LTE réseau – quel est-il? Mode, la structure et le fonctionnement du réseau LTE

Le réseau LTE a été récemment approuvé par le 3GPP. Grâce à l'utilisation de l'interface air un tel réseau peut obtenir les paramètres de fonctionnement sans précédent en termes de vitesse maximale à laquelle les données sont transmises, le temps de latence de transfert de paquets, ainsi que l'efficacité spectrale. Les auteurs disent que le lancement du réseau LTE permet l'utilisation du spectre des fréquences radioélectriques, la technologie multiantennuyu, l'adaptation de canal est plus des mécanismes d'horaire flexible, la réorganisation de relais de données et de commande de puissance.

préhistoire

Le haut débit mobile, qui est basé sur la technologie de transmission de données par paquets à grande vitesse sur la norme HSPA, est largement acceptée par les utilisateurs des réseaux cellulaires. Cependant, nous devons continuer à faire de l'amélioration de leurs services, par exemple, en utilisant l'augmentation de la vitesse de translation de données, de minimiser la latence et augmenter la capacité globale du réseau ainsi que les besoins des utilisateurs pour les services de telles communications ne cessent d'augmenter. A cet effet, et a été produit par la spécification de la technologie HSPA Evolution et LTE consortium 3GPP.

Les principales différences par rapport aux versions antérieures

LTE réseau standard diffère du système 3G précédemment mis au point des caractéristiques améliorées, y compris la vitesse maximale à laquelle le transfert d'information – plus de 300 mégabits par seconde retard de transfert de paquet ne dépassera pas 10 millisecondes et de l'efficacité spectrale est beaucoup plus élevé. La construction des réseaux LTE peut être réalisée dans les nouvelles bandes de fréquences, ainsi que des opérateurs existants.

Cette radio se positionne comme une solution, à laquelle les opérateurs se déplaceront progressivement des normes du système qui existent à l'heure actuelle, est 3GPP et 3GPP2. Un développement de cette interface – ce qui est tout à fait une étape importante vers la formation de réseaux standard IMT-Advanced 4G, qui est une nouvelle génération. En fait, dans la spécification LTE contient déjà la plupart des caractéristiques qui ont été prévues à l'origine pour les systèmes 4G.

Le principe d'organisation de l'interface radio

La communication radio a la caractéristique qui réside dans le fait que la qualité de canal radio ne sont pas constantes dans le temps et l'espace et dépendant de la fréquence. Ici, il faut dire que les paramètres de communication évoluent relativement rapidement en raison de la propagation par trajets multiples. Pour maintenir un taux constant d'échange d'informations sur un canal radio, utilisent généralement un certain nombre de façons de minimiser ces changements, à savoir – les différentes techniques de diversité de transmission. En même temps dans le processus de transmission de paquets d'utilisateurs d'information ne peuvent pas toujours remarquer les fluctuations à court terme du débit binaire. mode réseau LTE considère comme un principe général de ne pas diminuer l'accès radio et l'utilisation des changements rapides de la qualité du canal radio afin de maximiser l'utilisation efficace des ressources radio disponibles à chaque moment. Ceci est mis en œuvre dans les domaines de fréquence et de temps par la technologie d'accès radio OFDM.

Dispositif de réseau LTE

Quel genre de système ne peut être compris de comprendre comment il est organisé. Il est basé sur la technologie OFDM classique, ce qui implique le transfert de données sur plusieurs sous – porteuses à bande étroite. L'utilisation de ce dernier conjointement avec le préfixe cyclique vous permet d'établir une connexion sur la base de la dispersion temporelle résistant à l'OFDM des paramètres de canal radio et permet d'éliminer pratiquement la nécessité d'égaliseurs complexes sur le côté du récepteur. Cette situation est très utile pour l'organisation du canal descendant, comme dans ce cas, il est possible de simplifier le traitement du récepteur de signal sur la fréquence principale, ce qui réduit le coût du dispositif terminal, et la puissance consommée par eux. Et cela devient particulièrement important lors de l'utilisation réseau 4G LTE avec la transmission en mode de plusieurs threads.

canal de liaison montante, dans lequel la puissance rayonnée est sensiblement plus faible que dans la liaison descendante nécessite l' inclusion obligatoire dans un procédé de transmission d' informations de fonctionnement à faible consommation d' énergie pour une couverture maximale, ce qui réduit la consommation d'énergie de l'appareil récepteur, ainsi que son coût. Les investigations ont conduit au fait que maintenant pour le canal de liaison montante LTE utilise une information de technologie à fréquence unique de diffusion sous la forme d'OFDM avec la dispersion des lois de la discrète de transformée de Fourier. Une telle solution permet un rapport minimal de la puissance moyenne et maximale par rapport à la modulation traditionnelle, qui peut améliorer l'efficacité et de simplifier la construction des dispositifs terminaux.

La ressource de base utilisée dans la transmission d'informations en conformité avec la technologie de ODFM peut être mise en évidence sous la forme d'un réseau temps-fréquence, ce qui correspond à un ensemble de symboles et de sous-porteuses OFDM dans les domaines temporel et fréquentiel. mode réseau LTE suppose que l'élément de données primaire deux blocs de ressources utilisées ici, qui correspondent à la bande de fréquences de 180 kHz et un intervalle de temps d'une milliseconde. Une large gamme de vitesses de transmission de données peut être réalisée en combinant les ressources de fréquence, le réglage des paramètres de communication incluant le taux de codage et l'ordre de modulation de sélection.

caractéristiques techniques

Si l'on considère le réseau LTE, ce qu'elle est, il deviendra clair après quelques explications. Pour atteindre les objectifs élevés qui sont fixés pour l'interface air du réseau, ses développeurs ont organisé un certain nombre de points assez importants et caractéristiques. Suivant sera décrit, chacun ayant une indication détaillée de leur impact sur ces facteurs aussi importants que la capacité de la zone de couverture du réseau, le temps de retard et la vitesse de transmission de données.

La souplesse d'utilisation du spectre radioélectrique

La législation, qui opèrent dans une région géographique particulière, affectent la façon dont les communications mobiles seront organisées. Autrement dit, ils prescrits du spectre radioélectrique alloué à différentes plages de fréquence des bandes impaires ou paires de différentes largeurs. Flexibilité – c'est l'un des principaux avantages du spectre radioélectrique LTE, ce qui permet son utilisation dans des situations différentes. l'architecture de réseau LTE permet non seulement de fonctionner dans différentes gammes de fréquences, mais les bandes de fréquence ayant des largeurs différentes ispolzovat de 1,25 à 20 MHz. En outre, un tel système peut effectuer des opérations en bandes de fréquences appariées et non appariées, le maintien du temps et de duplex de fréquence, respectivement.

Si nous parlons des dispositifs terminaux, lorsque ispolzovanenii unité de appariés bandes de fréquences peut fonctionner en mode duplex intégral ou semi-duplex. Le second mode, qui est effectuée par la transmission de terminal et la réception de données à des moments différents et à des fréquences différentes est attrayante parce que réduit considérablement les exigences des caractéristiques exposées filtre duplex. En raison de cela, il est possible de réduire le coût des terminaux. De plus, il y a une possibilité pour l'introduction des bandes de fréquences paires avec un petit espacement duplex. Il se trouve que le réseau de communication mobile LTE peut être disposé dans presque toute distribution du spectre de fréquence.

Le seul problème dans le développement de la technologie radio, qui fournit radispektra d'application flexible – pour faire un dispositif de communication compatible. Dans ce but dans la technologie LTE mis en oeuvre la structure de trame identique dans le cas de bandes de fréquences de différentes largeurs et différents modes duplex.

Les données de diffusion multi-antenne

L'utilisation de la diffusion multi-antennes dans les systèmes de communication mobiles peuvent améliorer leurs performances, et d'améliorer leur capacité en termes de service à la clientèle. Revêtement réseau LTE implique l'utilisation de deux méthodes de transmission multi-antennes: diversité et multithread, comme un cas spécial qui se distingue par la formation d'un faisceau d'antenne étroit. Les informations sur la diversité peut être considérée comme un procédé d'égalisation du niveau du signal qui est compris entre deux antennes, ce qui évite des creux dans les signaux de niveau profond qui sont reçus par chaque antenne individuellement.

Vous pouvez voir plus réseau LTE: ce qui est et comment il utilise tous ces modes? Le procédé de transmission de diversité ici est basée sur le codage de fréquence spatiale de blocs de données, qui est complétée par une diversité temporelle pour le décalage de fréquence dans la demande de quatre antennes simultanément. diversité à l' émission est généralement utilisée pour les canaux partagés de liaison descendante où il est impossible d'appliquer la fonction de planification en fonction de l'état du canal de communication. Ainsi, la transmission de la diversité peut être utilisé pour transférer des données d'utilisateur, par exemple, le trafic VoIP. En raison de l'intensité relativement faible de ce trafic ne peut pas justifier les frais généraux additionnels qui sont associés à la fonction de planification mentionné précédemment. En raison de la diversité des transferts de données, il est possible d'augmenter le rayon des cellules et la capacité du réseau.

transmission multithread pour le transfert simultané d'un certain nombre de flux d'information sur un canal radio est d'utiliser plusieurs antennes d'émission et recevoir sont dans le dispositif terminal et le réseau de station de base, respectivement. Cela augmente considérablement le débit de données maximum de l'émission. Par exemple, si le dispositif terminal est équipé de quatre antennes et plusieurs sont disponibles sur la station de base, il est vrai qu'il est la transmission simultanée sur un canal radio en quatre flux de données, ce qui permet de faire réellement quatre fois plus de bande passante.

Si vous utilisez un réseau avec une petite charge de travail ou de petites cellules, grâce à multistreaming sera possible d'obtenir une bande passante suffisamment élevée pour que les stations de radio, ainsi que l'utilisation efficace des ressources radio. S'il y a de grandes cellules et un haut degré d'intensité de la charge, la qualité du canal ne permet pas d'exploiter en mode multipotoka. Dans ce cas, la qualité du signal peut être améliorée si l'utilisation de plusieurs antennes d'émission pour former un faisceau étroit pour transmettre des données en un seul flux.

Si l'on considère le réseau LTE – il lui donne une plus grande efficacité – alors la peine de conclure que pour un travail de qualité dans différentes conditions de fonctionnement, cette technologie est mise en œuvre transmission multi-flux adaptatif, ce qui vous permet d'ajuster en permanence le nombre de flux transmis simultanément, conformément à la constante évolution état de liaison. Avec un bon état de canal peut être effectuée simultanément transmettre jusqu'à quatre flux de données qui permettent d'atteindre des vitesses de transmission allant jusqu'à 300 mégabits par seconde à une largeur de bande de fréquence de 20 mégahertz.

Si l'état du canal est pas favorable, la transmission se fait moins courants. Dans ce cas, l'antenne peut être utilisée pour former un motif de faisceau étroit, ce qui augmente la qualité globale de réception, ce qui conduit finalement à augmenter la capacité du système et l'expansion de la zone de service. Pour assurer une vaste zone de couverture ou de transférer des données à grande vitesse, il est possible de transmettre un flux de données avec un faisceau étroit, ou d'utiliser des canaux communs des données de diffusion espacées.

Le mécanisme d'adaptation et la programmation d'un canal de communication

Le principe de fonctionnement des réseaux LTE suggère qu'une programmation se traduira par la répartition des ressources du réseau entre les utilisateurs de données. Ici permet la programmation dynamique dans les canaux de liaison descendante et de liaison montante. réseau LTE en Russie a mis en place au moment de façon à équilibrer les canaux de communication et de la performance globale du système.

interface radio LTE implique la mise en œuvre des fonctions de planification, en fonction de l'état du canal de communication. Avec elle permet un transfert de données à grande vitesse, qui est obtenue par l'utilisation de la modulation d'ordre supérieur, la transmission de l'information supplémentaire et flux, ce qui réduit le degré de codage de canal, ainsi que de réduire le nombre d'émissions répétées. Pour ce faire, implique la fréquence et les ressources temporelles se caractérisent par des conditions relativement bonnes pour la communication. Il se trouve que le transfert d'une quantité donnée de données se fait dans une période plus courte.

LTE réseau en Russie, comme dans d'autres pays, sont construits de telle sorte que la circulation des services, qui sont occupés par le transfert des paquets avec des petites charges utiles après le même temps des intervalles, peut causer un besoin d'augmenter le volume de la signalisation du trafic qui est nécessaire pour dynamique planification. Il peut même dépasser la quantité d'informations transmises par l'utilisateur. Voilà pourquoi il y a une telle chose comme un ordonnancement statique du réseau LTE. Autrement dit, il est clair, si nous disons que l'utilisateur sélectionne une ressource de fréquence radio pour la transmission d'un certain nombre de sous-trames.

En raison du mécanisme d'adaptation est possible de « faire sortir tout son possible » du canal avec des performances dynamiques. Il vous permet de sélectionner un schéma de codage canal et modulation conformément à quelles conditions caractérisées réseau de communication LTE. Que ce serait compréhensible pour dire que son travail influe sur le taux de diffusion de données, ainsi que la probabilité du canal des erreurs.

La puissance de la liaison montante et de régulation

Cet aspect concerne la gestion du niveau de puissance rayonnée par les terminaux, pour augmenter la capacité du réseau, améliorer la qualité de la communication, pour rendre la zone de couverture plus pour réduire la consommation d'énergie. Pour atteindre ces objectifs, les mécanismes de contrôle de puissance ont tendance à maximiser le niveau utile du signal d'entrée tout en réduisant les interférences.

réseau LTE « Beeline » et d'autres déclarations donnent à penser que les signaux dans la liaison montante sont orthogonales, qui est entre les utilisateurs dans la même cellule devrait y avoir aucune interférence mutuelle, au moins, cela concerne les conditions idéales de communication. Le niveau de bruit créé par les utilisateurs dans les cellules adjacentes, dépend de l'endroit où le terminal émetteur, qui est la façon dont il atténue le signal sur le chemin de la cellule. réseau LTE « Mégaphone » est disposée de la même manière. Il sera correct de dire: plus le terminal est dans la cellule voisine, plus le niveau de bruit, qu'il crée en elle. Bornes, qui sont à une distance à partir de la cellule voisine considérable peuvent transmettre des signaux plus grande puissance en comparaison avec des bornes situées avec elle à proximité.

En raison de l'orthogonalité des signaux dans la liaison montante peuvent être des signaux multiplexés provenant de différents terminaux de puissance dans le même canal dans la même cellule. Cela signifie qu'il n'y a pas besoin de compenser les rafales de signaux qui se posent en raison de la propagation par trajets multiples des ondes radio, et ils peuvent être utilisés pour augmenter le débit de données de diffusion en utilisant les mécanismes d'adaptation et de planification des canaux de communication.

les données relayant

Presque tout système de communication, et le réseau LTE en Ukraine ne fait pas exception, de temps à faire des erreurs dans le processus de transfert de données, par exemple, en raison d'une atténuation de signal, l'interférence ou le bruit. Protection contre les erreurs fournies par les méthodes de la retransmission de parties des informations perdues ou corrompues d'être garanties pour assurer la communication de haute qualité. La ressource radio est utilisée de manière plus rationnelle si le protocole de retransmission de données est organisée de manière efficace. Pour utiliser au maximum l'interface d'air à grande vitesse, la technologie LTE a dynamiquement système efficace de relais de données à deux niveaux qui implémente ARQ hybride. Elle est caractérisée par une petite tête requis pour la rétroaction et les données de retransmission, complété protocole de répétition sélective d'une grande fiabilité.

protocole HARQ est fourni une information redondante de dispositif de réception, ce qui lui donne la possibilité de corriger des erreurs spécifiques. Protocole Retransmission HARQ conduit à la formation de la redondance des informations supplémentaires, ce qui peut être nécessaire dans le cas où l'erreur n'a pas été assez retransmission. Retransmission de paquets qui ne sont pas passé la correction de protocole HARQ est réalisée en utilisant le protocole ARQ. réseau LTE sur le travail de l'iPhone conformément aux principes ci-dessus.

Cette solution permet de garantir le délai minimum de paquets de diffusion avec de bas frais généraux, et la fiabilité de la communication avec garantie. protocole HARQ permet de détecter et de corriger la plupart des erreurs, ce qui conduit à une utilisation plutôt rare protocole ARQ, car il est associé avec des frais généraux considérables, ainsi qu'avec une augmentation du temps d'attente des paquets de diffusion.

La station de base est le noeud d'extrémité, qui prend en charge ces deux protocoles, fournissant une relation étroite entre les niveaux de ces deux protocoles. Parmi les différents avantages de cette architecture peut être appelée une vitesse élevée pour éliminer les erreurs qui restent après avoir travaillé HARQ, et le montant de l'ajustement des informations transmises en utilisant le protocole ARQ.

Le LTE d'interface radio a haute performance, grâce à ses composants principaux. La flexibilité permet l'utilisation de l'interface air radio active sur toutes les ressources de fréquences disponible. La technologie LTE offre un certain nombre de fonctions qui garantissent l'application effective de l'environnement de communication en évolution rapide. En fonction de l'état du canal, une fonction de programmation permet aux utilisateurs les meilleures ressources. Application de la technologie multi-antenne réduit le signal d'évanouissement et avec le mécanisme d'adaptation de canal peut utiliser des méthodes de codage et de modulation, ce qui garantit dans des conditions particulières de qualité de communication optimale.