LTE tinklą neseniai patvirtino 3GPP konsorciumas. Naudojant tokią oro sąsają, galima gauti tinklą, turintį precedento neturintį našumą didžiausios duomenų perdavimo spartos, paketų persiuntimo delsos ir spektrinio efektyvumo požiūriu. Autoriai teigia, kad LTE tinklo paleidimas leidžia lanksčiau naudoti radijo spektrą, kelių antenų technologiją, kanalų pritaikymą, planavimo mechanizmus, duomenų retransliavimo organizavimą ir galios valdymą.
Pagrindinė istorija
Mobilusis plačiajuostis ryšys, pagrįstas HSPA didelės spartos paketinių duomenų technologija, jau tapo plačiai pripažintas korinio tinklo naudotojų. Tačiau būtina ir toliau tobulinti jų aptarnavimą, pavyzdžiui, padidinant duomenų perdavimo greitį, sumažinant delsos laiką, taip pat didinant bendrą tinklo pajėgumą, nes vartotojų reikalavimaitokio ryšio paslaugų nuolat daugėja. Šiuo tikslu HSPA Evolution ir LTE radijo sąsajų specifikaciją sukūrė 3GPP konsorciumas.
Pagrindiniai skirtumai nuo ankstesnių versijų
LTE tinklas nuo anksčiau sukurtos 3G sistemos skiriasi patobulintomis techninėmis charakteristikomis, įskaitant didžiausią duomenų perdavimo spartą daugiau nei 300 megabitų per sekundę, paketų persiuntimo delsą neviršija 10 milisekundžių, o spektriniu efektyvumu tapo daug didesnis. LTE tinklų statyba gali būti atliekama tiek naujose dažnių juostose, tiek esamuose operatoriuose.
Ši radijo sąsaja yra kaip sprendimas, prie kurio operatoriai palaipsniui pereis nuo šiuo metu egzistuojančių standartų sistemų, tai yra 3GPP ir 3GPP2. Ir šios sąsajos kūrimas yra gana svarbus etapas kelyje į IMT-Advanced 4G tinklo standarto, tai yra naujos kartos, formavimą. Tiesą sakant, LTE specifikacijoje jau yra daug funkcijų, kurios iš pradžių buvo skirtos 4G sistemoms.
Radijo sąsajos organizavimo principas
Radijo ryšys turi būdingą ypatybę – radijo kanalo kokybė nėra pastovi laike ir erdvėje, o priklauso nuo dažnio. Čia reikia pasakyti, kad ryšio parametrai keičiasi gana greitai dėl radijo bangų sklidimo kelių takų. Norint išlaikyti pastovų informacijos mainų radijo kanalu greitį, paprastai naudojami keli būdai sumažintipanašūs pokyčiai, būtent skirtingi perdavimo įvairovės metodai. Tuo pačiu metu, perduodant informacijos paketus, vartotojai ne visada gali pastebėti trumpalaikius bitų spartos svyravimus. LTE tinklo režimas kaip pagrindinį radijo prieigos principą numato ne mažinti, o taikyti greitus radijo kanalo kokybės pokyčius, kad būtų užtikrintas kuo efektyvesnis bet kuriuo metu turimų radijo resursų panaudojimas. Tai įgyvendinama dažnio ir laiko srityse naudojant OFDM radijo prieigos technologiją.
LTE tinklo įrenginys
Kokia tai sistema, galima suprasti tik supratus, kaip ji organizuota. Jis pagrįstas įprastine OFDM technologija, kuri apima duomenų perdavimą keliais siauros juostos antriniais nešėjais. Pastarojo naudojimas kartu su cikliniu priešdėliu leidžia OFDM pagrįstą ryšį padaryti atsparų radijo kanalo parametrų laiko sklaidai, taip pat leidžia praktiškai pašalinti sudėtingų ekvalaizerių poreikį priėmimo pusėje. Ši aplinkybė pasirodo labai naudinga organizuojant nukreipimą žemyn, nes tokiu atveju galima supaprastinti imtuvo signalų apdorojimą pagrindiniu dažniu, o tai leidžia sumažinti ir paties galinio įrenginio kainą. kaip jo suvartojama galia. Ir tai tampa ypač svarbu naudojant 4G LTE tinklą kartu su kelių srautų perdavimu.
Į darbą privaloma įtraukti aukštyn ryšį, kai spinduliavimo galia yra žymiai mažesnė nei žemyninėjeenergetiškai efektyvus informacijos perdavimo būdas, leidžiantis padidinti aprėpties zoną, sumažinti priimančiojo įrenginio energijos sąnaudas, taip pat jo savikainą. Atlikti tyrimai lėmė tai, kad dabar aukštyn nukreiptam LTE naudojama vieno dažnio technologija, skirta informacijai transliuoti OFDM forma su dispersija, atitinkančia diskrečią Furjė transformacijos dėsnį. Šis sprendimas užtikrina mažesnį vidutinės ir didžiausios galios lygių santykį, palyginti su įprastu moduliavimu, o tai pagerina energijos vartojimo efektyvumą ir supaprastina galinių įrenginių dizainą.
Pagrindinis išteklius, naudojamas perduodant informaciją pagal ODFM technologiją, gali būti rodomas kaip laiko ir dažnio tinklas, atitinkantis OFDM simbolių rinkinį ir antrinius nešiklius laiko ir dažnio srityse. LTE tinklo režimas daro prielaidą, kad čia kaip pagrindinis duomenų perdavimo elementas naudojami du resursų blokai, atitinkantys 180 kilohercų dažnių juostą ir vienos milisekundės laiko intervalą. Galima realizuoti daugybę duomenų perdavimo spartų derinant dažnio išteklius, nustatant ryšio parametrus, įskaitant kodo spartą ir moduliavimo tvarkos pasirinkimą.
Specifikacijos
Jei svarstysime LTE tinklus, kas tai yra, paaiškės po tam tikrų paaiškinimų. Siekdami pasiekti aukštus tokio tinklo radijo sąsajai keliamus tikslus, jo kūrėjai surengė keletą gana svarbiųakimirkos ir funkcionalumas. Kiekvienas iš jų bus aprašytas toliau, išsamiai nurodant, kaip jie veikia svarbius rodiklius, tokius kaip tinklo pajėgumas, radijo aprėptis, delsos laikas ir duomenų perdavimo sparta.
Radijo spektro naudojimo lankstumas
Teisės normos, galiojančios tam tikrame geografiniame regione, turi įtakos mobiliojo ryšio organizavimui. Tai yra, jie nustato radijo spektrą, skirtą skirtinguose dažnių diapazonuose nesuporuotomis arba suporuotomis skirtingo pločio juostomis. Naudojimo lankstumas yra vienas iš svarbiausių LTE radijo spektro privalumų, leidžiančių jį naudoti įvairiose situacijose. LTE tinklo architektūra leidžia ne tik dirbti skirtingose dažnių juostose, bet ir naudoti skirtingo pločio dažnių juostas: nuo 1,25 iki 20 megahercų. Be to, tokia sistema gali veikti nesusietose ir suporuotose dažnių juostose, palaikydama atitinkamai laiko ir dažnio dvipusį ryšį.
Jei kalbėtume apie galinius įrenginius, tai naudojant suporuotas dažnių juostas, įrenginys gali veikti pilnai dvipusiu arba pusiau dvipusiu režimu. Antrasis režimas, kai terminalas priima ir perduoda duomenis skirtingu laiku ir skirtingais dažniais, patrauklus tuo, kad žymiai sumažina reikalavimus dvipusio filtro charakteristikoms. Dėl to galima sumažinti galinių įrenginių kainą. Be to, tampa įmanoma įvesti suporuotas dažnių juostas su mažu dvipusiu atstumu. Pasirodo, tinklaiLTE mobilusis ryšys gali būti organizuojamas beveik bet kokiu dažnių spektro paskirstymu.
Vienintelis iššūkis kuriant radijo prieigos technologiją, leidžiančią lanksčiai naudoti radijo spektrą, yra suderinti ryšio įrenginius. Šiuo tikslu LTE technologija įgyvendina identišką kadrų struktūrą, kai naudojamos skirtingo pločio dažnių juostos ir skirtingi dvipusio ryšio režimai.
Kelių antenų duomenų perdavimas
Kelių antenų transliavimo naudojimas mobiliojo ryšio sistemose leidžia pagerinti jų technines charakteristikas, taip pat išplėsti abonentinio aptarnavimo galimybes. LTE tinklo aprėptis apima dviejų kelių antenų perdavimo metodų naudojimą: įvairovės ir kelių srautų, kurių ypatingas atvejis yra siauro radijo pluošto formavimas. Įvairovė gali būti suvokiama kaip būdas išlyginti signalo, gaunamo iš dviejų antenų, lygį, o tai leidžia pašalinti didelius signalų, kurie gaunami iš kiekvienos antenos atskirai, lygio nuosmukį.
Pažvelkime atidžiau į LTE tinklą: kas tai yra ir kaip jame naudojami visi šie režimai? Perdavimo įvairovė čia pagrįsta duomenų blokų erdvinio dažnio kodavimo metodu, kurį papildo laiko įvairovė su dažnio poslinkiu, kai vienu metu naudojamos keturios antenos. Įvairovė paprastai naudojama įprastoms žemyn nukreiptoms nuorodoms, kai planavimo funkcijos negalima taikyti atsižvelgiant į nuorodos būseną. Kuriameperdavimo įvairovę galima naudoti siunčiant vartotojo duomenis, pvz., VoIP srautą. Dėl santykinai mažo tokio srauto intensyvumo papildomos pridėtinės išlaidos, susijusios su anksčiau minėta tvarkaraščio funkcija, negali būti pateisinamos. Naudojant duomenų įvairovę, galima padidinti ląstelių spindulį ir tinklo pajėgumą.
Kelių srautų perdavimas, kad vienu metu vienu radijo kanalu būtų perduota daugybė informacijos srautų, naudojamos kelios priėmimo ir siuntimo antenos, esančios atitinkamai galiniame įrenginyje ir bazinėje tinklo stotyje. Tai žymiai padidina maksimalų duomenų perdavimo greitį. Pavyzdžiui, jei galiniame įrenginyje yra keturios antenos ir toks skaičius yra bazinėje stotyje, tai visiškai įmanoma vienu radijo kanalu vienu metu perduoti iki keturių duomenų srautų, o tai iš tikrųjų leidžia keturis kartus padidinti jo pralaidumą..
Jei naudojate tinklą su nedideliu darbo krūviu arba mažais langeliais, kelių srautų dėka galite pasiekti pakankamai didelį radijo kanalų pralaidumą, taip pat efektyviai naudoti radijo išteklius. Jei yra didelės ląstelės ir didelė apkrova, kanalo kokybė neleis perduoti kelių srautų. Tokiu atveju signalo kokybę galima pagerinti naudojant kelias perdavimo antenas, kad būtų sudarytas siauras pluoštas duomenims perduoti vienu srautu.
Jei svarstysimeLTE tinklas – ką tai suteikia norint pasiekti didesnį efektyvumą – tuomet verta daryti išvadą, kad kokybiškam darbui įvairiomis eksploatavimo sąlygomis ši technologija įgyvendina adaptyvų kelių srautų perdavimą, leidžiantį nuolat reguliuoti vienu metu perduodamų srautų skaičių, pagal nuolat kintančius kanalo būsenos ryšius. Esant geroms ryšio sąlygoms, vienu metu galima perduoti iki keturių duomenų srautų ir pasiekti iki 300 megabitų per sekundę perdavimo spartą su 20 megahercų pralaidumu.
Jei kanalo sąlygos nėra tokios palankios, perduodama mažiau srautų. Esant tokiai situacijai, antenos gali būti naudojamos siauram pluoštui suformuoti, pagerinant bendrą priėmimo kokybę, o tai galiausiai padidina sistemos pajėgumą ir išplečia aptarnavimo sritį. Norėdami užtikrinti dideles radijo aprėpties sritis arba duomenų perdavimą dideliu greičiu, galite perduoti vieną duomenų srautą siauru pluoštu arba naudoti duomenų įvairovę bendrais kanalais.
Ryšio kanalo pritaikymo ir išsiuntimo mechanizmas
LTE tinklų veikimo principas reiškia, kad planavimas reiškia tinklo išteklių paskirstymą tarp vartotojų duomenų perdavimui. Tai užtikrina dinaminį planavimą pasroviui ir aukštyn kanaluose. LTE tinklai Rusijoje šiuo metu sukonfigūruoti taip, kad būtų subalansuoti ryšio kanalai ir apskritaibendras sistemos našumas.
LTE radijo sąsaja prisiima planavimo funkcijos įgyvendinimą, priklausomai nuo ryšio kanalo būsenos. Jis užtikrina duomenų perdavimą dideliu greičiu, kuris pasiekiamas naudojant aukšto laipsnio moduliaciją, perduodant papildomus informacijos srautus, sumažinant kanalų kodavimo laipsnį ir sumažinant pakartotinių siuntimų skaičių. Tam naudojami dažnio ir laiko ištekliai, kuriems būdingos gana geros komunikacijos sąlygos. Pasirodo, bet koks konkretus duomenų kiekis perkeliamas per trumpesnį laiką.
LTE tinklai Rusijoje, kaip ir kitose šalyse, yra sukurti taip, kad paslaugų srautas, kuris po tų pačių laiko intervalų yra užsiėmęs paketų persiuntimu su maža naudingąja apkrova, gali lemti signalų srauto padidėjimą. kurio reikia dinaminiam planavimui. Tai netgi gali viršyti vartotojo transliuojamos informacijos kiekį. Štai kodėl yra toks dalykas kaip statinis LTE tinklo planavimas. Kas tai yra, paaiškės, jei pasakysime, kad vartotojui yra skirtas RF išteklius, skirtas perduoti tam tikram antrinių kadrų skaičiui.
Adaptacijos mechanizmų dėka iš kanalo su dinamine ryšio kokybe galima „išspausti viską, kas įmanoma“. Tai leidžia pasirinkti kanalo kodavimo ir moduliavimo schemą pagal ryšio sąlygas, būdingas LTE tinklams. Kas tai yra, paaiškės, jei pasakysime, kad jo darbas turi įtakosapie duomenų perdavimo greitį, taip pat apie bet kokių klaidų tikimybę kanale.
Prisijungimo maitinimas ir reguliavimas
Šis aspektas susijęs su terminalų skleidžiamos galios lygio valdymu, siekiant padidinti tinklo pajėgumą, pagerinti ryšio kokybę, padidinti radijo aprėpties zoną ir sumažinti energijos suvartojimą. Norint pasiekti šiuos tikslus, galios valdymo mechanizmai siekia maksimaliai padidinti naudingo gaunamo signalo lygį ir sumažinti radijo trukdžius.
Beeline ir kitų operatorių LTE tinklai daro prielaidą, kad aukštyn siunčiami signalai išlieka ortogonalūs, tai yra, tarp tos pačios ląstelės naudotojų neturėtų kilti abipusių radijo trukdžių, bent jau esant idealioms ryšio sąlygoms. Trikdžių lygis, kurį sukuria kaimyninių ląstelių vartotojai, priklauso nuo to, kur yra skleidžiantis terminalas, ty nuo to, kaip jo signalas susilpnėja pakeliui į elementą. „Megafon LTE“tinklas yra išdėstytas lygiai taip pat. Būtų teisinga sakyti taip: kuo terminalas yra arčiau kaimyninės ląstelės, tuo didesnis bus trikdžių, kuriuos jis sukuria jame, lygis. Terminalai, esantys toliau nuo gretimos ląstelės, gali perduoti stipresnius signalus nei terminalai, esantys arti jo.
Dėl signalų ortogonalumo, aukštyn nukreiptas ryšys gali multipleksuoti signalus iš skirtingo stiprumo gnybtų viename kanale tame pačiame langelyje. Tai reiškia, kad nereikia kompensuoti signalo lygio šuolių,kurios atsiranda dėl radijo bangų sklidimo keliais keliais, ir jas galite panaudoti duomenų perdavimo greičiui padidinti, naudodamiesi ryšio kanalų pritaikymo ir planavimo mechanizmais.
Duomenų relės
Beveik bet kuri ryšio sistema ir LTE tinklai Ukrainoje nėra išimtis, kartkartėmis duomenų perdavimo procese padaro klaidų, pavyzdžiui, dėl signalo blukimo, trukdžių ar triukšmo. Apsauga nuo klaidų užtikrinama prarastos ar sugadintos informacijos pakartotinio perdavimo būdais, skirtais užtikrinti aukštą komunikacijos kokybę. Radijo resursas naudojamas daug racionaliau, jei duomenų perdavimo protokolas yra organizuotas efektyviai. Siekiant maksimaliai išnaudoti didelės spartos oro sąsają, LTE technologija turi dinamiškai efektyvią dviejų sluoksnių duomenų perdavimo sistemą, kuri įgyvendina hibridinį ARQ. Jame yra nedidelės papildomos išlaidos, reikalingos atsiliepimams pateikti ir duomenims pakartotinai siųsti, kartu su didelio patikimumo selektyvaus pakartotinio bandymo protokolu.
HARQ protokolas teikia priimančiam įrenginiui perteklinę informaciją, leidžiančią ištaisyti konkrečias klaidas. Perdavus per HARQ protokolą, susidaro papildomas informacijos perteklius, kurio gali prireikti, kai pakartotinio perdavimo nepakanka klaidoms pašalinti. Paketų, kurie nebuvo pataisyti HARQ protokolu, pakartotinis siuntimas atliekamas naudojantnaudojant ARQ protokolą. LTE tinklai iPhone veikia pagal pirmiau nurodytus principus.
Šis sprendimas leidžia garantuoti minimalų paketų vertimo delsą su mažomis papildomomis sąnaudomis, o ryšio patikimumas garantuojamas. HARQ protokolas leidžia aptikti ir ištaisyti daugumą klaidų, todėl ARQ protokolas naudojamas gana retai, nes tai susiję su didelėmis papildomomis sąnaudomis, taip pat pailgėjusiu delsos laiku verčiant paketus.
Bazinė stotis yra galutinis mazgas, palaikantis abu šiuos protokolus, užtikrinant glaudų ryšį tarp dviejų protokolų sluoksnių. Tarp įvairių tokios architektūros privalumų galima paminėti didelį greitį pašalinti klaidas, kurios liko po HARQ veikimo, taip pat reguliuojamas informacijos kiekis, perduodamas naudojant ARQ protokolą.
LTE radijo sąsaja pasižymi dideliu našumu dėl pagrindinių komponentų. Radijo spektro naudojimo lankstumas leidžia naudoti šią radijo sąsają su bet kokiu turimu dažnio š altiniu. LTE technologija suteikia daugybę funkcijų, leidžiančių efektyviai išnaudoti greitai kintančias ryšio sąlygas. Atsižvelgiant į nuorodos būseną, planavimo funkcija vartotojams suteikia geriausius išteklius. Naudojant kelių antenų technologijas sumažėja signalo išblukimas, o kanalų pritaikymo mechanizmų pagalba galima naudoti kodavimo ir signalo moduliavimo metodus, kurie garantuoja optimalią ryšio kokybę tam tikromis sąlygomis.
