Jaringan LTE - apa itu? Mode, struktur dan operasi jaringan LTE

Jaringan LTE baru ini telah disetujui oleh 3GPP. Melalui penggunaan antarmuka udara jaringan tersebut dapat memperoleh parameter operasi belum pernah terjadi sebelumnya dalam hal tingkat maksimum pada data yang dikirim, latency mentransfer paket, serta efisiensi spektral. Para penulis mengatakan bahwa peluncuran jaringan LTE memungkinkan penggunaan spektrum radio, teknologi multiantennuyu, saluran adaptasi mekanisme penjadwalan lebih fleksibel, re-organisasi relay data dan power control.

prasejarah

Mobile broadband, yang didasarkan pada paket teknologi transmisi data dengan kecepatan tinggi pada standar HSPA, telah menjadi diterima secara luas oleh pengguna jaringan selular. Namun, kita harus terus melakukan perbaikan pelayanan mereka, misalnya, menggunakan peningkatan kecepatan translasi data, meminimalkan latency dan meningkatkan kapasitas jaringan secara keseluruhan serta kebutuhan pengguna untuk layanan komunikasi tersebut terus meningkat. Dengan tujuan ini, dan diproduksi oleh spesifikasi radiointrfeysov HSPA Evolution dan LTE 3GPP konsorsium.

Perbedaan utama dari versi sebelumnya

LTE jaringan standar berbeda dari karakteristik dikembangkan sebelumnya sistem 3G ditingkatkan, termasuk kecepatan maksimum di mana transfer informasi - lebih dari 300 megabit per detik delay transfer paket tidak akan melebihi 10 milidetik dan efisiensi spektral jauh lebih tinggi. Pembangunan jaringan LTE dapat dilakukan di pita frekuensi baru, serta operator yang ada.

Radio ini diposisikan sebagai solusi, yang operator secara bertahap akan bergerak dari standar sistem yang ada saat ini, adalah 3GPP dan 3GPP2. Sebuah pengembangan antarmuka ini - ini cukup merupakan langkah penting menuju pembentukan jaringan IMT-Advanced 4G standar, yang merupakan generasi baru. Bahkan, dalam spesifikasi LTE sudah berisi sebagian besar fitur yang awalnya ditujukan untuk sistem 4G.

Pengorganisasian prinsip dari antarmuka radio

komunikasi radio memiliki fitur karakteristik yang terdiri dalam kenyataan bahwa kualitas saluran radio tidak konstan dalam waktu dan ruang dan bergantung pada frekuensi. Di sini harus dikatakan bahwa parameter komunikasi berubah relatif cepat karena propagasi multipath. Untuk mempertahankan tingkat konstan pertukaran informasi pada saluran radio, biasanya menggunakan beberapa cara untuk meminimalkan perubahan tersebut, yaitu - berbagai teknik transmit diversity. Pada saat yang sama dalam proses transmisi paket pengguna informasi tidak dapat selalu melihat fluktuasi jangka pendek dalam bit rate. Modus jaringan LTE mengasumsikan sebagai prinsip umum tidak menurunkan akses radio, dan penggunaan perubahan yang cepat dalam kualitas saluran radio untuk memaksimalkan efisiensi penggunaan sumber daya radio yang tersedia pada setiap titik waktu. Ini dilaksanakan dalam frekuensi dan waktu domain dengan OFDM teknologi akses radio.

perangkat jaringan LTE

Apa jenis sistem hanya dapat dipahami untuk memahami bagaimana itu diselenggarakan. Hal ini didasarkan pada teknologi OFDM konvensional, yang berarti transfer data di beberapa subcarrier narrowband. Penggunaan yang terakhir dalam hubungannya dengan awalan siklik memungkinkan Anda untuk membuat sambungan atas dasar dispersi sementara OFDM tahan parameter saluran radio, dan memungkinkan hampir menghilangkan kebutuhan untuk equalizers kompleks di sisi penerima. Situasi ini sangat berguna untuk organisasi saluran turun, seperti dalam kasus ini adalah mungkin untuk menyederhanakan pengolahan penerima sinyal pada frekuensi utama, sehingga mengurangi biaya perangkat terminal, dan daya yang dikonsumsi oleh mereka. Dan ini menjadi sangat penting ketika menggunakan jaringan 4G LTE dengan transmisi dalam modus beberapa thread.

saluran uplink, dimana daya yang dipancarkan secara substansial lebih rendah daripada di downlink membutuhkan inklusi wajib dalam metode transmisi informasi operasi yang efisien energi untuk cakupan maksimum, mengurangi konsumsi daya dari perangkat penerima, serta biaya. Penyelidikan menyebabkan fakta bahwa sekarang ke saluran uplink LTE menggunakan teknologi informasi frekuensi tunggal disiarkan dalam bentuk OFDM dengan dispersi hukum yang relevan dari diskrit Fourier transform. solusi tersebut memungkinkan untuk rasio minimal tingkat daya rata-rata dan maksimum dibandingkan dengan modulasi tradisional, yang dapat meningkatkan efisiensi dan menyederhanakan pembangunan perangkat terminal.

sumber daya dasar yang digunakan dalam transmisi informasi sesuai dengan teknologi ODFM dapat ditunjukkan dalam bentuk jaringan waktu-frekuensi, yang sesuai dengan seperangkat simbol OFDM dan subcarrier dalam waktu dan frekuensi domain. Modus jaringan LTE mengasumsikan bahwa sebagai data primer blok sumber daya elemen dua yang digunakan di sini, yang sesuai dengan pita frekuensi 180 kHz dan interval waktu dari satu milidetik. Berbagai macam kecepatan untuk transmisi data dapat direalisasikan dengan menggabungkan sumber daya frekuensi, pengaturan parameter komunikasi termasuk tingkat kode dan ketertiban modulasi seleksi.

karakteristik teknis

Jika kita mempertimbangkan jaringan LTE, apa itu, itu akan menjadi jelas setelah beberapa penjelasan. Untuk mencapai target tinggi yang ditetapkan untuk antarmuka udara jaringan, pengembang yang diselenggarakan sejumlah poin yang cukup penting dan fitur. Berikutnya akan dijelaskan, yang masing-masing memiliki indikasi rinci dampaknya terhadap faktor-faktor penting seperti kapasitas area jangkauan jaringan, waktu tunda dan kecepatan transmisi data.

Fleksibilitas penggunaan spektrum radio

Undang-undang, yang beroperasi di wilayah geografis tertentu, mempengaruhi cara komunikasi mobile akan diselenggarakan. Artinya, mereka diresepkan spektrum radio yang dialokasikan untuk frekuensi yang berbeda berkisar band berpasangan atau dipasangkan lebar yang berbeda. Fleksibilitas - ini adalah salah satu keuntungan utama dari spektrum radio LTE, yang memungkinkan penggunaannya dalam situasi yang berbeda. arsitektur jaringan LTE memungkinkan tidak hanya untuk beroperasi di rentang frekuensi yang berbeda, tapi ispolzovat pita frekuensi memiliki lebar yang berbeda dari 1.25 sampai 20 MHz. Selain itu, sistem tersebut dapat melakukan operasi di dipadankan dan tidak berpasangan pita frekuensi, menjaga waktu dan frekuensi duplex masing-masing.

Jika kita berbicara tentang perangkat terminal, ketika ispolzovanenii dipasangkan band frekuensi Unit dapat beroperasi dalam mode full-duplex atau half-duplex. Modus kedua, yang dilakukan oleh transmisi terminal dan penerimaan data pada waktu yang berbeda dan pada frekuensi yang berbeda adalah menarik karena secara substansial mengurangi persyaratan untuk karakteristik dipamerkan penyaring duplex. Karena ini adalah mungkin untuk mengurangi biaya perangkat terminal. Selain itu, ada kesempatan untuk pengenalan pita frekuensi yang dipasangkan dengan jarak duplex kecil. Ternyata bahwa jaringan komunikasi mobile LTE dapat diatur di hampir semua distribusi spektrum frekuensi.

Satu-satunya masalah dalam pengembangan teknologi radio, yang menyediakan aplikasi radispektra fleksibel - untuk membuat perangkat komunikasi yang kompatibel. Dengan tujuan ini dalam teknologi LTE dilaksanakan struktur frame identik dalam kasus pita frekuensi lebar yang berbeda dan mode duplex yang berbeda.

Data broadcast multi-antena

Penggunaan multi-antena siaran dalam sistem komunikasi bergerak dapat meningkatkan kinerja mereka, dan meningkatkan kemampuan mereka dalam hal layanan pelanggan. Coating jaringan LTE melibatkan penggunaan dua metode transmisi multi-antena: keragaman dan multi-threaded, sebagai kasus khusus yang menonjol pembentukan antena balok sempit. Informasi Keanekaragaman dapat dianggap sebagai metode menyamakan tingkat sinyal yang berasal dari dua antena, yang menghindari dips di sinyal dalam tingkat yang diterima oleh masing-masing antena individual.

Anda dapat melihat jaringan LTE lebih: apa itu dan bagaimana menggunakan semua mode ini? Metode transmisi keragaman di sini adalah berdasarkan encoding frekuensi spasial blok data, yang dilengkapi dengan waktu keragaman untuk pergeseran frekuensi dalam penerapan empat antena secara bersamaan. Mengirimkan keragaman umumnya digunakan untuk saluran downlink shared di mana tidak mungkin untuk menerapkan fungsi penjadwalan tergantung pada kondisi saluran komunikasi. Dengan demikian transmisi Keanekaragaman dapat digunakan untuk mentransfer data pengguna, misalnya, lalu lintas VoIP. Karena intensitas relatif rendah lalu lintas ini tidak dapat membenarkan overhead tambahan yang terkait dengan fungsi penjadwalan disebutkan sebelumnya. Karena keragaman transfer data adalah mungkin untuk meningkatkan radius sel dan kapasitas jaringan.

transmisi multithreaded untuk transfer simultan dari sejumlah informasi mengalir pada satu saluran radio adalah dengan menggunakan beberapa menerima dan mengirimkan antena dalam aparat terminal dan jaringan base station, masing-masing. Hal ini secara signifikan meningkatkan laju data maksimum siaran. Misalnya, jika perangkat terminal dilengkapi dengan empat antena dan sejumlah tersedia di base station, itu nyata itu adalah transmisi simultan pada satu saluran radio untuk empat aliran data, yang memungkinkan untuk benar-benar membuat bandwidth yang empat kali lebih.

Jika Anda menggunakan jaringan dengan beban kerja kecil atau sel-sel kecil, berkat multi-streaming yang akan mungkin untuk mencapai bandwidth yang cukup tinggi untuk stasiun radio, serta efisiensi penggunaan sumber daya radio. Jika ada sel besar dan tingkat tinggi intensitas beban, kualitas saluran tidak memungkinkan untuk mengeksploitasi dalam mode multipotoka. Dalam hal ini, kualitas sinyal dapat ditingkatkan jika menggunakan beberapa antena pemancar untuk membentuk sinar sempit untuk transmisi data dalam aliran tunggal.

Jika kita mempertimbangkan jaringan LTE - memberikan nya untuk mencapai efisiensi yang lebih besar - maka layak untuk menyimpulkan bahwa untuk pekerjaan berkualitas di berbagai kondisi operasi, teknologi ini diimplementasikan adaptif transmisi multi-streaming, yang memungkinkan Anda untuk terus-menerus menyesuaikan jumlah stream ditransmisikan secara bersamaan, sesuai dengan yang selalu berubah link state. Dengan keadaan saluran yang baik dapat dilakukan secara bersamaan mengirimkan hingga empat aliran data yang dapat mencapai kecepatan transmisi hingga 300 megabit per detik pada bandwidth frekuensi 20 megahertz.

Jika keadaan saluran tidak begitu menguntungkan, transmisi dibuat lebih sedikit aliran. Dalam situasi ini, antena dapat digunakan untuk membentuk pola sinar sempit, meningkatkan kualitas penerimaan secara keseluruhan, yang akhirnya mengarah untuk meningkatkan kapasitas sistem dan perluasan wilayah layanan. Untuk memastikan cakupan area yang luas atau mentransfer data dengan kecepatan tinggi, adalah mungkin untuk mengirimkan satu aliran data dengan sinar sempit, atau menggunakan saluran umum Data siaran spasi.

Mekanisme adaptasi dan penjadwalan saluran komunikasi

Prinsip operasi jaringan LTE menunjukkan bahwa penjadwalan akan berarti distribusi sumber daya jaringan di kalangan pengguna data. Di sini menyediakan penjadwalan dinamis dalam downlink dan uplink saluran. Jaringan LTE di Rusia mengatur pada saat ini sehingga untuk menyeimbangkan saluran komunikasi dan kinerja keseluruhan dari seluruh sistem.

antarmuka radio LTE melibatkan pelaksanaan fungsi penjadwalan, tergantung pada kondisi saluran komunikasi. Dengan memungkinkan transfer data pada kecepatan tinggi, yang dicapai melalui penggunaan modulasi yang lebih tinggi, transmisi informasi tambahan sungai, mengurangi tingkat channel coding, serta mengurangi jumlah siaran ulang. Untuk melakukan hal ini melibatkan frekuensi dan sumber daya waktu yang ditandai dengan kondisi yang relatif baik untuk komunikasi. Ternyata bahwa transfer jumlah yang diberikan data dilakukan dalam waktu yang lebih singkat.

Jaringan LTE di Rusia, seperti di negara-negara lain, dibangun sehingga pelayanan lalu lintas, yang ditempati oleh meneruskan paket dengan muatan kecil setelah interval waktu yang sama, dapat menyebabkan kebutuhan untuk meningkatkan volume lalu lintas sinyal, yang diperlukan untuk penjadwalan dinamis. Bahkan mungkin melebihi jumlah informasi yang dikirimkan oleh pengguna. Itulah mengapa ada hal seperti itu sebagai penjadwalan statis dari jaringan LTE. Artinya, menjadi jelas, jika kita mengatakan bahwa pengguna memilih sumber daya frekuensi radio untuk transmisi dari sejumlah tertentu dari sub-frame.

Karena mekanisme adaptasi adalah mungkin untuk "memeras segala kemungkinan" dari saluran dengan performa dinamis. Hal ini memungkinkan Anda untuk memilih saluran skema pengkodean dan modulasi sesuai dengan kondisi apa ditandai jaringan komunikasi LTE. Bahwa akan dimengerti jika mengatakan bahwa karyanya mempengaruhi tingkat penyiaran data, serta kemungkinan saluran kesalahan.

Kekuatan di uplink dan regulasi

Aspek ini menyangkut pengelolaan tingkat daya dipancarkan oleh terminal, untuk meningkatkan kapasitas jaringan, meningkatkan kualitas komunikasi, untuk membuat cakupan daerah yang lebih untuk mengurangi konsumsi energi. Untuk mencapai tujuan tersebut, mekanisme kontrol kekuasaan cenderung untuk memaksimalkan tingkat berguna sinyal input sekaligus mengurangi gangguan.

Jaringan LTE "Beeline" dan pernyataan lain menunjukkan bahwa sinyal dalam uplink adalah orthogonal, yaitu antara pengguna dalam sel yang sama seharusnya tidak ada gangguan bersama, setidaknya, ini berlaku untuk kondisi ideal komunikasi. Tingkat kebisingan yang diciptakan oleh pengguna dalam sel yang berdekatan, tergantung di mana terminal memancarkan, itu adalah bagaimana melemahkan sinyal dalam perjalanan ke sel. Jaringan LTE "Megaphone" diatur dengan cara yang sama. Ini akan benar untuk mengatakan: semakin dekat terminal dalam sel tetangga, semakin tinggi tingkat kebisingan, yang ia menciptakan di dalamnya. Terminal, yang berada pada jarak yang cukup jauh dari sel tetangga dapat mengirimkan sinyal kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan terminal yang terletak dengan itu di dekat.

Karena orthogonality sinyal di uplink dapat multiplexing sinyal dari terminal daya yang berbeda di saluran yang sama dalam sel yang sama. Ini berarti bahwa tidak ada kebutuhan untuk mengkompensasi semburan sinyal yang muncul akibat propagasi multipath gelombang radio, dan mereka dapat digunakan untuk meningkatkan data rate siaran menggunakan mekanisme adaptasi dan penjadwalan untuk saluran komunikasi.

menyampaikan data

Hampir setiap sistem komunikasi, dan jaringan LTE di Ukraina tidak terkecuali, dari waktu ke waktu membuat kesalahan dalam proses mentransfer data, misalnya, karena sinyal memudar, gangguan atau noise. Kesalahan perlindungan yang diberikan oleh metode dari pengiriman ulang hilang atau rusak bagian dari informasi yang akan perlindungan untuk memastikan komunikasi yang berkualitas tinggi. Sumber daya radio digunakan lebih rasional jika protokol data pengiriman kembali diselenggarakan secara efisien. Untuk menggunakan kecepatan tinggi penuh antarmuka udara, teknologi LTE memiliki sistem estafet dinamis efektif dua tingkat data yang mengimplementasikan Hybrid ARQ. Hal ini ditandai dengan overhead kecil diperlukan untuk umpan balik dan data pengiriman ulang, dilengkapi protokol ulangi selektif keandalan yang tinggi.

protokol HARQ disediakan perangkat informasi yang berlebihan menerima, yang memberikan dia kesempatan untuk memperbaiki kesalahan tertentu. protokol transmisi HARQ mengarah pada pembentukan tambahan redundansi informasi, yang mungkin diperlukan dalam kasus di mana kesalahan itu tidak cukup pengiriman ulang. Pengiriman ulang paket yang belum lulus koreksi HARQ protokol ini dilakukan dengan menggunakan protokol ARQ. jaringan LTE pada karya iPhone sesuai dengan prinsip-prinsip di atas.

Solusi ini memungkinkan untuk menjamin paket delay siaran minimum dengan overhead yang rendah, dan keandalan komunikasi dengan jaminan. protokol HARQ memungkinkan untuk mendeteksi dan memperbaiki sebagian besar kesalahan, yang mengarah pada penggunaan agak jarang protokol ARQ, karena hal ini terkait dengan overhead yang cukup, serta dengan peningkatan latency paket siaran.

Base station adalah simpul akhir, yang mendukung kedua protokol ini, memberikan hubungan dekat tingkat kedua protokol. Di antara berbagai keuntungan dari arsitektur ini bisa disebut kecepatan tinggi untuk menghilangkan kesalahan yang tetap setelah bekerja HARQ, dan jumlah penyesuaian informasi yang dikirimkan dengan menggunakan protokol ARQ.

Antarmuka radio LTE memiliki kinerja tinggi, berkat komponen utamanya. Fleksibilitas memungkinkan penggunaan antarmuka udara radio aktif pada setiap sumber daya frekuensi yang tersedia. Teknologi LTE menyediakan sejumlah fitur yang menjamin penerapan yang efektif dari lingkungan komunikasi yang berubah dengan cepat. Tergantung pada kondisi kanal, fungsi penjadwalan memberikan pengguna sumber daya terbaik. Penerapan teknologi multi-antena mengurangi sinyal memudar dan dengan mekanisme saluran adaptasi dapat menggunakan metode coding dan modulasi, menjamin dalam kondisi tertentu kualitas komunikasi yang optimal.