Цікаво

Що таке LTE: Підручник та огляд довгострокової еволюції

Що таке LTE: Підручник та огляд довгострокової еволюції


LTE стала наступником 4G системи 3G UMTS, яка була розроблена для подальшого розвитку доступної мобільної телекомунікаційної системи.

Забезпечуючи набагато вищі швидкості передачі даних та значно покращену продуктивність, а також нижчі експлуатаційні витрати, схема почала застосовуватися у своїй базовій формі приблизно в 2008 році.

Початкове розгортання мало покращило порівняно з 3G HSPA і іноді їх називали 3,5G або 3,99G, але незабаром реалізована вся можливість LTE, що забезпечило повний рівень продуктивності 4G.

Перші розгортання були просто відомі як LTE, але пізніше розгортання отримали позначення 4G LTE Advanced, а пізніше все ще 4G LTE Pro.

Мережа радіодоступу не тільки була вдосконалена для 4G LTE, але й капітальна реконструкція мережі дозволила зменшити затримку та набагато покращити взаємозв'язок між елементами мережі радіодоступу, RAN.

Початок LTE

3GPP, проект партнерства третього покоління, який контролював розвиток системи UMTS 3G, розпочав роботу з еволюції стільникової технології 3G із семінару, який відбувся в Торонто, Канада, в листопаді 2004 року. Робота над LTE розпочалася з техніко-економічного обгрунтування у грудні 2004 р., який був доопрацьований для включення до випуску 3GPP 7. Потім основні технічні характеристики LTE були включені у випуск 8.

Майстерня виклала ряд вимог високого рівня до нової технології:

  • Знижена вартість за біт
  • Збільшене надання послуг - більше послуг за меншу вартість та кращий досвід користування
  • Гнучкість використання існуючих та нових діапазонів частот
  • Спрощена архітектура, відкриті інтерфейси
  • Дозвольте розумне споживання енергії терміналом

Що стосується фактичних показників, цілі для первинного розгортання LTE включали швидкість завантаження 100 Мбіт / с та швидкість завантаження 50 Мбіт / с для кожних 20 МГц спектру. На додаток до цього LTE повинен був підтримувати щонайменше 200 активних користувачів у кожній комірці 5 МГц. (тобто 200 активних телефонних дзвінків). Також були встановлені цілі щодо затримки доставки IP-пакетів. З огляду на зростаюче використання послуг, включаючи VoIP, ігри та багато інших програм, де затримка викликає занепокоєння, для цього потрібно встановити цифри. В результаті була встановлена ​​цифра затримки менше 10 мс для малих пакетів IP.

Еволюція 3G LTE

Незважаючи на те, що між LTE та його попередниками 3G відбуваються основні крокові зміни, він, тим не менш, розглядається як еволюція стандартів UMTS / 3GPP 3G. Незважаючи на те, що він використовує іншу форму радіоінтерфейсу, використовуючи OFDMA / SC-FDMA замість CDMA, існує багато подібностей із попередніми формами 3G-архітектури, і є можливості для повторного використання.

Визначаючи, що таке LTE і чим він відрізняється від інших стільникових систем, швидкий огляд специфікацій системи може надати багато відповідей. Можливо, LTE забезпечує подальший розвиток функціональних можливостей, збільшення швидкості та загальну покращену продуктивність.

Що таке 4G LTE?
Порівняння з іншими технологіями мобільного зв'язку
WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSDPA / HSUPA
HSPA +LTE
Максимальна швидкість низхідної лінії зв'язку
bps
384 к14 м28 м100 млн
Максимальна швидкість висхідної лінії зв'язку
bps
128 к5,7 млн11 м50 м
Латентність
час в обидва кінці
приблизно
150 мс100 мс50 мс (макс.)~ 10 мс
Випуски 3GPPRel 99/4Rel 5/6Rel 7Rel 8
Приблизно роки первинного випуску2003 / 42005/6 HSDPA
2007/8 HSUPA
2008 / 92009 / 10
Методологія доступуCDMACDMACDMAOFDMA / SC-FDMA

На додаток до цього, LTE - це мережа на основі IP, яка підтримує як IPv4, так і IPv6.


Основи LTE: - огляд специфікації

Варто підсумувати ключові параметри специфікації 3G LTE. З огляду на той факт, що існує ряд відмінностей між роботою висхідної та низхідної ліній зв'язку, вони, природно, відрізняються продуктивністю, яку вони можуть запропонувати.

Основні технічні характеристики LTE
ПараметрДеталі
Пікова швидкість низхідної лінії зв'язку
64QAM
(Мбіт / с)
100 (SISO), 172 (2x2 MIMO), 326 (4x4 MIMO)
Пікова швидкість висхідної лінії зв'язку
(Мбіт / с)
50 (QPSK), 57 (16QAM), 86 (64QAM)
Тип данихУсі дані з комутацією пакетів (голос і дані). Жодна схема не переключена.
Схеми доступуOFDMA (низхідна лінія зв'язку)
SC-FDMA (висхідна лінія зв'язку)
Підтримуються типи модуляціїQPSK, 16QAM, 64QAM (висхідна та низхідна лінія зв'язку)
Спектральна ефективністьПряма лінія зв'язку: 3-4 рази Rel 6 HSDPA
Висхідний канал: 2 -3 x Rel 6 HSUPA
Пропускна здатність каналу
(МГц)
1.4, 3, 5, 10, 15, 20
Дуплексні схемиFDD і TDD
Мобільність0-15 км / год (оптимізовано),
15-120 км / год (висока продуктивність)
ЛатентністьУ режимі очікування активний менше 100 мс
Маленькі пакети ~ 10 мс

Ці основні характеристики дають загальний огляд продуктивності, яку запропонує LTE. Він відповідає галузевим вимогам щодо високої швидкості завантаження даних, а також зменшення затримки - фактору, важливого для багатьох додатків від VoIP до ігор та інтерактивного використання даних. Це також забезпечує значні вдосконалення у використанні наявного спектру.

Нові функції LTE

LTE представила низку нових технологій у порівнянні з попередніми стільниковими системами. Вони дозволяють LTE мати можливість працювати ефективніше щодо використання спектра, а також забезпечувати набагато вищі швидкості передачі даних, які потрібні.

  • OFDM (мультиплекс з ортогональним розподілом частоти): Технологія OFDM була використана для формату сигналу для LTE, оскільки вона дозволила ефективно передавати високі смуги пропускання даних, забезпечуючи при цьому високу ступінь стійкості до відображень та перешкод. Оскільки дані передавались на великій кількості носіїв, якщо деякі були відсутні в результаті перешкод від відображень тощо, система все ще могла впоратися. Схеми доступу різнилися між висхідною та низхідною лініями: OFDMA (у низхідній лінії використовувався множинний доступ з ортогональним частотним поділом; тоді як у висхідній лінії використовувався SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multiple Access). SC-FDMA той факт, що його пікове відношення до середньої потужності менше, ніж для OFDMA - нижчий коефіцієнт пікової до середньої потужності, що дозволяє досягти кращих рівнів кінцевого підсилювача потужності РЧ - це було і є важливим фактором для часу автономної роботи мобільної слухавки.
  • MIMO (кілька входів, кілька виходів): Однією з основних проблем, з якою стикалися попередні телекомунікаційні системи, була проблема безлічі сигналів, що виникають внаслідок багатьох відбиттів, які зустрічаються. Використовуючи MIMO, ці додаткові шляхи передачі сигналу можна було б використати з перевагою і їх можна було використовувати для збільшення пропускної здатності.

    Використовуючи MIMO, необхідно використовувати кілька антен, щоб дозволити розрізняти різні шляхи. Відповідно можуть бути використані схеми, що використовують 2 х 2, 4 х 2 або 4 х 4 матриці антен. Незважаючи на те, що відносно легко додати нові антени до базової станції, те ж саме не стосується мобільних телефонів, де розміри користувальницького обладнання обмежували кількість антен, які повинні бути розміщені як мінімум на половину довжини хвилі.

  • SAE (Еволюція архітектури системи): Враховуючи дуже високу швидкість передачі даних та низькі вимоги до затримки для 3G LTE, необхідно було вдосконалити архітектуру системи, щоб забезпечити покращену продуктивність. Однією із змін було те, що низка функцій, якими раніше займалася основна мережа, була передана на периферію. По суті, це забезпечило набагато «більш рівну» форму мережевої архітектури. Таким чином можна зменшити час затримки та направити дані прямо до місця призначення. В рамках оновлення Evolved Packet Core було розроблено EPC, щоб забезпечити максимально ефективну маршрутизацію пакетних даних.
  • Дані IP: 4G LTE - це система передачі даних усіх IP-адрес. 3G UMTS включав голос із комутацією каналів, але LTE не передбачав жодного голосу з комутацією каналів. Спочатку передбачалося, що оператори надаватимуть можливості передачі даних, а голос буде через програми OTT. Оскільки оператори втрачали б значні доходи, оскільки голос на той час становив важливий елемент доходу. Щоб подолати цю GSMA, встановіть стандарт голосового підключення як схему передачі голосу через LTE, VoLTE.

    VoLTE вимагав впровадження ядра IMS, і це сповільнило розгортання цієї можливості з огляду на витрати. Щоб допомогти операторам подолати це, було розроблено обмежене впровадження IMS, що значно зменшило капітальні витрати, необхідні операторам.

4G LTE став основною технологією мобільного зв'язку. І перше, і друге покоління технологій було зосереджено на голосі, а 3G потім перейшло до мобільних даних. 4G LTE вдосконалила аспекти мобільних даних мобільного зв'язку, зосередившись головним чином на цьому аспекті, щоб забезпечити загальний зв’язок мобільних даних.

Теми бездротового та дротового підключення:
Основи мобільного зв'язку2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT бездротові телефониNFC- Близькопольовий зв’язокОснови роботи з мережеюЩо таке CloudEthernetСерійні даніUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Поверніться до бездротового та дротового підключення


Перегляньте відео: TicWatch Pro 4GLTE In-Depth Review (Може 2021).