3GPP konsortsium kiitis hiljuti LTE-võrgu heaks. Sellist õhuliidest kasutades on võimalik saada maksimaalse andmeedastuskiiruse, pakettide edastamise viivituse ja spektraalse efektiivsuse poolest enneolematu jõudlusega võrk. Autorid ütlevad, et LTE võrgu käivitamine võimaldab paindlikum alt kasutada raadiospektrit, mitme antenni tehnoloogiat, kanalite kohandamist, ajastamismehhanisme, andmete taasedastuse korraldamist ja võimsuse juhtimist.
Tagalugu
Mobiilne lairibaühendus, mis põhineb HSPA kiirel pakettandmesidetehnoloogial, on mobiilsidevõrgu kasutajate seas juba laialdaselt aktsepteeritud. Siiski on vaja nende teenust veelgi täiustada, kasutades näiteks andmeedastuskiiruse suurendamist, viiteaja minimeerimist, aga ka üldise võrgu läbilaskevõime suurendamist, kuna kasutajate nõudedSellise suhtluse teenused suurenevad pidev alt. Sel eesmärgil tegi 3GPP konsortsium HSPA Evolutioni ja LTE raadioliideste spetsifikatsiooni.
Peamised erinevused varasematest versioonidest
LTE-võrk erineb varem väljatöötatud 3G-süsteemist täiustatud tehniliste omaduste poolest, sealhulgas maksimaalne andmeedastuskiirus üle 300 megabiti sekundis, pakettide edastamise viivitus ei ületa 10 millisekundit ja spektraalne efektiivsus on tõusnud. palju kõrgem. LTE-võrke saab ehitada nii uutel sagedusaladel kui ka olemasolevate operaatorite juures.
See raadioliides on positsioneeritud lahendusena, millele operaatorid lähevad järk-järgult üle praegu olemasolevatelt standardisüsteemidelt, milleks on 3GPP ja 3GPP2. Ja selle liidese arendamine on üsna oluline etapp teel IMT-Advanced 4G võrgustandardi ehk uue põlvkonna kujunemiseni. Tegelikult sisaldab LTE spetsifikatsioon juba enamikku funktsioone, mis olid algselt mõeldud 4G-süsteemide jaoks.
Raadioliidese korralduspõhimõte
Raadioside on iseloomulik tunnus, milleks on see, et raadiokanali kvaliteet ei ole ajas ja ruumis konstantne, vaid sõltub sagedusest. Siinkohal on vaja öelda, et side parameetrid muutuvad raadiolainete mitmeteelise levimise tulemusena suhteliselt kiiresti. Raadiokanali kaudu pideva teabevahetuse kiiruse säilitamiseks kasutatakse tavaliselt minimeerimiseks mitmeid meetodeidsarnased muudatused, nimelt erinevad edastuse mitmekesisuse meetodid. Samas ei saa kasutajad infopakettide edastamise käigus alati märgata lühiajalisi bitikiiruse kõikumisi. LTE võrgurežiim eeldab raadiojuurdepääsu aluspõhimõttena mitte vähendada, vaid rakendada kiireid muutusi raadiokanali kvaliteedis, et tagada igal ajahetkel saadaolevate raadioressursside kõige tõhusam kasutamine. Seda rakendatakse sagedus- ja ajapiirkondades OFDM-i raadiojuurdepääsu tehnoloogia kaudu.
LTE-võrguseade
Millise süsteemiga on tegu, saab aru vaid siis, kui mõistate, kuidas see on üles ehitatud. See põhineb tavapärasel OFDM-tehnoloogial, mis hõlmab andmete edastamist mitme kitsaribalise alamkandja kaudu. Viimase kasutamine koos tsüklilise eesliitega võimaldab muuta OFDM-põhise suhtluse vastupidavaks raadiokanali parameetrite ajalisele hajutamisele ning ühtlasi võimaldab praktiliselt välistada vajaduse vastuvõtupoolel keerukate ekvalaiserite järele. See asjaolu osutub väga kasulikuks allalingi korraldamisel, kuna sel juhul on võimalik lihtsustada signaalide töötlemist vastuvõtja poolt põhisagedusel, mis võimaldab vähendada ka lõppseadme enda kulusid. kui selle tarbitud võimsus. See muutub eriti oluliseks 4G LTE-võrgu kasutamisel koos mitme voogedastusega.
Üleslüli, kus kiirgusvõimsus on oluliselt väiksem kui allalingil, nõuab kohustuslikku töösse kaasamistenergiasäästlik teabeedastusmeetod leviala suurendamiseks, vastuvõtva seadme energiatarbimise ja ka selle maksumuse vähendamiseks. Läbiviidud uuringud on viinud selleni, et nüüd kasutatakse üleslingi LTE jaoks ühe sagedusega tehnoloogiat teabe edastamiseks OFDM-i kujul, mille dispersioon vastab diskreetsele Fourier' teisenduse seadusele. See lahendus tagab tavapärase modulatsiooniga võrreldes madalama keskmise ja maksimaalse võimsustaseme suhte, mis parandab energiatõhusust ja lihtsustab lõppseadmete disaini.
ODFM-tehnoloogia kohaselt teabe edastamisel kasutatavat põhiressurssi saab kuvada aeg-sagedusvõrguna, mis vastab OFDM-i sümbolikomplektile, ning alamkandjaid aja- ja sageduspiirkonnas. LTE võrgurežiim eeldab, et andmeedastuse põhielemendina kasutatakse siin kahte ressursiplokki, mis vastavad sagedusribale 180 kilohertsi ja ajaintervallile üks millisekund. Sagedusressursside kombineerimise, sideparameetrite, sealhulgas koodikiiruse ja modulatsioonijärjestuse valimise abil saab realiseerida mitmesuguseid andmeedastuskiirusi.
Tehnilised andmed
Kui arvestada LTE-võrke, selgub pärast teatud selgitusi, mis see on. Sellise võrgu raadioliidesele seatud kõrgete eesmärkide saavutamiseks korraldasid selle arendajad mitmeid üsna olulisihetked ja funktsionaalsus. Kõiki neist kirjeldatakse allpool koos üksikasjaliku viitega selle kohta, kuidas need mõjutavad olulisi näitajaid, nagu võrgu läbilaskevõime, raadio leviala, viiteaeg ja andmeedastuskiirus.
Paindlikkus raadiospektri kasutamisel
Teises geograafilises piirkonnas kehtivad seadusandlikud normid mõjutavad mobiilside korraldamist. See tähendab, et nad näevad ette raadiospektri, mis on eraldatud erinevatesse sagedusvahemikesse erineva laiusega sidumata või paarisribade kaupa. Kasutamise paindlikkus on LTE raadiospektri üks olulisemaid eeliseid, mis võimaldab seda kasutada erinevates olukordades. LTE võrgu arhitektuur võimaldab mitte ainult töötada erinevates sagedusalades, vaid kasutada ka erineva laiusega sagedusribasid: 1,25-20 megahertsi. Lisaks saab selline süsteem töötada sidumata ja seotud sagedusribades, toetades vastav alt aja ja sageduse dupleksi.
Kui rääkida lõppseadmetest, siis paaristatud sagedusribade kasutamisel saab seade töötada täisdupleks- või pooldupleksrežiimis. Teine režiim, kus terminal võtab vastu ja edastab andmeid erinevatel aegadel ja erinevatel sagedustel, on atraktiivne selle poolest, et vähendab oluliselt nõudeid dupleksfiltri omadustele. Tänu sellele on võimalik vähendada lõppseadmete maksumust. Lisaks muutub võimalikuks väikese dupleksvahega paarissagedusribade kasutuselevõtt. Selgub, et võrgudLTE mobiilsidet saab korraldada peaaegu igas sagedusspektri jaotuses.
Ainus väljakutse raadiopöördustehnoloogia väljatöötamisel, mis võimaldab raadiospektri paindlikku kasutamist, on sideseadmete ühildumine. Sel eesmärgil rakendab LTE-tehnoloogia erineva laiusega sagedusribade ja erinevate dupleksrežiimide kasutamisel identset kaadristruktuuri.
Mitme antenniga andmeedastus
Mitme antenniga ringhäälingu kasutamine mobiilsidesüsteemides võimaldab parandada nende tehnilisi omadusi, samuti laiendada nende võimalusi abonenditeenuse osas. LTE-võrgu levi hõlmab kahe mitme antenni edastusmeetodi kasutamist: mitmekesisust ja mitme voogu, mille erijuhtumiks on kitsa raadiokiire moodustamine. Mitmekesisust võib pidada kahelt antennilt tuleva signaali taseme võrdsustamise viisiks, mis võimaldab teil kõrvaldada sügavad langused mõlem alt antennilt eraldi vastuvõetavate signaalide tasemes.
Vaatame LTE-võrku lähem alt: mis see on ja kuidas see kõiki neid režiime kasutab? Edastamise mitmekesisus põhineb siin andmeplokkide ruumisagedusliku kodeerimise meetodil, millele nelja antenni samaaegsel kasutamisel lisandub ajaline mitmekesisus sagedusnihkega. Mitmekesisust kasutatakse tavaliselt tavalistel allalinkidel, kus ajastamisfunktsiooni ei saa sõltuv alt lingi olekust rakendada. Kusedastamise mitmekesisust saab kasutada kasutajaandmete (nt VoIP-liikluse) saatmiseks. Sellise liikluse suhteliselt madala intensiivsuse tõttu ei saa olla põhjendatud täiendavad üldkulud, mis on seotud eelnev alt mainitud ajastamise funktsiooniga. Andmete mitmekesisusega on võimalik suurendada rakkude raadiust ja võrgu läbilaskevõimet.
Mitmevooline edastamine mitme teabevoo samaaegseks edastamiseks ühe raadiokanali kaudu hõlmab mitme vastuvõtu- ja edastusantenni kasutamist, mis asuvad vastav alt lõppseadmes ja tugivõrgujaamas. See suurendab oluliselt andmeedastuse maksimaalset kiirust. Näiteks kui lõppseade on varustatud nelja antenniga ja selline number on tugijaamas olemas, siis on täiesti võimalik ühe raadiokanali kaudu üheaegselt edastada kuni nelja andmevoogu, mis tegelikult võimaldab selle läbilaskevõimet neljakordistada..
Kui kasutate väikese töömahuga või väikeste lahtritega võrku, siis tänu multivoogedastusele saate saavutada raadiokanalite jaoks piisav alt suure läbilaskevõime, aga ka raadioressursse tõhus alt kasutada. Kui rakud on suured ja koormus on suur, ei võimalda kanali kvaliteet mitmevoolist edastamist. Sel juhul saab signaali kvaliteeti parandada, kasutades mitut edastusantenni, et moodustada kitsas kiire andmete edastamiseks ühes voos.
Kui arvestadaLTE-võrk - mida see annab suurema efektiivsuse saavutamiseks - siis tasub järeldada, et kvaliteetse töö jaoks erinevates töötingimustes rakendab see tehnoloogia adaptiivset mitmevoolist edastust, mis võimaldab teil samaaegselt edastatavate voogude arvu pidev alt reguleerida, vastav alt pidev alt muutuvatele kanali olekuühendustele. Heade ühendustingimuste korral saab üheaegselt edastada kuni nelja andmevoogu, saavutades edastuskiiruse kuni 300 megabitti sekundis ribalaiusega 20 megahertsi.
Kui kanali olukord ei ole nii soodne, siis edastatakse vähem vooge. Sellises olukorras saab antenne kasutada kitsa kiire moodustamiseks, mis parandab üldist vastuvõtukvaliteeti, mis lõppkokkuvõttes toob kaasa süsteemi võimsuse suurenemise ja teeninduspiirkonna laienemise. Suurte raadiolevialade või kiire andmeedastuse tagamiseks saate edastada ühe andmevoo kitsa kiirega või kasutada andmete mitmekesisust tavalistel kanalitel.
Sidekanali kohandamise ja väljasaatmise mehhanism
LTE-võrkude tööpõhimõte eeldab, et ajastamine tähendab võrguressursside jaotamist kasutajate vahel andmeedastuseks. See tagab dünaamilise ajastamise allavoolu ja ülesvoolu kanalites. Venemaa LTE-võrgud on praegu konfigureeritud nii, et need tasakaalustavad sidekanaleid ja üldiseltsüsteemi üldine jõudlus.
LTE raadioliides eeldab ajastamisfunktsiooni rakendamist sõltuv alt sidekanali olekust. See tagab andmeedastuse suurel kiirusel, mis saavutatakse kõrge astme modulatsiooni kasutamise, täiendavate teabevoogude edastamise, kanali kodeerimise astme vähenemise ja kordusedastuste arvu vähendamise kaudu. Selleks kasutatakse sagedus- ja ajaressurssi, mida iseloomustavad suhteliselt head sidetingimused. Selgub, et teatud andmemahu ülekandmine toimub lühema aja jooksul.
LTE võrgud Venemaal, nagu ka teistes riikides, on üles ehitatud nii, et teenuste liiklus, mis on hõivatud väikese kandevõimega pakettide edastamisega samade ajavahemike järel, võib tingida vajaduse suurendada signalisatsiooniliiklust mis on vajalik dünaamilise ajastamise jaoks. See võib isegi ületada kasutaja edastatava teabe hulka. Seetõttu on olemas selline asi nagu LTE-võrgu staatiline ajastamine. Mis see on, selgub, kui ütleme, et kasutajale on eraldatud raadiosageduslik ressurss, mis on mõeldud teatud arvu alamkaadrite edastamiseks.
Tänu kohanemismehhanismidele on võimalik dünaamilise lingikvaliteediga kanalist "välja pigistada kõik võimalik". See võimaldab teil valida kanali kodeerimise ja modulatsiooni skeemi vastav alt LTE-võrkude iseloomustavatele sidetingimustele. Mis see on, selgub, kui ütleme, et tema töö mõjutabandmete edastamise kiiruse ja kanalis esinevate vigade tõenäosuse kohta.
Üleslingi toide ja reguleerimine
See aspekt puudutab terminalide kiiratava võimsuse taseme kontrollimist, et suurendada võrgu läbilaskevõimet, parandada sidekvaliteeti, muuta raadio leviala suuremaks ja vähendada energiatarbimist. Nende eesmärkide saavutamiseks püüavad võimsuse reguleerimise mehhanismid maksimeerida kasuliku sissetuleva signaali taset, vähendades samal ajal raadiohäireid.
Beeline'i ja teiste operaatorite LTE-võrgud eeldavad, et üleslingi signaalid jäävad ortogonaalseks, see tähendab, et sama kärje kasutajate vahel ei tohiks esineda vastastikuseid raadiohäireid, vähem alt ideaalsete sidetingimuste korral. Naaberrakkude kasutajate tekitatud häirete tase sõltub kiirgava terminali asukohast, st sellest, kuidas selle signaal teel kärjesse nõrgeneb. Megafon LTE võrk on paigutatud täpselt samamoodi. Õige oleks öelda nii: mida lähemal on terminal naaberrakule, seda suurem on häirete tase, mida see selles tekitab. Naaberkärjest kaugemal asuvad terminalid on võimelised edastama tugevamaid signaale kui terminalid, mis on selle vahetus läheduses.
Signaalide ortogonaalsuse tõttu suudab üleslüli signaale multipleksida erineva tugevusega terminalidest sama kärje ühes kanalis. See tähendab, et signaali taseme hüppeid pole vaja kompenseerida,mis tekivad raadiolainete mitmeteelise levimise tõttu, ja saate neid kasutada andmeedastuskiiruse suurendamiseks, kasutades sidekanalite kohandamise ja ajastamise mehhanisme.
Andmereleed
Peaaegu kõik Ukraina sidesüsteemid ja LTE-võrgud pole erandid, mis aeg-aj alt teevad andmeedastusprotsessis vigu, näiteks signaali tuhmumise, häirete või müra tõttu. Veakaitset pakuvad kadunud või rikutud teabe taasedastamise meetodid, mis on loodud kvaliteetse side tagamiseks. Raadioressurssi kasutatakse palju ratsionaalsem alt, kui andmeedastusprotokoll on tõhus alt korraldatud. Kiire õhuliidese maksimaalseks kasutamiseks on LTE-tehnoloogial dünaamiliselt tõhus kahekihiline andmeedastussüsteem, mis rakendab hübriid-ARQ-d. Sellel on madal üldkulu, mis on vajalik tagasiside andmiseks ja andmete uuesti saatmiseks, koos suure töökindlusega selektiivse uuesti proovimise protokolliga.
HARQ-protokoll pakub vastuvõtvale seadmele üleliigset teavet, võimaldades tal parandada mis tahes konkreetseid vigu. HARQ-protokolli kaudu uuesti edastamine toob kaasa täiendava teabe liiasuse moodustumise, mis võib olla vajalik, kui uuesti edastamisest ei piisanud vigade kõrvaldamiseks. HARQ-protokolliga parandamata pakettide taasedastamine toimub kooskasutades ARQ protokolli. LTE-võrgud iPhone'is töötavad ül altoodud põhimõtete kohaselt.
See lahendus võimaldab teil tagada pakettide tõlkimisel minimaalse viivituse madala üldkuluga, samas kui side usaldusväärsus on garanteeritud. HARQ-protokoll võimaldab tuvastada ja parandada enamikku vigadest, mis toob kaasa ARQ-protokolli üsna harva kasutamise, kuna sellega kaasneb märkimisväärne lisakulu ja ka viivitusaja pikenemine pakettide tõlkimisel.
Tugijaam on lõppsõlm, mis toetab mõlemat protokolli, pakkudes tihedat seost kahe protokolli kihtide vahel. Sellise arhitektuuri erinevate eeliste hulgas on ka pärast HARQ-i töötamist jäänud vigade kõrvaldamise kiire kiirus ning ARQ-protokolli abil edastatava teabe reguleeritav hulk.
LTE raadioliides on selle põhikomponentide tõttu suure jõudlusega. Raadiospektri kasutamise paindlikkus võimaldab seda raadioliidest kasutada mis tahes saadaoleva sagedusressursiga. LTE-tehnoloogia pakub mitmeid funktsioone, mis võimaldavad tõhus alt kasutada kiiresti muutuvaid sidetingimusi. Sõltuv alt lingi olekust väljastab ajastamisfunktsioon kasutajatele parimad ressursid. Mitme antenniga tehnoloogiate kasutamine vähendab signaali hääbumist ning kanali kohandamise mehhanismide abil on võimalik kasutada kodeerimise ja signaali modulatsiooni meetodeid, mis tagavad optimaalse sidekvaliteedi teatud tingimustes.
