LTE de rețea - ce este? Modul, structura și funcționarea rețelei LTE

Rețeaua LTE a fost recent aprobată de către 3GPP. Prin utilizarea unei astfel de interfață de rețea de aer poate obține parametrii de funcționare fără precedent în ceea ce privește rata maximă la care se transmite date, latența transferul pachetelor, precum și eficiența spectrală. Autorii spun ca lansarea rețelei LTE permite utilizarea spectrului radio, tehnologia multiantennuyu, adaptarea canal este mecanisme de planificare mai flexibile, re-organizarea de retransmisie date și de control al puterii.

preistorie

bandă largă mobilă, care se bazează pe tehnologia de transmisie de pachete de date la viteză mare pe standardul HSPA, a devenit larg acceptată de către utilizatorii rețelelor celulare. Cu toate acestea, noi trebuie să continue să facă îmbunătățirea serviciilor lor, de exemplu, folosind creșterea vitezei de traducere a datelor, a minimiza latență și crește capacitatea totală de rețea, precum și cerințele utilizatorilor pentru serviciile de astfel de comunicații sunt în continuă creștere. Cu acest scop, și a fost produs prin specificația radiointrfeysov HSPA Evolution și LTE 3GPP consorțiu.

Principalele diferențe față de versiunile anterioare

standard de rețea LTE diferă de caracteristicile sistemului 3G dezvoltate anterior îmbunătățite, inclusiv viteza maximă la care transferul de informații - peste 300 de megabiți pe secundă întârziere de transfer de pachete nu va depăși 10 milisecunde și eficiența spectrală a fost mult mai mare. Construcția de rețele LTE poate fi realizată în noile benzile de frecvență, precum și în operatorii existenți.

Acest radio este poziționat ca o soluție, la care operatorii vor trece treptat de la standardele de sistem care există în acest moment, este 3GPP și 3GPP2. O dezvoltare a acestei interfețe - acest lucru este destul de un pas important spre formarea rețelelor standard de IMT-avansate 4G, care este o nouă generație. De fapt, în caietul de sarcini LTE conține deja cele mai multe dintre caracteristicile care au fost destinate inițial pentru sistemele 4G.

Principiul de organizare al interfeței radio,

Comunicații radio are caracteristica caracteristică a care constă în faptul că calitatea canalului radio nu este constantă în timp și spațiu și dependente de frecvență. Aici trebuie spus că parametrii de comunicație se schimbă relativ rapid, datorită propagării multicale. Pentru a menține o rată constantă de schimb de informații cu privire la un canal radio, utilizează în mod obișnuit un număr de moduri de a minimiza astfel de modificări, și anume - diferitele tehnici de diversitate de transmisie. În același timp, în procesul de transmitere a pachetelor de utilizatori de informații nu se pot observa întotdeauna fluctuațiile pe termen scurt în rata de biți. modul de rețea LTE presupune ca un principiu general, să nu scadă de acces radio, precum și utilizarea unor schimbări rapide în calitatea canalului radio în scopul de a maximiza utilizarea eficientă a resurselor radio disponibile la fiecare moment. Acest lucru este pus în aplicare în domeniile frecvență și timp prin tehnologia de acces radio OFDM.

dispozitiv de rețea LTE

Ce fel de sistem poate fi înțeleasă doar pentru a înțelege modul în care aceasta este organizată. Ea se bazează pe tehnologia OFDM convenționale, ceea ce implică transferul de date pe mai multe sub - purtători de bandă îngustă. Utilizarea acesteia în combinație cu prefixul ciclic vă permite să facă o conexiune pe baza rezistente OFDM dispersie temporală a parametrilor de canal radio, și permite practic elimina necesitatea egalizatoare complexe la partea receptorului. Această situație este foarte utilă pentru organizarea canalului descendent, ca în acest caz, este posibil de a simplifica procesarea receptorului de semnal pe frecvența principală, reducând astfel costul dispozitivului terminal, și puterea consumată de acestea. Și acest lucru devine deosebit de important atunci când se utilizează rețeaua 4G LTE cu transmisia în modul de mai multe fire.

canal Uplink, în care puterea radiată este substanțial mai mică decât în legătura descendentă necesită includerea obligatorie într - o metodă de transmitere a informației funcționării eficiente energetic pentru o acoperire maximă, reducând consumul de energie al dispozitivului de recepție, precum și costul acestuia. Investigațiile au condus la faptul că acum pentru canalul de legătură în sus LTE utilizează o singură informație de tehnologie de frecvență difuzate sub formă de OFDM cu dispersia legilor relevante ale discrete Fourier transforma. O astfel de soluție permite raportul minim al nivelului mediu și maxim de putere în comparație cu modularea tradițională, care poate îmbunătăți eficiența și pentru a simplifica construcția dispozitivelor terminale.

Resursa de bază utilizată în transmiterea informațiilor în conformitate cu tehnologia OFDM poate fi demonstrată în formă de rețea timp-frecvență, ceea ce corespunde unui set de simboluri OFDM și subpurtătoare în domeniile timp și frecvență. modul de rețea LTE presupune că drept element de două blocul de resurse de date primare folosite aici, care corespund benzii de frecvență de 180 kHz și un interval de timp de o milisecundă. O gamă largă de viteze de transmitere a datelor poate fi realizată prin combinarea resurselor de frecvență, setarea parametrilor de comunicație, inclusiv rată de codificare și ordinea de modulare de selecție.

caracteristici tehnice

Dacă luăm în considerare rețeaua LTE, ceea ce este, va deveni clar după unele explicații. Pentru a atinge obiectivele înalte, care sunt stabilite pentru interfața aer a rețelei, dezvoltatorii săi a organizat o serie de puncte destul de importante și caracteristici. În continuare va fi descrisă, fiecare dintre care au o indicație detaliată a impactului acestora asupra acestor factori importanți precum capacitatea zonei de acoperire a rețelei, timpul de întârziere și viteza de transmitere a datelor.

Flexibilitatea utilizării spectrului radio

Legislația, care funcționează într-o anumită regiune geografică, afectează modul în care vor fi organizate de comunicații mobile. Asta este, au prescris spectrul de frecvențe radio alocate pentru diferite intervale de frecvență benzi nepereche sau asociate cu diferite lățimi. Flexibilitate - aceasta este una dintre cele mai importante avantaje ale spectrului de frecvențe radio LTE, care permite utilizarea sa în diferite situații. arhitectura de rețea LTE permite nu numai să opereze în diferite domenii de frecvență, dar benzile de frecvență ispolzovat având lățimi diferite 1.25-20 MHz. În plus, un astfel de sistem poate efectua operațiuni în benzile de frecvență împerecheat și nepereche, menținând în același timp și duplex de frecvență, respectiv.

Dacă vorbim despre dispozitivele terminale, atunci când ispolzovanenii asociat unitatea de benzi de frecvență poate funcționa în modul full-duplex sau half-duplex. Al doilea mod, care se realizează prin transmiterea terminalului și recepția datelor la momente diferite și la frecvențe diferite, este atractiv, deoarece reduce substanțial cerințele la caracteristicile expuse filtru duplex. Datorită acestui fapt, este posibil pentru a reduce costul de dispozitive terminale. În plus, există o oportunitate pentru introducerea benzilor de frecvență asociat cu o distanță mică duplex. Se pare că rețeaua de comunicații mobile LTE pot fi aranjate în aproape orice distribuire a spectrului de frecvențe.

Singura problemă în dezvoltarea tehnologiei de radio, care prevede radispektra aplicarea flexibilă - pentru a face un dispozitiv de comunicare compatibil. Cu acest scop în tehnologia LTE puse în aplicare structura cadru identic în cazul benzilor de frecvență de dimensiuni diferite și diferite moduri de duplex.

de difuzare a datelor cu antene multiple

Utilizarea de difuzare cu mai multe antene în sistemele de comunicații mobile pot îmbunătăți performanța lor, și de a spori capacitatea acestora in ceea ce priveste grija fata de clienti. Acoperirea rețelei LTE implică utilizarea a două metode de transmisie multi-antenă: diversitate și multi-threaded, ca un caz special, care iese în evidență formarea unui fascicul îngust de antenă. Informații Diversitatea poate fi considerată ca o metodă de egalizare a nivelului de semnal, care este de la două antene, care evită dips în semnale de nivel profund, care sunt recepționate de fiecare antenă în mod individual.

Puteți vedea mai multe rețea LTE: ce este și modul în care utilizează toate aceste moduri? Metoda de transmitere a diversității aici se bazează pe codarea frecvență spațială a blocurilor de date, care este completat de diversitate de timp pentru trecerea de frecvență în aplicarea a patru antene simultan. Transmit diversitatea este în general utilizat pentru canalele pe legătură în jos în comun în cazul în care este imposibil să se aplice funcția de programare în funcție de starea canalului de comunicare. Astfel de transmisie Diversitatea poate fi utilizat pentru transferul de date de utilizator, de exemplu, trafic VoIP. Datorită intensității relativ scăzută a acestui trafic nu poate justifica deasupra capului suplimentare care sunt asociate cu funcția de programare menționat mai devreme. Datorită diversității de transfer de date este posibil să se mărească raza celulelor și capacitatea rețelei.

transmisie multithreaded pentru transferul simultană a unui număr de fluxuri de informații pe un singur canal de radio este de a utiliza mai multe antene de recepție și transmisie sunt în aparatul terminal și rețeaua de stații de bază, respectiv. Acest lucru crește în mod semnificativ rata maximă de date a transmisiei. De exemplu, în cazul în care dispozitivul terminal este echipat cu patru antene și un număr disponibil pe stația de bază, este real este transmisia simultană pe un canal de radio la patru fluxuri de date, care permite de a face de fapt, de patru ori mai mult de lățime de bandă.

Dacă utilizați o rețea cu un volum de muncă mic sau celule mici, datorită multi-streaming va fi posibil pentru a obține o lățime de bandă suficient de mare pentru posturi de radio, precum și utilizarea eficientă a resurselor radio. Dacă există celule mari și un grad ridicat de intensitate a sarcinii, calitatea canalului nu permite să-l exploateze în modul multipotoka. În acest caz, calitatea semnalului poate fi îmbunătățită dacă a folosi mai multe antene de transmisie pentru a forma un fascicul îngust pentru transmiterea de date într-un singur flux.

Dacă luăm în considerare rețeaua LTE - dă-o pentru a obține o mai mare eficiență - atunci merită să tragem concluzia că transmisia de adaptare pentru munca de calitate în diferite condiții de funcționare, această tehnologie este pusă în aplicare multi-stream, care vă permite să se adapteze în mod constant numărul de fluxuri transmise simultan, în conformitate cu în continuă schimbare link-ul de stat. Cu o stare de canal bun poate fi efectuată transmite simultan până la patru fluxuri de date care pot obține rate de transmisie de până la 300 megabiți pe secundă, la o lățime de bandă de frecvență de 20 MHz.

În cazul în care starea de canal nu este atât de favorabilă, transmisia se face mai puține fluxuri. În această situație, antena poate fi utilizată pentru a forma un model de fascicul îngust, creșterea calității recepției de ansamblu, care în cele din urmă duce la creșterea capacității sistemului și extinderea zonei de serviciu. Pentru a asigura o zonă extinsă de acoperire sau de transfer de date la viteză mare, este posibil de a transmite un flux de date cu un fascicul îngust sau de a utiliza canalele comune date de difuzare distanțate.

Mecanismul de adaptare și programarea unui canal de comunicare

Principiul de funcționare a rețelelor LTE sugerează că o programare va însemna distribuirea resurselor de rețea în rândul utilizatorilor de date. Aici prevede programarea dinamică în canalele de legătură în jos și pe legătură în sus. rețea LTE în Rusia înființat în acest moment, astfel încât să echilibreze canalele de comunicare și performanța generală a întregului sistem.

interfață radio LTE implică punerea în aplicare a funcțiilor de programare, în funcție de starea canalului de comunicare. Cu acesta permite transferul de date la viteze mari, care se realizează prin utilizarea de modulație de ordin superior, transmiterea informațiilor suplimentare fluxuri, reducerea gradului de codificare a canalului, precum și reducerea numărului de emisiuni repetate. Pentru a face acest lucru implică frecvența și resursele de timp sunt caracterizate prin condiții relativ bune de comunicare. Se pare că transferul oricărei cantități date de date se face într-o perioadă mai scurtă de timp.

rețea LTE în Rusia, ca și în alte țări, sunt construite astfel încât serviciile de trafic, care sunt ocupate prin transmiterea de pachete cu sarcini utile mici după aceleași intervale de timp, poate determina necesitatea de a mări volumul de semnalizare a traficului, care este necesară pentru programarea dinamică. Se poate chiar să depășească cantitatea de informații transmise de către utilizator. Acesta este motivul pentru care există un astfel de lucru ca o programare statică a rețelei LTE. Adică, devine clar, dacă spunem că utilizatorul selectează o resursă de frecvență radio pentru transmiterea unui anumit număr de sub-cadre.

Datorită mecanismului de adaptare este posibil să se „stoarce tot ce este posibil“ de la canal cu performanțe dinamice. Acesta vă permite să selectați un canal de schemă de codificare și modulare, în conformitate cu ceea ce condiții caracterizat prin rețea de comunicare LTE. Asta ar fi de înțeles dacă să spunem că munca lui afectează rata de difuzare a datelor, precum și probabilitatea canalului orice erori.

Puterea în legătura ascendentă și Regulamentul

Acest aspect se referă la gestionarea nivelului de putere radiată de către terminalele, pentru a crește capacitatea rețelei, pentru a îmbunătăți calitatea comunicării, pentru a face zona de acoperire mai mult pentru a reduce consumul de energie. Pentru atingerea acestor obiective, mecanisme de control al puterii tind să maximizeze nivelul util al semnalului de intrare în timp ce reducerea interferențelor.

rețea LTE „Beeline“ și alte declarații sugerează că semnalele în legătura ascendentă sunt ortogonale, adică între utilizatori în aceeași celulă ar trebui să fie nici o interferență mutuală, cel puțin, acest lucru se aplică condițiile ideale de comunicare. Nivelul zgomotului creat de către utilizatorii din celulele adiacente, depinde de unde terminalul emite, adică modul în care atenueaza semnalul pe drumul spre celulă. rețea LTE „megafon“ este aranjat în același mod. Va fi corect să spunem: cu cât mai aproape terminalul este în celula vecină, cu cât nivelul de zgomot, pe care îl creează în ea. Terminale, care se află la o distanță considerabilă de celula vecină poate transmite semnale de putere mai mare în comparație cu terminalele situate cu ea în imediata apropiere.

Din cauza ortogonalitatea semnalelor în legătura ascendentă pot fi multiplexate semnale de la diferite terminale de putere în același canal în aceeași celulă. Acest lucru înseamnă că nu este nevoie de a compensa pentru exploziile de semnal care apar datorită propagării multicale a undelor radio, iar acestea pot fi utilizate pentru a crește rata de date de difuzare prin utilizarea mecanismelor de adaptare și programare pentru canalele de comunicare.

date de relocare

Aproape orice sistem de comunicare, și de rețea LTE în Ucraina nu este o excepție, din când în când fac greșeli în procesul de transfer de date, de exemplu, din cauza atenuare a semnalului, interferențe sau zgomot. protecție împotriva erorilor furnizate prin metodele retransmiterii pieselor pierdute sau corupte ale informațiilor să fie garanții pentru a asigura comunicarea de înaltă calitate. Resursa radio este utilizat mai rațional dacă protocolul de retransmisie date este organizată în mod eficient. Pentru a utiliza interfata de mare viteza de aer maxim, tehnologia LTE are sistem dinamic eficient de date pe două nivele de releu care implementează Hybrid ARQ. Acesta este caracterizat prin aeriene mici necesare pentru feedback-ul și datele de retransmisie, suplimentat protocol repetare selectivă fiabilitate ridicată.

protocolul HARQ este prevăzut un dispozitiv care primește informații redundante, ceea ce îi dă posibilitatea de a corecta orice erori specifice. protocol de retransmitere HARQ conduce la formarea de redundanță de informații suplimentare, care pot fi necesare în cazul în care pentru eroarea nu a fost suficient de retransmisie. Retransmisia de pachete care nu au trecut protocolul HARQ de corecție se face folosind protocolul ARQ. rețea LTE pe activitatea iPhone, în conformitate cu principiile de mai sus.

Această soluție face posibilă garantarea pachetele minime de difuzare întârziere cu transport scăzută, și fiabilitatea de comunicare cu garantată. protocolul HARQ permite să detecteze și să corecteze cele mai multe erori, ceea ce duce la o utilizare destul de rar de protocol ARQ, deoarece acesta este asociat cu deasupra capului considerabile, precum și cu o creștere a latenței de pachete de difuzare.

Stația de bază este nodul final, care suportă ambele protocoale, oferind o relație strânsă a nivelurilor acestor două protocoale. Printre diversele avantaje ale acestei arhitecturi poate fi numită o viteză mare pentru a elimina erorile care rămân după HARQ de lucru, precum și valoarea de ajustare a informațiilor transmise folosind protocolul ARQ.

LTE interfață radio are o performanță ridicată, datorită principalelor sale componente. Flexibilitatea permite utilizarea interfeței radio de aer activ pe orice resursă de frecvență disponibile. Tehnologia LTE oferă o serie de caracteristici care să asigure aplicarea efectivă a mediului de comunicații care se schimbă rapid. În funcție de starea canalului, o funcție de programare oferă utilizatorilor cele mai bune resurse. Aplicarea tehnologiei multi-antena reduce semnalul de decolorare și cu mecanismul de adaptare canal poate utiliza metode de codificare și modulare, garantând în special condiții de calitate comunicare optimă.