מעניין

מה זה LTE: הדרכה בנושא סקירת אבולוציה לטווח ארוך

מה זה LTE: הדרכה בנושא סקירת אבולוציה לטווח ארוך


LTE הייתה היורשת של 4G למערכת UMTS 3G שפותחה כדי לספק התפתחות נוספת של מערכת הטלקומוניקציה הניידת הזמינה.

התוכנית החלה להתפרס בצורתה הבסיסית בסביבות שנת 2008, תוך שהיא מספקת מהירויות נתונים גבוהות בהרבה ושיפור ביצועים כמו גם עלויות תפעול נמוכות יותר.

פריסות ראשוניות לא נתנו שיפור מועט בהשוואה ל- 3G HSPA ולפעמים כונו 3.5G או 3.99G, אך עד מהרה התגשמה היכולת המלאה של LTE שהיא מספקת רמת ביצועים מלאה של 4G.

הפריסות הראשונות נקראו פשוט LTE, אך פריסות מאוחרות יותר הוגדרו 4G LTE Advanced ובהמשך עדיין 4G LTE Pro.

לא זו בלבד שרשת הגישה לרדיו שופרה עבור 4G LTE, אלא שגם ארכיטקטורת הרשת שופצה ואפשרה חביון נמוך יותר וקישוריות הרבה יותר טובה בין אלמנטים ברשת הגישה לרדיו, RAN.

התחלות LTE

3GPP, פרויקט השותפות מהדור השלישי שפיקח על פיתוח מערכת ה- UMTS 3G התחיל את העבודה על התפתחות טכנולוגיית הסלולר 3G עם סדנה שהתקיימה בטורונטו קנדה בנובמבר 2004. העבודה על LTE החלה במחקר היתכנות. בדצמבר 2004, אשר הושלם סופית להכללה במהדורת 3GPP 7. מפרטי הליבה של LTE נכללו אז במהדורה 8.

בסדנה נקבעו מספר דרישות ברמה גבוהה לטכנולוגיה החדשה:

  • עלות מופחתת לסיבית
  • אספקת שירותים מוגברת - יותר שירותים בעלות נמוכה יותר עם חווית משתמש טובה יותר
  • גמישות השימוש ברצועות תדרים קיימות וחדשות
  • ארכיטקטורה פשוטה, ממשקים פתוחים
  • אפשר צריכת חשמל סופנית סבירה

מבחינת הנתונים בפועל, היעדים לפריסה הראשונית של LTE כללו שיעורי הורדה של 100 מגה לשנייה, ושיעורי העלאה של 50 מגה לשניות לכל 20 מגה-הרץ בספקטרום. בנוסף ל- LTE זה נדרש לתמוך בלפחות 200 משתמשים פעילים בכל תא 5 מגה-הרץ. (כלומר 200 שיחות טלפון פעילות). יעדים נקבעו גם לחביון במשלוח מנות IP. עם השימוש הגובר בשירותים הכוללים VoIP, משחקים ויישומים רבים אחרים בהם חביון מעורר דאגה, יש להגדיר נתונים לכך. כתוצאה מכך נקבע נתון של חביון של פחות מ -10 ms עבור מנות IP קטנות.

התפתחות LTE 3G

למרות שיש שינויים משמעותיים בצעדים בין LTE לקודמי 3G שלה, בכל זאת רואים אותה כאבולוציה של תקני UMTS / 3GPP 3G. למרות שהוא משתמש בצורה שונה של ממשק רדיו, תוך שימוש ב- OFDMA / SC-FDMA במקום CDMA, ישנם קווי דמיון רבים עם הצורות הקודמות של ארכיטקטורת 3G, ויש מקום לשימוש חוזר רב.

בקביעת מהו LTE וכיצד הוא שונה ממערכות סלולריות אחרות, מבט מהיר על המפרט של המערכת יכול לספק תשובות רבות. ניתן לראות LTE המספק התפתחות נוספת של פונקציונליות, עלייה במהירויות ושיפור ביצועים כלליים.

מה זה 4G LTE?
השוואה עם טכנולוגיות תקשורת סלולריות אחרות
WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSDPA / HSUPA
HSPA +LTE
מהירות מקסימלית של downlink
bps
384 k14 מ '28 מ '100M
מהירות העלאה מקסימלית
bps
128 k5.7 מ '11 מ '50 מ '
חֶבִיוֹן
זמן הלוך ושוב
משוער
150 אלפיות השנייה100 אלפיות השנייה50ms (מקסימום)~ 10 אלפיות השנייה
מהדורות 3GPPRel 99/4Rel 5/6Rel 7Rel 8
כשנתיים של השקה ראשונית2003 / 42005/6 HSDPA
2007/8 HSUPA
2008 / 92009 / 10
מתודולוגיית גישהCDMACDMACDMAOFDMA / SC-FDMA

בנוסף לכך, LTE היא רשת מבוססת כל IP, התומכת ב- IPv4 וגם ב- IPv6.


יסודות LTE: - סקירת מפרט

כדאי לסכם את הפרמטרים המרכזיים במפרט 3G LTE. לאור העובדה שקיימים מספר הבדלים בין פעולת ה- uplink ל- downlink, אלה שונים באופן טבעי בביצועים שהם יכולים להציע.

מפרט בסיסי LTE
פָּרָמֶטֶרפרטים
מהירות שיא downlink
64QAM
(Mbps)
100 (SISO), 172 (2x2 MIMO), 326 (4x4 MIMO)
מהירויות העלאה הגבוהות ביותר
(Mbps)
50 (QPSK), 57 (16QAM), 86 (64QAM)
סוג מידעכל הנתונים המועברים על מנות (קול ונתונים). שום מעגל לא עבר.
תוכניות גישהOFDMA (Downlink)
SC-FDMA (Uplink)
סוגי אפנון נתמכיםQPSK, 16QAM, 64QAM (Uplink ו- downlink)
יעילות מדהימהקישור למטה: 3 - 4 פעמים Rel 6 HSDPA
Uplink: 2 -3 x Rel 6 HSUPA
רוחב פס של הערוץ
(MHz)
1.4, 3, 5, 10, 15, 20
תוכניות דופלקסFDD ו- TDD
ניידות0 - 15 קמ"ש (מותאם),
15 - 120 קמ"ש (ביצועים גבוהים)
חֶבִיוֹןסרק לפעיל פחות מ 100 ms
חבילות קטנות ~ 10 אלפיות השנייה

מפרטי הדגשה אלה נותנים מבט כולל על הביצועים שתציע LTE. הוא עומד בדרישות התעשייה למהירויות הורדת נתונים גבוהות וכן לחביון מופחת - גורם חשוב עבור יישומים רבים החל מ- VoIP ועד משחקים ושימוש אינטראקטיבי בנתונים. זה גם מספק שיפורים משמעותיים בשימוש בספקטרום הזמין.

תכונות LTE חדשות

LTE הציגה מספר טכנולוגיות חדשות בהשוואה למערכות הסלולר הקודמות. הם מאפשרים ל- LTE להיות מסוגל לפעול בצורה יעילה יותר ביחס לשימוש בספקטרום, וכן לספק את שיעורי הנתונים הגבוהים בהרבה.

  • OFDM (ריבוי חלוקת תדרים אורתוגונלית): טכנולוגיית OFDM שימשה לפורמט האות של LTE מכיוון שהיא אפשרה העברת רוחבי פס גבוהים של נתונים ביעילות תוך שהיא מספקת מידה גבוהה של עמידות בפני השתקפויות והפרעות. מכיוון שנתונים הועברו על מספר רב של מובילים, אם חלקם היו חסרים כתוצאה מהפרעות מהשתקפויות וכו ', המערכת עדיין הצליחה להתמודד. תוכניות הגישה היו שונות בין uplink למורד הקישור: שימוש ב- OFDMA (גישה מרובה של חטיבת תדרים אורתוגונלית במורד הקישור; בעוד ש- SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multiple Access) נעשה שימוש במעלה הקישור. SC-FDMA שימש לנוכח העובדה שיחס ההספק לשיא הממוצע שלה קטן יותר מאשר ל- OFDMA - יחס ההספק הנמוך לשיעור הממוצע המאפשר להשיג רמות טובות יותר של מגבר הספק RF הסופי - זה היה ומהווה גורם חשוב למשך חיי הסוללה של המכשיר הנייד.
  • MIMO (פלט מרובה כניסה מרובה): אחת הבעיות העיקריות בהן נתקלו מערכות טלקומוניקציה קודמות הייתה של אותות מרובים הנובעים מההשתקפויות הרבות בהן נתקלים. על ידי שימוש ב- MIMO, נתיבי האות הנוספים הללו יכלו לשמש ביתרון ויכולו לשמש להגדלת התפוקה.

    בעת שימוש ב- MIMO, יש צורך להשתמש באנטנות מרובות כדי לאפשר הבחנה בין הנתיבים השונים. בהתאם לכך ניתן להשתמש בתכניות המשתמשות במטריצות אנטנות 2 x 2, 4 x 2 או 4 x 4. אמנם קל יחסית להוסיף אנטנות נוספות לתחנת בסיס, אך הדבר לא היה נכון לגבי מכשירים ניידים, כאשר הממדים של ציוד המשתמש הגבילו את מספר האנטנות שיש למקם לפחות אורך גל זה מזה.

  • SAE (אבולוציית אדריכלות מערכת): עם קצב הנתונים הגבוה מאוד ודרישות ההשהיה הנמוכות עבור 3G LTE, היה צורך לפתח את ארכיטקטורת המערכת כדי לאפשר את השגת הביצועים המשופרים. שינוי אחד היה שמספר הפונקציות שטופלו בעבר ברשת הליבה הועברו לפריפריה. בעיקרו של דבר זה סיפק צורה הרבה יותר "שטוחה" של ארכיטקטורת רשת. באופן זה ניתן להפחית את זמני ההשהיה ולנתב נתונים ישירות יותר ליעדם. כחלק מהשדרוג ליבת מנות מפותחת, EPC פותחה על מנת להבטיח שנתוני המנות ינותבו בצורה היעילה ביותר האפשרית.
  • נתוני IP: 4G LTE היא מערכת נתונים הכוללת IP. UMTS 3G כלל קול המוחלף במעגל, אך LTE לא סיפק שום קול שהועבר למעגל. במקור היה צפוי כי מפעילים יספקו את יכולת הנתונים והקול יהיה באמצעות יישומי OTT. מכיוון שהמפעילים יאבדו הכנסות משמעותיות כיוון שהקול היה אז מרכיב מרכזי בהכנסות. כדי להתגבר על GSMA זה קבעו את הסטנדרט לקישוריות קולית כ- Voice over LTE, VoLTE.

    VoLTE נדרש ליישום ליבת IMS והאטה את יכולת זו לנוכח ההוצאה. כדי לסייע למפעילים להתגבר על כך, פותחה הטמעה מוגבלת של IMS וזה הפחית באופן ניכר את הוצאות ההון הנדרשות על ידי המפעילים.

4G LTE הפכה לטכנולוגיית התקשורת הניידת העיקרית. טכנולוגיות הדור הראשון והשני התמקדו בקול ו- 3G ואז עברו לעבר נתונים ניידים. 4G LTE השתפר בהיבטי הנתונים הניידים של תקשורת סלולרית, והתמקד בעיקר בהיבט זה כדי לאפשר קישוריות נתונים סלולרית כללית.

נושאי קישוריות אלחוטית וקווית:
יסודות תקשורת סלולרית 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4 טלפונים אלחוטיים DECT NFC- תקשורת שדה קרוב רשת יסודות מהו הענן Ethernet נתונים סידוריים USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
חזור לקישוריות אלחוטית וקווית


צפו בסרטון: Asus מציגה את סדרת הצי בישראל (אוֹקְטוֹבֶּר 2021).