LTE mreže - što je to? Način rada, struktura i načelo rada LTE mreže

Nedavno je LTE mreža odobrila konzorcij 3GPP. Kroz korištenje takvog zračnog sučelja mreže mogu dobiti bez presedana radnih parametara u smislu maksimalne brzine kojom se prenose podaci, latencija za prijenos paketa, kao i iskoristivost spektra. Autori kažu da je lansiranje LTE mreže omogućuje korištenje radijskog spektra, multiantennuyu tehnologije, kanal adaptacija je fleksibilnije raspoređivanje mehanizmi, ponovno organiziranje releja podataka i kontrolu električne energije.

prapovijest

Mobilni širokopojasni pristup, koji se temelji na tehnologiji prijenosnih paketa podataka pri velikoj brzini prema HSPA standardu, već su postali široko prepoznati od strane korisnika mobilnih mreža. Međutim, moramo nastaviti da poboljšanje svojih usluga, na primjer, koristeći povećanje podataka brzine prevođenja, smanjiti vrijeme čekanja i povećati ukupnu kapacitet mreže, kao i korisničke zahtjeve za usluge kao komunikacijski stalno diže. S tim u vidu da je specifikacija radio sučelja HSPA Evolution i LTE od 3GPP konzorcij je napravio.

Velike razlike od ranijih verzija

LTE standardni mreža razlikuje od prethodno razvijen 3G sustav poboljšanih svojstava, uključujući i najveće brzine kojom se prijenos informacija - više od 300 megabita u sekundi kašnjenja prijenosa paketa ne prelazi 10 milisekundi i iskoristivost spektra bio puno veći. Izgradnja LTE mreža može se provesti u novim frekvencijama, kao iu postojećim operatorima.

Ovaj radio je pozicioniran kao rješenje, na koje operateri postupno će se kretati od normi za sustave koji postoje u ovom trenutku, je 3GPP i 3GPP2. Razvoj ovog sučelja - to je vrlo važan korak prema stvaranju standardnih IMT-Advanced 4G mreža, koja je nova generacija. Zapravo, LTE specifikacija već sadrži većinu funkcija koje su izvorno bile namijenjene 4G sustavima.

Načelo organizacije radio sučelja

Radio komunikacija ima karakterističnu značajku, što znači da radio kanal za kvalitetu nije konstantan u vremenu i prostoru, već ovisi o učestalosti. Ovdje je potrebno reći da se komunikacijski parametri relativno brzo mijenjaju kao rezultat višestruke širenja radio valova. Da bi se održala konstantna brzina razmjene informacija preko radijskog kanala, često se koriste metode za smanjenje takvih promjena, naime, različite metode prijenosa različitosti. Istodobno, tijekom prijenosa paketa informacija, korisnici ne moraju uvijek primijetiti kratkotrajne fluktuacije brzine prijenosa podataka. LTE način mreža preuzima kao opće načelo ne smanjuju radio pristupa, te korištenje brzih promjena u kvaliteti radio kanal kako bi se povećala učinkovito korištenje radio raspoloživih sredstava u svakoj vremenskoj točki. Ovo se provodi u frekvencijskim područjima i vremenskim područjima putem tehnologije OFDM radio pristup.

LTE mrežni uređaj

Kakav je to sustav, možete razumjeti, samo shvatiti kako je organiziran. Temelji se na uobičajenoj OFDM tehnologiji, koja pretpostavlja prijenos podataka na nekoliko podređivača uskim pojasom. Uporaba potonje u kombinaciji s cikličkom prefiksom omogućuje da veze na bazi OFDM otpornog vremenske disperzije parametara radio kanala, i omogućuje praktički eliminira potrebu za složenim ekvilizatora na strani prijemnika. Ova situacija je vrlo korisno za organizaciju silaznom kanalu, kao u ovom slučaju moguće je pojednostaviti obradu signala prijemnika na glavnoj frekvenciji, čime se smanjuje trošak terminalnom uređaju, a snaga koju njih. A to postaje posebno važno kada se koristi 4G LTE mreža s prijenosom u načinu više niti.

Odlaznog kanala, pri čemu je izračena snaga je znatno niža nego u downlink zahtijeva obvezno uključivanje u načinu prijenosa informacija rad energetski učinkovit za povećanje i smanjenje pokrivenosti područja potrošnja energije prijemnik, kao i njegov trošak. Istraživanja doveo je do toga da je sada za uplink kanala LTE koristi podatke jednog frekvencije tehnologija emitira u obliku OFDM s disperzija odgovara diskretnom zakona Fourierova transformacija. Takvo rješenje omogućuje minimalan omjer prosječne i maksimalne razine energije u usporedbi s tradicionalnim modulacije, što može poboljšati učinkovitost i pojednostavio gradnju terminala uređaja.

Osnovni izvor koristi u prijenosu podataka u skladu s tehnologijom ODFM može se prikazati u obliku vremena frekvencije mreže, što odgovara skupa OFDM simbola i podnosilaca u vremenu i frekvenciji domena. LTE mrežni način podrazumijeva da se kao primarna podataka elementa dva bloka sredstava ovdje koristi, koji odgovara frekvenciji od 180 kHz i vremenskom intervalu od jedne milisekunde. Širok raspon brzine za prijenos podataka može se realizirati kombiniranjem resursa frekvencije, postavljanje komunikacijskih parametara, uključujući koda brzini i modulacije redoslijedom odabira.

Tehničke specifikacije

Ako razmotrimo LTE mreže, ono što je, postaje jasno nakon nekih objašnjenja. Da bi se postigli visoki ciljevi postavljeni za radijsko sučelje takve mreže, njegovi programeri organizirali su niz važnih točaka i funkcionalnosti. Zatim će se opisati, od kojih svaka ima detaljan pokazatelj njihovog utjecaja na tako važnim čimbenicima kao što su kapacitet područja pokrivenosti mrežom, vrijeme kašnjenja i brzine prijenosa podataka.

Fleksibilnost primjene radio spektra

Zakonske norme koje djeluju u jednoj ili drugoj geografskoj regiji utječu na organizaciju mobilne komunikacije. To jest, oni propisuju radio spektar, raspoređen u različitim frekvencijskim pojasevima s neparavanim ili parivnim trakama različitih širina. Fleksibilnost korištenja jedna je od najvažnijih prednosti LTE radio spektra, što omogućuje njegovu uporabu u različitim situacijama. LTE mrežna arhitektura omogućuje ne samo rad u različitim frekvencijskim pojasevima, već i korištenje frekvencijskih pojasa različitih širina: od 1,25 do 20 MHz. Osim toga, takav sustav može raditi u nesparenim i uparenim frekvencijskim pojasevima, podržavajući time duplex, odnosno vrijeme i frekvenciju.

Ako govorimo o terminalnim uređajima, onda kada koristimo uparene frekvencijske pojaseve, uređaj može raditi u duplex ili pola duplex modu. Drugi način rada, u kojem terminal prima i prenosi podatke u različito vrijeme i na različitim frekvencijama, privlačan je time što značajno smanjuje zahtjeve postavljene za karakteristike dvostrukog filtra. Zahvaljujući tome, moguće je smanjiti troškove terminalnih uređaja. Osim toga, postoji prilika za uvođenje uparenih frekvencijskih pojasa s laganim razdvajanjem dupleksom. Ispada da se LTE mobilne komunikacijske mreže mogu organizirati gotovo za svaku distribuciju frekvencijskog spektra.

Jedini problem u razvoju radio pristupne tehnologije, koji osigurava fleksibilnu uporabu radiospectruma, jest kompatibilnost komunikacijskih uređaja. U tu svrhu LTE tehnologija provodi identičnu strukturu okvira u slučaju korištenja frekvencijskih traka različitih širina i različitih načina dupleksiranja.

Prijenos podataka s više antena

Korištenje emitiranja više antena u mobilnim komunikacijskim sustavima omogućava poboljšanje njihovih tehničkih karakteristika, kao i proširenje njihovih mogućnosti u smislu održavanja pretplatnika. Oblaganje mreža LTE uključuje upotrebu dviju antena više načina: prijenos raznolikosti i multi-navojem, kao poseban slučaj koji ističe formiranje uski antena grede. Informacije raznolikost može se smatrati kao metoda za izjednačavanje razine signala koji je od dvije antene, koja izbjegava dips u signale iz duboke razine koje su primili od strane svakog antene pojedinačno.

Moguće je detaljno razmotriti LTE mrežu: što je to i kako koristi sve navedene načine rada? Metoda prijenosa raznolikost ovdje se temelji na frekvencije kodiranje prostornom blokova podataka, koji je dopunjen Vrijeme raznolikosti do pomaka frekvencije u primjeni četiri antene istovremeno. Prijenos raznovrsnosti se obično koristi na zajedničkim kanalima za dolazne linje gdje se funkcija otpreme ne može primijeniti ovisno o stanju u kojemu je komunikacijski kanal. U tom slučaju prijenos raznovrsnosti može se koristiti za prijenos korisničkih podataka, na primjer, VoIP prometa. Zbog relativno malog intenziteta takvog prometa, nije moguće opravdati dodatni trošak koji je povezan s prethodno spomenutom dispečerskom funkcijom. Zbog raznolikosti prijenosa podataka, moguće je povećati radijus ćelija i mrežni kapacitet.

Navojem prijenos za istovremeni prijenos niza podataka teče na jednom radio kanal koristiti višestruke prima i prenosi antene u uređaj terminala i bazne postaje mreže, respektivno. To značajno povećava maksimalnu brzinu prijenosa podataka. Na primjer, ako je terminalni uređaj je opremljen s četiri antene i broj dostupnih na baznoj stanici, to je pravi to je istovremeni prijenos na jednom radijskom kanalu na četiri tok podataka, čime se zapravo čine ga četiri puta veću propusnost.

Ako koristite mrežu s malim opterećenjem ili malih stanica, zahvaljujući multi-streaming će biti moguće postići dovoljno visoku propusnost za radio postajama, kao i učinkovito korištenje radio resursa. Ako postoje velike ćelije i opterećenje visokim intenzitetom, kvaliteta kanala neće dopustiti upotrebu prijenosa u multicast modu. U tom slučaju, kvaliteta signala može se poboljšati korištenjem nekoliko antena za odašiljanje da bi se formirao uska zraka za prijenos podataka u jednom toku.

Ako uzmemo u obzir LTE mrežu - daje joj za postizanje veće učinkovitosti - tada vrijedi zaključiti da je za kvalitetan rad u različitim uvjetima rada, ova tehnologija se provodi adaptivni prijenos multi-streaming, koja vam omogućuje da se stalno prilagođava broj potoka prenosivih istovremeno, u skladu sa sve mijenja stanje komunikacijskog kanala. S dobrom stanju kanala moguće je istodobno prenositi do četiri struje podataka, što omogućuje brzine prijenosa do 300 megabita u sekundi s širinom pojasa od 20 megahertz.

Ako stanje kanala nije tako povoljno, prijenos se obavlja u manje niti. U takvoj situaciji, antene se mogu koristiti za oblikovanje uzorka uskog zraka, čime se povećava ukupna kvaliteta prijema, što u konačnici dovodi do povećanja kapaciteta sustava i širenja servisne zone. Da bi se osigurala velika pokrivenost radio ili prijenos podataka pri velikoj brzini, moguće je prenijeti jedan tok podataka uskom zrakom ili koristiti zajedničke kanale na zajedničkom kanalu.

Mehanizam prilagodbe i otpreme komunikacijskog kanala

Načelo rada LTE mreža pretpostavlja da će dispečiranje biti shvaćeno kao raspodjela između korisnika mrežnih resursa za prijenos podataka. Omogućuje dinamično dispečiranje u silaznim i uzlaznim kanalima. LTE mreže u Rusiji trenutno su konfigurirane za balansiranje komunikacijskih kanala i ukupne performanse cijelog sustava.

LTE zračno sučelje pretpostavlja provedbu dispečerske funkcije, ovisno o statusu komunikacijskog kanala. Omogućuje prijenos podataka pri velikim brzinama, što se postiže primjenom velike modulacije, prijenosom dodatnih tokova informacija, smanjenjem stupnja kodiranja kanala, kao i smanjenjem broja ponovljenih emitiranja. Za to su uključeni frekvencije i vremenski resursi, karakterizirani relativno dobrim komunikacijskim uvjetima. Ispada da se prijenos bilo koje određene količine podataka vrši u kraćem vremenskom razdoblju.

LTE mreža u Rusiji, kao iu drugim zemljama, konstruiraju se tako da se usluge u prometu, koji su zauzeli prosljeđivanje paketa s malim nosivost nakon što je isti vremenskim intervalima, mogu uzrokovati potrebu da se poveća volumen signalizacije prometa koja je potrebna za dinamičan raspored. Može čak premašiti količinu informacija koje emitira korisnik. Zato postoji statična dispečing LTE mreže. Što je to, postaje jasno, ako kažete da je korisniku dodijeljen resurs radio frekvencije, koji je osmišljen za prijenos određenog broja podframea.

Zahvaljujući mehanizmima prilagodbe, moguće je "iscijediti sve moguće" iz kanala s dinamičnom kvalitetom komunikacije. Omogućuje vam odabir kanala za kodiranje i modulaciju kanala u skladu s komunikacijskim uvjetima karakteriziranim LTE mrežama. Što će postati jasno ako kažete da njegov rad utječe na brzinu prijenosa podataka, kao i vjerojatnost pogrešaka na kanalu.

Snaga u uzlaznoj vezi i njegovo reguliranje

Ovaj se aspekt odnosi na upravljanje razinom snage koju emitiraju terminali radi povećanja mrežnih kapaciteta, poboljšanja kvalitete komunikacije, povećanja područja pokrivenosti radiofrekvencijom, smanjenja potrošnje energije. Da bi se postigli ti ciljevi, mehanizmi regulacije snage nastoje maksimizirati razinu korisnog dolaznog signala istovremeno smanjujući radio smetnje.

LTE mreža „Beeline” i druge izjave ukazuju na to da su signali u uplink su ortogonalni, odnosno između korisnika u istoj ćeliji ne bi trebalo biti uzajamno smetnje, u najmanju ruku, to vrijedi i za idealnim uvjetima komunikacije. Razina smetnji koju stvaraju korisnici susjednih ćelija ovisi o tome gdje se nalazi zračenje terminala, tj. O tome kako njegov signal slabi na putu prema stanici. LTE "Megaphone" mreža je uređena na isti način. To će biti ispravno reći ovo: što je bliži terminal je na susjednoj ćeliji, to je viša razina smetnji koje stvara u njemu. Terminali koji se nalaze na većoj udaljenosti od susjedne ćelije mogu prenijeti signale veće snage u usporedbi sa terminalima koji su u neposrednoj blizini.

Zbog ortogonalnosti signala, u uplinku moguće je multipleksirati signale iz terminala različite snage u istom kanalu na istoj ćeliji. To znači da nema potrebe za kompenzaciju signala eksplozijama koje nastaju zbog širenja multipatha radio valova, a mogu se koristiti za povećanje stope broadcast podataka pomoću mehanizama adaptacije i raspoređivanje za komunikacijske kanale.

Podaci o relejama

Gotovo bilo koji komunikacijski sustav i LTE mreže u Ukrajini nisu iznimka, s vremena na vrijeme pogreške u procesu prijenosa podataka, na primjer zbog zagušenja signala, buke ili buke. Zaštita od pogreške osigurana je metodama ponovnog slanja izgubljenih ili iskrivljenih informacija, čiji je cilj osigurati kvalitetnu komunikaciju. Radio resurs se koristi mnogo racionalnije ako je protokol podataka releja učinkovito organiziran. Da bi se povećala upotreba sučelja zraka velikih brzina, LTE tehnologija ima dinamički učinkovit sustav s dva releja podataka koji implementira Hybrid ARQ. Karakterizira ga mala nadzemna površina koja zahtijeva povratne informacije i ponovno slanje podataka, dopunjen protokom selektivnog ponavljanja visokog stupnja pouzdanosti.

HARQ protokol daje prijemnom uređaju redundantne informacije, što mu omogućuje ispravljanje bilo kakvih specifičnih pogrešaka. HARQ relejiranje rezultira generiranjem dodatnih informacijskih redundancija, što može biti potrebno ako je nedostatan ponovni prijenos dostatan za uklanjanje pogrešaka. Ponovno slanje paketa koji nisu skrojeni HARQ protokolom provodi se pomoću ARQ protokola. LTE mreže na iPhoneu rade u skladu s gore opisanim načelima.

Ovo rješenje vam omogućuje da jamčite minimalno odgađanje prijevoda paketa s niskim troškovima, a istodobno je zajamčena pouzdanost komunikacije. HARQ protokol omogućuje otkriti i ispraviti većinu pogrešaka, što dovodi do prilično rijetke upotrebe ARQ protokola, jer je povezano sa značajnim pretek, kao i povećanje latencije emitiranja paketa.

Bazna postaja je krajnji čvor koji podržava oba ova protokola, pružajući tijesnu vezu između razina dva protokola. Među raznim prednostima takve arhitekture je velika brzina eliminacije pogrešaka, koja je ostala nakon HARQ operacije, kao i podesiva količina informacija prenesenih pomoću ARQ protokola.

LTE zračno sučelje ima velike performanse, zahvaljujući glavnim komponentama. Fleksibilnost korištenja radio spektra omogućava korištenje ovog radio sučelja za bilo koji raspoloživi resurs frekvencije. LTE tehnologija pruža niz funkcija koje osiguravaju učinkovitu primjenu brzih uvjeta komunikacije. Ovisno o statusu kanala, funkcija otpreme pruža korisnicima najbolje resurse. Korištenje tehnologija s više antena dovodi do smanjenja zagušenja signala, a uz pomoć mehanizama prilagodbe kanala moguće je koristiti metode kodiranja i modulacije signala koji jamče optimalnu kvalitetu komunikacije u specifičnim uvjetima.