Zanimivo

Kaj je LTE: Vadnica in pregled dolgoročnega razvoja

Kaj je LTE: Vadnica in pregled dolgoročnega razvoja


LTE je bil naslednik 4G sistema 3G UMTS, ki je bil razvit za nadaljnji razvoj razpoložljivega mobilnega telekomunikacijskega sistema.

Ker je zagotavljal veliko večje hitrosti prenosa podatkov in močno izboljšal zmogljivost ter nižje operativne stroške, se je shema začela uporabljati v svoji osnovni obliki okoli leta 2008.

Začetne razmestitve so v primerjavi s 3G HSPA le malo izboljšale in so jih včasih poimenovali 3.5G ali 3.99G, kmalu pa je bila uresničena celotna zmogljivost LTE, ki je zagotovila popolno zmogljivost 4G.

Prve razmestitve so bile preprosto znane kot LTE, kasneje pa so bile imenovane 4G LTE Advanced in kasneje še vedno 4G LTE Pro.

Ne samo, da se je radijsko dostopno omrežje izboljšalo za 4G LTE, temveč je bila prenovljena tudi omrežna arhitektura, ki je omogočila nižjo zakasnitev in veliko boljšo medsebojno povezanost med elementi radijskega dostopnega omrežja RAN.

LTE začetki

3GPP, projekt tretje generacije partnerstva, ki je nadziral razvoj sistema UMTS 3G, je začel delo na razvoju celične tehnologije 3G z delavnico, ki je potekala v Torontu v Kanadi novembra 2004. Delo na LTE se je začelo s študijo izvedljivosti, ki se je začela decembra 2004, ki je bil dokončno vključen v izdajo 3GPP 7. Osnovne specifikacije LTE so bile nato vključene v izdajo 8.

Delavnica je določila številne zahteve na visoki ravni za novo tehnologijo:

  • Znižani stroški na bit
  • Povečano zagotavljanje storitev - več storitev z nižjimi stroški z boljšo uporabniško izkušnjo
  • Prilagodljivost uporabe obstoječih in novih frekvenčnih pasov
  • Poenostavljena arhitektura, odprti vmesniki
  • Omogočite razumno porabo energije na terminalu

Kar zadeva dejanske številke, so cilji za prvo uvedbo LTE vključevali hitrost prenosa 100 Mb / s in hitrost nalaganja 50 Mb / s za vsakih 20 MHz spektra. Poleg tega je LTE moral podpirati vsaj 200 aktivnih uporabnikov v vsaki 5MHz celici. (tj. 200 aktivnih telefonskih klicev). Določeni so bili tudi cilji za zakasnitev dostave paketov IP. Glede na naraščajočo uporabo storitev, vključno z VoIP, igranjem iger in številnimi drugimi aplikacijami, kjer je zakasnitev zaskrbljujoča, je treba za to določiti številke. Kot rezultat je bila določena številka zakasnitve pod 10 ms za majhne pakete IP.

Razvoj 3G LTE

Čeprav med LTE in njegovimi predhodniki 3G obstajajo pomembne spremembe, se nanj vseeno gleda kot na razvoj standardov UMTS / 3GPP 3G. Čeprav uporablja drugačno obliko radijskega vmesnika, pri čemer namesto CDMA uporablja OFDMA / SC-FDMA, obstaja veliko podobnosti s prejšnjimi oblikami 3G arhitekture in obstaja veliko možnosti za ponovno uporabo.

Pri določanju, kaj je LTE in v čem se razlikuje od drugih celičnih sistemov, lahko hiter pregled specifikacij sistema ponudi veliko odgovorov. LTE omogoča nadaljnji razvoj funkcionalnosti, večje hitrosti in splošno izboljšano zmogljivost.

Kaj je 4G LTE?
Primerjava z drugimi tehnologijami mobilnih komunikacij
WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSDPA / HSUPA
HSPA +LTE
Največja hitrost navzdol
bps
384 k14 M28 M100 milijonov
Največja hitrost navzgornje povezave
bps
128 k5,7 m11 M50 M
Latenca
čas povratnega potovanja
pribl
150 ms100 ms50 ms (največ)~ 10 ms
Izdaje 3GPPRel 99/4Rel 5/6Rel 7Rel 8
Približno leta začetnega uvajanja2003 / 42005/6 HSDPA
2007/8 HSUPA
2008 / 92009 / 10
Metodologija dostopaCDMACDMACDMAOFDMA / SC-FDMA

Poleg tega je LTE celotno IP omrežje, ki podpira IPv4 in IPv6.


Osnove LTE: - pregled specifikacij

Povzeti je treba ključne parametre specifikacije 3G LTE. Glede na to, da obstajajo številne razlike med delovanjem gornje in spodnje povezave, se te seveda razlikujejo po zmogljivosti, ki jo lahko ponudijo.

Osnovne specifikacije LTE
ParameterPodrobnosti
Najvišja hitrost navzdol
64QAM
(Mb / s)
100 (SISO), 172 (2x2 MIMO), 326 (4x4 MIMO)
Najvišje hitrosti navzgornje povezave
(Mb / s)
50 (QPSK), 57 (16QAM), 86 (64QAM)
Vrsta podatkovVsi paketno preklopljeni podatki (glas in podatki). Nobeno vezje ni preklopljeno.
Sheme dostopaOFDMA (navzdol)
SC-FDMA (navzgornja povezava)
Podprte vrste modulacijeQPSK, 16QAM, 64QAM (navzgor in navzdol)
Spektralna učinkovitostDownlink: 3 - 4-krat Rel 6 HSDPA
Uplink: 2 -3 x Rel 6 HSUPA
Pasovne širine kanalov
(MHz)
1.4, 3, 5, 10, 15, 20
Dvostranske shemeFDD in TDD
Mobilnost0 - 15 km / h (optimizirano),
15 - 120 km / h (visoka zmogljivost)
LatencaV mirovanju do aktivnega manj kot 100 ms
Majhni paketi ~ 10 ms

Te specifikacije poudarjajo splošen pregled zmogljivosti, ki jo bo ponudil LTE. Izpolnjuje zahteve industrije glede visoke hitrosti prenosa podatkov in zmanjšane zakasnitve - dejavnik, ki je pomemben za številne aplikacije od VoIP do iger na srečo in interaktivne uporabe podatkov. Zagotavlja tudi pomembne izboljšave pri uporabi razpoložljivega spektra.

Nove funkcije LTE

LTE je predstavil številne nove tehnologije v primerjavi s prejšnjimi celičnimi sistemi. Omogočajo LTE, da lahko deluje učinkoviteje glede uporabe spektra in zagotavlja tudi veliko višje hitrosti prenosa podatkov, ki so potrebne.

  • OFDM (pravokotni frekvenčni multipleks): Tehnologija OFDM je bila uporabljena za format signala za LTE, ker je omogočila učinkovit prenos širokopasovnih pasovnih širin, hkrati pa je še vedno zagotavljala visoko stopnjo odpornosti na odseve in motnje. Ker so bili podatki posredovani na velikem številu nosilcev, če so nekateri manjkali zaradi motenj zaradi odsevov itd., Je sistem še vedno zdržal. Sheme dostopa so se razlikovale med navzgornjo in spodnjo povezavo: OFDMA (v spodnji povezavi je bil uporabljen večstranski dostop z ortogonalno frekvenčno divizijo; medtem ko je bil v navzgornji povezavi SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multiple Access). dejstvo, da je njegovo razmerje med najvišjo in povprečno močjo manjše kot pri OFDMA - spodnje razmerje med najvišjo in povprečno močjo, ki omogoča doseganje boljših ravni končnega ojačevalnika RF moči - je bilo in je pomembno za življenjsko dobo baterije prenosne enote.
  • MIMO (več vhodov več izhodov): Eden glavnih problemov, s katerimi so se srečevali prejšnji telekomunikacijski sistemi, je bil večkratni signal, ki izhaja iz številnih odsevov, ki so se pojavili. Z uporabo MIMO bi lahko te dodatne signalne poti izkoristili in jih lahko uporabili za povečanje prepustnosti.

    Ko uporabljate MIMO, morate uporabiti več anten, da omogočite razlikovanje različnih poti. V skladu s tem bi lahko uporabili sheme, ki uporabljajo 2 x 2, 4 x 2 ali 4 x 4 matrike anten. Čeprav je relativno enostavno dodati dodatne antene bazni postaji, enako ni veljalo za mobilne prenosne enote, kjer so dimenzije uporabniške opreme omejevale število anten, ki bi morale biti nameščene vsaj za polovico valovne dolžine.

  • SAE (evolucija sistemske arhitekture): Zaradi zelo visoke hitrosti prenosa podatkov in nizke zahteve po zakasnitvi za 3G LTE je bilo treba razviti sistemsko arhitekturo, da se doseže izboljšana zmogljivost. Ena sprememba je bila ta, da so bile številne funkcije, ki jih je prej upravljalo jedrno omrežje, prenesene na obrobje. V bistvu je to zagotovilo precej bolj "ravno" obliko mrežne arhitekture. Na ta način bi lahko zmanjšali zakasnitve in podatke usmerili bolj neposredno do cilja. Kot del nadgradnje Evolved Packet Core je bil razvit EPC, ki zagotavlja čim bolj učinkovito preusmeritev paketnih podatkov.
  • Podatki IP: 4G LTE je celoten podatkovni sistem IP. 3G UMTS je vključeval glas s preklopom, vendar LTE ni predvidel nobenega glasa s preklopom na vezje. Prvotno se je pričakovalo, da bodo operaterji zagotavljali podatkovne zmogljivosti, glas pa bo prek aplikacij OTT. Ker bi operaterji izgubili pomembne prihodke, ker je bil takrat glas pomemben del prihodka. Da bi to GSMA premagali, smo postavili standard za glasovno povezljivost kot shemo Voice over LTE, VoLTE.

    VoLTE je zahteval uporabo jedra IMS in to upočasnilo uvajanje te zmogljivosti glede na stroške. Da bi operaterjem to pomagali premagati, je bilo razvito omejeno izvajanje IMS, kar je znatno zmanjšalo kapitalske izdatke, ki jih zahtevajo operaterji.

4G LTE je postal glavna tehnologija mobilne komunikacije. Tako prva kot druga generacija tehnologij sta bili osredotočeni na glas, 3G pa nato premaknjeni k mobilnim prenosom podatkov. 4G LTE je izboljšal mobilne podatkovne vidike mobilnih komunikacij in se osredotočil predvsem na ta vidik, da je omogočil splošno mobilno podatkovno povezljivost.

Teme brezžične in žične povezljivosti:
Osnove mobilnih komunikacij 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT brezžični telefoni NFC - Komunikacija na bližnjem terenu Osnove omrežja Kaj je CloudEthernetSerilni podatkiUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Vrnite se na brezžično in žično povezljivost


Poglej si posnetek: Top 5 Best Android Launchers November 2019 (Januar 2022).