Netværk LTE - hvad er det? Tilstand, struktur og funktion af LTE-netværk

Den LTE-netværk er for nylig blevet godkendt af 3GPP. Ved anvendelse af et sådant netværk luftgrænseflade kan opnå hidtil usete driftsparametre i form af maksimal hastighed, ved hvilken data transmitteres, latensen af overføre pakker, samt spektral effektivitet. Forfatterne siger, at iværksættelsen af LTE-netværk tillader anvendelsen af radiofrekvenser, multiantennuyu teknologi, kanal tilpasning er mere fleksible planlægning mekanismer, re-organisering af data relæ og effektstyring.

forhistorie

Mobilt bredbånd, som er baseret på pakkedata transmission teknologi med høj hastighed på HSPA standarden, er blevet bredt accepteret af brugere af trådløse netværk. Men vi må fortsætte med at gøre en forbedring af deres tjenester, for eksempel ved hjælp af stigningen i data oversættelse hastighed, minimere ventetid og øge den samlede netværkskapacitet samt brugerkrav for tjenester sådan kommunikation er konstant stigende. Med dette formål, og blev fremstillet ved specifikation radiointrfeysov HSPA Evolution og LTE 3GPP konsortium.

De væsentligste forskelle fra tidligere versioner

LTE standard netværk adskiller sig fra de tidligere udviklet 3G systemet forbedrede egenskaber, herunder den maksimale hastighed, ved hvilken overførsel af information - over 300 megabit per sekund pakke overføringsforsinkelse ikke vil overstige 10 millisekunder og spektral effektivitet var meget højere. Konstruktionen af LTE-netværk kan udføres i de nye frekvensbånd, samt i eksisterende operatører.

Denne radio er placeret som en løsning, som operatørerne gradvist vil bevæge sig fra systemets standarder, der findes i øjeblikket, er 3GPP og 3GPP2. En udvikling af denne grænseflade - det er helt et vigtigt skridt hen imod dannelsen af standard IMT-Advanced 4G-netværk, der er en ny generation. I virkeligheden, i LTE specifikationen allerede indeholder de fleste af de funktioner, der oprindeligt var bestemt til 4G-systemer.

Den organiserende princip i radiogrænseflade

Radiokommunikation har det karakteristiske træk, som består i, at radiokanalen kvaliteten er ikke konstant i tid og rum og frekvens afhængig. Her skal det siges, at kommunikationsparametrene ændrer relativt hurtigt på grund af multipath formering. At opretholde en konstant hastighed på informationsudveksling på en radiokanal, anvender typisk en række måder at minimere sådanne ændringer, nemlig - de forskellige transmittere mangfoldighed teknikker. På samme tid i processen for overførsel af pakker af oplysninger, som brugerne kan ikke altid mærke til de kortsigtede udsving i bithastighed. LTE-netværk tilstand antager som et generelt princip ikke falde radio adgang, og brugen af hurtige ændringer i radiokanalen kvalitet for at maksimere effektiv anvendelse af radio ressourcer til rådighed ved hvert tidspunkt. Dette implementeres i frekvens og tid domæner ved OFDM radioadgangsteknologi.

LTE netværksenhed

Hvad er det for et system, kan kun forstås at forstå, hvordan det er organiseret. Den er baseret på konventionel OFDM teknologi, hvilket indebærer overførsel af data på tværs af flere smalbånd underbærere. Anvendelsen af sidstnævnte sammen med det cykliske præfiks gør det muligt at oprette en forbindelse på basis af OFDM-resistente tidsmæssig spredning af radio kanalparametre de, og tillader praktisk talt eliminerer behovet for komplekse equalizere på modtagersiden. Denne situation er meget nyttig for tilrettelæggelsen af den nedadgående kanal, som i dette tilfælde er det muligt at forenkle behandlingen af signalmodtageren på de vigtigste frekvens, og derved reducere omkostningerne af terminalapparatet, og effektforbrug dem. Og det bliver især vigtigt, når du bruger 4G LTE-netværk med transmissionen i den tilstand af flere tråde.

Uplink-kanal, hvor den udstrålede effekt er væsentligt lavere end i downlink kræver obligatorisk medtagelse i en energieffektiv drift informationsoverførsel fremgangsmåde til maksimal dækning, reducere effektforbruget af den modtagende enhed, såvel som dens omkostninger. Undersøgelserne førte til, at nu for uplink-kanalen LTE bruger en enkelt frekvens teknologi information udsendes i form af OFDM med spredningen af de relevante love i den diskrete Fouriertransformation. En sådan løsning muliggør minimal forholdet mellem den gennemsnitlige og maksimale effektniveau sammenlignet med den traditionelle modulation, som kan forbedre effektiviteten og forenkle konstruktionen af de terminale enheder.

Den grundlæggende ressource, der anvendes i at udsende information i overensstemmelse med ODFM teknologi kan påvises i form af tids-frekvens-netværk, hvilket svarer til et sæt af OFDM symboler og subcarriers i tids- og frekvensdomæner. LTE-netværk tilstand antager, at som det primære dataelement to ressourceblok anvendes her, som svarer til frekvensbåndet af 180 kHz og et tidsinterval på et millisekund. En bred vifte af hastigheder for datatransmission kan realiseres ved at kombinere frekvensressourcerne, indstilling parameteren kommunikation, herunder kodehastighed og modulation udvælgelseskriterium.

tekniske egenskaber

Hvis vi ser på LTE-netværk, hvad det er, vil det blive klart efter en forklaring. For at nå de høje mål, der er fastsat for luft-grænsefladen af nettet, dens udviklere afholdt en række temmelig vigtige punkter og funktioner. Næste vil blive beskrevet, som hver især har en detaljeret angivelse af deres indvirkning på så vigtige faktorer som kapaciteten af dækningsområde netværket, forsinkelse og datatransmission hastighed.

Fleksibilitet i anvendelsen af radiofrekvenser

Lovgivning, der opererer i et bestemt geografisk område, påvirker den måde mobilkommunikation skal tilrettelægges. Dvs. de foreskrevne radiospektrum varetages af forskellige frekvensområder uparrede eller parrede bånd af forskellige bredder. Fleksibilitet - dette er en af de store fordele ved LTE radiofrekvenser, som tillader dets anvendelse i forskellige situationer. LTE netværksarkitektur tillader ikke kun at operere i forskellige frekvensområder, men ispolzovat frekvensbånd har forskellige bredder fra 1,25 til 20 MHz. Desuden kan et sådant system udfører drift i parrede og uparrede frekvensbånd, vedligeholdelse tid og frekvens duplex hhv.

Hvis vi taler om de terminale enheder, når ispolzovanenii parrede frekvensbånd kan anvendes i et fuld dupleks eller halv dupleksmodus. Den anden tilstand, som udføres af terminalen transmission og modtagelse af data på forskellige tidspunkter og ved forskellige frekvenser er attraktivt, fordi det væsentlige reducerer kravene til de som udvises duplex filter. På grund af dette er det muligt at reducere omkostningerne af terminale enheder. Desuden er der en mulighed for indførelsen af de parrede frekvensbånd med en lille duplex afstand. Det viser sig, at LTE mobilkommunikationsnetværket kan arrangeres i næsten enhver distribution af frekvensspektret.

Det eneste problem i udviklingen af radioteknologi, som giver fleksibel anvendelse radispektra - at lave en kommunikationsenhed kompatibel. Med dette mål for LTE-teknologien implementeret identisk rammekonstruktion i tilfældet af frekvensbånd med forskellige bredder og forskellige dupleks-modus.

Multi-antenne broadcast-data

Brugen af multi-antenne udsendelse i mobile kommunikationssystemer kan forbedre deres præstationer, og forbedre deres evne til i form af kundepleje. Overtrækning LTE netværk involverer anvendelsen af to flerantennetransmission metoder: mangfoldighed og flertrådede, som et særligt tilfælde, der skiller sig ud dannelsen af en smal antennestråle. Mangfoldighed information kan betragtes som en metode til udligning af signalet, hvilket er fra to antenner, der undgår dyk i de dybtliggende signaler, der modtages af hver antenne individuelt.

Du kan se mere LTE-netværk: hvad er det og hvordan det bruger alle disse tilstande? Transmissionen mangfoldighed Fremgangsmåden her er baseret på rumlig frekvens kodning af datablokke, som suppleres af tidsdiversitet til frekvensen skift i anvendelsen af fire antenner samtidigt. Transmit mangfoldighed er generelt bruges til downlink delt kanaler, hvor det er umuligt at anvende planlægningen funktion afhængigt af tilstanden af kommunikationskanal. Således Mangfoldighed transmission kan bruges til at overføre brugerdata, fx VoIP trafik. På grund af den relativt lave intensitet af denne trafik kan ikke retfærdiggøre den ekstra overhead, der er forbundet med den tidligere nævnte planlægning funktion. På grund af mangfoldigheden af dataoverførsel er det muligt at forøge radius af cellerne og kapaciteten af nettet.

Flertrådede transmission til samtidig overførsel af en række informationsstrømme på en radiokanal er at bruge flere modtage og sende antenner er i terminalapparatet og basisstationen netværk hhv. Dette øger den maksimale datahastighed af udsendelsen. For eksempel, hvis terminalen enheden er udstyret med fire antenner og et nummer til rådighed på basestationen, det er virkeligt det er den samtidige transmission på en radiokanal til fire datastrømme, så til rent faktisk at gøre det fire gange mere båndbredde.

Hvis du bruger et netværk med en lille arbejdsbyrde eller små celler, vil takket være multi-streaming være muligt at opnå en høj nok båndbredde til radiostationer, samt effektiv anvendelse af radioressourcer. Hvis der er store celler og en høj grad af intensitet af belastningen, er kanalkvaliteten det ikke muligt at udnytte den i multipotoka tilstand. I dette tilfælde kan signalkvaliteten forbedres, hvis bruger flere sendeantenner til dannelse af en smal stråle til transmission af data i en enkelt strøm.

Hvis vi ser på LTE-netværk - det giver hende at opnå større effektivitet - så værd at konkludere, at for kvalitet arbejde i forskellige driftsbetingelser, er denne teknologi implementeret adaptive multi-stream transmission, som giver dig mulighed for at konstant at justere antallet af streams overførte samtidigt, i overensstemmelse med den stadigt skiftende link tilstand. Med en god kanal tilstand kan udføres samtidig transmittere op til fire datastrømme, der kan opnå transmissionshastigheder op til 300 megabit per sekund ved en frekvens båndbredde på 20 megahertz.

Hvis kanalen tilstand er ikke så gunstig, er transmissionen lavet færre vandløb. I denne situation kan antennen anvendes til at danne en smal stråle mønster, øge den generelle modtagekvalitet, hvilket i sidste ende fører til stigning systemkapaciteten og udvidelse af tjenesteområdet. At sikre en omfattende dækningsområde eller overføre data med høj hastighed, er det muligt at transmittere en datastrøm med en smal stråle, eller at anvende fælles kanaler fordelte transmissionsdata.

Mekanismen for tilpasning og planlægning af en kommunikationskanal

Princippet om drift af LTE-netværk tyder på, at en planlægning vil betyde fordelingen af netværksressourcer blandt data brugere. Her giver dynamisk planlægning i downlink og uplink-kanaler. LTE-netværk i Rusland oprettet i øjeblikket, så som at balancere kommunikationskanalerne og de samlede resultater af hele systemet.

LTE radiogrænseflade tale om gennemførelsen af planlægning funktioner, afhængigt af tilstanden af kommunikationskanal. Med det kan overføre data med høj hastighed, som er opnået ved anvendelse af højere orden modulation og transmission af supplerende oplysninger streams, hvilket reducerer graden af kanalkodning, samt reducere antallet af gentagne udsendelser. For at gøre dette indebærer frekvens og tidsmæssige ressourcer er kendetegnet ved relativt gode betingelser for kommunikation. Det viser sig, at overførsel af en given mængde data er gjort i en kortere periode.

LTE-netværk i Rusland, som i andre lande, er konstrueret således, at trafik-tjenester, der er besat af at videresende pakker med små nyttelast efter de samme tidsintervaller, kan forårsage et behov for at øge mængden af signalering trafik, der er nødvendig for dynamisk planlægning. Det kan endda overstige det beløb af oplysninger fra brugeren. Det er derfor, der er sådan en ting som en statisk planlægning af LTE-netværk. Det vil sige, det bliver klart, hvis vi siger, at brugeren vælger en radiofrekvens ressource for transmission af et bestemt antal sub-frames.

På grund af den mekanisme for tilpasning er muligt at "presse alt muligt" fra kanalen med dynamiske præstationer. Det giver dig mulighed for at vælge en kanal kodning ordning og graduering i henhold til hvilke betingelser karakteriseret LTE kommunikationsnetværk. At det ville være forståeligt, hvis at sige, at hans arbejde har betydning for data transmission, samt sandsynligheden for kanalens eventuelle fejl.

Den effekt i uplink og regulering

Dette aspekt vedrører forvaltningen af effektniveauet udstråles af terminalerne, for at øge netværk kapacitet, forbedre kvaliteten af kommunikationen, for at gøre dækningsområdet mere for at reducere energiforbruget. At nå disse mål, power kontrolmekanismer tendens til at maksimere det anvendelige niveau af indgangssignalet samtidig reducere interferens.

LTE-netværk "Beeline" og andre udsagn tyder på, at signalerne i uplink er ortogonale, der er mellem brugere i den samme celle bør ikke være nogen indbyrdes interferens, i det mindste, dette gælder for de ideelle betingelser for kommunikation. Niveauet af støj skabt af brugerne i tilstødende celler, afhænger af, hvor den udsender terminalen, det er sådan det dæmper signalet på vej til cellen. LTE-netværk "Megafon" er anbragt på samme måde. Det vil være korrekt at sige: jo tættere terminalen er i den nærliggende celle, jo højere støjniveau, som han skaber i det. Terminaler, som er i betydelig afstand fra nabocellen kan sende signaler større kraft sammenlignet med terminaler, der befinder med det i umiddelbar nærhed.

På grund af den orthogonality af signaler i uplink kan multiplekses signaler fra forskellige strømklemmer i den samme kanal i den samme celle. Det betyder, at der ikke er behov for at kompensere for signal bursts, som skyldes flervejsudbredelse af radiobølger, og de kan anvendes til at øge broadcast datahastigheden af de mekanismer, tilpasnings- og planlægning for kommunikationskanaler.

videresendelse af data

Næsten enhver kommunikationssystem, og LTE netværk i Ukraine er ingen undtagelse, fra tid til anden laver fejl i processen med at overføre data, for eksempel på grund af signalfading, interferens eller støj. Fejl beskyttelse, som metoderne til viderespredning af tabte eller beskadigede dele af de oplysninger at være sikkerhedsforanstaltninger for at sikre kommunikation af høj kvalitet. Radioen ressource bruges mere rationelt, hvis dataene retransmissionsprotokol organiseres effektivt. At bruge den høje hastighed luftinterfacet fulde, LTE teknologi har dynamisk effektiv to-niveau data relæ system, der implementerer Hybrid ARQ. Det er kendetegnet ved små overliggende kræves for feedback og viderespredning data suppleret selektiv gentagelse protokol høj pålidelighed.

HARQ protokol er fastsat en modtagende enhed overflødig information, der giver ham mulighed for at rette eventuelle specifikke fejl. Retransmission HARQ protokol fører til dannelse af yderligere oplysninger redundans, som kan være påkrævet i det tilfælde, hvor for fejl var ikke nok retransmission. Retransmission af pakker, der ikke har bestået korrektionen HARQ protokol udføres ved hjælp af ARQ-protokollen. LTE-netværk på iPhone arbejdet i overensstemmelse med ovennævnte principper.

Denne løsning gør det muligt at sikre de mindstekrav forsinkelse broadcast pakker med lave overhead, og kommunikationen pålidelighed med garanteret. HARQ protokol gør det muligt at detektere og korrigere de fleste fejl, hvilket fører til en temmelig sjælden anvendelse af ARQ-protokol, da det er forbundet med betydelig overhead, samt med en stigning i latenstiden for broadcastpakker.

Basestationen er slutningen knudepunkt, som støtter begge disse protokoller, hvilket giver en tæt forhold af niveauer af disse to protokoller. Blandt de forskellige fordele ved denne arkitektur kan kaldes en høj hastighed for at eliminere fejl, der forbliver efter arbejder HARQ, og tilpasningen mængden af information transmitteret ved hjælp af ARQ-protokollen.

Den radiogrænseflade LTE har høj ydeevne, takket være dens hovedelementer. Fleksibilitet tillader brug af radioen luft-grænsefladen aktiv på enhver tilgængelig frekvens ressource. LTE-teknologien giver en række funktioner, der sikrer en effektiv anvendelse af den hastigt skiftende kommunikationsmiljø. Afhængigt af kanalen tilstand, en planlægning funktion giver brugerne de bedste ressourcer. Anvendelse af flere antenner teknologi reducerer fading signal og med kanalen tilpasning mekanisme kan bruge metoder til kodning og modulation, garanterer navnlig betingelser optimal kommunikation kvalitet.