Пояснительная записка Корнет Н.А (1208183), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В спецификации технологии LTE значения спектральной эффективностиуказаны как 5 бит/с/Гц для нисходящего канала и 2.5 бит/с/Гц для восходящегоканала (это эквивалентно скоростям в 100 Мбит/с и 50 Мбит/с соответственно).1.2 Общие сведения LTE-AdvancedВ качестве завершенного стандарта связи четвертого поколения Международным союзом электросвязи на конференции в 2012 году (в г. Женева) былапризнана технология LTE-Advanced, а также WiMAX 2 //. На настоящий момент в мире насчитывается 127 сетей LTE-A в 61 странах(по данным GSA). 175операторов инвестируют в LTE-A в 76 странах.Год назад «Мегафон» уже запустил в Москве сеть LTE Advanced предыдущей спецификации - cat 6.
Она позволяет за счет агрегации двух полос частотшириной по 20 МГц в диапазоне 2,5 - 2,7 ГГц обеспечить скорость передачиданных до 300 Мбит/с. Такая возможность у «Мегафона» появилась после поглощения оператора «Скартел» (бренд Yota), что позволило компании увеличить общий объем имеющихся в ее распоряжении LTE-частот в диапазоне 2,52,7 ГГц с 20 МГц до 80 МГц.Сейчас сеть LTE Advanced cat 6 обеспечивает полное покрытие в пределахСадового кольца, а также в ряде других районов Москвы.
Кроме того, сети поданной технологии запущены в Санкт-Петербурге и Челябинске. Из абонентских устройств, поддерживающих эту спецификацию, доступны смартфоныSamsung Galaxy Note Edge и Huawei Honor 6, стационарный Wi-Fi-роутер и недавно запущенный в продажу мобильный WiFi-роутер.[5]Стандарт LTE-Advanced предусматривает:85- использование широкого диапазона частот;- агрегацию спектра (CarrierAggregation - CA);- возможность усложнения антенн, т.е.
технологию передачи данныхMIMO;- поддерживает функции ретрансляции сигнала LTE;- развертывание гетерогенных сетей (HetNet).Первой в мире запустила технологию мобильной связи LTE-Advanced в качестве коммерческой сети компания Yota в 2012 году. Сеть первого проектавключала 11 базовых станций. Коропорация МегаФон построила в пределахСадового кольца г. Москвы сеть LTE-Advanced с максимальной скоростью«внеиз» 300 Мбит/ и «вверх» 50 Мбит/с в 2014 году.1.3 Основные характеристики стандарта LTE Advanced (Rel.10)Тип сети, оговоренный стандартом LTE, имеет название E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork - развивающаяся универсальная наземная сеть радиодоступа).
Основные параметры и характеристикистандарта LTE Advanced (Rel.10), приведенные в //, представлены ниже.Технология множественного доступа:прямой канал (Downlink – DL) – OFDMA;обратный канал (Uplink – UL) – SC-FDMA.Рабочие диапазоны частот: 450 МГц; 700 МГц; 800 МГц; 1800 МГц; 2,1ГГц; 2,4 - 2,5 ГГц; 2,6 - 2,7 ГГц. К данным частотным диапазонам также добавляются следующие:450-470 МГц;698-862 МГц;790-862 МГц;2.3-2.4 ГГц;3.4-4.2 ГГц;4.4-4.99 ГГц..86Битовая скорость:прямой канал (DL) MIMO 4TX×4RX: 1 Гбит/с;обратный канал (UL): 500 Мбит/с.Ширина полосы радиоканала: до 100 МГц.Радиус ячейки: 5 – 30 км.Емкость ячейки (количество обслуживаемых абонентов):более 200 пользователей при полосе 5 МГц;более 400 пользователей при полосе больше 5 МГц.В LTE-Advanced возможна поддержка технологии передачи MIMO:прямой канал (DL): 8TX×8RX;обратный канал (UL): 4TX×4RX.Значение задержки (latency): 10мс.Для нисходящего каналаспектральнаяэффективность равна 3.7бит/с/Гц/сектор (при конфигурации 4х4), а для восходящего канала - 2.0бит/с/Гц/сектор (при конфигурации 1х4).Виды модуляции:прямой канал (DL):, QPSK, 16 QAM,64 QAM.обратный канал (UL): QPSK, 16 QAM.Дуплексное разделение каналов: FDD (Frequency Division Duplex) и TDD(Time Division Duplex).1.4 Структурная схема построения сети LTE Advanced (Rel.10)В рамках технологии LTE Advanced для построения базовой инфраструктурыбылапредложенановоесетевоерешениеподназваниемSAE(SystemArchitectureEvolution).
Базовая сеть SAE полностью построена на IPпротоколе. Доступ к ней может осуществляться как через сети радиодоступавторого и третьего поколений (UTRAN/GERAN), так и через сети не-3GPP(WiMAX, Wi-Fi), а так же через проводные сети (ADSL + FTTH).87Спецификация SAE описывает распределение необходимых функций по логическим узлам и требуемые интерфейсы между узами. Как показано на рис.
1,система разделена на две части:первая часть - сеть радиодоступа(Radioaccessnetwork - RAN), вторая – сеть ядра (corenetwork).Рисунок 1 — Системная архитектура сети LTEНа рисунке 1.1 представлена упрощенная схема архитектуры SAE в рамкахсети LTE. Блок-схема SAE представлена на рис.1.2.Рис.1.1— Архитектура SAE стандарта LTE88Рисунок 1.2 - Блок-схема архитектуры SAE в рамках сети LTEМожно выделить следующие основные элементы сети стандарта LTE:Serving SAE Gateway или просто Serving Gateway (SGW) – обслуживающийшлюз сети LTE. Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций.
SGW имеет прямое соединение с сетями второго и третьего поколений того же оператора, что упрощает передачу соединения в /из них по причинам ухудшения зоны покрытия,перегрузок и т.п. В SGW нет функции коммутации каналов для голосовых соединений, т.к. в LTE вся информация, включая голос коммутируется и передается с помощью пакетов.Public Data Network SAE Gateway или просто PDN Gateway (PGW) – шлюз ксетям передачи данных других операторов для сети LTE. Основная задача PGWзаключается в маршрутизации трафика сети LTE к другим сетям передачи данных, таких как Интернет, а также сетям GSM, UMTS.Mobility Management Entity (MME) – узел управления мобильностью сетисотовой связи стандарта LTE.
Предназначен для обработки сигнализации, преимущественно связанной с управлением мобильностью абонентов в сети.Home Subscriber Server (HSS) – сервер абонентских данных сети сотовойсвязи стандарта LTE. Представляет собой большую базу данных и предназначен для хранения данных об абонентах. Кроме того, HSS генерирует данные,необходимые для осуществления процедур шифрования, аутентификации и т.п.Сеть LTE может включать один или несколько HSS. Количество HSS зависит89от географической структуры сети и числа абонентов. HSS представляет собойбольшую базу данных и предназначен для хранения данных об абонентах.HLR/HSS служит для хранения следующей информации:- пользовательских идентификаторов, номеров и адресной информации;- данных безопасности абонентов: информации для контроля доступа в сеть,аутентификации и авторизации;- о местоположении абонента на межсетевом уровне.
В случае, если дажеабонент покинет текущую сеть LTE оператора, то в HSS сохранится информация о сети на которую переключился абонент ,это необходимо при входящемвызове;- информация о профиле абонента.-генерирует данные, с целью проведения процедур шифрования, аутентификации и т.п.Policy and Charging Rules Function (PCRF) – элемент сети сотовой связистандарта LTE, отвечающий за управление начислением платы за оказанныеуслуги связи, а также за качество соединений в соответствии с заданными конкретному абоненту характеристиками.Итак, в сети LTE базовые станции (eNodeB) напрямую подключены к усовершенствованной пакетной опорной сети (EPC).
Со стороны пользователя соединение устанавливается с обслуживающим шлюзом (SGW), с управляющейстороны – с системой поддержки мобильности (MME).В технологии 3GPP Relase10 обеспечивается функция ретрансляции, чтопозволяет мобильным терминалам обмениваться данными через узел ретрансляции. Этот узел соединен по беспроводной связи с донорным узлом eNodeB сиспользованием технологии радиодоступа LTE, как показано на рисунке 1.1. Сточки зрения терминала, узел ретрансляции представляется «обычной» базовойстанцией. Это означает, что предшествующие станции могут использоваться вкачестве ретрансляторов. При этом становится возможным пространственноерасширение сети LTE .90Область сети радиодоступа делится на два уровня: уровень радиосети (RNL,RadioNetworkLayer) и уровень транспортной сети (TNL, Transport NetworkLayer).
Взаимодействие входящих в область сети радиодоступа БС осуществляется на основе различных интерфейсов ,как показано на рис 1.4.Рис 1.3— Сеть радиодоступа(уровень радиосети;уровень транспортной сети)Существуют различные интерфейсы, посредством которых осуществляетсясвязь между элементами сети. К ним относятся:- X2 - связующий интерфейс БС;- S1 - связующий интерфейс БС E-UTRAN и MME; интерфейс передаетданные управления;- S1-U – интерфейс между E-UTRAN и SAE, по которому передаются пользовательские данные;- S2 – интерфейс для организации соединения между PDN-Gateway и сетямидоступа, которые не разрабатывались 3GPP;91- S3 – интерфейс, предоставляющий прямое соединение SGSN и MME. Онслужит для передачи данных управления для обеспечения мобильности междуLTE и 2G/3G сетями;- S4 – интерфейс, связывающий SAE и SGSN.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
