TD-LTE S1接口傳輸介紹

1、1 NSN-HuaNuoPresentation / Author / DateI insert classification levelTD-LTE S1TD-LTE S1接口傳輸介紹接口傳輸介紹2 NSN-HuaNuoPresentation / Author / DateI insert classification levelTD-LTE S1TD-LTE S1接口傳輸介紹接口傳輸介紹TD-LTE eNB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)TD-LTE S1接口傳輸估算TD-LTE 傳輸需求及其方案TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)介紹3 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Cl

2、assification level TD-LTE網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)LTE的系統(tǒng)架構(gòu)分成兩部分，包括演進(jìn)后的核心網(wǎng)EPC和演進(jìn)后的接入網(wǎng)E-UTRAN。演進(jìn)后的系統(tǒng)僅存在分組交換域。 LTE接入網(wǎng)僅由演進(jìn)后的節(jié)點(diǎn)evolved NodeB，組成提供到UE的E-UTRA控制面與用戶面的協(xié)議終止點(diǎn)。4 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level S1接口結(jié)構(gòu)接口結(jié)構(gòu) S1用戶面接口（S1-U）是指連接在eNB和S-GW之間的接口， S1-U接口提供eNB和S-GW之間用戶平面PDU的非保障傳輸。S1接口用戶平面協(xié)議棧

3、如圖所示，傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在IP層之上，并且位于UDP/IP 之上的GTP-U 用于在eNB和S-GW之間傳輸用戶平面PDU。 S1控制平面接口（S1-MME）是指連接在eNB和MME之間的接口，S1控制平面接口如下圖所示。與用戶平面類似，傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在IP傳輸基礎(chǔ)上；不同之處在于IP層之上增加了SCTP層來(lái)實(shí)現(xiàn)信令消息的可靠傳輸。應(yīng)用層協(xié)議S1-AP。5 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level S1接口功能接口功能 EPS承載業(yè)務(wù)管理功能： 建立，修改，釋放； EMM-Connected狀態(tài)下針對(duì)UE的移

4、動(dòng)性功能： LTE內(nèi)部切換，3GPP-RAT間切換； S1尋呼功能； NAS信令傳輸功能； S1接口管理功能： 錯(cuò)誤指示；復(fù)位； 網(wǎng)絡(luò)共享功能； 漫游和區(qū)域限制支持功能； NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能； 初始內(nèi)容建立功能；6 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level X2接口結(jié)構(gòu)接口結(jié)構(gòu) X2 用戶面接口(X2-U)是指連接在eNB之間的用戶面接口， X2-U接口提供非保證的用戶面PDU的交付。X2的用戶面協(xié)議棧如圖6所示，傳輸網(wǎng)絡(luò)層是建立在IP傳輸上，GTP-U是在UDP/IP上承載用戶面的PDU。X2-UP接口協(xié)議

5、棧和S1-UP協(xié)議棧是一樣的。 X2控制面接口(X2-CP)定義為連接eNB之間接口的控制面， X2接口控制面的協(xié)議棧如圖7。 傳輸網(wǎng)絡(luò)層是建立在SCTP上，SCTP是在IP上。應(yīng)用層的信令協(xié)議表示為X2-AP 。7 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level X2控制面功能控制面功能 X2-AP協(xié)議支持以下所列功能： 支持UE在EMM-Connected狀態(tài)時(shí)的LTE系統(tǒng)內(nèi)部移動(dòng)； 上下文從源eNB傳達(dá)到目的eNB； 控制源eNB到目的的用戶面通道； 切換取消； 上行負(fù)載管理； 一般性的X2管理和錯(cuò)誤 處理功

6、能； 錯(cuò)誤指示。8 NSN-HuaNuoPresentation / Author / DateI insert classification levelTD-LTE S1TD-LTE S1接口傳輸介紹接口傳輸介紹TD-LTE S1接口傳輸估算TD-LTE 傳輸需求及其方案TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)介紹TD-LTE eNB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)9 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level Flexi Multiradio BTS(1)10 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Cla

7、ssification level Flexi Multiradio BTS(2)11 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level eNB主要功能主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各層實(shí)體，用戶通信過(guò)程中的控制面和用戶面的建立、管理和釋放，以及部分無(wú)線資源管理rrm方面的功能。 無(wú)線資源管理（RRM）； 用戶數(shù)據(jù)流IP頭壓縮和加密； UE附著時(shí)MME選擇功能； 用戶面數(shù)據(jù)向Serving GW的路由功能； 尋呼消息的調(diào)度和發(fā)送功能； （源自MME和O&M的）廣播消息的調(diào)度和發(fā)送功能； 用于移動(dòng)

8、性和調(diào)度的測(cè)量和測(cè)量報(bào)告配置功能； 基于AMBR和MBR的上行承載級(jí)速率整型； 上行傳輸層數(shù)據(jù)包的分類標(biāo)示； 用于移動(dòng)性和調(diào)度的測(cè)量和測(cè)量報(bào)告配置功能； 基于AMBR和MBR的上行承載級(jí)速率整型； 上行傳輸層數(shù)據(jù)包的分類標(biāo)示；12 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level Transport sub-modules13 NSN-HuaNuoPresentation / Author / DateI insert classification levelTD-LTE S1TD-LTE S1接口傳輸介紹接口傳輸介

9、紹TD-LTE 傳輸需求及其方案TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)介紹TD-LTE eNB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)TD-LTE S1接口傳輸估算14 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level TDD-LTE幀結(jié)構(gòu)子幀: 1ms時(shí)隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀: 1ms#2#3#4半幀: 5ms半幀: 5ms幀幀: 10msGPUpPTSTD-LTE幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 無(wú)論是正常子幀還是特殊子幀，長(zhǎng)度均為1ms。FDD子幀長(zhǎng)度也是1ms。 一個(gè)無(wú)線幀分為兩個(gè)5ms半幀，幀長(zhǎng)10ms。和FDD LTE的幀長(zhǎng)一樣。 特殊子幀 DwPTS + GP

10、+ UpPTS = 1msDL-UL ConfigurationSwitch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD TD-LTE上下行配比表轉(zhuǎn)換周期為5ms表示每5ms有一個(gè)特殊時(shí)隙。這類配置因?yàn)?0ms有兩個(gè)上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)，所以HARQ的反饋較為及時(shí)。適用于對(duì)時(shí)延要求較高的場(chǎng)景轉(zhuǎn)換周期為10ms表示每10ms有一個(gè)特殊時(shí)隙。這種配置對(duì)

11、時(shí)延的保證略差一些，但是好處是10ms只有一個(gè)特殊時(shí)隙，所以系統(tǒng)損失的容量相對(duì)較小2：21：815 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level Flexi LTE BTS傳輸容量ParameterValueCommentsBTS radio i/f throughput (UL/DL) Peak (at 20Mhz, 2*2 MIMO, above PDCP)40 Mbps / 149 Mbps -Average (with 10 UEs at 20Mhz, 2*2 MIMO, above PDCP) 15 M

12、bps / 36 Mbps -Max. number of cells per BTS3 (*) (*)6 (*)-Max. number of active users per BTS cell at 20Mhz800 (*)840 (*) (*)RRC_connected users with a DRB establishedMax. number of actively scheduled users per BTS cell at 20Mhz200 (*)250 (*) (*)Users scheduled in the time domain by the RRC schedule

13、r; subset of Active users.Max. number of users per BTS 6500Includes idle and active usersMax. S1_U throughput per single BTS (at 20Mhz, 2*2 MIMO, above PDCP) UL/DL 120 Mbps / 450 MbpsDerived from the peak cell throughputMax. S1_MME throughput per single BTS UL/DL0.4 Mbps / 0.4 MbpsSource: LTE_Cap_SF

14、SMax. X2 throughput per BTS (UP+CP) UL/DL200 Mbps / 200 MbpsSource: LTE_Cap_SFSMax eNB transport capacity towards the Core1000 MbpsNumber of GbE interfaces at the eNB that can be used towards the Core is limited to 1. (*) for RL10, (*) for RL20 / RL15, (*) for RL30 / RL25 / RL4016 NSN-HuaNuoPresenta

15、tion / Author / Date Soc Classification level LTE 傳輸規(guī)劃范圍傳輸規(guī)劃范圍LTE傳輸規(guī)劃包含eNB側(cè)的邏輯接口有:U-Plane S1 (S1_U)C-Plane S1 (S1_MME)U-Plane X2 (X2_U)C-Plane X2 (X2_C)O&M IFSAE-GW SAE gatewayMME mobility management entityeNB evolved Node BEvolved Packet CoreEvolved UTRAN eNB O&M i/f S1_MME S1_U S1_U X2_U X2_C MME

16、SAE-GW eNB O&M SystemS1_MMEO&M i/fScope of LTE Access TransportdimensioningScope of LTE Access Transportdimensioning17 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 估算估算U-Plane traffic: S1_U and X2_U interfacesS1_U: U-Plane, eNB SAE-GWLTE Access Transportlast mile linkX2_U: U-Plane

17、, SeNB TeNB用戶平面涉及:18 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level Dimensioning U-Plane traffic: S1_U and X2_U interfaces 第一種思路第一種思路:基于基于Air Interface throughput計(jì)算計(jì)算Source: .ppt: LTE Transport, QoS Requirements and Solutions, by Torsten Musiol, RA PLM LTE(recommended)19 NSN-HuaNuoP

18、resentation / Author / Date Soc Classification level 第一種思路第一種思路:基于基于Air Interface throughput計(jì)算計(jì)算傳輸帶寬計(jì)算舉例傳輸帶寬計(jì)算舉例假設(shè)：每小區(qū)平均吞吐量為如下：2:2 19.5Mbps； 3:1 26Mbps 對(duì)于峰值:2:2下行最大82Mbps, 3:1最大112Mbps左右 ，每eNB有三個(gè)小區(qū)用戶平面為20%開銷, 對(duì) X2 和C/M/S預(yù)留10%的開銷,如果試驗(yàn)網(wǎng)不需要測(cè)試三小區(qū)同時(shí)達(dá)到峰值的情況 (壓力測(cè)試或極限容量測(cè)試), 一般建議，1峰值，2個(gè)平均的配置來(lái)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果：2:2時(shí)隙配

19、置需要的帶寬為= 1.1x 1.2 x(2 x 19.5Mbps+82Mbps)=160Mbps3:1時(shí)隙配置需要的帶寬為= 1.1x 1.2 x(2 x 26Mbps+112Mbps)=217Mbps20 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 第一種思路第一種思路:基于基于Air Interface throughput計(jì)算優(yōu)缺點(diǎn)計(jì)算優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):計(jì)算需要的輸入值清晰: Peak/Ave 小區(qū)容量從無(wú)線規(guī)劃和系統(tǒng)能力上是很容易知道的數(shù)據(jù)計(jì)算方法直截了當(dāng)不足:不能考慮傳輸?shù)腝oS (i.e. packet

20、loss, delay, call drop)21 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level Dimensioning U-Plane traffic: S1_U and X2_U interfaces 第二種思路第二種思路:直接基于直接基于 User Traffic 計(jì)算計(jì)算(具體的計(jì)算需要使用具體的計(jì)算需要使用LTE_RL10_Access_Dim_tool實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn))User Traffic Demand EstimationCalculating bandwidth for Real Time (RT)

21、 traffic: VoIP, Conversational Video, StreamingCalculating bandwidth for Non Real Time (NRT) traffic: HTTP, FTP流程如下: 22 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 假設(shè)話務(wù)模型假設(shè)話務(wù)模型(輸入輸入)3 cells per eNBNumber of connected users per eNB:600 connected users (200 connected users per cell

22、)VoIP traffic assumptions:50 mErl/user (i.e. 1 call/user of 3 min duration in the Busy Hour)Used VoIP codec: G.729 (codec rate: 8 kbps)Voice activity factor: 60%VoIP last mile S1 delay (IP level) = 15 msTransport OH (IP/Eth) VoIP: 137%Data traffic assumptions: xDSL (flat rate) service model: Peak In

23、formation Rate (PIR) per user (DL): 1024 kbpsOverbooking factor (DL): 1:30Data last mile S1 delay (TCP level) = 100 msTransport OH (IP/Eth) Data: 5%O&M bandwidth (IP level): 1 Mbps 34 kbps / user23 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 估算結(jié)果估算結(jié)果 (輸出輸出)使用第二種思路計(jì)算使用第二種思路計(jì)算:直接基于

24、直接基于 User Traffic 計(jì)算計(jì)算(具體通過(guò)工具進(jìn)行具體通過(guò)工具進(jìn)行)10 MHz DOWNLINKClutter typeDense urban(ISD: 500m)User Traffic Loads MbpsTraffic load per eNB VoIP 0.144Traffic load per eNB Data 23.552Transport bandwidth per logical interface kbpsBandwidth S1_MME1.022Bandwidth S1_U38.219Bandwidth O&M1.160Bandwidth X2_C0.020B

25、andwidth X2_U0.569Total transport capacity per eNB kbpsCommited Information Rate (CIR)40.990Excessive Information Rate (EIR)024 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 第二種思路第二種思路:直接基于直接基于 User Traffic 計(jì)算之優(yōu)缺點(diǎn)計(jì)算之優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):能夠考慮到QoS的影響 (i.e. data transfer delay 和 call drop).容量精確地按照業(yè)務(wù)

26、的需要計(jì)算,而不是通過(guò)空口吞吐量粗略地計(jì)算 缺點(diǎn):收集輸入業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)難度大;通常運(yùn)營(yíng)商也只能提供一部分,其余部分在不能提供的情況下使用NSN LTE的缺省業(yè)務(wù)模型計(jì)算25 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level Dimensioning C-Plane traffic: S1_MME and X2_C interfacesS1_MME: C_Plane, eNB MMELTE Access Transportlast mile linkX2_C: C_Plane, SeNB TeNB控制平面包括兩部分:26

27、NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 影響信令帶寬的因素有哪些影響信令帶寬的因素有哪些?兩個(gè)或兩個(gè)以上網(wǎng)元相關(guān)的用于提供終端正常服務(wù)的行為都會(huì)對(duì)信令帶寬有影響. 但我們主要考慮: Attach Detach Tracking Area Update State transition Handover Paging27 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 信令帶寬計(jì)算步驟 (1/2)每個(gè)事件用信令信息的字節(jié)大小和發(fā)送

28、次數(shù)來(lái)描述,以下的值來(lái)自于Trial和Test的LogTotal signaling load without overheadTotal number of messagesTotal load bytesTotal number of messagesTotal load bytesS1 (DL)S1 (UL)S1 (DL)S1 (UL)X2 (DL)X2 (UL)X2 (DL)X2 (UL)Attach to LTE_Active state 46356520-Attach to LTE_Idle state 58396594-Detach 2282108-Tracking Area U

29、pdate 119260-LTE_Idle to LTE_Active 12120132-LTE_Active to LTE_Idle 124078-Inter eNB handover 11728822320136Paging 10600-注意:Selective acknowledgement messages (SACK) 需要額外考慮計(jì)算,以上的表格沒(méi)有包括SACK28 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 信令帶寬計(jì)算步驟 (2/2)事件頻率 (Fevent Hz) 基于業(yè)務(wù)模型參數(shù)計(jì)算,每個(gè)事

30、件有不同的公式總的信令帶寬為：將各事件加和后乘以用戶數(shù) (#UE):eventeventTUEsbitsT#/29 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 舉例舉例No. of UE: 130030 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 估算估算 M-Plane業(yè)務(wù)帶寬業(yè)務(wù)帶寬 : O&M 接口接口O&M i/f:推薦使用額外的1Mbps用于eNB側(cè)的O&M接口帶寬M-Plane。31 NSN-HuaNuoPresen

31、tation / Author / DateI insert classification levelTD-LTE S1TD-LTE S1接口傳輸介紹接口傳輸介紹TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)介紹TD-LTE eNB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)TD-LTE S1接口傳輸估算TD-LTE 傳輸需求及方案32 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 傳輸規(guī)劃需求分配資源前請(qǐng)確認(rèn)下面主要幾點(diǎn)：eNodeB接入結(jié)構(gòu)，是采用單獨(dú)PTN+CE方式承載S1/X2，還是其他方式；eNodeB 的控制面、媒體面和網(wǎng)管是否分流，在其他trail項(xiàng)目只分業(yè)務(wù)（

32、控制、媒體）和網(wǎng)管分流；PTN CE上能否做VLAN匯聚功能，采用Super VLAN技術(shù)有效節(jié)約IP地址數(shù)量；是否采用IP TOP時(shí)鐘同步方式；確定好上面幾點(diǎn)才能準(zhǔn)確申請(qǐng)資源：VLAN ID：如果采用各個(gè)平面分離，每個(gè)eNodeB需4個(gè)VLAN ID(信令面、用戶面、網(wǎng)管、同步)；IP地址： 如果不采用VLAN 匯聚功能，每個(gè)eNodeB需1/8C（信令面、用戶面、網(wǎng)管、同步），或每個(gè)eNodeB需1/16C（業(yè)務(wù)、網(wǎng)管）； 如果采用VLAN 匯聚功能，根據(jù)基站數(shù)量和物理位置按/27或/26劃分地址段，把相關(guān)eNodeB歸納在這個(gè)IP地址段，根據(jù)實(shí)際eNodeB數(shù)量申請(qǐng)IP地址數(shù)量，同時(shí)考慮

33、信令面、用戶面、網(wǎng)管、同步是否分流；33 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 寧夏移動(dòng) TD-LTE 試驗(yàn)網(wǎng)傳輸拓?fù)?eNodeB的S1/X2接口通過(guò)PTN網(wǎng)絡(luò)以二層方式回傳至LTE EPC，并連接S1/X2 CE，CE為S1/X2提供IP網(wǎng)關(guān)和三層路由功能。 eNodeB與EPC核心網(wǎng)共用一對(duì)CE，核心網(wǎng)新增加2臺(tái)CE;3個(gè)室分站，每個(gè)eNodeB業(yè)務(wù)需求155M傳輸帶寬，業(yè)務(wù)150M,網(wǎng)管5M，通過(guò)用戶PTN傳輸設(shè)備匯聚到CE01/CE02。 傳輸建議需新增加或利用原有PTN設(shè)備2套，1套在LTE基

34、站側(cè)，1套在LTE核心網(wǎng)CE側(cè)。34 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level 傳輸方案基本說(shuō)明 PTN以點(diǎn)到點(diǎn)以太專線回傳S1/X2接口； PTN在LTE EPC方應(yīng)盡量以雙節(jié)點(diǎn)方式連接一對(duì)CE； CE之間運(yùn)行VRRP為eNodeB提供冗余網(wǎng)關(guān)； CE之間鏈路作為VRRP心跳線； 不同eNodeB屬于不同VLAN； 業(yè)務(wù)和網(wǎng)管使用不同VLAN分離； 每個(gè)VLAN需配置獨(dú)立的VRRP組； CE與PTN之間通過(guò)802.ah檢測(cè)對(duì)接鏈路故障；35 NSN-HuaNuoPresentation / Author /

35、 Date Soc Classification level 寧夏移動(dòng) TD-LTE 試驗(yàn)網(wǎng)基站網(wǎng)管連接 eNodeB網(wǎng)管數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共用物理傳輸，網(wǎng)管路由如紫色虛線條所示； eNodeB業(yè)務(wù)和網(wǎng)管獨(dú)立分開，使用VLAN隔離； 對(duì)于網(wǎng)管數(shù)據(jù)，每個(gè)eNodeB提供5M帶寬； 網(wǎng)管分為南向和北向兩個(gè)方向，南向是eNodeB到OSS，北向是OSS可連接到用戶DCN網(wǎng)，接入用戶網(wǎng)管中心；36 NSN-HuaNuoPresentation / Author / Date Soc Classification level TD-LTE傳輸規(guī)劃輸出(廣州LTE測(cè)試項(xiàng)目)eNodeB CP&UPeNodeB

36、 IDSite NameeNodeB NameLocation AreaInterfaceSubnet MaskP/LBBU1 IP addressBBU2 IP addressBBU3 IP addressDestination addressNext Hop Gateway2639360116_廣州光譜西路HE0116_GZ_GuangPuXiLu_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL0 default002639370118_廣州新塘農(nóng)工商綜合樓HE0118_GZ_XinTangNongGongShangZongHeLou_HE廣

37、州-科學(xué)城GE /LCL1 default002639380031_廣州廣汕凌塘段HE0031_GZ_GuangShanLingTangDuan_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL2 default002639390128_廣州科學(xué)城光寶路HE0128_GZ_KeXueChengGuangBaoLu_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL3 default002639400129_廣州科學(xué)城京信HE0129_GZ_K

38、eXueChengJingXin_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL4 default002639410130_廣州科學(xué)城新飛仕HE0130_GZ_KeXueChengXinFeiShi_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL5 default002639420151_廣州光譜中路HE0151_GZ_GuangPuZhongLu_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL6 default002639430154_廣州光寶路口H

39、E0154_GZ_GuangBaoLuKou_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL7 default002639440157_廣州廣東軟件科學(xué)園HE0157_GZ_GuangDongRuanJianKeXueYuan_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL8 default002639450161_廣州嶺南學(xué)院校區(qū)HE0161_GZ_LingNanXueYuanXiaoQu_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL9 default002639460163_廣州嶺南學(xué)院HE0163_GZ_LingNanXueYuan_HE廣州-科學(xué)城GE /LCL0 default00eNodeB O&MeNodeB ID