ИСиС лекция 5
.pdf
ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ
ЛЕКЦИЯ 5. СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ 4-ГО ПОКОЛЕНИЯ (LTE)
Лектор: М.С. Степанов к.т.н., доцент кафедры ССиСК mihstep@yandex.ru
Москва, 2018
ХРОНОЛОГИЯРАЗРАБОТКИИПУБЛИКАЦИИ РЕЛИЗОВ3GPP
2
СЕТИМОБИЛЬНОЙСВЯЗИЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯLONGTERM EVOLUTION (LTE)
•Главная отличительная особенность сетей LTE (Long Term Evolution) - полный переход на стек протоколов TCP/IP(All-IP network).
•Технология сетей четвертого поколения описана в стандартах 3GPP
Release 8 — Release 14.
•Протокол IPиспользуется в сетях LTE для передачи всех типов данных.
•Название технологии LTE подразумевает ее долгосрочное
развитие/эволюцию (в том числе, до сетей пятого и последующих |
|
поколений) |
3 |
|
ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИДАННЫХВСЕТЯХLTE
•Голосовой трафик передается в пакетном виде с использованием технологий IPтелефонии, разработанной ранее для стационарных IP-сетей.
•Мобильные сети LTE связываются друг с другом и со стационарными телефонными сетями через IP-сети
•В случае, если сеть не поддерживает IP-протокол, связь между ней и сетью LTE осуществляется через шлюз, который преобразует голосовой трафик из пакетного формата в формат цифровых каналов TDM.
•Отдельный шлюз сигнализации преобразует сигнальные протоколы ОКС-7 в
сигнальные протоколы IP-телефонии.
•Радиосеть доступа LTE используется мультиплексирование OFDM.
•В сети LTE скорость передачи данных адаптируется к условиям радиосреды и требованиям приложения пользователя за счет изменения числа выделенных
пользователю частотных подканалов. |
4 |
|
МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ НАКАНАЛЫ
FDMA FDMA+TDMA
CDMA
Метод CDMA(кодовое разделение множественного доступа) лучше метода TDMA (временное разделение множественного доступа) тем, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных и лучшую защиту от помех благодаря использованию уникальных кодов для каждого абонента.
СDMA
Метод множественного доступа с кодовым разделением
Code Division MultipleAccess
Принцип действия:
•Каждому узлу выделяется весь спектр частот и всё время.
•Для идентификации соединений используются специальные коды.
•Каналы трафика создаются с помощью широкополосных кодомодулированных радиосигналов — шумоподобных сигналов, передаваемых в общий канал в едином широком частотном диапазоне.
•Каждый передатчик модулирует сигнал с применением присвоенного ему числового кода, и приёмник, настроенный на аналогичный код, может вычленять из общей «какофонии» радиосигналов ту часть сигнала, которая предназначена данному приёмнику.
ОРТОГОНАЛЬНОЕ ЧАСТОТНОЕМУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ
(ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING,OFDM)
•При использовании OFDM данные передаются небольшими частями параллельно и независимо по нескольким частотным полосам (подканалам) с
более низкой скоростью.
•Таким образом, все подканалы одного канала OFDM передают данные одного потока (в отличие от метода FDM, при котором канал разделяется между несколькими пользователями)
•Одновременная передача данных по всем подканалам помогает достичь
высокой результирующей скорости передачи данных одного потока
•Возможность качественной передачи данных обеспечивается за счет
ортогональности передаваемых сигналов.
• Ортогональными сигналами называют сигналы у которых коэффициент |
7 |
|
корреляции равен нулю (т.е., сигналы максимально непохожи друг на |
||
|
||
друга) |
|
РЕСУРСНЫЙ БЛОК И РЕСУРСНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
•Ресурсный блок (RB) в LTE — это единица ресурса передачи, состоящая из 12 субчастотных интервалов, занимаемых в течение временного интервала (TS — 0,5 мс).
•Ресурсный элемент (RE) — наименьший блок передачи данных в DL и UL режимах. Необходимая полоса частот для RE составляет 15 кГц.
•Ресурсный блок в LTE используется для передачи данных между базовой станцией оператора и абонентом (смартфоном, модемом и т. д.). Он занимает полосу частот 180 кГц и окружён защитными промежутками.
•Ресурсный блок позволяет увеличить скорость мобильного интернета за счёт одновременного использования нескольких несущих частот
MULTIPUT INPUT/MULTIPUT OUTPUT (MIMO)
MIMO (Multiple Input Multiple Output) — это метод пространственного кодирования сигнала, который позволяет увеличить пропускную способность канала передачи данных.
MIMO предполагает одновременный приём и передачу нескольких потоков данных с помощью множества антенн на передающей и принимающей сторонах. Один поток данных распределяется между несколькими антеннами для их передачи и последующего приёма, что позволяет параллельно передавать данные по нескольким потокам и значительно увеличивает скорость и качество передаваемого сигнала
АРХИТЕКТУРАLTE