Docstoc

LTE_Benco

Document Sample
LTE_Benco Powered By Docstoc
					TECHNICKÁ                 UNIVERZITA V KOŠICIACH

        Fakulta elektrotechniky                  a informatiky

             Katedra elektroniky a multimediálnych telekomunikácií




                                LTE
                        (Long Term Evolution)




Šk. rok: 20010/2011
Dátum: 29. 11. 2011                                                  Pavel Benco
Koncepcia systému LTE / SAE
Celý systém LTE / SAE sa skladá z novej rádiovej prístupovej siete LTE a nového jadra siete
SAE. LTE predstavuje prístupovú sieť, založenú na ortogonálnom frekvenčnom multiplexe
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), ten je veľmi výhodný pre
širokopásmové aplikácie W-CDMA, ktorý využívajú súčasné systémy UMTS a CDMA2000.
Všeobecne možno OFDM popísať ako: Jedná sa o prenosovú techniku pracujúce s tzv
rozprestretým spektrom, kedy je signál vysielaný na viacerých nezávislých frekvenciách, čo
zvyšuje odolnosť voči rušeniu .
Modulačné metódy OFDM spočívajú v použití niekoľkých stoviek až tisícov nosných
frekvencií. Nosné sú ďalej modulované podľa potreby rôznymi robustnými moduláciami
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM (16-Quadrature Amplitude Modulation)
alebo 64-QAM. Jednotlivé nosné frekvencie sú vzájomne ortogonálne, takže maximum
každej nosnej frek. by malo prekrývať s minimami ostatných. Dátový tok celého kanálu sa
tak delí na stovky čiastkových dátových tokov jednotlivých nosných frekvencií. Keďže sú vo
výsledku toky na jednotlivých nosných malé, je možné vkladať ochranný interval (GI) - čas,
kedy sa nevysiela žiadna nová informácia. Na prijímacej strane je tak možné nerušene prijať
(práve) vysielaný symbol, aj keď prichádza k prijímaču viacerými cestami s rôznym
spozdením. Rovnaký symbol prijatý viackrát s rôznym spozdením tak môže zodpovedať aj
viac vysielačov. Prijímané výkonové úrovne viacerých vysielačov resp. odrazov sa tak na
prijímacej strane do určitej miery sčítajú.

Pre označenie prístupovej siete LTE sa používa označenie E-UTRA (Evolved UMTS
Terrestrial Radio Access Network).

Jadro systému siete SAE vznikalo niekoľkoročným vývojom z predchádzajúcich generácií
mobilných sietí. Skratka SAE znamená System Architecture Evolution. Celkovo systém LTE
/ SAE je na veľmi dobrej úrovni, čo sa prenosových vlastností týka. V pásme 20 MHz v
smere DL (Down Link) dosahuje rýchlosti až 300 Mbit /s a v smere UL (Up Link) dosahuje
rýchlosti 70 Mbit / s. Veľmi zjednodušená takzvane plochá architektúra zlacňuje realizáciu i
prevádzku celého systémového celku. Taktiež je táto nová architektúra na veľmi dobrej
úrovni z hľadiska latencie prenášaných dát. Opozdenie v uzavretom okruhu sa pohybuje
okolo 9 ms, čo je zatiaľ jeden z najlepších výsledkov v mobilných sieťach.

 MIMO
Multiple-input multiple-output (MIMO) rádiová komunikácia využíva viaccestného šírenia k
zvýšeniu priepustnosti a dosahu alebo k zníženiu počtu prenosových bitových chýb. Použitie
viacerých vysielacích a prijímacích antén vedie k vytvoreniu viacerých samostatných
rádiových kanálov medzi vysielačom a prijímačom, čo vedie k väčšej dátovej priepustnosti.
MIMO je dôležitou súčasťou moderných bezdrôtových komunikačných štandardov, ako je IEEE
802.11n (WiFi), 4G, 3GPP Long Term Evolution, WiMAX a HSPA +.
                           Obr.1 schéma antény MIMO

OPIS TECHNOLÓGIE LTE

Rýchlosť prenosu dát v rádiovom pásme 20MHz, pri použití mobilnej stanice s dvoma
prijímacími a jedinou vysielacou anténou, je dátová rýchlosť na zostupnej trase (DL)
najmenej 100 Mbit / s, na vzostupnej trase (UL) najmenej 50 Mbit / s.

Podpora režimu s viacerými vysielacími aj prijímacími anténami: systém LTE podporuje
priestorovú vysielaciu a prijímaciu diverzitu, ako aj priestorový multiplex (MIMO) a tiež
techniku inteligentných antén. Tieto metódy významne zvyšujú spoľahlivosť prenosu resp.
priepustnosť siete, a to pri nezväčšených šírkach pásma a vysielacích výkonoch.

Prenosové oneskorenie (latencia): v užívateľskej rovine je prenosove spozdenie definované
ako jednosmerný prenosový čas, potrebný na transport malého IP paketu z uživatelského
terminálu ku koncovému uzla prístupovej siete a to pre prípad nezaťaženej siete (tj bez iných
aktívnych terminálov v bunke); tento prenosový čas je menšia než 5ms, prenosový čas v
uzavretej slučke RTT (Round-Trip Time) je 10 ms.
Prechod z pohotovostného stavu do aktívneho stavu menšia než 100 ms.

Šírka pásma: voliteľné nastavenie šírky pásma 1,4; 3; 5; 10; 15 a 20 MHz; pre režim TDD sú
určené ďalšie šírky pásma 1,6 MHz a 3,2 MHz.

Interoperabilita: LTE umožňuje interoperabilitu (vzájomné prepojenie) s už existujúcimi
sieťami 3GPP, navyše podporuje aj kooperáciu aj s inými sieťami.

Multimediálne rozhlasové a multikastové služby MBMS (Multimedia Broadcast Mul-ticast
Service): tieto služby, označované aj ako multimediálne služby s všesměrovým a výberovým
vysielaním, systém LTE podporuje, a to vo vylepšenej variante E-MBMS (Enhanced
MBMS); pri ich implementácii sa uplatňujú koncepcie spektrálne aj energeticky veľmi
efektívnych monofrekvenčních sietí SFN (Single Frequency Network), používaných napr v
digitálnej televízii DVB (Digital Video Broadcasting), a podobne.

Mobilita: systém LTE je optimalizovaný pre nízku mobilitu 0 ~ 15km / h, s mierne
obmedzenými parametrami je použiteľný do rýchlosti 120km / h, základné hlasové a dátové
spojenie v celej bunkových sieti je zaistené do rýchlostí 350 až 500 km / h.

Duplexná prevádzka: LTE využíva časový duplex TDD v nepárovaných pásmach; okrem toho
môže byť aplikovaný aj frekvenčný duplex FDD v párovaných pásmach, a to ako plný duplex
FFDD (Full FDD), tak poloduplex HFDD (Half FDD).

Kvalita služieb QoS: LTE podporuje systém QoS, zameraný na dosiahnutie čo najvyššej
kvality služieb "end-to-end" - pokiaľ možno vyššia ako vykazujú staršie systémy, napr
paketový prenos reči na báze VoIP by tu mal poskytovať aspoň takú kvalitu, aké dosahuje
štandard UMTS v klasickom režime prepojovanie okruhov CS a pod.

Prerušované vysielanie a príjem: prerušované vysielania DTX (Discontinuous Transmission)
a prerušovaný príjem DRX (Discontinuous Reception) v mobilných staniciach ,
uskutočňované v intervaloch, kedy nie sú k dispozícii žiadne pakety pre vysielanie resp. pre
príjem, redukujú interferencie a tým zväčšujú celkovú kapacitu siete .


Výhody LTE sietí

    Vysoká rýchlosť pripojenia, čo umožňuje prevádzku najrôznejších služieb.

    Fixné pripojenie k sieti, ktoré možno kombinovať s už dostupným pokrytím
     bezdrôtových sietí, napríklad pomocou bezdrôtovej technológie WiFi.

    Dobré vlastnosti prenosu aj pri rýchlom pohybe používateľov.

    Flexibilné nastavenie šírok rádiového pásma medzi 1,4 MHz až 20 MHz




 LTE NA SLOVENSKU
O2 netestuje LTE iba na Slovensku, ale skúša technológie rôznych výrobcov v rôznych
krajinách a vo viacerých frekvenčných pásmach. U nás testy prebehli v pásme 2,6 GHz
a testovalo sa v Banskej Bystrici. Dodávateľom pre testy v SR je Nokia Siemens Networks
(NSN).
Pri testoch si LTE pripojenie hravo poradilo so streamovaním Full HD videa s rozlíšením
1080p, ale aj s HD videami z YouTube. Pri sťahovaní 200 MB súboru z FTP servera na
notebook HP dosahovala rýchlosť pripojenia hodnoty medzi 90 - 98 Mbit/s, teda takmer
maximum dané použitými terminálmi. V reálnej prevádzke závisí okamžitá rýchlosť nielen od
zaťaženia siete, ale aj od pridelenej šírky pásma (1,4 až 20 MHz) a použitého modemu.
Modemy Samsung 4G a LG ktoré môžeme vidieť na obrázku sú komerčne dostupné
a používané v LTE sieťach napr. v Škandinávii.
      Prenosová rýchlosť sťahovania FTP bola nameraná 75 Mbps
      Prenosová rýchlosť sťahovania UDP bola nameraná 90 Mbps
      Prenosové oneskorenie bolo 24 ms




                        Obr2. Nové LTE modemy od samsung a LG
Použité odkazy:

[1.] 3GPP Long Term Evolution Citované dňa 19.11.2010. Dostupné na internete:
http://en.wikipedia.org/wiki/3GPP_Long_Term_Evolution

[2.] Juraj Procházka. 2010. Telefónica O2 prezentovala živú LTE prevádzku na
Slovensku – prvé dojmy. Citované dňa 19.11.2010. Dostupné na internete:
http://www.mobil.sk/clanok10292-
Telefonica_O2_prezentovala_zivu_LTE_prevadzku_na_Slovensku__prve_dojmy.htm


[3.] 3G LTE Tutorial – 3GPP Long Term Evolutin. Citované dňa 18.11.2010. Dostupné na
internete:
http://www.radio-electronics.com/info/cellulartelecomms/lte-long-term-evolution/3g-lte-
basics.php

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:6
posted:8/24/2012
language:Hungarian
pages:5