个人学习笔记，欢迎指正。 时间维度上看，现在5G研究如火如荼，4G LTE的大规模部署时间约为09年到13年左右。3GPP系统的持续演进和优化，提高性能、降低成本，3GPP提出了系统架构演进项目（SAE）。SAE是一个同时支持GSM、WCDMA/HSPA和LTE技术的通用分组核心网，实现用户在LTE系统和其他系统之间无缝移动，实现从3G到LTE的灵活迁移，也能够集成采用基于客户端和网络的移动IP，WiMAX等的非3GPP接入技术。
- 先区分几个概念 | 缩略语 | 中文 | 概念范围 | | ------------- |:-------------:| -----:| |EPS | 演进分组系统 | 包括接入网和核心网 | | EPC | 演进分组核心网 | 仅核心网 | |E-UTRAN | 演进通用接入无线网 | 仅接入网| |SAE|系统结构演进（与EPC重叠）|仅核心网| |LTE|无线接口长期演进（与E-UTRAN重叠）|仅接入网| 我的理解是LTE和SAE是最开始推进组提出的研究项目和演进计划，EPC和E-UTRAN是最后的网络架构名称。
首先LTE区别于之前网络的特点是扁平化（与扁平化反义的就是层级结构，总之就是架构更简洁）
扁平化的架构可以减少设备投入、接口数量，并可以增强端到端的时延。
具体来说： : 取消RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点——eNodeB : NodeB和核心网采用基于IP路由的灵活多重连接——S1-flex接口 : 相邻eNodeB采用Mesh连接——X2接口
主要网元功能：
: MME：Idle状态移动性管理；EPS承载控制等。
: S-GW：移动性锚点。解释下锚点（anchor），即用户从不同接入系统接入时，业务数据都要经过这个网元。那么用户在不同接入系统之间移动时，可以保证该网元分配的用户地址保持不变，以支持计费和其他业务需求。举个栗子，UE在同一个MME管辖范围下的不同eNB之间切换（小区间切换），那么接入的eNB发生改变，但是接入服务的MME没有改变，所以，在这种场景下，MME是移动性锚点（SGW也可能没有改变）
那么当UE在3GPP的不同技术之间切换，比如G网/W网/LTE网之间切换的时候（Inter-RAT切换），eNB和MME都可能会变化（比如2G没有eNB，也没有MME），但是S-GW是连接不同3GPP的RAT的设备，在不同RAT之间切换（包括回退）的场景下，S-GW是没有改变的，S-GW是所谓3GPP之间切换的锚定点。
此外，SGW对数据报进行QOS分级，根据QOS级别来计费。
: P-GW：UE IP地址分配，包过滤等。SAE中还负责非3GPP接入。
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SAE架构中，原PS域的SGSN和GGSN功能归并后重新划分，成为两个新的逻辑网元：MME和SGW，实现PS域的承载与控制分类。之前承载与控制是耦合的。
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TD-LTE产业链包括系统设备、终端/芯片、测试仪表。芯片指多模多频芯片，如六模支持G/C/U/TDS/LTE-TDD/FDD
通信制式
4G的LTE分为两种，一种是时分双工TDD，一种是频分双工FDD。
TDD接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载。单方向（如下行）资源在时间上是不连续的。
而FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，因为这个特性导致其适用于对称业务而不适合非对称业务。
在高速场景下，由于多普勒效应导致快衰落，通俗来说就是有延迟，需要迅速的信道估计和资源调度。FDD上下行同时进行，可以通过上行链路告知基站做调整。TDD中就会被延迟所影响。
另外TD-LTE适合热点区域覆盖，FDD适合广域覆盖。
##正交频分复用OFDM
- 正交频分复用OFDM，与传统的多载波调制（MCM）相比， OFDM调制的各个子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性。
##帧格式 TDD的帧结构：
- 一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成
- 每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成
- 常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成
- 特殊子帧：由DwPTS、 GP以及UpPTS构成
##LTE与3G的比较
- CDMA/TDMA到OFDMA
- 16QAM到64QAM
- 电路域CS消亡，分组域PS崛起，全IP。
- 智能天线到MIMO
- 软切换-硬切换（简化切换过程）
##VoLTE VoLTE狭义上来讲就是VoIP，与普通的VoIP相比：1.网络的承载由互联网变成了LTE；2.同时对VoLTE使用的DRB承载定义更高的优先级和速率保障等，来保证业务QOS。 3GPP标准定义：**基于IMS网络的LTE语音解决方案。**所以广义来说基于LTE承载的IMS的多媒体业务都可以称呼为VoLTE。
##VoLTE通信流程 ###注册
- 注册是将UE的IP地址和IMPU的绑定关系存储到到IMS系统中。
- 注册包括UE和网络的双向认证过程
- UE在LTE中有三种连接状态:Detached(网络不知道UE),IDLE（知道UE,但不知道具体小区）,Active.
图中上面虚线框部分是第一次注册响应，下面虚线框是第二次。第一次注册过程中，从HSS中取鉴权（AV）向量，实现手机对网络的校验。第二次注册过程中，从HSS取已经注册和未注册的IMPU，进行网络对手机的校验。
IMS用户拥有两种用户标识：
私有标识 (IMPI： IM Private Identity也称PVI) 和公有标识 (IMPU： IM Public Identity也称PUI) ：
- IMPI是归属网络运营商提供给用户的唯一全球标识，可以在归属网络中从网络角度标识用户签约数据。 IMPI在所有注册请求消息中使用，由UE传送给网络，用于注册、授权、管理和计费等目的。 IMPI的功能类似于IMSI在GSM中的功能，其对用户而言是不可知的，仅仅存储在智能卡中，只用于签约标识和鉴权目的，不用于SIP请求的路由。其格式为username@operator.com 。
- **公共用户标识是用于用户间进行通信的标识。**归属网络运营商会给用户分配一个或者多个IMPU。 IMPU的功能类似于GSM中的MSISDN，在IMS中， IMPU用于路由SIP信令。 IMPU可以采用SIP URI（sip：+861012345678@ims.bj.chinamobile.com）或TEL URI（tel:+861012345678）格式。
- IMPU与IMPI之间为多对多的关系，即存在一机多号和一号多机。但实际上运营商一般为一个用户分配一个或多个IMPU和一个IMPI。
##呼叫过程中SIP的作用
- 建立从主叫UE到被叫UE的路由通道
- 双方进行媒体协商
- 双方进行资源预留并确认。
###媒体协商和资源预留
媒体协商
- 主叫和被叫UE在会话建立过程中需要对媒体的类型和编码方式达成一致，所以使用SDP请求和应答机制对媒体进行协商。
- 协商的媒体类型包括：视频、音频、文本、聊天等。每种媒体类型包括多种编码方式。都需要协商。
资源预留
- 为保证媒体会话可以建立，空口需要为主被叫分配资源。
- 一般进行SDP提供/应答的协商确定了媒体格式和编码方式后，可以进行资源预留。
##高速移动场景通信 ###主要挑战 1.车厢的穿透损耗 2.多普勒频移 3.频繁的切换
###传统方案 1.频偏校正和补偿 2.超级小区合并技术 （1）不同RRU（Remote Radio Unit 远端射频模块）采用相同频率及参数设置，逻辑上设为一个小区。 （2）增加高铁专网单小区覆盖面积，使用专网频段进行铁路覆盖。 3.切换和重选优化 修改重选参数、切换参数，优化呼叫流程。 4.高增益定向天线。 两个RRU采用背靠背式安装于铁塔抱杆上，天线用高增益定向天线。
###回传方案 首先解释下backhaul回传网络的概念：
- backhaul是指接入网RAN（LTE中就是eNB）与核心网CN（EPC）之间的链路，可以简单认为就是S1（eNB与MME/SGW间接口）和X2（eNB与eNBx2口）;回传其实就是RNC传到NODE B或者BSC传到BTS，回传就是传输的本地网的这段。
- 如果把网络分为核心网络、本地网络和LAST MILE三层的话，回传覆盖了本地网和LAST MILE，是基站与核心网网元相连接的网络。
- 回传可以用射频信号，也可以用光钎、DSL等。基于IP的回传越来越普遍。
- LTE与2G、3G在基站与核心网之间的传输有所不同，是基于以太网的传输网络连接。最简单的只需要一对网线（或光猫）就可以构成基站与核心网之间的回传。对于实际的应用，用现有的MSTP、OTN设备也可以做LTE回传，只不过这些基于时分复用的设备对传IP的分组业务不擅长而已，还是采用交换机、路由器等组成一个数据网络更好一些。
###高速场景下回传方案 高铁外部不舍TD-LTE机载台和天线，车厢内安装多制式pico基站以及Wifi的AP。 TD-LTE相当于无线的Backhaul。
