Лекция №29. Стандарты td – scdma.

План:

1. Технология мобильной связи 3 GPP LTE.

2. Архитектура сетей LTE.

3. Основные компоненты архитектуры сети LTE / SAE.

Разработанный в Китае стандарт мобильной связи 3-го поколения TD-SCDМА, был создан с единственной целью - избежать отчислений за использование таких запатентованных технологий, как WCDMA и CDMA 2000. Стандарт TD-SCDМА создавался производителями оборудования и китайскими университетами с одобрения ITU - Международного союза электросвязи.

Основной смысл данной разработки заключается в том, что Китай, за счёт применения стандарта TD-SCDМА, экономит порядка 10 млрд. $, которые в противном случае ушли бы западным разработчикам действующих стандартов. Китайская технология уступает западным разработкам, пропускная способность канала TD-SCDМА составляет 1,5 Мбит/сек; тогда как технология EV-DO позволяет развивать более высокую скорость до 3,2 Мбит/сек.

Одним из наиболее важных преимуществ технологии TD-SCDМА является экономное использование частот, поскольку стандарт связи разрабатывался для перенаселённой страны. Другими достоинствами данного стандарта являются экономия транспортных ресурсов, упрощённое планирование сети и незначительное потребление мощности. Стандарт TD-SCDMA вызывает увеличение ёмкости сети за счёт её высокой спектральной эффективности.

Стандарт TD-SCDМА работает с диапазонами частот 2300-2400, 2010-2025 и 1880-1920 МГц, разнос каналов составляет 1,6 МГц. В качестве метода передачи данных применяется коммутация пакетов, а аткже коммутация каналов. Одной из особенностей технологии является адаптивное кодирование речи с переменной скоростью АМR.

Каждому абоненту сети TD-SCDМА присваивается ортогональный (независимый) код, благодаря ему шифруется информация, которую необходимо передать. Поскольку коды независимые, то появляется возможность извлечь из радио эфира данные, переданные конкретным абонентом. Основным ограничением пропускной способности сети TD-SCDMA является интерференция, которая возникает при одновременной работе большого количества радиоустройств. Для борьбы с интерференцией технология TD-SCDМА располагает различными механизмами, такими как динамическое распределение кодов, «умные антенны» и т.п. 

Рисунок 1. Архитектура сети LTE

LTE Advanced — стандарт мобильной связи. LTE Advanced стандартизирован 3GPP как главное улучшение стандарта Long Term Evolution (LTE).

Официально представлен в конце 2009 года сектору стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи в качестве кандидата на систему 4G. LTE Advanced был утверждён ITU и завершён 3GPP в марте 2011 года.[1]

Технология LTE-Advanced вместе с WiMAX 2 была официально признана беспроводным стандартом связи четвёртого поколения 4G Международным союзом электросвязи на конференции в Женеве в 2012 году[2].

LTE-Advanced — это название спецификации 3GPP 10 версии, которым Международный союз электросвязи присвоил сертификат «IMT-Advanced» — официальный статус сетей четвёртого поколения. Предыдущие версии LTE не являются технологией 4G.

Сеть LTE состоит из двух важнейших компонентов: сети радиодоступа E-UTRAN и базовой сети SAE(System Architecture Evolution) или EPC(Evolved Packet Core Network). (Рис. 1)

Основным достижением такой архитектуры, по сравнению с предыдущими поколениями являются меньшие задержки при передаче как пользовательских данных, так и управляющей информации в связи с прохождением через меньшее число промежуточных элементов.

Обмен данными в сети EPC происходит только по IP протоколу с коммутацией пакетов, что существенно отличает сеть LTE от сетей предыдущих поколений, в которых использовалась коммутация каналов между отдельными элементами. В данную сеть входят элементы, отвечающие за управление, маршрутизацию, коммутацию и хранение различных данных, о которых далее будет рассказано более подробно.

Сеть E-UTRAN, состоящая из базовых станций(eNodeB) берет на себя функции радиоинтерфейса и является связующим звеном между пользовательскими терминалами(UE) и сетью EPC. Основной особенностью, отличающей сеть LTE от сетей других поколений, является то, что базовые станции eNodeB могут обмениваться между собой информацией по протоколу X2 и осуществлять функции управления. В отличие от стандарта GSM, где подсистема базовых станций BSS состояла из базового приемопередатчика BTS и контроллера базовых станций BSC в сети LTE в одном элементе eNodeB объеденены функции передатчика и контроллера.

В сети LTE существует два вида трафика: передача пользовательских данных(UP – User Plane) и передача сигнальной информации(CP – Control Plane). На рис.1 они обозначены сплошной и пунктирной линиями соответственно.