Гельгор А.Л. Технология LTE мобильной передачи данных (2011) (1151873)
Текст из файла
Министерство образования и науки Российской Федерации________________САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ________________________________________________________Приоритетный национальный проект «Образование»Национальный исследовательский университетА.Л. ГЕЛЬГОРЕ.А. ПОПОВТЕХНОЛОГИЯ LTE МОБИЛЬНОЙПЕРЕДАЧИ ДАННЫХРекомендовано Учебно-методическим объединением по университетскомуполитехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовкимагистров “Техническая физика”Санкт-ПетербургИздательство политехнического университета2011УДК 621.396.93(075.8)ББК 32.84я73Г 32Рецензенты:Кафедра радиопередающих устройств и средств подвижной связи СПбГУТим.
проф. М.А. Бонч-Бруевича, зав. кафедрой д.т.н., профессор М. А. СиверсКафедра военных телекоммуникационных систем Военной академии связиим. С. М. Будённого, начальник кафедры к.в.н., проф. А. БоговикГельгор А.Л. Технология LTE мобильной передачи данных: учеб. пособие /Гельгор А.Л., Попов Е.А. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. — 204 с.ISBNПредлагаемое учебное пособие посвящено изучению технологии LTE длясотовых сетей мобильной связи четвёртого поколения.В пособии дан обзор принципов построения архитектуры сети и организация в них сетевых услуг.
Изучается структура логических, транспортных и физических каналов и их взаимного отображения. Рассмотрены процедуры первичной обработки сигналов на физическом уровне.Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки магистров “Техническая физика”. Оно может быть такжеиспользовано при обучении по направлениям подготовки магистров “Радиотехника”, “Инфокоммуникационные технологии и системы связи”.Работа выполнена в рамках реализации программы развития национальногоисследовательского университета “Модернизация и развитие политехническогоуниверситета как университета нового типа, интегрирующегомультидисциплинарные научные исследования и надотраслевые технологиимирового уровня с целью повышения конкурентоспособности национальнойэкономики”Печатаетсяпорешениюредакционно-издательскогосоветаСанкт-Петербургского государственного политехнического университета.Печатается по решению редакционно-издательского совета СанктПетербургского государственного политехнического университета.© Гельгор А.Л., Попов Е.А., 2011© Санкт-Петербургский государственныйполитехнический университет, 2011ISBN2ОГЛАВЛЕНИЕВведение …………………………………………………………….1.
Принципы построения и функционирования сетей LTE ……..1.1. Архитектура сети LTE ……………………………………….1.2. Стеки протоколов, каналы и услуги, реализованные наразличных уровнях ………………………………………………1.3. Управление мобильностью пользовательских терминалов ……………………………………………………………1.4. Услуги в сетях LTE …………………………………………1.4.1. Передача интернет-файлов ……………………………1.4.2. Доставка электронной почты ………………………….1.4.3. Мультимедийные сообщения ………………………. ….1.4.4. Мультимедийное вещание ………………………………1.4.5. Потоковое видео …………………………………………1.5. Качество обслуживания в сетях LTE …………………….....Вопросы и задания для самопроверки ……………………………2.
Физический уровень сетей LTE …………………………………2.1. Структура сигналов нисходящих и восходящих каналов …2.1.1. Технология OFDM ………………………………………2.1.2. Спектральные характеристики сигналов с OFDM …….2.1.3. Технология SC-FDMA …………………………………2.2. Основные физические восходящие каналы ………………2.2.1. Физический восходящий совместный канал …………2.2.2. Передача служебной информации в канале PUCCH ….2.2.3. Передача служебной информации в канале PUSCH ….2.2.4. Передача пользовательских данных в восходящем направлении ……………………………………………………….2.2.5. Помехоустойчивое кодирование ……………………….2.2.6. Пилотные сигналы восходящих каналов ………………2.2.7.
Физический канал случайного доступа ………………2.3. Основные физические нисходящие каналы ………………51011173036394447515760767781829610510911111612612913213514414732.3.1. Передача пользовательских данных в нисходящем направлении ……………………………………………………….2.3.2. Передача служебной информации в нисходящем направлении ……………………………………………………….2.3.3. Поддержка многоантенных систем MIMO …………….2.3.4.
Приём и обработка сигналов сетей LTE ……………….Вопросы и задания для самопроверки ……………..………………Библиографический список ………………………………………..Приложение 1. Частотный план функционирования сетей LTE …Приложение 2. Последовательности фаз символов пилотныхсигналов ……………………………………………………………...Приложение 3. Образующие векторы и матрицы предварительного кодирования ……………………………………………………Приложение 4.
Значения элементов скремблирующих последовательностей …………………………………………………………Приложение 5. Наиболее важные сокращения и термины ………4148159169173185186187189192194196ВВЕДЕНИЕФункционирование мобильных сетей сотовой связи третьего поколения к настоящему стало вполне осязаемой реальностью. Стандарты третьего поколения — американский IMT2000-MC, являющийсяразвитием стандарта CDMA2000, европейский IMT2000-MC, болееизвестный как UMTS [3, 4], который разработан в целях наиболее органичного развития сетей GSM, позволили обеспечить представлениепользовательских услуг (потоковое вещание, передача мультимедийной информации, высокоскоростной интернет и др.), недоступных втрадиционных сетях второго поколения.Дальнейшим развитием мировых телекоммуникационных технологий в области мобильной связи являются разработка и внедрениестандартов четвёртого поколения (4G), обеспечивающих ещё большие скорости передачи данных (и, как следствие, повышение качества предлагаемых пользовательских услуг) при общем снижении издержек в эксплуатации телекоммуникационного оборудования.
Одной из технологий, призванных для решения насущных задач современных телекоммуникаций, является технология Long Term Evolution,или, сокращённо, LTE-технология. Соответственно этому, сети мобильной связи, реализованные на основе такой технологии, называютLTE-сети.В конце 2009 г. шведско-финский оператор телекоммуникационных услуг TeliaSonera совместно с производителем телекоммуникационного оборудования Ericsson объявили о запуске в городах Стокгольм и Осло первой в мире коммерческой LTE-сети с заявленнойскоростью передачи данных до 80 Мбит/с.
К настоящему моменту(май 2011 г.) в мире насчитывается около 20 функционирующих вкоммерческом режиме сетей LTE, при этом ещё около 50 сетей либоуже эксплуатируются в тестовом режиме, либо готовятся к запуску вближайшее время.В Российской Федерации запуск сетей LTE, по крайней мере, вопытной эксплуатации, планировался ещё в середине 2010 г., когда5компания “Скартел”, работающая под брендом “Yota”, заявила о своём желании развёртывать сети LTE на базе сетей WiMax, коммерческая эксплуатация которых уже была начата. Однако компании былов этом отказано, поскольку имеющаяся у ней лицензия на работу вчастотном диапазоне 2,5…2,7 ГГц предполагает использование оборудование сетей WiMAX. Тем не менее, ожидается, что запуск сетейLTE в России в пределах 2011 г.
всё же состоится.Целью предлагаемого учебного пособия является знакомство читателя с основными особенностями технологии LTE.Основная часть пособия состоит из двух глав.Первая глава является обзорной, в ней рассматриваются особенности архитектуры сетей LTE, функции, возлагаемые на основные сетевые блоки, взаимоувязанная структура физических, транспортных илогических каналов, организация пользовательских услуг.Вторая глава посвящена достаточно подробному рассмотрениюфизического уровня сетей LTE. Излагаются принципы технологийOFDM и SC-FDMA, лежащие в основе организации передачи данныхв нисходящем и восходящем направлениях, изучается структура физических каналов в обоих направлениях, организация в них пользовательской и служебной информации, используемые методы модуляциии кодирования.Целесообразно сделать ряд замечаний и пояснений, касающихсякак существа излагаемых вопросов, так и особенностей самого пособия.Прежде всего, необходимо отметить некоторую условность понятия “сети LTE”, под которой — вопреки требованиям однозначнойкритериальности в технической терминологии — понимают и систему, и сеть, и, наконец, сетевую технологию четвёртого поколения.Как уже было сказано, сети LTE являются дальнейшим развитием сетей UMTS третьего поколения.
В отличие от многих телекоммуникационных систем, для которых спецификации (даже если их достаточно большое количество) имеют чётко выраженные “перечислимость и6предназначенность”, техническая документация на систему UMTSпредставляет собой коллосальное количество разнообразных документов, разрабатываемых в рамках международного консорциума3GPP (3rd Generation Partnership Project) и открыто публикуемых настраницах всемирного форума www.3gpp.net. Такие документысгруппированы в соответствующие серии по признаку общности какого-либо аспекта.Технические спецификации, относящиеся непосредственно к сетям LTE, выделены в 36-ю серию. Наиболее значимыми спецификациями, определяющими физический уровень, т. е.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
