Rangkaian LTE baru-baru ini diluluskan oleh konsortium 3GPP. Dengan menggunakan antara muka udara sedemikian, adalah mungkin untuk mendapatkan rangkaian dengan prestasi yang tidak pernah berlaku sebelum ini dari segi kadar pemindahan data maksimum, kelewatan penghantaran paket, dan kecekapan spektrum. Penulis mengatakan bahawa pelancaran rangkaian LTE membolehkan penggunaan spektrum radio yang lebih fleksibel, teknologi berbilang antena, penyesuaian saluran, mekanisme penjadualan, organisasi penghantaran semula data dan kawalan kuasa.
Kisah Belakang
Jalur lebar mudah alih, yang berasaskan teknologi data paket berkelajuan tinggi HSPA, telah pun diterima secara meluas oleh pengguna rangkaian selular. Walau bagaimanapun, adalah perlu untuk meningkatkan lagi perkhidmatan mereka, sebagai contoh, menggunakan peningkatan dalam kelajuan penghantaran data, meminimumkan masa kelewatan, serta peningkatan dalam kapasiti rangkaian keseluruhan, kerana keperluan pengguna untukperkhidmatan komunikasi tersebut sentiasa meningkat. Untuk tujuan inilah spesifikasi antara muka radio HSPA Evolution dan LTE dibuat oleh konsortium 3GPP.
Perbezaan utama daripada versi terdahulu
Rangkaian LTE berbeza daripada sistem 3G yang dibangunkan sebelum ini dengan ciri teknikal yang dipertingkatkan, termasuk kadar pemindahan data maksimum lebih daripada 300 megabit sesaat, kelewatan penghantaran paket tidak melebihi 10 milisaat, dan kecekapan spektrum telah menjadi lebih tinggi. Pembinaan rangkaian LTE boleh dijalankan dalam jalur frekuensi baharu dan dalam operator sedia ada.
Antara muka radio ini diletakkan sebagai penyelesaian yang pengendali akan beralih secara beransur-ansur daripada sistem piawaian yang sedia ada, ini ialah 3GPP dan 3GPP2. Dan pembangunan antara muka ini adalah peringkat yang agak penting dalam perjalanan ke pembentukan standard rangkaian 4G IMT-Advanced, iaitu generasi baru. Malah, spesifikasi LTE sudah mengandungi kebanyakan ciri yang pada asalnya bertujuan untuk sistem 4G.
Prinsip penyusunan antara muka radio
Komunikasi radio mempunyai ciri ciri, iaitu kualiti saluran radio tidak tetap dalam masa dan ruang, tetapi bergantung pada kekerapan. Di sini adalah perlu untuk mengatakan bahawa parameter komunikasi berubah dengan cepat akibat perambatan berbilang laluan gelombang radio. Untuk mengekalkan kadar pertukaran maklumat yang berterusan melalui saluran radio, beberapa kaedah biasanya digunakan untuk meminimumkanperubahan yang serupa, iaitu kaedah kepelbagaian penghantaran yang berbeza. Pada masa yang sama, dalam proses penghantaran paket maklumat, pengguna tidak boleh sentiasa melihat turun naik jangka pendek dalam kadar bit. Mod rangkaian LTE menganggap sebagai prinsip asas capaian radio bukan untuk mengurangkan, tetapi untuk menggunakan perubahan pantas dalam kualiti saluran radio untuk memastikan penggunaan paling cekap sumber radio yang tersedia pada bila-bila masa tertentu. Ini dilaksanakan dalam domain frekuensi dan masa melalui teknologi capaian radio OFDM.
Peranti rangkaian LTE
Sistem jenis apakah itu hanya boleh difahami dengan memahami cara ia disusun. Ia berdasarkan teknologi OFDM konvensional, yang melibatkan penghantaran data melalui beberapa subcarrier jalur sempit. Penggunaan yang terakhir dalam kombinasi dengan awalan kitaran memungkinkan untuk membuat komunikasi berasaskan OFDM tahan terhadap serakan masa parameter saluran radio, dan juga memungkinkan untuk secara praktikal menghapuskan keperluan untuk penyamaan kompleks pada bahagian penerima. Keadaan ini ternyata sangat berguna untuk mengatur pautan ke bawah, kerana dalam kes ini adalah mungkin untuk memudahkan pemprosesan isyarat oleh penerima pada frekuensi utama, yang memungkinkan untuk mengurangkan kos peranti terminal itu sendiri, juga sebagai kuasa yang digunakan olehnya. Dan ini menjadi sangat penting apabila menggunakan rangkaian 4G LTE bersama-sama dengan berbilang penstriman.
Pautan atas, di mana kuasa terpancar jauh lebih rendah daripada pautan bawah, memerlukan penyertaan mandatori dalam kerjakaedah penghantaran maklumat yang cekap tenaga untuk meningkatkan kawasan liputan, mengurangkan penggunaan kuasa peranti penerima, serta kosnya. Kajian yang dijalankan telah membawa kepada fakta bahawa kini untuk LTE pautan atas, teknologi frekuensi tunggal untuk penyiaran maklumat dalam bentuk OFDM dengan serakan sepadan dengan undang-undang transformasi Fourier diskret digunakan. Penyelesaian ini memberikan nisbah purata dan tahap kuasa maksimum yang lebih rendah berbanding modulasi konvensional, yang meningkatkan kecekapan tenaga dan memudahkan reka bentuk peranti terminal.
Sumber asas yang digunakan dalam penghantaran maklumat mengikut teknologi ODFM boleh ditunjukkan sebagai rangkaian frekuensi masa yang sepadan dengan set simbol OFDM dan subpembawa dalam domain masa dan kekerapan. Mod rangkaian LTE mengandaikan bahawa dua blok sumber digunakan di sini sebagai elemen utama penghantaran data, yang sepadan dengan jalur frekuensi 180 kilohertz dan selang masa satu milisaat. Pelbagai kadar data boleh direalisasikan dengan menggabungkan sumber frekuensi, menetapkan parameter komunikasi termasuk kadar kod dan pemilihan susunan modulasi.
Spesifikasi
Jika kami mempertimbangkan rangkaian LTE, perkara itu akan menjadi jelas selepas penjelasan tertentu. Untuk mencapai sasaran tinggi yang ditetapkan untuk antara muka radio rangkaian sedemikian, pembangunnya menganjurkan beberapa perkara yang agak penting.momen dan kefungsian. Setiap daripadanya akan diterangkan di bawah, dengan petunjuk terperinci tentang cara ia mempengaruhi penunjuk penting seperti kapasiti rangkaian, liputan radio, masa kelewatan dan kadar pemindahan data.
Kefleksibelan dalam penggunaan spektrum radio
Norma perundangan yang beroperasi di wilayah geografi tertentu mempengaruhi cara komunikasi mudah alih akan diatur. Iaitu, mereka menetapkan spektrum radio yang diperuntukkan dalam julat frekuensi yang berbeza oleh jalur tidak berpasangan atau berpasangan dengan lebar yang berbeza. Fleksibiliti penggunaan adalah salah satu kelebihan terpenting spektrum radio LTE, yang membolehkan ia digunakan dalam situasi yang berbeza. Seni bina rangkaian LTE membolehkan bukan sahaja berfungsi dalam jalur frekuensi yang berbeza, tetapi juga menggunakan jalur frekuensi dengan lebar yang berbeza: dari 1.25 hingga 20 megahertz. Selain itu, sistem sedemikian boleh beroperasi dalam jalur frekuensi tidak berpasangan dan berpasangan, masing-masing menyokong masa dan dupleks frekuensi.
Jika kita bercakap tentang peranti terminal, maka apabila menggunakan jalur frekuensi berpasangan, peranti boleh beroperasi dalam mod dupleks penuh atau separuh dupleks. Mod kedua, di mana terminal menerima dan menghantar data pada masa yang berbeza dan pada frekuensi yang berbeza, adalah menarik kerana ia mengurangkan keperluan untuk ciri penapis dupleks dengan ketara. Terima kasih kepada ini, adalah mungkin untuk mengurangkan kos peranti terminal. Di samping itu, adalah mungkin untuk memperkenalkan jalur frekuensi berpasangan dengan jarak dupleks yang rendah. Ia ternyata bahawa rangkaianKomunikasi mudah alih LTE boleh diatur dalam hampir mana-mana pengedaran spektrum frekuensi.
Satu-satunya cabaran dalam membangunkan teknologi capaian radio yang membenarkan penggunaan fleksibel spektrum radio adalah untuk menjadikan peranti komunikasi serasi. Untuk tujuan ini, teknologi LTE melaksanakan struktur bingkai yang sama dalam hal menggunakan jalur frekuensi dengan lebar yang berbeza dan mod dupleks yang berbeza.
Transmisi data berbilang antena
Penggunaan penyiaran berbilang antena dalam sistem komunikasi mudah alih membolehkan meningkatkan ciri teknikal mereka, serta mengembangkan keupayaan mereka dari segi perkhidmatan pelanggan. Liputan rangkaian LTE melibatkan penggunaan dua kaedah penghantaran berbilang antena: kepelbagaian dan berbilang aliran, sebagai kes khasnya ialah pembentukan pancaran radio sempit. Kepelbagaian boleh dianggap sebagai satu cara untuk menyamakan tahap isyarat yang datang daripada dua antena, yang membolehkan anda menghapuskan penurunan mendalam dalam tahap isyarat yang diterima daripada setiap antena secara berasingan.
Mari kita lihat dengan lebih dekat rangkaian LTE: apakah itu dan bagaimana ia menggunakan semua mod ini? Kepelbagaian penghantaran di sini adalah berdasarkan kaedah pengekodan frekuensi ruang bagi blok data, yang ditambah dengan kepelbagaian masa dengan anjakan frekuensi apabila menggunakan empat antena secara serentak. Kepelbagaian biasanya digunakan pada pautan bawah biasa di mana fungsi penjadualan tidak boleh digunakan bergantung pada keadaan pautan. di manamenghantar kepelbagaian boleh digunakan untuk menghantar data pengguna, seperti trafik VoIP. Disebabkan oleh intensiti trafik sedemikian yang agak rendah, overhed tambahan yang dikaitkan dengan fungsi penjadualan yang dinyatakan sebelum ini tidak boleh dibenarkan. Dengan kepelbagaian data, adalah mungkin untuk meningkatkan radius sel dan kapasiti rangkaian.
Transmisi berbilang strim untuk penghantaran serentak beberapa aliran maklumat melalui satu saluran radio melibatkan penggunaan beberapa antena penerima dan pemancar yang terletak di dalam peranti terminal dan stesen rangkaian pangkalan, masing-masing. Ini dengan ketara meningkatkan kelajuan maksimum penghantaran data. Sebagai contoh, jika peranti terminal dilengkapi dengan empat antena dan nombor sedemikian tersedia di stesen pangkalan, maka sangat mungkin untuk menghantar sehingga empat aliran data secara serentak melalui satu saluran radio, yang sebenarnya memungkinkan untuk melipatgandakan daya pemprosesannya..
Jika anda menggunakan rangkaian dengan beban kerja yang kecil atau sel yang kecil, maka terima kasih kepada penstriman berbilang, anda boleh mencapai daya pemprosesan yang cukup tinggi untuk saluran radio, serta menggunakan sumber radio dengan cekap. Jika terdapat sel yang besar dan tahap beban yang tinggi, kualiti saluran tidak akan membenarkan penghantaran berbilang aliran. Dalam kes ini, kualiti isyarat boleh dipertingkatkan dengan menggunakan berbilang antena pemancar untuk membentuk pancaran sempit untuk menghantar data dalam satu aliran.
Jika kita pertimbangkanRangkaian LTE - apa yang diberikannya untuk mencapai kecekapan yang lebih tinggi - maka adalah wajar membuat kesimpulan bahawa untuk kerja berkualiti tinggi di bawah pelbagai keadaan operasi, teknologi ini melaksanakan transmisi berbilang aliran adaptif, yang membolehkan anda sentiasa menyesuaikan bilangan aliran yang dihantar secara serentak, selaras dengan sambungan keadaan saluran yang sentiasa berubah. Dengan keadaan pautan yang baik, sehingga empat aliran data boleh dihantar serentak, mencapai kadar penghantaran sehingga 300 megabit sesaat dengan lebar jalur 20 megahertz.
Jika keadaan saluran tidak begitu menggalakkan, maka penghantaran dibuat oleh lebih sedikit aliran. Dalam keadaan ini, antena boleh digunakan untuk membentuk rasuk sempit, meningkatkan kualiti penerimaan keseluruhan, yang akhirnya membawa kepada peningkatan dalam kapasiti sistem dan lanjutan kawasan perkhidmatan. Untuk menyediakan kawasan liputan radio yang besar atau penghantaran data pada kelajuan tinggi, anda boleh menghantar satu aliran data dengan pancaran sempit atau menggunakan kepelbagaian data pada saluran biasa.
Mekanisme untuk penyesuaian dan penghantaran saluran komunikasi
Prinsip operasi rangkaian LTE mengandaikan bahawa penjadualan akan bermakna pengagihan sumber rangkaian antara pengguna untuk penghantaran data. Ini menyediakan penjadualan dinamik dalam saluran hiliran dan huluan. Rangkaian LTE di Rusia kini dikonfigurasikan sedemikian rupa untuk mengimbangi saluran komunikasi dan secara keseluruhanprestasi sistem keseluruhan.
Antara muka radio LTE menganggap pelaksanaan fungsi penjadualan bergantung pada keadaan saluran komunikasi. Ia menyediakan penghantaran data pada kelajuan tinggi, yang dicapai melalui penggunaan modulasi tertib tinggi, penghantaran aliran maklumat tambahan, penurunan dalam tahap pengekodan saluran, dan pengurangan dalam bilangan penghantaran semula. Untuk ini, sumber frekuensi dan masa digunakan, yang dicirikan oleh keadaan komunikasi yang agak baik. Ternyata pemindahan mana-mana jumlah data tertentu dibuat dalam tempoh masa yang lebih singkat.
Rangkaian LTE di Rusia, seperti di negara lain, dibina sedemikian rupa sehingga trafik perkhidmatan yang sibuk memajukan paket dengan muatan kecil selepas selang masa yang sama mungkin memerlukan peningkatan dalam jumlah trafik isyarat yang diperlukan untuk penjadualan dinamik. Malah mungkin melebihi jumlah maklumat yang disiarkan oleh pengguna. Itulah sebabnya terdapat perkara seperti penjadualan statik rangkaian LTE. Apakah ini, ia akan menjadi jelas jika kita mengatakan bahawa pengguna diperuntukkan sumber RF yang direka untuk menghantar bilangan subframe tertentu.
Terima kasih kepada mekanisme penyesuaian, adalah mungkin untuk "memerah segala yang mungkin" daripada saluran dengan kualiti pautan dinamik. Ia membolehkan anda memilih skim pengekodan dan modulasi saluran mengikut keadaan komunikasi yang dicirikan oleh rangkaian LTE. Perkara ini akan menjadi jelas jika kita mengatakan bahawa kerjanya mempengaruhipada kelajuan penghantaran data, serta pada kebarangkalian sebarang ralat dalam saluran.
Kuasa dan peraturan pautan naik
Aspek ini adalah tentang mengawal tahap kuasa yang dikeluarkan oleh terminal untuk meningkatkan kapasiti rangkaian, meningkatkan kualiti komunikasi, menjadikan kawasan liputan radio lebih besar, mengurangkan penggunaan kuasa. Untuk mencapai matlamat ini, mekanisme kawalan kuasa berusaha untuk memaksimumkan tahap isyarat masuk yang berguna sambil mengurangkan gangguan radio.
Rangkaian LTE Beeline dan pengendali lain menganggap bahawa isyarat pautan atas kekal ortogon, iaitu, tiada gangguan radio bersama antara pengguna sel yang sama, sekurang-kurangnya untuk keadaan komunikasi yang ideal. Tahap gangguan yang dicipta oleh pengguna sel jiran bergantung pada lokasi terminal pemancar, iaitu, pada cara isyaratnya melemahkan dalam perjalanan ke sel. Rangkaian Megafon LTE disusun dengan cara yang sama. Adalah betul untuk mengatakan ini: semakin dekat terminal dengan sel jiran, semakin tinggi tahap gangguan yang ia wujudkan di dalamnya. Terminal yang lebih jauh dari sel jiran dapat menghantar isyarat yang lebih kuat daripada terminal yang berdekatan dengannya.
Disebabkan keortogonan isyarat, pautan atas boleh memultipleks isyarat daripada terminal kekuatan yang berbeza dalam satu saluran pada sel yang sama. Ini bermakna tidak ada keperluan untuk mengimbangi lonjakan tahap isyarat,yang timbul disebabkan oleh perambatan berbilang laluan gelombang radio, dan anda boleh menggunakannya untuk meningkatkan kelajuan penghantaran data menggunakan mekanisme penyesuaian dan penjadualan saluran komunikasi.
Geganti data
Hampir semua sistem komunikasi dan rangkaian LTE di Ukraine tidak terkecuali, dari semasa ke semasa membuat ralat dalam proses pemindahan data, contohnya, disebabkan oleh isyarat pudar, gangguan atau bunyi. Perlindungan ralat disediakan melalui kaedah penghantaran semula maklumat yang hilang atau rosak, direka untuk memastikan komunikasi berkualiti tinggi. Sumber radio digunakan dengan lebih rasional jika protokol geganti data disusun dengan cekap. Untuk memanfaatkan antara muka udara berkelajuan tinggi sepenuhnya, teknologi LTE mempunyai sistem geganti data dua lapisan yang cekap secara dinamik yang melaksanakan ARQ Hibrid. Ia menampilkan overhed rendah yang diperlukan untuk memberikan maklum balas dan menghantar semula data, lengkap dengan protokol percubaan semula terpilih yang boleh dipercayai yang tinggi.
Protokol HARQ menyediakan peranti penerima maklumat yang berlebihan, membolehkannya membetulkan sebarang ralat tertentu. Penghantaran semula melalui protokol HARQ membawa kepada pembentukan lebihan maklumat tambahan, yang mungkin diperlukan apabila penghantaran semula tidak mencukupi untuk menghapuskan ralat. Penghantaran semula paket yang belum diperbetulkan oleh protokol HARQ dilakukan denganmenggunakan protokol ARQ. Rangkaian LTE pada iPhone berfungsi mengikut prinsip di atas.
Penyelesaian ini membolehkan anda menjamin kelewatan minimum terjemahan paket dengan overhed rendah, manakala kebolehpercayaan komunikasi terjamin. Protokol HARQ membolehkan anda mengesan dan membetulkan kebanyakan ralat, yang membawa kepada penggunaan protokol ARQ yang agak jarang berlaku, kerana ini dikaitkan dengan overhed yang banyak, serta peningkatan dalam masa tunda semasa terjemahan paket.
Stesen pangkalan ialah nod akhir yang menyokong kedua-dua protokol ini, menyediakan pautan yang rapat antara lapisan kedua-dua protokol. Antara pelbagai kelebihan seni bina sedemikian ialah kelajuan tinggi menghapuskan ralat yang kekal selepas operasi HARQ, serta jumlah maklumat boleh laras yang dihantar menggunakan protokol ARQ.
Antara muka radio LTE mempunyai prestasi tinggi kerana komponen utamanya. Fleksibiliti penggunaan spektrum radio memungkinkan untuk menggunakan antara muka radio ini dengan mana-mana sumber frekuensi yang tersedia. Teknologi LTE menyediakan beberapa ciri yang membolehkan penggunaan cekap keadaan komunikasi yang berubah dengan pantas. Bergantung pada keadaan pautan, fungsi penjadualan mengeluarkan sumber terbaik kepada pengguna. Penggunaan teknologi berbilang antena membawa kepada pengurangan isyarat pudar, dan dengan bantuan mekanisme penyesuaian saluran, adalah mungkin untuk menggunakan kaedah pengekodan dan modulasi isyarat yang menjamin kualiti komunikasi yang optimum dalam keadaan tertentu.
