Учебное пособие. Lte, lte advanced, lte advanced pro
 Скачать 2.75 Mb.
|
Massive MIMO и BeamformingКогда количество передатчиков (передающих антенн) и приемников (приемных антенн) в такой системе равно 8 или больше, то такое решение называется Massive MIMO (массивное MIMO) [41]. Massive MIMO используется только в нисходящем потоке. Основной проблемой этой сферы является сильная загруженность частотных диапазонов, а значит, что при использовании еще большего количества антенн, огромных помех избежать не получится. Однако существует способ, решающий эту проблему. Активные антенные системы (AAS) основаны на особой технологии: бимформинге. В отличии от простых антенн, которые делят пространство на статические ячейки, они формируют динамические лучи. Поэтому было принято решение совместить AAS и MIMO, для достижения максимальной эффективности использования спектра. Благодаря снижению нагрузки на сеть появляется и возможность использовать больше антенн. Более того, одна антенна теперь сможет работать за нескольких, так как она будет состоять из целого массива антенных элементов, количество которых может достигать огромных чисел, вплоть до 256. Отсюда и пошло название Massive MIMO. Плюсами технологии являются: мощный сигнал на выходе в направлении к UE; сильный уровень сигнал/шум в направлении от UE; отсутствие межсотовой интерференции; значительное увеличение количества каналов связи на одну соту. У Massive MIMO большое будущее, ведь ее обязательно используют в следующем поколении стандартов мобильной связи. Проще говоря, Massive MIMO система – это: большое количество приемопередатчиков (TRX); возможность пространственного мультиплексирования; многопользовательское планирование (MU-MIMO); большая антенная решетка с высоким коэффициентом усиления в восходящей линии (UL) и нисходящей линии связи (DL). Агрегация частотПредставьте себе дорогу, соединяющую два места. Когда количество машин увеличивается, что мы делаем, чтобы обслуживать растущий трафик? Добавляем полосы или строим эстакады. Аналогичным образом в LTE агрегация несущих используется для удовлетворения растущего спроса на скорость передачи данных. Агрегация несущих (CA – Carring Aggregation) это метод, используемый в LTE Advanced для увеличения пиковой скорости передачи данных (т. е. максимальной доступной скорости) в сети 4G. Объединяя несколько каналов вместе, оператор мобильной сети может увеличить общую доступную полосу пропускания одной передачи и тем самым увеличить скорость передачи данных и емкость сети. До LTE-A оператор мобильной сети мог использовать дополнительные полосы LTE только для увеличения пропускной способности (т. е. общего числа пользователей) путем распределения трафика по нескольким полосам. Хотя это эффективный способ предоставить больше эфирного времени любому конкретному пользователю и тем самым улучшить доступные скорости передачи данных в периоды занятости, он не увеличивает пиковую скорость передачи данных. Агрегация несущих была введена в 3GPP Release 10 (2011). Каждая агрегированная несущая называется компонентной несущей CC (Component carrier). Компонентная несущая может иметь полосу пропускания 1,4, 3, 5, 10, 15 или 20 МГц. В FDD количество агрегированных несущих может быть различным в DL и UL. Однако количество компонентных несущих UL всегда равно или меньше количества компонентных несущих DL. Отдельные компонентные несущие также могут иметь разную полосу пропускания. Для TDD количество CC, а также ширина полосы каждой CC обычно одинаковы для DL и UL. В основном все сигнальные сообщения обрабатываются первичной компонентной несущей PCC. Все остальные компонентные несущие называются вторичными или SCC. В отличие от PCC может быть несколько SCC. Вторичные компонентные несущие добавляются и удаляются по мере необходимости, в то время как первичная изменяется только при передаче обслуживания. Для агрегирования CC из разных частотных диапазонов операторы развертывают межполосные CA. Межполосное CA более сложное, чем внутриполосное CA, потому что сигнал с несколькими несущими не может обрабатываться как одиночный сигнал и поэтому требует более совершенного приемопередатчика в пользовательском оборудовании. Для несмежного распределения оно может быть внутриполосным, т. е. компонентные несущие принадлежат одной и той же рабочей полосе частот, но имеют промежуток или промежутки между ними, или это может быть межполосное распределение, и в этом случае компонентные несущие принадлежат к разным рабочим полосам частот, см. рисунок ниже. [42] агрегирование смежных компонент внутри одной полосы частот (intra-band, contiguous). Это простейшая форма реализации агрегации несущих. При этом несущие находятся на соседних каналах рядом друг с другом. В этом случае нужен только один приемопередатчик, так как сигнал рассматривается как один расширенный; агрегирование несмежных компонент внутри одной полосы частот (intra-band, non-contiguous). Немного сложней в выполнении, несущие используют одну и ту же рабочую полосу, но не соседствуют друг с другом. Здесь уже нужны два приемопередатчика, потому что сигнал не может рассматриваться как один сигнал, что увеличивает сложность и стоимость решения.; агрегирование компонент в разных полосах (диапазонах) частот (inter-band, non-contiguous). Эта форма агрегации несущих использует разные полосы. Это более сложная задача, так как несущие из разных рабочих диапазонов. Таким образом, нужно несколько приемопередатчиков для передачи/приема сигналов. Этот тип объединения несущих самый затратный и сложный в реализации. Рисунок 30. Условные схемы трех типов агрегирования   По практическим соображениям CA изначально указывается только для нескольких комбинаций рабочих диапазонов E-UTRA и количества CC. Чтобы указать различные комбинации CA, используются некоторые новые определения [42]: Агрегированная конфигурация полосы пропускания передачи (ATBC - Aggregated Transmission Bandwidth Configuration): общее количество агрегированных блоков физических ресурсов (PRB - Physical Resource Blocks); Класс пропускной способности CA: указывает комбинацию максимального ATBC и максимального количества CC. В 10 и 11 выпуске определены три основных класса: Класс A: ATBC ≤ 100, максимальное количество CC = 1; Класс B: ATBC ≤ 100, максимальное количество CC = 2; Класс C: 100 Рабочий диапазон E-UTRA - фрагменты частоты, выделенные ITU (International Telecommunication Union) для развертывания в режиме TDD или FDD в разных частях света; Конфигурация CA: указывает комбинацию рабочего диапазона(ов) E-UTRA и класса(ов) полосы пропускания агрегации частот. Например, конфигурация CA_40C указывает внутриполосный непрерывный CA в рабочем диапазоне E-UTRA 40, то есть 2300 МГц и класс C пропускной способности CA. Основные конфигурации СА в различных выпусках представлены на официальном сайте 3GPP. [44] |