Эволюция сетей 2G-4G-презентация. Семинар мсэ для стран СНГ "Перспективы развития инфокоммуникаций технологии и вопросы регулирования сектора"
 Скачать 5.93 Mb.
|
Эволюция системной архитектуры технологии 3G к 4GНаправления совершенствования технологии LTE в релизах 3GPP
Release 8 (появление LTE) Релиз 8 дал старт работам над техническим обликом сетей мобильной связи LTE. Разработчики отказались от технологии радиоинтерфейса W-CDMA и перешли к более прогрессивной технологии OFDMA. Основными требованиями к новой системе, отразившимися в Release 8 (рис. 1.9), были: значительное повышения спектральной эффективности (доведения ее до 5 бит/c/Гц); увеличение пропускной способности в линии «вниз» до 100 Мбит/с при ширине полосы одного частотного канала 20 МГц (с возможностью его масштабирования: 1,4; 3; 5; 10; 15 МГц) и до 50 Мбит/с в линии «вверх», а также сокращение времени задержки передачи пакетов данных до 10 мс по сравнению с 80 мс при технологии HSDPA (Release 5) и упрощение архитектуры сети. Основные усилия разработчиков Release 8 были направлены на: .физический уровень радиоинтерфейса (способы обеспечения гибкого использования каналов с изменяемой шириной полосы излучения/приема до 20 МГц, внедрение новых технологий модуляции сигналов OFDMA и многолучевых антенных технологий MIMO); .канальный и сетевой уровни радиоинтерфейса (оптимизация сигнализации); .архитектуру сети радиодоступа UTRAN (определение оптимальной сетевой архитектуры и функциональных отличий от узлов сети радиодоступа RAN). Работы над Release 8 были прекращены в середине 2009 г.. Release 9 (совершенствование LTE) Совершенствование функциональных возможностей LTE в Release 9 заключалось: в реализации двухдиапазонной или многодиапазонной передачи данных в одном физическом канале MB; дальнейшем расширении возможностей сети радиодоступа E-UTRAN; внедрении новых сценариев высокоскоростной передачи данных. В сети LTE Release 9 предусмотрели предоставление новых услуг системой предупреждения о массовой опасности (Public Warning System — PWS) в случае землетрясения, цунами, торнадо и др., введение системы контроля специальных услуг, дальнейшее развитие мультимедийных речевых услуг VoIP (IMS), широковещательных услуг MBMS, услуг определения местоположения абонентов (Location Base Services — LВS), услуг сетей «машина–машина» (М2М) на основе низкозтратных сетей LTE. Новые сценарии развития сетей LTE основаны на внедрении диапазонов LTE/UMTS 3500 МГц, LTE/UMTS 800 МГц, LTE/UMTS 1500 МГц, введении ретрансляторов для режима 1,28 Mбит/с TDD, обеспечении совместной работы базовой сети SAE и подсистемы IMS этап 3, совершенствовании механизмов взаимодействия с внешними сетями радиодоступа Wi-Fi, WiMAX, CDMA2000 и др. Релиз 10 (появление LTE Advanced) В Релизе представлены основные требования к LTE Advanced, установленные Рекомендациями МСЭ-Р ITU-R M.[IMT.RSPEC] к сетям 4G: максимальная скорость передачи данных в линии «вниз» — до 1 бит/с, в линии «вверх» — до 500 LTМбит/с ; ширина канала в линии «вниз» до 100 МГц, в линии «вверх» — 60 МГц; максимальная эффективность использования спектра в линии «вниз» — 30 бит/c/Гц, в линии «вверх» — 15 бит/c/Гц (втрое выше, чем в LTE). Для LTE Advanced используют: 1. совокупность компонентных несущих (СС) для создания радиоканалов с полосой, более чем 20 МГц (до 100 МГц); 2. ассиметричное разделение полос пропускания между линией «вверх» и линией «вниз» в случае использования режима FDD; 3. гибридную технологию OFDMA и SС-FDMA для передачи данных в линии «вверх»; 4. гетерогенные сети HetNet и расширение возможностей координации внутрисотовых помех (eICIC). Релиз 11 (совершенствование LTE Advanced) Релиз 11 направлен на улучшение технологии LTE Advanced по пути:
- сочетания большинства частотных диапазонов, определенных для развития LTE Advanced при агрегации спектра; - внедрение LTE Advanced в диапазоне 700 МГц (второй цифровой дивиденд); - разработки низкостоимостных решений для абонентских терминалов М2М; - улучшение покрытия сетей LTE Advanced; - расширение возможностей услуг позиционирования; - совершенствование системы самооптимизации сети (SON); - совместное использование одних и тех же частотных каналов и диапазонов частот в обычных и гетерогенных сетях LTE Advanced; - улучшение мобильной ретрансляции внутри сети за счет устройств, вмонтированных в транспортные средства. Релиз 12 (LTE Advanced) В Release 12 запланированы для реализации основные стратегические направления развития LTE Advanced, которые, направлены на: резкое увеличение пропускной способности сети и спектральной эффективности (достижение границы Шеннона); гибкость и эффективное управление разнообразными смартфонами; отвод трафика (снижение нагрузки) с базовых станций сети радиодоступа с использованием нелицензируемых радиотехнологий (WiFi и др.); идентификация возможности использования диапазона LTE-450 (TS 36.101, TS 36.104, TR 36.840); Взаимодействие сетей 3GPP-WLAN на уровне сети радиодоступа; Использование малых сот для обеспечения работы гипер-уплотненных сетей. Внедрение 3D MIMO антенн; повышение энергоэффективности и энергосбережение сети. Эволюция современных сетей мобильной связи Эволюция базовой сети мобильных сетей связи 3GPP Node B RNC SGSN GGSN MSC PSTN eNode B S-GW P-GW Operator’s IP Services (e.g., IMS, PSS etc) ‘01 ‘11 ‘03 ‘07 ‘05 ‘09 ‘13 Circuit/GPRS Core Network Evolved Packet Core Network MME Operator’s IP Services (e.g., IMS, PSS etc) Особенности построения сетей LTE
базовой сети SAE (System Architecture Evolution), также называемой сетью EPC (Evolved Packet Core). Базовая сеть SAE содержит узлы MME/UPE, состоящих из логических элементов MME и UPE. Логический элемент MME (Mobility Management Entity) отвечает за управления мобильностью абонентского терминала и взаимодействует с eNB при помощи протоколов плоскости управления C-plane (интерфейс S1-C). Логический элемент UPE (User Plane Entity) отвечает за передачу данных пользователей по протоколам U-plane и взаимодействует с eNB посредством интерфейса S1-U. Роуминг определим как совокупность процедур: обеспечения сетевого взаимодействия на уровне сетей радиодоступа на основе требований технических стандартов 3GPP для сетей LTE. Обеспечения сканирования поддерживаемых сетями LTE диапазонов частот в отсутствии радиопокрытия домашней сети и выполнения выбора соты и аутентификации в визитной сети; Обеспечения назначения IP адреса для UE после его аутентификации в визитной сети и возможности присоединится к услуге доступа в Internet, получить доступ к услугам местной сети или доступ к домашней сети для получения услуг поддерживаемых домашним сервис-провайдером в домашней сети |