3GPP интерфейсі: E UTRA технологиясы және LTE желілері
E-UTRA
3GPP ұшқыш интерфейсі: E-UTRA, LTE желілерінің жаңартылуы, жылдам деректер беру (75.4 Мбит/с дейін), OFDM, MIMO және сәуле шоғырландыру технологиялары.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
3GPP интерфейсі E UTRA – ұялы желілер үшін 3GPP ұзақ мерзімді эволюция (LTE) жобасының радио интерфейсі. Бұл Evolved UMTS Terrestrial Radio Access, сондай-ақ 3GPP LTE спецификациясының алғашқы нұсқаларында Evolved Universal Terrestrial Radio Access деп белгіленген аббревиатура. LTE стандартында 20 МГц канал үшін жоғары жүктеу жылдамдығы 75,4 Мбит/с, ал LTE Advanced 100 МГц жиілігінде 1497,8 Мбит/с-қа дейін жетеді.
3GPP interface
E UTRA is the air interface of 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) upgrade path for mobile networks. It is an acronym for Evolved UMTS Terrestrial Radio Access, also known as the Evolved Universal Terrestrial Radio Access in early drafts of the 3GPP LTE specification. Peak upload rates of 75.4 Mbit/s for a 20 MHz channel in the LTE standard, with up to 1,497.8 Mbit/s in an LTE Advanced 100 MHz carrier.
Физикалық қабаттың (L1) құрылымы
E UTRA терминал санатына байланысты ортогональді жиілікті бөлу мультиплексі (OFDM), көп кіріс-көп шығыс (MIMO) антенна технологиясын қолданады және сонымен қатар, көбірек пайдаланушыларды қолдау, жоғары деректер жылдамдығын қамтамасыз ету және әрбір ұялы телефонға қажетті процессорлық қуатты төмендету үшін төменгі байланыс үшін сәуле қалыптастыруды пайдалана алады. LTE-де арнаға байланысты OFDMA және OFDM-нің алдын ала кодталған түрі – Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC FDMA) қолданылады. Бұл қалыпты OFDM-нің бір кемшілігін жоюға арналған, оның ең жоғары және орташа қуат арақатынасы (PAPR) өте жоғары. Жоғары PAPR сызықтылыққа жоғары талаптар қоятын қымбат әрі тиімсіз қуат күшейткіштерін қажет етеді, бұл терминалдың құнын арттырады және батареяны жылдам тоздырады. 8 және 9 нұсқаларында көп пайдаланушылы MIMO / Spatial division multiple access (SDMA) қолдау табады; 10 нұсқасында SU MIMO да енгізілген. OFDM және SC FDMA екі тарату режимінде де циклдік префикс жіберілетін символдарға қосылады. Жасушаның мөлшері мен таралу ортасына байланысты әртүрлі арналық кеңдіктерді қолдау үшін циклдік префикстің екі түрлі ұзындығы бар: 4,7 мкс-тың қалыпты циклдік префиксі және 16,6 мкс-тың кеңейтілген циклдік префиксі. LTE жиілік бөлісі дуплексі (FDD) және уақыт бөлісі дуплексі (TDD) режимдерін қолдайды. FDD UL және DL тарату үшін дуплекс жиіліктерімен бөлінген жұпталған спектрлерді пайдаланса, TDD бір жиілікті тасымалдаушыны базалық станциядан терминалға және керісінше тарату үшін кезектесетін уақыт кезеңдеріне бөледі. Екі режимнің де LTE-де өздерінің жеке фреймдік құрылымы бар және олар бір-бірімен үйлесімді, яғни базалық станциялар мен терминалдарда ұқсас аппаратты пайдалану арқылы масштабтық экономияға қол жеткізуге болады. LTE-дегі TDD режимі TD SCDMA-мен де үйлесімді, бұл олардың бірге жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. TDD LTE және FDD LTE жұмыс режимдерін қолдайтын біртұтас чипсеттер бар.
E UTRA uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), multiple input multiple output (MIMO) antenna technology depending on the terminal category and can also use beamforming for the downlink to support more users, higher data rates and lower processing power required on each handset. In the uplink LTE uses both OFDMA and a precoded version of OFDM called Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC FDMA) depending on the channel. This is to compensate for a drawback with normal OFDM, which has a very high peak to average power ratio (PAPR). High PAPR requires more expensive and inefficient power amplifiers with high requirements on linearity, which increases the cost of the terminal and drains the battery faster. For the uplink, in release 8 and 9 multi user MIMO / Spatial division multiple access (SDMA) is supported; release 10 introduces also SU MIMO. In both OFDM and SC FDMA transmission modes a cyclic prefix is appended to the transmitted symbols. Two different lengths of the cyclic prefix are available to support different channel spreads due to the cell size and propagation environment. These are a normal cyclic prefix of 4.7 μs, and an extended cyclic prefix of 16.6 μs. LTE supports both Frequency division duplex (FDD) and Time division duplex (TDD) modes. While FDD makes use of paired spectra for UL and DL transmission separated by a duplex frequency gap, TDD splits one frequency carrier into alternating time periods for transmission from the base station to the terminal and vice versa. Both modes have their own frame structure within LTE and these are aligned with each other meaning that similar hardware can be used in the base stations and terminals to allow for economy of scale. The TDD mode in LTE is aligned with TD SCDMA as well allowing for coexistence. Single chipsets are available which support both TDD LTE and FDD LTE operating modes.
Фреймдер мен ресурс блоктары
LTE беру радио кадрлар бойынша уақыт доменінде құрылған. Әр радио кадрдың ұзақтығы 10 мс-қа тең және ол 1 мс-тан тұратын 10 қосалқы кадрдан тұрады. МБМҚ (Multimedia Broadcast Multicast Service) емес қосалқы кадрлар үшін, жиілік доменіндегі OFDMA субтасымалдаушы арақашықтығы 15 кГц құрайды. 0,5 мс уақыт тікесінде бөлінген осы субтасымалдаушылардың он екісі ресурстық блок деп аталады. LTE терминалына төменгі немесе жоғары байланыс бағытында 1 қосалқы кадр (1 мс) ішінде кемінде 2 ресурстық блок бөлінуі мүмкін.
The LTE transmission is structured in the time domain in radio frames. Each of these radio frames is 10 ms long and consists of 10 sub frames of 1 ms each. For non Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) subframes, the OFDMA sub carrier spacing in the frequency domain is 15 kHz. Twelve of these sub carriers together allocated during a 0.5 ms timeslot are called a resource block. A LTE terminal can be allocated, in the downlink or uplink, a minimum of 2 resources blocks during 1 subframe (1 ms).
Кодтау
Барлық L1 тасымалдау деректері турбо-кодтау және қақтығыссыз квадраттық пермутациялық полиномдық (QPP) турбо-кодтың ішкі араластыруы арқылы кодталады. Төменге қарай байланыс үшін L1 HARQ 8 (FDD) немесе 15 (TDD) процестерімен, ал жоғарыға қарай байланыс үшін 8 процестерге дейін қолданылады.
All L1 transport data is encoded using turbo coding and a contention free quadratic permutation polynomial (QPP) turbo code internal interleaver. L1 HARQ with 8 (FDD) or up to 15 (TDD) processes is used for the downlink and up to 8 processes for the UL
Пайдаланушы жабдықтарының (ПБ) санаттары
3GPP 8-ші нұсқасы ең жоғары шыңдық деректер жылдамдығына және MIMO мүмкіндіктерін қолдауға қарай бес LTE пайдаланушы құрылғысының санатын анықтайды. 3GPP 10-шы нұсқасы, LTE Advanced деп аталатын, үш жаңа санат енгізілді. Содан кейін 11-ші нұсқада тағы төрт, 14-ші нұсқада тағы екеуі, ал 15-ші нұсқада тағы бес санат қосылды. Nokia Siemens Networks 100 МГц жиынталған спектрді пайдаланып, 1,4 Гбит/с төмен қарайғы жылдамдықты көрсетті.
3GPP Release 8 defines five LTE user equipment categories depending on maximum peak data rate and MIMO capabilities support. With 3GPP Release 10, which is referred to as LTE Advanced, three new categories have been introduced. Followed by four more with Release 11, two more with Release 14, and five more with Release 15. Nokia Siemens Networks has demonstrated downlink speeds of 1.4 Gbit/s using 100 MHz of aggregated spectrum.
Технологиялық демонстрациялар
2007 жылдың қыркүйегінде NTT Docomo сынақ кезінде 100 мВт-тан төмен қуат тұтынумен 200 Мбит/с E UTRA дерек жылдамдығын көрсетті. 2008 жылдың сәуірінде LG және Nortel 110 км/сағ жылдамдықпен қозғалатын кезде 50 Мбит/с E UTRA дерек жылдамдығын көрсетті. 2008 жылдың 15 ақпанында Skyworks Solutions компаниясы E UTRAN үшін фронт-энд модульді шығарды.
In September 2007, NTT Docomo demonstrated E UTRA data rates of 200 Mbit/s with power consumption below 100 mW during the test. In April 2008, LG and Nortel demonstrated E UTRA data rates of 50 Mbit/s while travelling at 110 km/h. February 15, 2008 Skyworks Solutions has released a front end module for E UTRAN.