Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Интерфейс 3GPP
3GPP interface
E-UTRA — это воздушный интерфейс проекта партнерства третьего поколения (3GPP), представляющий собой модернизацию мобильных сетей Long Term Evolution (LTE). Это аббревиатура от Evolved UMTS Terrestrial Radio Access, также известного как Evolved Universal Terrestrial Radio Access в ранних версиях спецификации 3GPP LTE. Пиковая скорость загрузки данных составляет 75,4 Мбит/с для канала шириной 20 МГц в стандарте LTE, и до 1497,8 Мбит/с в LTE Advanced с несущей частотой 100 МГц.
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.
Конструкция физического слоя (L1)
E UTRA использует ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM), технологию множественного входа – множественного выхода (MIMO) в зависимости от категории терминала и может также использовать формирователь луча (beamforming) для нисходящего канала для поддержки большего числа пользователей, более высоких скоростей передачи данных и снижения вычислительной нагрузки на каждое устройство. В восходящем канале LTE использует как OFDMA, так и предварительно закодированную версию OFDM, называемую однонесущим частотным мультиплексированием с множественным доступом (SC FDMA), в зависимости от условий канала. Это необходимо для компенсации недостатка стандартного OFDM, который характеризуется очень высоким отношением пиковой мощности к средней мощности (PAPR). Высокий PAPR требует применения более дорогих и менее эффективных усилителей мощности с высокими требованиями к линейности, что увеличивает стоимость терминала и сокращает время автономной работы. Для восходящего канала в версиях 8 и 9 поддерживается многопользовательский MIMO / пространственный доступ с множественным доступом (SDMA); версия 10 также вводит SU MIMO. В обоих режимах передачи – OFDM и SC FDMA – к передаваемым символам добавляется циклический префикс. Для поддержки различных разбросов сигнала, обусловленных размером ячейки и условиями распространения, доступны две различные длины циклического префикса: нормальный циклический префикс длиной 4,7 мкс и расширенный циклический префикс длиной 16,6 мкс. LTE поддерживает как режим частотного дуплексирования (FDD), так и режим временного дуплексирования (TDD). В то время как FDD использует парные спектры для восходящей и нисходящей линий связи, разделенные частотным интервалом дуплексирования, TDD разделяет один частотный канал на чередующиеся временные интервалы для передачи от базовой станции к терминалу и обратно. Оба режима имеют собственную структуру кадров в LTE, и они согласованы друг с другом, что позволяет использовать аналогичное оборудование на базовых станциях и терминалах для достижения экономии масштаба. Режим TDD в LTE также согласован с TD SCDMA, что обеспечивает их совместную работу. Доступны отдельные чипсеты, поддерживающие оба режима работы – TDD LTE и FDD LTE.
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.
Рамы и блоки ресурсов
Передача LTE структурирована во временной области в радиокадрах. Каждый из этих радиокадров имеет длительность 10 мс и состоит из 10 подкадров по 1 мс каждый. Для подкадров, не используемых для Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), расстояние между поднесущими OFDMA в частотной области составляет 15 кГц. Двенадцать таких поднесущих, совместно выделенных в течение временного интервала 0,5 мс, называются ресурсным блоком. LTE-устройство может быть выделено, в нисходящем или восходящем канале, минимум 2 ресурсных блока в течение 1 подкадра (1 мс).
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).
Кодирование
Все транспортные данные L1 кодируются с использованием турбо-кодирования и внутреннего интерлейвера турбо-кода на основе полинома квадратичной пермутации (QPP). Для нисходящего канала используется L1 HARQ с 8 (FDD) или до 15 (TDD) процессами, а для восходящего канала – до 8 процессов.
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
Категории оборудования пользователя (UE)
3GPP Release 8 определяет пять категорий абонентского оборудования LTE в зависимости от максимальной пиковой скорости передачи данных и поддержки возможностей MIMO. С 3GPP Release 10, также известной как LTE Advanced, были введены три новые категории. За ней последовали еще четыре категории в Release 11, две – в Release 14 и пять – в Release 15. Компания Nokia Siemens Networks продемонстрировала скорость нисходящей линии связи 1,4 Гбит/с, используя 100 МГц агрегированного спектра.
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.
Технологические демонстрации
В сентябре 2007 года NTT Docomo продемонстрировала скорости передачи данных E-UTRA в 200 Мбит/с при энергопотреблении менее 100 мВт в ходе испытаний. В апреле 2008 года компании LG и Nortel продемонстрировали скорости передачи данных E-UTRA в 50 Мбит/с при движении со скоростью 110 км/ч. 15 февраля 2008 года Skyworks Solutions представила модуль переднего каскада для E-UTRA.
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.