射频与微波通信电路 DeNB基站

eNB功能_百度百科
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在3GPP LTE与的标准中,用来代表基站,与用户对应。eNB是LTE(4G)中UE和演进后的核心网EPC之间的桥梁,eNB之间通过X2接口进行连接,它是E-UTRAN侧的S1接入点。
eNB功能eNB功能
eNB负责以下功能。
●无线资源管理功能:无线承载控制、无线接入控制、连接移动性控制、UE上下行资源动态分配和调度等。
●用户数据流的加密和IP报头压缩。
●当UE附着时所提供的信息不能确定到达某个MME的路由时,eNB为UE选择一个MME。
●将用户平面数据路由到相应的S-GW。
●MME发起的寻呼消息的调度和发送。
●MME或O&M发起的广播信息的调度和发送。
●用于移动性和调度的测量以及测量报告配置。
●MME发起的PWS(PublicWarningSystem,公共预警系统,包括ETWS和CMAS)消息的调度和发送。
注:ETWS(EarthquakeandTsunamiWarningSystem,地震和海啸预警系统);CMAS(CommercialMobileAlertService,商业移动预警服务)。
●CSG处理。
eNB功能LTE
eNB功能LTE概念
LTE(LongTermEvolution,长期演进),又称E-UTRA/E-UTRAN,和3GPP2UMB合称E3G(Evolved3G)
LTE是由(The3rdGenerationPartnershipProject,第三代合作伙伴计划)组织制定的(UniversalMobileTelecommunicationsSystem,通用)技术标准的长期演进,于2004年12月在3GPPTSGRAN#26会议上正式立项并启动。LTE系统引入了(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用)和(Multi-Input&Multi-Output,多输入多输出)等关键传输,显著增加了和速率(20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下,理论下行最大传输速率为201Mbps,除去信令开销后大概为140Mbps,但根据实际组网以及终端能力限制,一般认为下行峰值速率为100Mbps,上行为50Mbps),并支持多种带宽分配:1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz和20MHz等,且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段,因而频谱分配更加灵活,系统和也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化,减少了网络节点和系统复杂度,从而减小了系统,也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。系统有两种制式:FDD-LTE和TDD-LTE,即频分双工LTE系统和时分双工LTE系统,二者技术的主要区别在于的上(像帧结构、时分设计、同步等)。FDD-LTE系统空口上下行传输采用一对对称的频段接收和发送数据,而TDD-LTE系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输,相对于FDD双工方式,TDD有着较高的。
LTE/EPC的网络架构如图1所示。
3GPP接入的非漫游架构
eNB功能LTE系统结构
LTE采用由eNB构成的单层结构,这种结构有利于简化网络和减小延迟,实现低时延、低复杂度和低成本的要求。与3G接入网相比,LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进,但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的改变,逐步趋近于典型的IP宽带网络结构。
LTE的架构也叫E-UTRAN架构,如图2所示。E-UTRAN主要由eNB构成。同UTRAN网络相比,eNB不仅具有NodeB的功能,还能完成RNC的大部分功能,包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。eNodeB和eNodeB之间采用X2接口方式直接互连,eNB通过S1接口连接到EPC。具体地讲,eNB通过S1-MME连接到MME,通过S1-U连接到S-GW。S1接口支持MME/S-GW和eNB之间的多对多连接,即一个eNB可以和多个MME/S-GW连接,多个eNB也可以同时连接到同一个MME/S-GW。
LTE整体结构
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提供资源类型:内容
清除历史记录关闭无线回传拓扑规划
(数学建模夏令营2018年B题,同济大学校内赛B题)
1. 背景介绍
在城区建设基站, 传输光纤部署最后一公里的成本高, 光纤到站率低, 全球综合来看低于60%;如果使用微波传输, 由于微波只能在LOS(视距)场景下部署, 而城区场景中LOS信道比例低于50%。
在农村网建设基站, 单站业务量低, 收入低, ROI(投资回报率)差, 运营商建站对成本较为敏感。卫星传输租金、光纤传输建设费用对于运营商是很大的负担, 而如果使用微波传输, 对于相当一部分站点需要提升铁塔高度来满足微波的LOS场景要求, 铁塔费用的增加对于运营商来说同样是不小的负担。
Relay无线回传方案利用FDD LTE或TDDLTE制式承载来为站点回传, 相对微波有较强的NLOS(非视距)传输能力, 可以解决城区、农网等场景下的传统传输方式不可达的问题, 同时在部分场景下也可以替代微波, 有效降低站高, 节省加站费用。
图1 Relay架构
RRN(eRelay Remote Node), 是Relay方案中的无线回传设备, 它用于为基站提供无线回传服务。如图1所示。Relay组网包含宿主基站DeNB和中继站RN两个逻辑节点:
DeNB是在普通基站(DeNB)上增加了Relay功能, DeNB支持普通手机(UE)接入, 也支持RRN的接入;
RN包括RRN和ReBTS两部分。RRN通过无线信号接入DeNB并建立空口承载;ReBTS可供覆盖范围内的UE接入;ReBTS的传输由RRN提供
为了方便理解, 这里分别将DeNB和RRN称作宿主站和子站, 一个宿主基站通常可以有1~3个宿主小区, 分别覆盖不同的方向(可理解为扇区的定义), 如图2所示。图2中方块代表子站, 每个宿主小区可以接入一定数量的子站, 子站与子站之间可以级联(即多跳), 但跳数有限制。
图2 Relay拓扑关系示意图
2. 任务表述
2.1 任务简述
本任务中, 在给定一个地区中候选站点的位置分布的情况下, 参赛队伍需要根据站点间的相互位置、站点间拓扑关系限制等条件, 在满足一定回传质量(本次任务仅根据宿主站与子站的距离是否满足某门限来判断是否满足最低回传质量要求。而实际Relay部署时, 影响回传质量的因素包括距离、地形阻挡、普通手机接入影响、ReBTS干扰、相邻基站干扰等多种复杂因素)的前提下, 设计成本最优的部站方案, 包括:
候选站点是安装子站还是宿主站?
候选站点间的连接关系如何?
结合现网中对于无线回传拓扑规划问题的具体需求, 算法还应该具有以下特点:算法收敛速度快、尽可能覆盖更多的站点。
2.2 输入输出
每个地区内, 所有站点列表, 包括:
站点经纬度;
站型:RuralStar或蝴蝶站;
各种站型的综合成本, 包括:
宿主站的综合成本;
子站的综合成本;
卫星设备成本;
输出的拓扑关系, 应满足如下限制条件:
首跳距离&20km, 之后每跳距离&10km
站点包含RuralStar和蝴蝶站两种不同站型;其中, RuralStar共包含1个扇区, 蝴蝶站共包含2个扇区;若该站点为宿主站, 则每个扇区第一级最大接入子站数4, 最大总接入子站数6;为了简化问题, 暂不考虑蝴蝶站的扇区覆盖方向;
宿主站之间采用微波连接, 最大通信距离为50KM
宿主站和子站以及子站之间采用无线回传连接
每个子站最多只能有2条无线回传连接;
任意子站只能归属一个宿主站, 到达所属宿主站有且只有一条通路, 且该通路包含的跳数小于等于3
任意宿主站都有且只有一颗卫星负责回传, 成片连接的宿主站可共享同一颗卫星, 但一颗卫星最多只能负担8个成片宿主站的回传数据
成片宿主站中, 宿主站总数不设上限
例如, 如下图所示的连接关系中
宿主小区2不满足“每个扇区第一级最大接入数4, 最大总接入数6”
子站1、子站2不满足“任意子站只能归属一个宿主站, 到达所属宿主站有且只有一条通路”
子站4不满足“任意子站只能归属一个宿主站, 到达所属宿主站有且只有一条通路, 且该通路包含的跳数小于等于3”中的“跳数小于等于3”
子站5不满足“任意子站只能归属一个宿主站, 到达所属宿主站有且只有一条通路, 且该通路包含的跳数小于等于3”中的“任意子站只能归属一个宿主站”
上图连接关系可修改如下(前提是其它约束条件也满足), 即可满足约束条件:
按输入数据中站点顺序, 输出以下数据:
输出文件包含以下两个
二维矩阵表示所有站点间的连接关系, 0表示没有连接关系, 1表示采用无线回传连接, 2表示采用微波连接;
包含以下数组, 按列存储:
一维数组表示站点类型, 0表示子站, 1表示宿主站;
如上图所示的连接关系, 以上数组将表述为:
&宿主站1宿主站2宿主站3子站1子站2子站3子站4子站5子站6子站7子站8
宿主站102010010000
宿主站220200001110
宿主站302000000001
子站110001000000
子站200010100000
子站300001000000
子站410000000000
子站501000000000
子站601000000000
子站701000000000
子站800100000000
站点名站点类型
算法效率:5分钟内
站点规模:1000站点左右
2.3 挑战目标
在拓扑架构满足约束条件的前提下,
挑战目标1(最高优先级):更低的总体成本
总体成本:宿主站数量*宿主站成本+子站数量*子站成本+卫星数量*卫星成本
平均成本=总体成本/地区内站点总数
这里, 卫星的数量等于Ceil(宿主站数量/8), Ceil()表示向上取整。
下表为各种传输方式的成本, 单位:W USD
宿主站成本10
卫星成本50
挑战目标2:更低的回传路径损耗
虽然无线回传中存在NLOS影响, 但为了简化问题, 采用自由空间传播模型估计站点之间的路径损耗, 公式如下:
$$ PL=32.5+20*lg(D)+20*lg(F) $$
其中, $PL$是路径损耗, 是两个站点之间的距离, $D$单位为km, $F$是发射频率, 单位为MHz, 这里默认采用900MHz。
系统平均损耗=所有无线回传连接的损耗之和/无线回传连接数
需要注意, 该路径损耗只考虑子站回传部分, 宿主站之间采用微波传输, 只需满足距离限制, 不计算该损耗。
附:球面距离公式
计算球面两点间距离的公式, 设$A$点纬度$\beta_1$, 经度$\alpha_1$;$B$点纬度$\beta_2$, 经度$\alpha_2$, 则距离$S$为:
$$ S=R\cdot \arccos[\cos\beta_1\cos\beta_2\cos(\alpha_1-\alpha_2)+\sin\beta_1\sin\beta_2] $$
其中$R$为地球半径, 本题中取6378km;
各种数模竞赛赛题
材料 及 优秀论文
欢迎提供材料5G基站: 请叫哥牛逼!_网优雇佣军_传送门
5G基站: 请叫哥牛逼!
网优雇佣军
3G基站叫NodeB (NB) ,4G基站叫eNB,5G基站叫什么?3GPP终于给5G基站取了个名,叫gNB。尽管我们一直没弄明白3G基站为何叫NB,但我们至少知道eNB的“e”代表“ evolved” 。可是,这一次3GPP来得更高冷,不但没有解释5G基站为何叫gNB,甚至没有解释“g”代表什么含义?3GPP只是轻描淡写的一笔带过:RAN3#92会议上大家一致同意将5G基站命名为gNB。取个名而已,还需要理由吗?哥牛逼。5G就像刚出生的婴儿,名字取好了,然后就是不断喂奶,慢慢长大。最近,3GPP的喂奶工作可谓非常忙碌,而5G就像我们怀中的娃,一天一个样的成长,变化很大。所以,有必要重新认识一下5G这个娃(不,叫哥)。整合了一些最近关于5G的内容,不是很全,简单了解。首先,5G的无线接入叫New Radio,简称NR;全称New Radio Access Technology in 3GPP;本文叫5G-NR。5G-NR的场景和KPI参见TR 38.913 “Study on Scenarios and Requirements for Next Generation Access Technologies”5G定义了三大场景:o eMBB (enhanced Mobile Broadband),增强移动宽带o mMTC (massive Machine Type Communications),大规模物联网o URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications),低时延高可靠连接注意eMBB、mMTC和URLLC这三个术语,在未来的通信工作中将广泛使用,装X必备!这三大场景分别对应的频谱分配是:(5G频谱分为6GHz以下和6GHz以上两类)o eMBB:6GHz以下和6GHz以上频段o mMTC:6GHz以下频段o URLLC :6GHz以下频段具体5G应用包括:智慧城市、智慧家庭/建筑、3D/超高清视频、增强现实、关键任务应用、工业自动化、自动驾驶、云端接入等等。对应于网络部署,主要有以下部署场景:o室内点场景:室内高流量和高用户密度。o密集城区:密集城区高流量和高用户密度区域(宏站和小基站联合覆盖,或宏站单独覆盖)o农村:农村大面积连续覆盖(需重点关注高速行驶的汽车)o城区宏站:城区连续覆盖o高速场景:高铁、动车等连续覆盖o超偏僻超远覆盖场景:为低ARPU和用户稀少区域提供基本通信服务,包括荒野和公路沿线部署的物联网。o城区大规模连接覆盖场景:主要针对城区大规模物联网实现连续覆盖o公路或高速路场景:对高速行驶的车联网实现覆盖o车联网城区网格场景:密集城区车联网关于5G-NR的KPI(是的,5G-NR也有KPI):o从省电状态到数据传输状态的控制面时延:10msoURLLC用户面时延:0.5ms oeMBB用户面时延:4mso非频发小数据包时延:10so移动性中断时间:0mso非频发物联网小数据包流量模式的电池寿命:15年o移动性范围:0km/h到500km/ho无线接入网应该具备最小化回传和信令负荷的能力LTE eNB—>eLTE eNB—>NR gNB好了,休息一下,现在又到了吐槽3GPP取名的时间。我们知道, 3GPP Rel-10/11/12叫LTE-Advanced,就是我们通常讲的4G+。然后,Rel-13/14来了,3GPP称之为LTE-A Pro,我们通常称为4.5G。反正就是不叫4G+或4.5G,哥玩的就是高冷、生僻。到了Rel-15,总算等到一个还算顺眼的名字了——eLTE。不过,eLTE这个名字还没确定,只是在最近3GPP讨论中频繁出现,极有可能成为Rel-15的新名字。为什么叫eLTE呢?Rel-15将定义5G标准的第一阶段,eLTE就意味着LTE向5G平滑演进。在4G和5G并存的时代,5G将会出现两种无线接入和核心网。无线接入:eLTE和NR。核心网:4G核心网EPC和5G核心网。5G核心网称为Next Generation Core(NGCN)。在5G第一阶段,eLTE和NR将沿用和共用4G核心网EPC。然后,网络慢慢演进,NR将接入到自己的核心网NGCN,这可能发生在5G第二阶段。为了说明这个问题,引用AT&T;的关于5G部署计划提案。第一步:5G第一阶段(初始引入NR)NR和LTE共用EPC,实现双连接。在RAN实现承载聚合。第二步:5G第一阶段RAN将支持LTE、eLTE和NR,可同时接入EPC和NGCN。第三步:5G第二阶段NGCN功能进一步增强,突出主体地位,并与PEC共存。注意上图中红色虚线和蓝色虚线的区别,红色虚线表示4G控制面,而蓝色虚线表示NGCN控制面。这意味着,在5G第一阶段的双连接会采用LTE RRC作为控制面。顺便提一下,在最近的RAN3会议上各阵营主要集中在用户面的讨论上。关于用户面和控制面的分离,估计将成为下一次会议的重点讨论对象。所以,现在出现了三种无线接入,分别是:LTE、eLTE和NR,对应的三种无线基站就分别称为:LTE eNB、eLTE eNB和NR gNB。哥牛逼就横空出世了!但是,名字牛X不一定真正牛X,因为5G第一阶段是混合组网,所以,有时候gNB只能担当配角。牛不牛X要看5G网络CN-RAN连接的部署场景,分为三种:oLTE eNB作为主基站oNR gNB作为主基站oeLTE eNB作为主基站当LTE eNB作为主基站时,gNB只是个配角,还需韬光养晦:此时,eNB和gNB共同连接EPC,eNB和gNB的用户面通过EPC实现聚合。解决方案是在现有的eNB上加硬件板件,平滑升级,守住地盘(我瞎猜的)。当NR gNB作为主基站时,就是哥牛X终于找到组织的时候了(泪流满面):这时有两种情况:ogNB直连到NGCN,不再鸟LTE eNBo把LTE eNB收为小弟,让他也尝尝跑龙套的滋味。当eLTE eNB作为主基站时,道理同上面一样:当然,gNB还有可能招更多小弟,比如WLAN。好了,本文结束。你好,gNB!一个新时代就要到来,哥牛逼的时代!网优雇佣军投稿邮箱:长按二维码关注通信路上,一起走!
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10月29日 1:33
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