Vitezele care pot furniza tehnologia LTE în canalul pe legătură în jos și pe legătură în sus (de la stația de bază la dispozitivul mobil și invers) depinde de o serie de parametri importanți - canale Metoda duplexare gama disponibilă frecvență, tipul de modulare a subpurtătoare, o metodă de eroare de corectare de codificare a datelor folosind tehnologia MIMO, costurile de gestionare a resurselor, durata prefixelor ciclice și altele [1].
Estimările preliminare standard, LTE parametrii rețelei planificate se poate face în trei scenarii, așa cum se arată în figura 1: o conexiune separată (Single-Downlink, singură celulă multi-utilizator (Single-Cell multi-utilizator), de multe sute la mai mulți utilizatori (Multi-Cell Multi-User);
Fig. 1. Scenarii pentru estimarea parametrilor rețelei LTE planificate
Single-Downlink este un scenariu în care este evaluată o singură conexiune în jos între o stație de bază și un echipament de utilizator al unui utilizator. Din perspectiva planificării, vă permite să explorați parametrii serviciului și canalele utilizatorilor, precum și eficiența algoritmilor MIMO.
Single-Cell Multi-User este un scenariu în care conexiunile sunt evaluate cu utilizatorii potențial activi într-o singură celulă. Permite explorarea în continuare a parametrilor rețelei radio, luând în considerare procedurile de încărcare și planificare intracelulară pentru resursele radio, precum și eficacitatea modurilor MIMO multi-utilizator.
Multi-User Multi-Cell - un scenariu în care sunt evaluați parametrii principali ai tuturor rețelelor. Vă permite să examinați toți parametrii unei rețele radio reale ținând cont de interferența intra-sistem din celulele adiacente. [2]
2.OFDMA și SC-FDMA
Fundamental nouă soluție pentru interfața aer LTE este utilizarea de noi metode de acces multiplu - OFDMA în legătura descendentă (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) și SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) - în legătura ascendentă. Este important ca toate spectru disponibile este divizat în subpurtătoare ortogonale la 15 kHz (în legătura descendentă), fiecare dintre care, la rândul său, este modulată de un anumit vederi de modulare (de la QPSK la QAM64). 12 sub-operatori - lățimea de bandă minimă alocată unui abonat. Folosind tehnici de modulare a canalelor de multipozițional necesită un nivel ridicat de raport semnal / zgomot, deteriorarea condițiilor de radio va conduce la un ordin de modulare mai mici și, respectiv, și rata de date. Astfel, în condiții de radio proaste, rata maximă de transmisie de date în legătura descendentă poate fi ușor împărțită în trei (pentru QPSK 2 biți transmise simultan informații la QAM64 - 6 biți).
Pe lângă ordinea modulației, este important să se țină seama de schema de codificare a zgomotului imun. De exemplu, codarea la o viteză de ½ chiar de 2 ori reduce rata de transfer a datelor [1,3]
3. Scalabilitate
O caracteristică importantă a rețelelor LTE este scalabilitate a spectrului de frecvențe ocupată de acestea 1.4-20 MHz (posibile dungi - 1,4, 3, 5, 10, 15 și 20 MHz), care facilitează tehnologia de punere în aplicare rapidă cu resurse limitate de radio. Evident, cu cât trupa este mai largă, cu atât este mai mare viteza. Tabelul următor 1 prezintă relația dintre lățime de bandă și numărul de subpurtătoare și RBs (blocul de resurse - este de 12 subpurtătoare în domeniul de frecvență și un slot de timp sau 7 OFDM-simbol în domeniul de timp).
Tabelul 1. Relația dintre lățimea de bandă și numărul de blocuri de resurse
Un factor important în evaluarea capabilităților LTE este utilizarea tehnologiei MIMO (Multiple Input Multiple Output). Există mai multe modalități de a utiliza MIMO - pentru a mări capacitatea abonatului, în timp ce diferite informații sunt transmise de la diferite antene și pentru a îmbunătăți acoperirea. În acest din urmă caz, aceleași informații sunt transmise de la mai multe antene, ceea ce permite dispozitivului de abonat să combine semnalul de la diferite antene, îmbunătățind calitatea acestuia. De regulă,
Pentru a crește capacitatea abonaților, operatorii utilizează prima opțiune MIMO. În acest caz, utilizarea MIMO 2x2 (NMIMO = 2 - comanda MIMO) va crește rata de transfer a datelor în jos pe jumătate. Cu toate acestea, punerea în aplicare a unei astfel de scheme va necesita resurse suplimentare de frecvență în timp pentru transmiterea antenelor pilot de referință. [1]
5. Canalele de control
Informațiile transmise pe interfața aeriană sunt împărțite în informații generale care sunt difuzate pe diferite canale de control și în datele de utilizator ale canalului partajat fizic Downlink (PDSCH).
interfață radio LTE suportă atât frecvență și timp Duplexarea direct și descendent (FDD și TDD), permițându-vă să extindă rețeaua chiar și în absența benzilor pereche. Deoarece majoritatea operatorilor care conduc LTE, sunt asociate benzile de frecvență, în acest articol, vom lua în considerare modul de caracteristici și anume FDD, structura sa de cadru și relația dintre resursele de utilizator și de serviciu.
Fig. 2. Structura cadru LTE în modul FDD. Canale fizice LTE
Cadrul LTE FDD este alcătuit din zece subframe de 1 msec (NSFR = 10). Fiecare subframe constă din două sloturi, în care, în funcție de timpul de propagare (raza celulară), pot exista fie 6, fie 7 simboluri OFDM sau elemente de resurse. În Fig. 2 prezintă un caz cu un timp scurt de propagare (prefixul ciclic scurt ocupând un simbol OFDM) și respectiv 7 simboluri în slot.
Pentru a sincroniza abonații cu rețeaua, secvențele speciale sunt transmise prin canalele primare și secundare de sincronizare (PSS și SSS) din primul sub-cadru al fiecărui cadru. Aceștia ocupă 72 de sub-purtători (luând în considerare elementele de resurse neutilizate la marginea intervalului) - 72 de simboluri OFDM. În tabel. 2. Se prezintă descrierea canalelor fizice de control cu indicarea cantității de resurse de timp-frecvență utilizate. NRB este numărul de blocuri de resurse.
Tabelul 2. Scopul principalelor canale de control și cantitatea de resurse cheltuite pe acestea [1,2]
Canalele fizice în direcția descendentă
6. Un exemplu de estimare a performanței
Pentru a estima rata de transmisie de date în legătura descendentă (downlink), mai întâi vom calcula cât de mult sunt transmise elemente de resurse (sau OFDM-simboluri) în cadru milisecundă, în funcție de lățimea de bandă disponibilă. În cazul în care timpul de propagare este mic (prefix ciclic scurt este utilizat), apoi într-un subcadru este transmis pe un 14 OFDM-sub-purtători de simboluri. Astfel, numărul OFDM simboluri într-un cadru va fi egală cu 10 ∙ 14 ∙ 12 ∙ NRB (NRB - vezi tabelul 1, 10 - numărul de subcadre într-un cadru de 12 - numărul de subpurtătoare într-un bloc de resurse).
În plus față de numărul total de simboluri, este necesar să se scadă numărul de simboluri alocate canalelor de control. Luați în considerare un exemplu cu următoarele date inițiale: modul FDD, 1,4 MHz - lățimea lățimii de bandă disponibile, sarcina este suficient de mare.
Elementele totale de resurse - 10 ∙ 14 ∙ 12 ∙ 6 = 10080
10 ∙ 6 ∙ 12 ∙ 3 = 2160 - sub PDCCH, PCFICH, PHICH și o parte din RS
348 - restul semnalelor de referință RS (dacă fără MIMO, atunci când se utilizează același MIMO2x2 acest număr se va dubla)
Total. 2940 simboluri OFDM de la 10080 sunt ocupate de canalele de serviciu - 29% din resursele de timp-frecvență ("eficiență" = 71%).
Figura 3 prezintă dependențele costurilor resurselor de pe canalele de servicii pentru lățimea de bandă.
Fig. 3. Costurile resurselor de timp-frecvență ale downlink-ului LTE la informațiile canalului de control al transmisiei (fără MIMO)
Următorul pas - prin aruncarea simbolurilor de serviciu, puteți de asemenea să aruncați în siguranță încă 1/14 din numărul lor, ocupat de un prefix ciclic, care nu conține informații utile. Informațiile rămase trebuie să fie înmulțite cu numărul de biți pe care aceștia îl pot conține. Numărul de biți din simbol va fi determinat prin modularea subcarrierilor - 2, 4 și respectiv 6 biți pentru QPSK, QAM16 și QAM64.
Apoi, este necesar să se ia în considerare efectul codării imunitar-zgomot. La o rată de codare, de exemplu, jumătate din jumătate din numărul de biți obținuți va ajunge la redundanță.
Utilizând MIMO crește viteza de mai multe ori. Acestea sunt caracteristicile cele mai de bază care trebuie luate în considerare la evaluarea vitezei. Prin efectuarea unor astfel de calcule, este ușor să se obțină rate de date în downlink, prezentate mai jos în tabelele 3 și 4. [1]
Tabelul 3. Ratele de date în legătură LTE în jos cu sarcină scăzută a rețelei
Schema de modulare și codificare
Lista surselor utilizate.
Portal despre tehnologiile wireless moderne
