Netwerk LTE - wat is dit? Modus, die struktuur en werking van die LTE netwerk

Die LTE netwerk is onlangs goedgekeur deur die 3GPP. Deur die gebruik van so 'n netwerk lug koppelvlak kan ongekende bedryfstelsel parameters in terme van maksimum tempo waarteen data oorgedra word verkry, die latency van die oordrag van pakkies, asook spektrale doeltreffendheid. Die skrywers sê dat die bekendstelling van LTE netwerk kan die gebruik van die radio spektrum, multiantennuyu tegnologie, kanaal aanpassing is meer buigsaam skedulering meganismes, re-organisasie van data aflos en krag beheer.

voorgeskiedenis

Mobiele breëband, wat gebaseer is op pakkie data transmissie tegnologie teen 'n hoë spoed op die HSPA standaard, geword het wyd deur gebruikers van sellulêre netwerke aanvaar. Ons moet egter voortgaan om die verbetering van hul dienste gebruik te maak, byvoorbeeld, met behulp van die toename in data vertaling spoed, latency te verminder en die verhoging van algehele netwerk kapasiteit sowel as vereistes van die gebruiker vir dienste soos kommunikasie is voortdurend stygende. Met hierdie doel, en is vervaardig deur spesifikasie radiointrfeysov HSPA Evolution en LTE 3GPP konsortium.

Die belangrikste verskille uit vorige weergawes

LTE standaard netwerk verskil van die voorheen ontwikkel 3G stelsel verbeter eienskappe, insluitend die maksimum spoed waarteen die oordrag van inligting - meer as 300 megabit per sekonde pakkie oordrag vertraging sal nie meer as 10 millisekondes en spektrale doeltreffendheid was veel hoër. Die konstruksie van LTE netwerke kan in die nuwe frekwensiebande as in bestaande operateurs gedra, as well.

Dit radio geposisioneer as 'n oplossing, waarna operateurs geleidelik sal beweeg van stelsel standaarde wat bestaan op die oomblik, is 3GPP en 3GPP2. A ontwikkeling van hierdie koppelvlak - dit is nogal 'n belangrike stap in die rigting van die vorming van standaard IMT-Advanced 4G netwerke, dit is 'n nuwe generasie. Trouens, in die LTE spesifikasie reeds bevat die meeste van die funksies wat oorspronklik bedoel was vir 4G stelsels.

Die organiserende beginsel van die radio-koppelvlak

Radiokommunikasie het die kenmerk van wat bestaan in die feit dat die radio kanaal gehalte is nie konstant in tyd en ruimte en frekwensie afhanklik. Hier moet dit gesê word dat die kommunikasie parameters relatief vinnig verander as gevolg van multi voortplanting. Om 'n konstante wisselkoers van inligting oor 'n radio kanaal in stand te hou, tipies gebruik 'n aantal maniere om sulke veranderinge, naamlik die minimum te beperk - die verskillende oordra diversiteit tegnieke. Terselfdertyd in die proses van oordrag van pakkies inligting gebruikers kan nie altyd sien die korttermynskommelings in die bitsnelheid. LTE-modus aanvaar as 'n algemene beginsel radio toegang nie verminder, en die gebruik van vinnige veranderinge in die radio kanaal gehalte ten einde doeltreffende gebruik van radio hulpbronne beskikbaar by elke keer punt maksimeer. Dit is geïmplementeer in die frekwensie en tyd domeine deur OFDM radio toegang tegnologie.

LTE netwerk toestel

Watter soort van 'n stelsel kan slegs verstaan word om te verstaan hoe dit georganiseer. Dit is gebaseer op konvensionele OFDM tegnologie, wat impliseer die oordrag van data oor verskeie narrow subcarriers. Die gebruik van die laasgenoemde in samewerking met die sikliese voorvoegsel kan jy 'n verband op die basis van OFDM-bestand tydelike verspreiding van die radio kanaal parameters maak, en laat feitlik skakel die behoefte vir 'n komplekse equalizers by die ontvanger kant. Hierdie situasie is baie nuttig vir die organisasie van die dalende kanaal, soos in hierdie geval is dit moontlik is om die verwerking van die sein ontvanger vereenvoudig op die hoof frekwensie, en sodoende die koste van die terminale toestel, en die krag verbruik deur hulle te verminder. En dit word veral belangrik by die gebruik van 4G LTE netwerk met die oordrag in die modus van verskeie drade.

Uplink kanaal, waarin die uitgestraalde krag is aansienlik laer as in die down vereis verpligte insluiting in 'n energie-doeltreffende werking inligting transmissie metode vir 'n maksimum dekking, die vermindering van energieverbruik van die ontvangstoestel, sowel as die koste. Die ondersoeke het gelei tot die feit dat dit nou vir die uplink kanaal LTE gebruik van 'n enkele frekwensie tegnologie inligting uitgesaai in die vorm van OFDM met die verspreiding van die toepaslike wette van die diskrete Fourier-transform. So 'n oplossing kan vir 'n minimale verhouding van die gemiddelde en maksimum krag vlak in vergelyking met die tradisionele modulasie, wat doeltreffendheid kan verbeter en te vereenvoudig die konstruksie van die terminale toestelle.

Die basiese hulpbron gebruik in die oordrag van inligting in ooreenstemming met ODFM tegnologie gedemonstreer kan word in die vorm van tyd-frekwensie netwerk, wat ooreenstem met 'n stel van OFDM simbole en subcarriers in die tyd en frekwensie domein. LTE-modus veronderstel dat as die primêre data element twee hulpbron blok hier gebruik, wat ooreenstem met die frekwensie band van 180 kHz en 'n tyd interval van een millisekonde. 'N Wye verskeidenheid van spoed vir data-oordrag kan verwesenlik word deur die frekwensie hulpbronne saam te voeg, die parameter kommunikasie omgewing insluitend kode koers en modulasie orde van seleksie.

tegniese eienskappe

As ons kyk na die LTE netwerk, wat dit is, sal dit duidelik na 'n verduideliking word. Om die hoë teikens wat gestel word vir die lug koppelvlak van die netwerk te bereik, sy ontwikkelaars georganiseerde 'n aantal eerder belangrike punte en eienskappe. Volgende sal beskryf word, wat elkeen het 'n gedetailleerde aanduiding van die impak daarvan op so 'n belangrike faktore soos die kapasiteit van die netwerk dekking area, die vertraging tyd en data-oordrag snelheid.

Buigsaamheid van gebruik van die radio spektrum

Wetgewing, wat werk in 'n bepaalde geografiese streek, invloed op die manier waarop mobiele kommunikasie sal georganiseer word. Dit wil sê, hulle voorgeskryf die radio spektrum verskillende frekwensie toegeken wissel ongepaarde of saam bands van verskillende breedtes. Buigsaamheid - dit is een van die groot voordele van LTE radio spektrum, wat die gebruik daarvan in verskillende situasies kan. LTE netwerk argitektuur toelaat om nie net te werk in verskillende frekwensie bereik, maar ispolzovat frekwensiebande met verskillende breedtes 1,25-20 MHz. Daarbenewens kan so 'n stelsel operasie uit te voer in pare en ongepaarde frekwensiebande, die handhawing van tyd en frekwensie duplex onderskeidelik.

As ons praat oor die terminale toestelle, wanneer ispolzovanenii saam frekwensiebande eenheid kan funksioneer in full-duplex of half-dupleks modus. Die tweede modus, wat uitgevoer word deur die terminale oordrag en ontvangs van data op verskillende tye en op verskillende frekwensies is aantreklik omdat aansienlik verminder die vereistes om die eienskappe uitgestal duplex filter. As gevolg van hierdie is dit moontlik om die koste van terminale toestelle te verminder. Daarbenewens is daar is 'n geleentheid vir die bekendstelling van die gepaarde frekwensiebande met 'n klein duplex spasiëring. Dit blyk dat die LTE mobiele kommunikasie netwerk kan gereël word in byna enige verspreiding van die frekwensie spektrum.

Die enigste probleem in die ontwikkeling van radio tegnologie, wat buigsaam aansoek radispektra bied - 'n kommunikasie toestel versoenbaar te maak. Met hierdie doel in LTE tegnologie geïmplementeer identies raamstruktuur in die geval van frekwensiebande van verskillende breedtes en verskillende duplex modes.

Multi-antenna uitsending data

Die gebruik van 'n multi-antenna uitsending in mobiele kommunikasie stelsels kan hul prestasie te verbeter, en verbeter hul vermoë in terme van kliëntediens. Coating LTE netwerk behels die gebruik van twee multi-antenna transmissie metodes: diversiteit en multi-threaded, as 'n spesiale geval wat uitstaan die vorming van 'n smal antenna bundel. Diversiteit inligting kan beskou word as 'n metode van gelykmakende die sein vlak wat uit twee antennas, wat dalings in die diep-vlak seine wat deur elke antenna individueel ontvang vermy.

Jy kan meer LTE netwerk te sien: wat is dit en hoe dit gebruik al hierdie vorme? Die metode diversiteit transmissie hier is gebaseer op ruimtelike frekwensie enkodering van data blokke, wat aangevul word deur tyd diversiteit aan die frekwensie verskuiwing in die toepassing van vier antennas gelyktydig. Oordra diversiteit word algemeen gebruik vir down gedeel kanale waar dit onmoontlik is om die skedulering funksie toe te pas na gelang van die toestand van die kommunikasie kanaal. So Diversiteit oordrag kan gebruik word vir die oordrag van gebruiker data, bv VoIP verkeer. As gevolg van die relatief lae intensiteit van die verkeer kan die bykomende oorhoofse wat verband hou met die vroeër genoem skedulering funksie nie regverdig nie. As gevolg van die diversiteit van data-oordrag is dit moontlik om die radius van die selle en die kapasiteit van die netwerk te verhoog.

Multi-oordrag vir gelyktydige oordrag van 'n aantal van inligting vloei op een radio kanaal is verskeie om te gebruik ontvang en oordra antennas is in die terminale apparaat en die basisstasie netwerk, onderskeidelik. Dit verhoog aansienlik die maksimum datatempo van die uitsending. Byvoorbeeld, as die terminale toestel is toegerus met vier antennas en 'n aantal beskikbaar op die basis stasie, dit is 'n ware dit is die gelyktydige oordrag op een radio kanaal te vier data strome, sodat eintlik maak dit vier keer meer bandwydte.

As jy 'n netwerk met 'n klein werklading of klein selle gebruik, sal danksy multi-streaming moontlik wees om 'n hoë genoeg bandwydte vir radiostasies, asook doeltreffende gebruik van radio hulpbronne te bereik. As daar is groot selle en 'n hoë graad van intensiteit van die vrag, het die kanaal gehalte nie toelaat om dit te ontgin in multipotoka af. In hierdie geval, kan die sein kwaliteit verbeter as gebruik verskeie oordra antennas om 'n smal balk vir die oordrag van data in 'n enkele stroom vorm.

As ons kyk na die LTE netwerk - dit gee haar 'n groter doeltreffendheid te bereik - dan die moeite werd om dit vir kwaliteit werk in verskeie bedryfstoestande, is hierdie tegnologie geïmplementeer adaptive multi-stroom transmissie, wat jou toelaat om voortdurend aan te pas die aantal strome gelyktydig oorgedra aflei, in ooreenstemming met die steeds veranderende skakel toestand. Met 'n goeie kanaal staat kan uitgevoer word gelyktydig oordra tot vier data strome wat teen 'n frekwensie bandwydte van 20 hertz kan bereik oordrag tariewe tot 300 megabit per sekonde.

As die kanaal staat is nie so gunstig is, is die oordrag gemaak minder strome. In hierdie situasie, kan die antenna gebruik word om 'n smal balk patroon te vorm, die verhoging van die algehele ontvangs gehalte, wat uiteindelik lei tot stelsel kapasiteit en uitbreiding van die diens gebied te verhoog. Om 'n omvattende dekking area te verseker of die oordrag van data teen 'n hoë spoed, is dit moontlik om 'n datastroom te stuur met 'n smal balk, of om algemene kanale gespasieer uitsending data gebruik.

Die meganisme van aanpassing en skedulering van 'n kommunikasiekanaal

Die beginsel van werking van LTE netwerke dui daarop dat 'n skedulering die verspreiding van netwerk hulpbronne onder data gebruikers sal beteken. Hier bied dinamiese skedulering in die down en uplink kanale. LTE netwerk in Rusland ingestel op die oomblik so as om die kanale van kommunikasie en die algehele prestasie van die hele stelsel te balanseer.

LTE radio-koppelvlak behels die implementering van skedulering funksies, afhangende van die toestand van die kommunikasie kanaal. Met dit toelaat data oordrag teen 'n hoë spoed, wat word bereik deur die gebruik van 'n hoër orde modulasie, die oordrag van bykomende inligting strome, die vermindering van die graad van kanaal kodering, sowel as die vermindering van die aantal herhaal uitsendings. Om dit te doen behels die frekwensie en tyd hulpbronne word gekenmerk deur relatief goeie voorwaardes vir kommunikasie. Dit blyk dat die oordrag van enige gegewe bedrag van data word gedoen in 'n korter tydperk van die tyd.

LTE netwerk in Rusland, as in ander lande, is gebou sodat verkeersdienste, wat bewoon word deur die stuur van pakkies met 'n klein lading na dieselfde tyd intervalle, kan 'n behoefte om die volume van 'n teken verkeer wat nodig is vir 'n dinamiese skedulering verhoog veroorsaak. Dit kan selfs meer as die bedrag van inligting wat deur die gebruiker. Dit is waarom daar so 'n ding soos 'n statiese skedulering van die LTE netwerk. Dit is, is dit duidelik, as ons sê dat die gebruiker 'n radiofrekwensie hulpbron vir die oordrag van 'n spesifieke aantal sub-rame kies.

As gevolg van die meganisme van aanpassing is moontlik om "uit te druk alles moontlik" van die kanaal met 'n dinamiese verrigting. Dit laat jou toe om 'n kanaal kodering skema en modulasie in ooreenstemming met watter omstandighede gekenmerk LTE kommunikasienetwerk te kies. Dat dit verstaanbaar sou wees as om te sê dat sy werk beïnvloed die tempo van data uitsaai, asook die waarskynlikheid van die kanaal enige foute.

Die krag in die uplink en regulering

Hierdie aspek het betrekking op die bestuur van die krag vlak uitgestraal deur die terminale, te netwerk kapasiteit te verhoog, verbeter die gehalte van kommunikasie, om die area dekking meer maak om energieverbruik te verminder. Om hierdie doelwitte te bereik, mag beheermeganismes is geneig om die nuttige vlak van die insetsein te maksimeer terwyl die vermindering van inmenging.

LTE netwerk "Beeline" en ander state dui daarop dat die seine in die uplink is ortogonale, dit is tussen gebruikers in dieselfde sel moet geen wedersydse inmenging wees, ten minste, dit geld vir die ideale toestande van kommunikasie. Die vlak van geraas geskep deur gebruikers in aangrensende selle, hang af van waar die afgee terminale, dit is hoe dit die sein op die pad na die sel verswak. LTE netwerk "Megafoon" is gereël op dieselfde manier. Dit sal korrek wees om te sê: hoe nader die terminale is in die naburige sel, hoe hoër is die geraas vlak, wat hy skep in dit. Terminale, wat teen 'n aansienlike afstand van die naburige sel kan seine groter krag oordra in vergelyking met terminale geleë daarmee in die nabyheid.

As gevolg van die ortogonaliteit van seine in die uplink kan multiplexen seine van verskillende power terminale in dieselfde kanaal in dieselfde sel. Dit beteken dat daar is geen rede om te vergoed vir sein bars wat as gevolg van multi voortplanting van radiogolwe ontstaan, en dit gebruik kan word om die uitsending data koers met behulp van die aanpassing en skedulering meganismes vir kommunikasie kanale te verhoog.

heruitzetting data

Byna enige kommunikasie stelsel, en LTE netwerk in die Oekraïne is geen uitsondering nie, van tyd tot tyd foute maak in die proses van oordrag van data, byvoorbeeld, as gevolg van vervaag, inmenging of geraas sein. Fout beskerming wat deur die metodes van die heruitsending van verlore of beskadig dele van die inligting te beskerm om te verseker 'n hoë gehalte kommunikasie wees. Die radio hulpbron is meer rasioneel gebruik as die data heruitsending protokol doeltreffend georganiseer. Om die hoë spoed lug koppelvlak volste gebruik, LTE tegnologie het dinamiese effektiewe twee-vlak data aflos stelsel wat Hybrid ARQ implemente. Dit word gekenmerk deur klein oorhoofse vereis vir terugvoer en die heruitsending data, aangevul selektiewe herhaal protokol van 'n hoë betroubaarheid.

HARQ protokol word 'n ontvangs toestel oorbodig inligting, wat hom die geleentheid om enige spesifieke foute reg te stel gee. Heruitsending HARQ protokol lei tot die vorming van bykomende inligting ontslag, wat in die geval waar vir foute genoeg heruitsending was nie nodig mag wees. Heruitsending van pakkies wat nie geslaag het die regstelling HARQ protokol is uitgevoer met behulp van die ARQ protokol. LTE netwerk op die iPhone werk in ooreenstemming met die bogenoemde beginsels.

Hierdie oplossing maak dit moontlik om die minimum vertraging uitsending pakkies met 'n lae oorhoofse, en die kommunikasie betroubaarheid waarborg met gewaarborg word nie. HARQ protokol toelaat om op te spoor en reg te stel die meeste van die foute, wat lei tot 'n taamlik skaars gebruik van ARQ protokol, aangesien dit is wat verband hou met 'n aansienlike oorhoofse, asook met 'n toename in die latency van uitsending pakkies.

Die basisstasie is die einde node, wat beide van hierdie protokolle ondersteun, die verskaffing van 'n hegte verhouding van vlakke van hierdie twee protokolle. Tussen die verskillende voordele van hierdie argitektuur kan 'n hoë spoed genoem word om foute wat na die werk HARQ bly weg, en die aanpassing bedrag van inligting wat deur die gebruik van die ARQ protokol.

Die radio-koppelvlak LTE het 'n hoë werkverrigting, te danke aan sy belangrikste komponente. Buigsaamheid toelaat gebruik van die radio lug koppelvlak aktief op enige beskikbare frekwensie hulpbron. LTE tegnologie bied 'n aantal van die funksies wat die doeltreffende toepassing van die vinnig veranderende omgewing kommunikasie te verseker. Afhangende van die kanaal toestand, 'n skedulering funksie gee gebruikers die beste hulpbronne. Toepassing van multi-antenna tegnologie verminder die vervaag sein en met die kanaal aanpassingsmeganisme kan metodes van kodering en modulasie gebruik, waarborg in sekere omstandighede gehalte optimale kommunikasie.