Mielenkiintoista

Mikä on LTE: Long Term Evolution Tutorial & Overview

Mikä on LTE: Long Term Evolution Tutorial & Overview


LTE oli 3G UMTS -järjestelmän 4G-seuraaja, joka kehitettiin tarjoamaan käytettävissä olevan matkaviestinjärjestelmän jatkokehitys.

Järjestelmä alkoi ottaa käyttöön perusmuodossaan vuonna 2008, koska se tarjoaa paljon nopeamman tiedonsiirtonopeuden, huomattavasti paremman suorituskyvyn ja alhaisemmat käyttökustannukset.

Alustavat käyttöönotot eivät parantaneet juurikaan 3G HSPA: ta ja niitä kutsuttiin joskus 3,5 G: ksi tai 3,99 G: ksi, mutta pian LTE: n täysi kyky ymmärrettiin tarjoavan täydellisen 4G-suorituskyvyn.

Ensimmäiset käyttöönotot tunnettiin yksinkertaisesti nimellä LTE, mutta myöhemmin käyttöönotot nimettiin 4G LTE Advanced ja myöhemmin edelleen 4G LTE Pro.

Radioliityntäverkkoa ei parannettu 4G LTE: n lisäksi, mutta verkkoarkkitehtuuria uudistettiin, mikä mahdollisti pienemmän viiveen ja paljon paremman yhteenliitettävyyden radioverkon RAN-elementtien välillä.

LTE-alku

3GPP, kolmannen sukupolven kumppanuushanke, joka valvoi UMTS 3G -järjestelmän kehitystä, aloitti 3G-matkapuhelinteknologian kehitystyön työpajalla, joka pidettiin Kanadassa Torontossa marraskuussa 2004. LTE-työ aloitettiin toteutettavuustutkimuksella joulukuussa 2004, joka viimeisteltiin sisällyttämiseksi 3GPP-julkaisuun 7. LTE-ydinmääritykset sisällytettiin sitten julkaisuun 8.

Työpajassa asetettiin useita korkean tason vaatimuksia uudelle tekniikalle:

  • Alennettu hinta per bitti
  • Lisääntynyt palvelujen tarjoaminen - enemmän palveluita edullisemmin ja paremmalla käyttökokemuksella
  • Nykyisten ja uusien taajuuskaistojen käytön joustavuus
  • Yksinkertaistettu arkkitehtuuri, avoimet rajapinnat
  • Salli kohtuullinen terminaalin virrankulutus

Todellisten lukujen osalta LTE: n ensimmäisen käyttöönoton kohteisiin sisältyivät 100Mbps: n latausnopeudet ja 50Mbps: n latausnopeudet jokaista 20MHz taajuutta kohti. Tämän lisäksi LTE vaadittiin tukemaan vähintään 200 aktiivista käyttäjää jokaisessa 5 MHz: n solussa. (ts. 200 aktiivista puhelua). Tavoitteet asetettiin myös viiveelle IP-pakettien jakelussa. Palvelujen, kuten VoIP, pelaaminen ja monet muut sovellukset, joissa viive on huolestuttava, lisääntyvän käytön vuoksi on määritettävä luvut. Tämän seurauksena pienille IP-paketeille on asetettu alle 10 ms: n viive.

3G LTE-kehitys

Vaikka LTE: n ja sen 3G-edeltäjien välillä on suuria muutoksia, sitä pidetään kuitenkin UMTS / 3GPP 3G -standardien kehityksenä. Vaikka siinä käytetään erilaista radioliitäntää, CDMA: n sijasta käytetään OFDMA / SC-FDMA: ta, 3G-arkkitehtuurin aikaisempien muotojen kanssa on paljon yhtäläisyyksiä ja on paljon mahdollisuuksia uudelleenkäyttöön.

Määritettäessä mikä LTE on ja miten se eroaa muista solukkojärjestelmistä, järjestelmän teknisten tietojen nopea tarkastelu voi antaa monia vastauksia. LTE: n voidaan nähdä tarjoavan toiminnallisuuden, lisääntyneiden nopeuksien ja yleisesti paremman suorituskyvyn kehityksen.

Mikä on 4G LTE?
Vertailu muihin matkaviestintätekniikoihin
WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSDPA / HSUPA
HSPA +LTE
Suurin laskevan siirtotien nopeus
bps
384 k14 M28 M100M
Suurin nousevan siirtotien nopeus
bps
128 k5,7 M11 M50 M
Viive
meno-paluu aika
noin
150 ms100 ms50 ms (enintään)~ 10 ms
3GPP-julkaisutRel 99/4Suhde 5/6Suhde 7Suhde 8
Noin vuotta alkuperäistä käyttöönottoa2003 / 42005/6 HSDPA
2007/8 HSUPA
2008 / 92009 / 10
PääsymenetelmätCDMACDMACDMAOFDMA / SC-FDMA

Tämän lisäksi LTE on kaikki IP-pohjainen verkko, joka tukee sekä IPv4: tä että IPv6: ta.


LTE: n perusteet: - spesifikaation yleiskatsaus

On syytä tiivistää 3G LTE -määrityksen keskeiset parametrit. Kun otetaan huomioon, että nousevan siirtotien ja laskevan siirtotien toiminnassa on useita eroja, nämä eroavat luonnollisesti niiden tarjoamasta suorituskyvystä.

LTE: n perustiedot
ParametriYksityiskohdat
Huippulinkin nopeus
64QAM
(Mbps)
100 (SISO), 172 (2x2 MIMO), 326 (4x4 MIMO)
Huippuyhteyden nopeudet
(Mbps)
50 (QPSK), 57 (16QAM), 86 (64QAM)
TietotyyppiKaikki pakettikytkentäinen data (ääni ja data). Ei piiriä kytketty.
PääsyjärjestelmätOFDMA (Downlink)
SC-FDMA (Uplink)
Tuetut modulaatiotyypitQPSK, 16QAM, 64QAM (ylös- ja alasuuntainen linkki)
Spektrin hyötysuhdeDownlink: 3-4 kertaa Rel 6 HSDPA
Uplink: 2-3 x Rel 6 HSUPA
Kanavan kaistanleveydet
(MHz)
1.4, 3, 5, 10, 15, 20
Duplex-mallitFDD ja TDD
Liikkuvuus0-15 km / h (optimoitu),
15-120 km / h (korkea suorituskyky)
ViiveTyhjäkäynti aktiiviseen alle 100 ms
Pienet paketit ~ 10 ms

Nämä kohokohdat antavat yleiskuvan LTE: n tarjoamasta suorituskyvystä. Se täyttää teollisuuden vaatimukset suurille tiedonsiirtonopeuksille ja pienemmälle viiveelle - tekijä, joka on tärkeä monille sovelluksille VoIP: stä pelaamiseen ja datan vuorovaikutteiseen käyttöön. Se tarjoaa myös merkittäviä parannuksia käytettävissä olevan taajuuksien käytössä.

Uudet LTE-ominaisuudet

LTE on ottanut käyttöön useita uusia tekniikoita verrattuna aiempiin solukkojärjestelmiin. Niiden avulla LTE pystyy toimimaan tehokkaammin taajuuksien käytön suhteen ja myös tarjoamaan tarvittavat paljon suuremmat tiedonsiirtonopeudet.

  • OFDM (ortogonaalinen taajuusjako multipleksi): OFDM-tekniikkaa käytettiin LTE: n signaalimuodossa, koska se mahdollisti korkean datakaistanleveyden tehokkaan lähettämisen samalla, kun se kuitenkin antoi korkean joustavuuden heijastuksiin ja häiriöihin. Koska tietoja kuljetettiin suurella määrällä kantoaaltoja, jos jotkut puuttuivat heijastusten aiheuttamasta häiriöstä jne., Järjestelmä pystyi silti selviytymään. Pääsyjärjestelmät poikkesivat nousevan ja alasuuntaisen linkin välillä: OFDMA (ortogonaalinen taajuusjakoinen monipääsy käytettiin laskevan siirtotien linkissä; kun taas SC-FDMA (yhden kantoaallon - taajuusjakoinen monipääsy) käytettiin ylöspäin. SC-FDMA: ta käytettiin se, että sen huippu-keskimääräinen tehosuhde on pienempi kuin OFDMA: lla - alempi huippu-keskimääräinen tehosuhde mahdollistaa paremman lopullisen RF-tehovahvistimen tason saavuttamisen - tämä oli ja on tärkeä tekijä matkapuhelimen akun kestossa.
  • MIMO (useita syötteitä, useita lähtöjä): Yksi suurimmista ongelmista, joita aiemmat tietoliikennejärjestelmät ovat kohdanneet, oli monien havaittujen heijastusten aiheuttamat moninkertaiset signaalit. Käyttämällä MIMO-ohjelmaa näitä lisäsignaalireittejä voitiin hyödyntää ja niitä voitiin käyttää läpimenon lisäämiseen.

    MIMO: ta käytettäessä on välttämätöntä käyttää useita antenneja, jotta eri polut voidaan erottaa. Vastaavasti voitaisiin käyttää kaavioita, joissa käytetään 2 x 2, 4 x 2 tai 4 x 4 antennimatriisia. Vaikka uusien antennien lisääminen tukiasemaan on suhteellisen helppoa, sama ei ollut totta matkapuhelimien kohdalla, joissa käyttäjälaitteen mitat rajoittivat antennien määrää, jotka tulisi sijoittaa vähintään puoli aallonpituutta toisistaan.

  • SAE (System Architecture Evolution): 3G LTE: n erittäin korkean tiedonsiirtonopeuden ja matalan viiveen vuoksi järjestelmäarkkitehtuuria oli tarpeen kehittää, jotta parannettu suorituskyky voidaan saavuttaa. Yksi muutos oli se, että joukko ydinverkon aiemmin hoitamia toimintoja siirrettiin reuna-alueelle. Pohjimmiltaan tämä tarjosi paljon "tasaisemman" muodon verkkoarkkitehtuurista. Tällä tavalla viiveaikoja voitaisiin lyhentää ja tiedot reitittää suoraan määränpäähän. Osana päivitystä Evolved Packet Core, EPC kehitettiin varmistamaan, että pakettidata reititettiin mahdollisimman tehokkaasti.
  • IP-tiedot: 4G LTE on kaikki IP-tietojärjestelmä. 3G UMTS oli sisältänyt piirikytkentäisen äänen, mutta LTE ei ollut varannut mitään piirikytkentäistä ääntä. Alun perin oli odotettu, että operaattorit toimittavat datakapasiteetin ja puhe tapahtuisi OTT-sovellusten kautta. Koska operaattorit menettävät merkittäviä tuloja, koska puhe oli tuolloin tärkeä osa tuloja. Tämän voittamiseksi GSMA aseta puheliitännälle standardi VoLTE-äänijärjestelmä.

    VoLTE vaati IMS-ytimen käyttöönottoa, ja tämä hidasti tämän ominaisuuden käyttöönottoa kustannusten vuoksi. Operaattoreiden auttamiseksi tämän ratkaisemisessa kehitettiin IMS: n rajoitettu toteutus, mikä vähensi huomattavasti operaattoreiden vaatimia pääomakustannuksia.

4G LTE: stä tuli tärkein matkaviestintätekniikka. Sekä ensimmäisen että toisen sukupolven tekniikat keskittyivät puheeseen ja 3G siirtyivät sitten kohti mobiilidataa. 4G LTE paransi matkaviestinnän mobiilidatanäkökohtia keskittyen pääasiassa tähän näkökohtaan mahdollistamaan yleisen mobiilidatayhteyden.

Langattoman ja langallisen yhteyden aiheet:
Matkapuhelinviestinnän perusteet2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT-langattomat puhelimetNFC - LähikenttäviestintäNetworking perusteetMikä on CloudEthernetSarjatiedotUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Palaa kohtaan Langaton ja langallinen yhteys


Katso video: What is LTE? (Marraskuu 2021).