Последнее слово в мобильной сети: многообещающий проект LTE
6 октября 2009
Рубрика: Связь и телекоммуникации.
Автор: Абдукадыров А.Х..

В очередной серии статей мы расскажем подробней о технологии LTE, которая, несмотря на свой «юный возраст» обретает огромную популярность как среди вендоров, так и операторов мобильных систем связи.
В чем же секрет такого успеха? Попробуем разобраться.

Основные понятия. История и цели разработки технологии LTE
3GPP Long Term Evolution (LTE) — в переводе с английского «долгосрочное развитие стандартов 3GPP» — это название технологии мобильной связи, которая является проектом 3GPP по совершенствованию стандарта UMTS для удовлетворения будущих потребностей рынка в скорости передачи данных. Эти усовершенствования могут, например, повысить эффективность связи, снизить издержки организации сетей, расширить и совершенствовать уровень предоставляемых услуг, а также взаимодействовать с уже существующими протоколами мобильной и широкополосной связи. Теоретически в стандарте 3GPP LTE скорость передачи данных может достигать 326,4 Мбит/с на закачку (download) и 172,8 Мбит/с на отдачу (upload).

Стандарт LTE был инициализирован в 2004 г. и сосредоточился на том, чтобы оптимизировать архитектуру радиодоступа UTRA (используемую в стандарте UMTS) и обеспечить дальнейшее развитие стандартов третьего поколения проекта 3GPP.

Рабочая группа SA WG2 параллельно вела свое собственное исследование по разработке технологии «Эволюции системной архитектуры» — System Architecture Evolution (SAE), цель которой состояла в том, чтобы разработать структуру для развития или перехода систем 3GPP к системам с более высокой скоростью передачи данных, меньшим временем отклика, возможностью пакетной передачи данных и поддержки различных технологий радиодоступа (RAT). Работа над технологией SAE проводилась под флагом «развития архитектуры систем 3GPP», начиная с декабря 2004 года.

lte_6_10_2009

В 2007 г. проект долгосрочного развития технологии радиодоступа 3-го поколения (UTRA), получившей название E-UTRA, прогрессировал от стадии технико-экономического обоснования до первой публикации одобренных технических спецификаций и к концу 2008 г. технология была уже готова для коммерческого использования.

Таким образом, специалисты стали использовать термин LTE/SAE для определения стандарта четвертого поколения систем мобильной связи.

Общие сведения о системе LTE
Мобильная широкополосная связь быстро становится реальностью. По прогнозам компании Ericsson, к 2011 году широкополосными услугами будут пользоваться 1,5 млрд. человек. При этом доступ к мобильному варианту связи получат более половины из них, а большинство последних будут обслуживаться сетями HSPA/LTE.
Уже на нынешнем уровне развития мобильных систем пользователи могут:
• просматривать содержимое веб-ресурсов или отправлять электронные письма с помощью телефонов и ноутбуков, поддерживающих HSPA;
• использовать HSPA-модемы вместо DSL-модемов;
• пересылать видео- и аудиофайлы больших размеров, используя 3G-телефоны.

Система LTE, которая, как ожидается, будет внедрена в 8 релизе проекта 3GPP, должна стать следующим значительным шагом в развитии систем мобильной радиосвязи. По замыслу разработчиков она позволит абонентам ощутить на себе все преимущества очень требовательных к ресурсам услуг и приложений, таких как интерактивное телевидение, создаваемые пользователями видеоклипы, сложные игры и профессиональные услуги.

Участники проектов 3GPP и 3GPP2 согласились также оптимизировать взаимодействие между сетями семейства CDMA-2000 и LTE/SAE. Операторы CDMA-2000, таким образом, получают возможность перевести свои сети на LTE/SAE.

В системах LTE/SAE предполагается использование следующих технологий мультиплексирования и методов модуляции:
• для передачи в направлении «вниз» — технология ортогонального частотного мультиплексирования (OFDM) и методы QPSK, 16QAM, и 64QAM;
• для передачи в направлении «вверх» — технология частотного мультиплексирования с одной несущей (SC-FDMA) и методы BPSK, QPSK, 8PSK и 16QAM.

Радиоинтерфейс технологии E-UTRA чрезвычайно гибок и может использовать различные значения полос пропускания канала, начиная с 1,25МГц до 20 МГц (в противовес фиксированным каналам UTRA в 5 МГц).

lte_6_10_2009_1

Спектральная эффективность технологии E-UTRA увеличена до четырех раз по сравнению с UTRA, и усовершенствования в архитектуре сети и способах сигнализации привели к сокращению времени задержек в направлениях «вниз» и «вверх». Использование антенной технологии «многократного приема/многократной передачи» (MIMO) должно обеспечить 10-кратное увеличение числа абонентов в соте по сравнению с системами 3GPP с использованием технологии W-CDMA.

В системе LTE определена плоская архитектура сети на базе IP-протокола как часть программы развития архитектуры системы SAE. Назначением архитектуры LTE/SAE является эффективная поддержка любой IP-услуги с точки зрения широкого коммерческого использования. Данная архитектура основана и развилась из уже существующих опорных сетей стандарта GSM/W-CDMA. Целью ее является еще большее упрощение экс-плуатации, а также плавное и рентабельное развертывание сетей следующего поколения.

Архитектура LTE/SAE снижает эксплутационные и капитальные расходы. Новая, плоская модель, например, означает, что потребуется повысить пропускную способность узлов только двух типов (базовых станций и шлюзов), чтобы они справились с трафиком в случае его значительного роста. Кроме того, явно прослеживается тенденция ко все большей степени автоматизации конфигурирования. (Рис. 1).

lte_6_10_2009_2

LTE является универсальной технологией, которая соответствует требованиям 3GPP, а по некоторым параметрам превышает их.

Некоторые из наиболее значительных требований указаны ниже:
• пиковая скорость передачи данных в нисходящем канале — свыше 100 Мбит/с, а время задержки отклика в сети радиодоступа (RAN) — менее 10 мс;
• поддержка гибких полос частот несущей — от 5 МГц и меньше и до 20 МГц во многих новых и существующих частотных диапазонах;
• поддержка развертывания с разделением по частоте (FDD) и времени (TDD);
• поддержка передачи обслуживания смежным базовым станциям и роуминга с существующими мобильными сетями позволяет с самого начала предоставить абонентам доступ к мобильной связи в любой точке.

При этом операторы могут внедрять технологию LTE довольно гибко — с учетом особенностей уже работающей сети, спектра частот и коммерческих задач, которые предполагается решать, используя широкополосные и мультимедийные услуги.

В следующей статье мы дадим техническое описание технологии LTE.

Использованная литература
1. «Телеком. Коммуникации и сети.» 3/2008, с. 52. Пер Беминг, Ларс Фрид, Геран Халл, Петер Мальм, Томас Норен, Магнус Олссон, Геран Руне. Компания Ericsson.
2. http://www.3gpp.org/article/lte
3. http://en.wikipedia.org/wiki/3GPP_Long_Term_Evolution
4. http://www.ericsson.com
5. Невдяев Л. М. Мобильная связь 3-го поколения. Серия изданий «Связь и бизнес», М., 2000—208 с. ISBN 5-93184-006-0.

Orphus system
Подписывайтесь на канал infoCOM.UZ в Telegram, чтобы первыми узнавать об ИКТ новостях Узбекистана
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте