Nätverks LTE - vad är det? Läge, struktur och drift av LTE-nät

LTE-nät har nyligen godkänts av 3GPP. Genom användningen av ett sådant nät luftgränssnitt kan erhålla oöverträffade driftsparametrar i termer av maximal hastighet med vilken data överförs, latensen av överföring av paket, samt spektral effektivitet. Författarna säger att lanseringen av LTE-nät tillåter användningen av radiospektrumet, multiantennuyu teknik, är kanalanpassning mer flexibla schemaläggning mekanismer, omorganisation av data relä och effektstyrning.

förhistoria

Mobilt bredband, som är baserad på paketdataöverföringsteknik med hög hastighet på HSPA standard, har blivit allmänt accepterat av användare av mobilnät. Men vi måste fortsätta att göra förbättringar av sina tjänster, till exempel med hjälp av ökning av dataöversättnings hastighet, minimera latens och öka den totala kapaciteten nätverk samt användarkrav för tjänster sådana kommunikationer ständigt stigande. Med detta ändamål och producerades av specifikationen radiointrfeysov HSPA Evolution och LTE 3GPP konsortiet.

De största skillnaderna från tidigare versioner

LTE standardnätverk skiljer sig från de tidigare utvecklade 3G-system förbättrade egenskaper, inklusive den maximala hastighet med vilken överföringen av information - över 300 megabits per sekund paketöverföringsfördröjning inte kommer att överstiga 10 millisekunder och spektral effektivitet var mycket högre. Byggandet av LTE-nätverk kan genomföras i de nya frekvensbanden, samt i befintliga operatörer.

Denna radio är placerad som en lösning, som operatörerna gradvis gå från systemstandarder som finns just nu, är 3GPP och 3GPP2. En utveckling av detta gränssnitt - det är ganska viktigt steg mot bildandet av standard IMT-Advanced 4G-nät, som är en ny generation. I själva verket, i LTE-specifikationen redan innehåller de flesta av de funktioner som ursprungligen var avsedda för 4G-system.

Den organiserar princip radiogränssnittet

Radiokommunikations har de kännetecknande drag som består i det faktum att radiokanalen kvaliteten inte är konstant i tid och rum och frekvensberoende. Här bör det sägas att kommunikationsparametrarna förändras relativt snabbt på grund av flervägsutbredning. Att bibehålla en konstant hastighet av utbyte av information på en radiokanal, använder typiskt ett antal sätt att minimera sådana förändringar, nämligen - de olika sändnings diversitetstekniker. Samtidigt i processen att överföra paket med information användare kan inte alltid märker kortsiktiga fluktuationer i bithastigheten. LTE-nät läget förutsätter som en allmän princip inte minska radioaccess, och användningen av snabba förändringar i radiokanalen kvaliteten i syfte att maximera effektiv användning av radioresurser som finns vid varje tidpunkt. Detta genomförs i frekvens- och tidsdomäner av OFDM radioteknik.

LTE nätverksenhet

Vilken typ av ett system endast kan förstås förstå hur det är organiserat. Den är baserad på konventionell OFDM-teknik, vilket innebär att överföring av data över flera smalbands underbärvågor. Användningen av den senare i samband med cykliska prefixet tillåter dig att göra en anslutning på grund av OFDM-resistenta tids spridning av radiokanalen parametrar och gör praktiskt taget eliminerar behovet av komplexa equalizers på mottagarsidan. Denna situation är mycket användbar för organisationen av den nedåtgående kanalen, som i detta fall är det möjligt att förenkla bearbetningen av signalmottagaren på huvudfrekvensen, vilket minskar kostnaden för terminalanordningen, och den effekt som förbrukas av dem. Och detta blir särskilt viktigt när man använder 4G LTE-nätverk med växellådan i läget för flera trådar.

Upplänkskanal, varvid den utstrålade effekten är avsevärt lägre än i nedlänken kräver obligatorisk införande i en operation informationssändningsförfarande energieffektiv för maximal täckning, vilket minskar effektförbrukningen hos den mottagande anordningen, såväl som dess kostnad. Undersökningarna ledde till det faktum att nu för upplänkskanalen LTE använder en enda frekvensteknik information som sänds i form av OFDM med dispersionen av de tillämplig lagstiftning hos den diskreta Fouriertransformen. En sådan lösning möjliggör minimal förhållandet mellan den genomsnittliga och maximala effektnivån i jämförelse med den traditionella modulering, vilket kan förbättra effektiviteten och förenkla konstruktionen av terminalanordningarna.

Den grundläggande resurs som används i överföring av information i enlighet med ODFM teknik kan visas i form av tid och frekvens nätverk, vilket motsvarar en uppsättning av OFDM-symboler och underbärvågor i tids- och frekvensdomänerna. LTE nätverksläge antar att som den primära dataelementet två resursblock som används här, vilka motsvarar frekvensbandet 180 kHz och ett tidsintervall på en millisekund. Ett brett utbud av hastigheter för dataöverföring kan realiseras genom att kombinera de frekvensresurser, kommunikationsparameterinställning inklusive kodtakt och moduleringsordning av selektion.

tekniska egenskaper

Om vi anser att LTE-nät, vad det är, kommer det att bli klart efter en förklaring. För att uppnå de höga mål som uppställts för luftgränssnittet av nätverket, dess utvecklare organiserade ett antal ganska viktiga punkter och funktioner. Nästa kommer att beskrivas, som vart och ett har en detaljerad uppgift om deras inverkan på sådana viktiga faktorer som kapacitet nätets täckningsområde, fördröjningstiden och dataöverföringshastighet.

Flexibilitet i användning av radiospektrum

Lagstiftning, som verkar i en viss geografisk region, påverka hur mobil kommunikation kommer att organiseras. Dvs de föreskrivna radiospektrumet tilldelas olika frekvensområden oparade eller parade band av olika bredd. Flexibilitet - detta är en av de stora fördelarna med LTE radiospektrum, vilket gör dess användning i olika situationer. LTE nätarkitektur gör inte bara att fungera i olika frekvensområden, men ispolzovat frekvensband som har olika bredder 1,25-20 MHz. Dessutom kan ett sådant system att utföra operationen i parade och oparade frekvensband, upprätthålla tid och frekvens duplex respektive.

Om vi talar om de terminaler, när ispolzovanenii parade frekvensband enhet kan arbeta i full duplex eller halv duplex. Den andra moden, som utförs av terminal sändning och mottagning av data vid olika tidpunkter och vid olika frekvenser är attraktiva eftersom väsentligt reducerar kraven till de egenskaper som uppvisas duplexfilter. På grund av detta är det möjligt att minska kostnaderna för terminalutrustning. Dessutom finns det en möjlighet för införandet av de parade frekvensbanden med en liten duplexavstånd. Det visar sig att LTE mobilkommunikationsnätet kan arrangeras i nästan varje fördelning av frekvensspektrumet.

Det enda problemet i utvecklingen av radioteknik, vilket ger flexibel tillämpning radispektra - att göra en kommunikationsenhet kompatibel. Med detta syfte i LTE tekniken implementeras identisk ramstruktur i fallet med frekvensbanden av olika bredd och olika duplexmoder.

Flerantennsändningsdata

Användningen av flera antenn sändning i mobila kommunikationssystem kan förbättra sina resultat och öka sin förmåga när det gäller kundvård. Beläggning av LTE-nät innefattar användningen av två flerantennöverföringsmetoder: mångfald och flertrådiga, som ett specialfall som står ut bildandet av en smal antennkägla. informations mångfald kan betraktas som en metod för utjämning av signalnivå, som är från två antenner, vilket undviker dalar i de djupnivåsignalerna som tas emot av varje antenn individuellt.

Du kan se mer LTE-nät: vad är det och hur man använder alla dessa lägen? Mångfalden Sändningsmetoden här bygger på rumslig frekvens kodning av datablock, som kompletteras av tidsdiversitet till frekvensskiftet i tillämpningen av fyra antenner samtidigt. Sändningsdiversitet används i allmänhet för nedlänk delade kanaler där det är omöjligt att tillämpa schemaläggningsfunktionen beroende på tillståndet hos kommunikationskanalen. Sålunda överföring Mångfald kan användas för överföring av användardata, t ex VoIP trafik. På grund av den relativt låga intensiteten i trafiken inte kan motivera den extra overhead som är associerade med schemaläggningsfunktionen tidigare nämnts. På grund av mångfalden av dataöverföringen är det möjligt att öka radien av cellerna och kapaciteten hos nätverket.

Flertrådig transmission för samtidig överföring av ett antal informationsflöden på en radiokanal är att använda multipla mottagnings- och sändningsantenner är i terminalapparaten och basstationsnätet, respektive. Detta ökar avsevärt den maximala datahastigheten för sändningen. Till exempel, om terminalanordningen är utrustad med fyra antenner och ett nummer som finns på basstationen, är det verkliga det är samtidig sändning på en radiokanal till fyra dataströmmar, så att faktiskt göra det fyra gånger mer bandbredd.

Om du använder ett nätverk med en liten arbetsbelastning eller små celler, kommer tack vare multi-streaming vara möjligt att uppnå en tillräckligt hög bandbredd för radiostationer, liksom en effektiv användning av radioresurser. Om det finns stora celler och en hög grad av intensitet av lasten, inte kanalkvaliteten inte gör det möjligt att utnyttja den i multipotoka läge. I detta fall kan signalkvaliteten förbättras om användnings multipla sändningsantenner för att bilda en smal stråle för överföring av data i en enda ström.

Om vi betraktar det nätverk av LTE - det ger henne att uppnå större effektivitet - då värt att dra slutsatsen att för kvalitetsarbete i olika driftsförhållanden, är denna teknik implementeras adaptiv multi-stream överföring, vilket gör det möjligt att kontinuerligt justera antalet strömmar som sänds samtidigt, i enlighet med den ständigt föränderliga länktillstånd. Med ett bra kanaltillstånd kan utföras samtidigt sända upp till fyra dataströmmar som kan uppnå överföringshastigheter upp till 300 megabit per sekund vid en frekvensbandbredd av 20 megahertz.

Om kanaltillståndet inte är så gynnsamma är transmissionen görs färre strömmar. I denna situation, kan antennen användas för att bilda en smal stråle mönster, vilket ökar den totala kvaliteten mottagning, vilket i slutändan leder till att öka systemkapacitet och expansion av serviceområdet. Att anordna en omfattande täckningsområde eller överföra data med hög hastighet, är det möjligt att sända en dataström med en smal stråle, eller för att använda gemensamma kanaler åtskilda utsändningsdata.

Mekanismen för anpassning och planering av en kommunikationskanal

Principen för drift av LTE-nät tyder på att en schemaläggning kommer att innebära fördelningen av nätverksresurser bland dataanvändare. Här ger dynamisk schemaläggning i nedlänk och upplänk kanaler. LTE-nät i Ryssland satt upp just nu, så att balansera kommunikationskanaler och den totala prestandan för hela systemet.

LTE radiogränssnitt inbegriper genomförandet av schemaläggningsfunktioner, beroende på tillståndet hos kommunikationskanalen. Med det kan överföra data vid höga hastigheter, vilket uppnås genom användning av högre ordningens modulering, överföring av ytterligare informationsströmmar, vilket minskar graden av kanalkodning, samt minska antalet upprepade sändningar. För att göra detta innebär att frekvensen och tidsresurser kännetecknas av relativt goda förutsättningar för kommunikation. Det visar sig att överföringen av en viss mängd data sker i en kortare tid.

LTE-nät i Ryssland, liksom i andra länder, är konstruerade så att trafiktjänster, som är upptagna genom att skicka paket med små nyttolaster efter samma tidsintervall, kan orsaka ett behov av att öka volymen av signaltrafik som krävs för dynamisk schemaläggning. Det kan till och med överstiga den mängd information som överförs av användaren. Det är därför det finns en sådan sak som en statisk schemaläggning av LTE-nät. Det vill säga, det blir tydligt, om vi säger att användaren väljer en radiofrekvensresurs för överföring av ett visst antal underramar.

På grund av mekanismen för anpassning är möjligt att "pressa ut allt" från kanalen med dynamiska prestanda. Det låter dig välja en kanalkodningsschema och modulering i enlighet med vilka villkor känne LTE kommunikationsnät. Att det skulle vara förståeligt om att säga att hans arbete påverkar graden av datasändning, liksom sannolikheten för kanalens eventuella fel.

Kraften i upplänk och reglering

Denna aspekt gäller hanteringen av effektnivån som utstrålas av terminalerna, för att öka nätkapaciteten, förbättra kvaliteten på kommunikationen, för att göra yttäckningen mer för att minska energiförbrukningen. Att uppnå dessa mål, effektstyrningsmekanismer tenderar att maximera den användbara nivån hos insignalen och samtidigt minska interferens.

LTE-nät "Beeline" och andra uttalanden tyder på att signalerna i upplänk är ortogonala, dvs mellan användare i samma cell bör inte finnas någon ömsesidig interferens, åtminstone gäller detta de idealiska förhållanden för kommunikation. Nivån av brus som skapas av användare i intilliggande celler, beror på var den emitterande terminalen, är det hur det dämpar signalen på väg till cellen. LTE-nät "Megafon" arrangeras på samma sätt. Det kommer att vara korrekt att säga: ju närmare terminalen är i granncellen, desto högre ljudnivå, som han skapar i den. Terminaler, som är på ett betydande avstånd från granncellen kan överföra signaler större kraft i jämförelse med terminalerna belägna med det i omedelbar närhet.

På grund av ortogonaliteten hos signalerna i upplänken kan multiplexeras signaler från olika kraftanslutningar i samma kanal i samma cell. Detta innebär att det inte är nödvändigt att kompensera för signalskurar som uppstår på grund av flervägsutbredning av radiovågor, och de kan användas för att öka sändningsdatahastigheten med användning av de anpassnings- och schemaläggningsmekanismer för kommunikationskanaler.

reläa data som

Nästan vilket som helst kommunikationssystem, och LTE-nät i Ukraina är inget undantag, från tid till annan göra misstag i processen för överföring av data, till exempel, på grund av signal fädning, interferens eller brus. Fel skydd av metoderna för omsändning av förlorade eller skadade delar av information för att garantier för att säkerställa hög kvalitet kommunikation. Radioresursen används mer rationellt om dataåteröverföringsprotokollet är organiserad på ett effektivt sätt. Om du vill använda höghastighetsradiogränssnittet fullo har LTE-tekniken dynamiskt effektiv två nivåer uppgifter reläsystem som implementerar Hybrid ARQ. Det kännetecknas av liten overhead som krävs för återkoppling och omsändningsdata, kompletterat selektiv repete protokollet för hög tillförlitlighet.

HARQ protokoll tillhandahålls en mottagningsanordning redundant information, vilket ger honom möjlighet att rätta till eventuella specifika fel. Omsändning HARQ-protokollet leder till bildandet av ytterligare information redundans, som kan erfordras i det fall där för fel var inte tillräckligt omsändning. Omsändning av paket som inte har klarat korrigeringen HARQ-protokollet utförs med hjälp av ARQ-protokollet. LTE-nät på iPhone arbete i enlighet med ovanstående principer.

Denna lösning gör det möjligt att garantera minimal fördröjning broadcast paket med låga omkostnader och kommunikations tillförlitlighet med garanterad. HARQ-protokollet gör det möjligt att detektera och korrigera de flesta av de fel, vilket leder till en ganska sällsynt användning av ARQ-protokollet, eftersom det är förenat med betydande overhead, såväl som med en ökning av latensen för broadcast-paket.

Basstationen är slutnoden, som stöder båda dessa protokoll, som ger en nära relation av nivåer av dessa två protokoll. Bland de olika fördelarna med denna arkitektur kan kallas en hög hastighet för att eliminera fel som återstår efter att ha arbetat HARQ, och justerings mängden information som överförs med hjälp av ARQ-protokollet.

Radiogränssnittet LTE har hög prestanda tack vare dess huvudkomponenter. Flexibilitet tillåter användning av radioluftgränssnittet aktiv på alla tillgängliga frekvensresurser. LTE-tekniken ger ett antal funktioner som säkerställer en effektiv tillämpning av den snabbt föränderliga kommunikationsmiljön. Beroende på kanaltillstånd, en schemaläggningsfunktion ger användarna de bästa resurserna. Tillämpning av flerantennsteknik minskar fadingsignalen och med kanalanpassningsmekanism kan använda metoder för kodning och modulering, garanterar i synnerhet förhållanden optimal kommunikationskvalitets.