Организация связи в сетях LTE

Одним из наиболее перспективных направлений развития мобильной радиосвязи является стандарт LTE (Long-Term Evolution – Долговременное развитие), часто обозначается как 4G или 5G – стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными. Несмотря на то, что в этом стандарте заложено очень много передовых технологий по обработке радиосигналов, которые можно использовать не только в мобильной, но и в других видах радиосвязи, изучению этого стандарта в учебных заведениях уделяется очень мало внимания. Те, кто пытается изучать этот стандарт самостоятельно, сталкиваются с достаточно большими трудностями. Прежде всего очень мало учебников, статей и других материалов по этому вопросу на русском языке. При изучении приходится в основном использовать источники на иностранных языка, в основном это спецификации, но количество этих спецификаций очень большое, на их перевод потребуются годы, а определить требуемые для изучаемого вопроса спецификации достаточно сложно. Кроме того, в спецификациях используется огромное количество сокращений, некоторые из них имеют несколько различных расшифровок, причем, не все

сокращения, встречающиеся в данной спецификации, в ней же и расшифрованы, расшифровку некоторых сокращений только случайно можно найти в других спецификациях.

Цель написания этой работы – облегчить жизнь тем энтузиастам, которые пытаются самостоятельно изучать стандарт LTE.

Стандарт LTE (E-UTRA) рассматривают в настоящее время как наиболее перспективный для реализации широкополосного мобильного радиодоступа. Организация радиоканалов со скоростями в десятки и сотни мегабит/с, возможность предоставления любых видов пакетных услуг: VoIP, видео, игр в реальном времени, чтения файлов из Интернета, совместимость сетей LTE с Интернетом и с действующими пакетными сетями GERAN/UMTS и CDMA2000 – все это способствует большим надеждам, которые операторы телекоммуникационных компаний связывают с развертыванием LTE-структур.

В сравнении с предшествующими стандартами сотовой связи стандарт LTE обладает рядом существенных преимуществ. С появлением сетей LTE стираются различия между сетями сотовой связи (GSM, UMTS, CDMA-2000) и сетями радиодоступа семейства IEEE 802.X: 802.11 (Wi-Fi) и 802.16 (WiMAX). Фактически стандарты 3-го поколения GERAN (модернизированный GSM) и UTRAN в своих аббревиатурах позиционируют себя как сети радиодоступа – Radio Access Network. Это означает, что пользовательское оборудование может быть любым – от компактных мобильных телефонов (“трубок”) до персональных компьютеров различной производительности. Переход к радиосетям 4-го поколения требует предоставления услуг широкополосного доступа с целью увеличения скоростей передачи на порядок. Скорости в десятки мегабит/с в полосе 20 МГц реализованы в сетях Wi-Fi и WiMAX. В сетях LTE полоса рабочих частот также может достигать 20 МГц, что позволяет получить те же скорости, что и в сетях WiMAX. Однако в отличие от сетей WiMAX сети LTE имеют выход на существующую инфраструктуру сотовых сетей и, прежде всего, на глобальную сеть GERAN/UMTS. Абоненты LTE получают услуги глобального роуминга, а при использовании многостандартных терминалов GERAN/UMTS/LTE обслуживание в тех местах, где сети LTE пока не развернуты.

В отличие от многих телекоммуникационных систем, для которых спецификации (даже если их достаточно большое количество) имеют чётко выраженные “перечисляемость и предназначенность”, техническая документация на систему LTE представляет собой колоссальное количество разнообразных документов, разрабатываемых в рамках международного консорциума 3 GPP (3rd Generation Partnership Project) и открыто публикуемых на страницах всемирного форума www.3gpp.net. Такие документы сгруппированы в соответствующие серии по признаку общности какого-либо аспекта.

Технические спецификации, относящиеся непосредственно к сетям LTE, выделены в 36-ю серию. Наиболее значимыми спецификациями являются следующие:

– TS 36.101 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception. Пользовательское Оборудование (UE) радиопередача и прием;

– TS 36.104 E-UTRA; Base Station (BS) radio transmission and reception. Базовая станция (BS) радиопередача и прием;

– TS 36.106 E-UTRA; FDD repeater radio transmission and reception. Радиопередача трансляции дуплексного канала с частотным разделением и прием;

– TS 36.113 E-UTRA; Base Station (BS) and repeater ElectroMagnetic Compatibility (EMC). Базовая станция (BS) и трансляционная Электромагнитная совместимость (ЭМС);

– TS 36.124 E-UTRA; Electromagnetic compatibility (EMC) requirements for mobile terminals and ancillary equipment. Электромагнитная совместимость (ЭМС) требования для подвижных терминалов и вспомогательного оборудования;