到OSS，北向是OSS可连接到用户DCN网，接入用户网管中心；TD-LTE传输规划输出(广州LTE测试项目)eNodeBCP&UPeNodeBIDSiteNameeNodeBNameLocationAreaInterfaceSubnetMaskP/LBBU1IPaddressBBU2IPaddressBBU3IPaddressDestinationaddressNextHopGateway2639360116_广州光谱西路HE0116_GZ_GuangPuXiLu_HE广州-科学城GE/LCL0

default002639370118_广州新塘农工商综合楼HE0118_GZ_XinTangNongGongShangZongHeLou_HE广州-科学城GE/LCL1

default002639380031_广州广汕凌塘段HE0031_GZ_GuangShanLingTangDuan_HE广州-科学城GE/LCL2

default002639390128_广州科学城光宝路HE0128_GZ_KeXueChengGuangBaoLu_HE广州-科学城GE/LCL3

default002639400129_广州科学城京信HE0129_GZ_KeXueChengJingXin_HE广州-科学城GE/LCL4

default002639410130_广州科学城新飞仕HE0130_GZ_KeXueChengXinFeiShi_HE广州-科学城GE/LCL5

default002639420151_广州光谱中路HE0151_GZ_GuangPuZhongLu_HE广州-科学城GE/LCL6

default002639430154_广州光宝路口HE0154_GZ_GuangBaoLuKou_HE广州-科学城GE/LCL7

default002639440157_广州广东软件科学园HE0157_GZ_GuangDongRuanJianKeXueYuan_HE广州-科学城GE/LCL8

default002639450161_广州岭南学院校区HE0161_GZ_LingNanXueYuanXiaoQu_HE广州-科学城GE/LCL9

default002639460163_广州岭南学院HE0163_GZ_LingNanXueYuan_HE广州-科学城GE/LCL0

default00eNodeBO&MeNodeBIDSiteNameeNodeBNameLocationAreaInterfaceSubnetMaskP/LBBU1