Учебное пособие. Lte, lte advanced, lte advanced pro
 Скачать 2.75 Mb.
|
Release 11 [6]Release 11 LTE включал улучшения в следующие существующие возможности 10 выпуска: Улучшения к агрегации поставщика услуг, MIMO, релейным узлам и eICIC; Скоординированная многоточечная передача и прием (аккомпанемент), чтобы включить одновременную связь с несколькими ячейками; Улучшенный PDCCH (Physical Downlink Control Channel) - EPDCCH, который использует ресурсы PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) для передачи управляющей информации (ранее от Release 8, управляющая информация могла только быть передана в области PDCCH подкадров); В Release 11 была добавлена функция CoMP для нисходящей линии связи с идеальным транзитным маршрутом. CoMP (Coordinated Multi Point) – это координированная передача/прием, являющаяся так называемым апгрейдом для LTE-сетей. Основная задача CoMP – это увеличение показателей работы мобильных станций, функционирующих на границе зоны обслуживания базовой станции. Суть ее работы заключается в том, что находящиеся на границе соты мобильные станции обслуживаются не одним сектором, а несколькими. То есть нисходящая передача до мобильной станции в один момент времени может осуществляться с нескольких секторов. То же самое справедливо и для восходящей передачи (возможен прием данных от одного абонента несколькими секторами). [7] Важное усовершенствование в Release 11 – определение комбинаций пар несущих и для восходящего канала. Каждая несущая представляет собой сектор (cell). При этом область покрытия разных несущих может значительно отличаться из-за разницы используемых частот (особенно в случае non-contiguous (несмежного) объединения). Мобильная станция, использующая объединение несущих, выполняет подключение по RRC (Radio Resource Control) протоколу только к одному сектору, который называется Primary Cell (или PCC – Primary Component Carrier). [8] Все остальные сектора по отношению к этой мобильной станции называются Secondary Cell (или SCC - Secondary Component Carrier). Release 12 [9]Release 12 имеет невероятно полезные нововведения. Основные из них: новые комбинации агрегации несущих, совмещение нисходящего MIMO с пространственным мультиплексированием, активные антенные системы. Принятие технологии пространственного мультиплексирования вместе с MIMO 8x8 увеличивает спектральную эффективность, что позволяет обслуживать пользователей с более высокими пиковыми скоростями извлекая максимум из спектральных ресурсов. Новые активные антенные системы ААS (Active Antenna System) позволяют макросотам фокусировать сигнал в определенные направления целым группам пользователей. Это заметно увеличивает производительность, требуя меньше ресурсов от базовой станции. В каждом элементе антенны находится до 8 радиочастотных передатчиков. Эти передатчики используют новую технологию beamforming – формирования сигнала в виде луча, направленного на отдельные, динамически выбираемые, группы устройств. Благодаря этому расширяется зональное покрытие, и, соответственно, увеличивается количество пользователей, но уменьшаются энергетические затраты.  Рисунок 2. Принцип работы AAS Нисходящая агрегация несущих требует поддержки ультраширокой ширины канала с частотной гибкостью несущих от базовой станции, а MIMO 8x8 требует больше радиочастотных передатчиков. Все это серьезно увеличивает загруженность радиоканала. Поэтому инженеры столкнулись с новой задачей: получить больше радиоканалов, но уменьшить затраты на них, без вреда эффективности. Release 13 [10]В документе Release 13, принятом в июле 2016 г., окончательно стандартизованы следующие технологии: IoT LPWAN (Internet of Things Low-Powered Wide-Area Network) для лицензируемых диапазонов: EC-GSM-IoT, eMTC (enhanced Machine-Type Communication), NB-IoT (Narrow Band). В Release 13 используется большое количество MIMO-антенн (Massive MIMO). Большинство современных абонентских терминалов имеют две антенны для приема и одну для передачи данных. На этот момент четырехантенные терминалы, реализованные в виде LTE+Wi-Fi маршрутизаторов, уже не являются редкой новинкой и их можно встретить на рынке беспроводного оборудования. [7] Начал применяться расширенный интервал eDRX (Extended Discontinuous Reception). С его помощью удалось увеличить интервалы ожидания обязательных сигнальных сообщений до 52 минут. Данный метод начал использоваться в Release 8. Суть метода заключается в том, чтобы снизить энергопотребление мобильных устройств (UE). Принцип работы DRX: UE принимает данные от базовой станции не постоянно, а только в определенные периоды. В определенные промежутки времени UE отключает приемник и переходит в спящий режим. В базовом стандарте интервал обязательных сигнальных сообщений, в течение которых устройство остается подключенным к сети, не передавая и не получая при этом никакую информацию, составляет несколько секунд. Технология NB-IoT также представлена в Release 13. Существует другое название данной технологии, а именно LTE Cat. NB1. Эта технология базируется на методе «узкополосной радиосвязи» (narrowband), используемом для передачи небольших пакетов данных с малыми скоростями. Скорости передачи составляют 70 Кбит/с (GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying) и 240 кбит/с (8PSK - Phase-Shift Keying) для восходящей (UL) и нисходящей (DL) линий соответственно. Ширина полосы — 180 кГц. NB-IoT разработана специально для широкого круга устройств IoT, среди которых можно, например, назвать оборудование для приложений «умного дома», устройства для контроля перевозки грузов, персональные медицинские датчики непрерывного мониторинга, уличное освещение и другие аналогичные устройства. [8] Ниже перечислены основные характерные особенности технологии NB-IoT: сокращенный размер транспортного блока для обоих направлений; упрощенный процесс гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ - Hybrid Automatic Repeat Request) для обоих направлений; поддержка только однопотокового режима передачи в обоих направлениях; только одна антенна в мобильном устройстве; отсутствие необходимости в турбодекодере при использовании канала TBCC (Tail-biting convolutional codes) в режиме DL; отказ от контроля регистрации в сети при нормальном режиме работы (контроль оставлен только для режима покоя (Idle mode); маленькая скорость передачи; узкая полоса пропускания; возможность работы только в экономичном полудуплексном режиме (HD-FDD - High Definition Frequency Division Duplex); класс мощности мобильного устройства 23 дБм; встроенный усилитель мощности; только последовательная обработка при приеме и передаче сообщений. В стандарте 3GPP Release 13 рассмотрены три варианта частотных диапазонов для технологии NB-IoT: Stand Alone — это использование несущей стандартной технологии GSM для полосы NB-IoT; Guard Band — это когда в качестве рабочего диапазона используется защитный интервал стандартного варианта технологии LTE Rel. 8; In Band — рабочая полоса частот находится внутри разрешенного спектра стандартного варианта технологии LTE Rel. 8. [8] Также, именно в этом релизе была стандартизирована технология MCPTT (Mission Critical Push to Talk). Технология является огромным дополнениям к голосовому LTE. Она позволяла двум или нескольким пользователям совершать звонки, с некоторыми особенностями, такими как идентификация пользователей, местоположение, приватность, административный контроль, срочные аудио без задержки. Нетрудно догадаться, что MCPTT часто используется часто используется МЧС, полицией, врачами и т.д. (подробнее в главе Услуги в сетях LTE) |