A hálózati kapacitás becslése
A sebesség, amely biztosíthatja az LTE technológia a lefelé irányuló és a felfelé irányuló kapcsolati csatornán (a bázisállomástól a mobil eszköz és fordítva) függ számos fontos paramétere - Method duplex rendelkezésre álló csatornák közötti frekvenciatartományban, a moduláció típusa alvivő, egy eljárás hibajavító kódolás adatok MIMO technika alkalmazásával, az erőforrás menedzsment költségei, a ciklikus előtagok időtartama stb. [1]
Előzetes becslések LTE szabványt tervezett hálózati paramétereket lehet tenni három forgatókönyv, mint az 1. ábrán látható: egy külön kapcsolatot (Single-lefelé irányuló, egyetlen sejt többfelhasználós (egysejtű Multi-User), sok száz sok felhasználó (Multi-Cell Multi-User);
Ábra. 1. A tervezett LTE-hálózat paramétereinek becslésére szolgáló forgatókönyvek
Egyetlen lefelé irányuló kapcsolat olyan forgatókönyv, amelyben csak egy lefelé irányuló kapcsolatot állapítanak meg egy bázisállomás és egy felhasználó felhasználói eszköze között. Tervezési szempontból lehetővé teszi a szolgáltatási és felhasználói csatornák paramétereinek, valamint a MIMO algoritmusok hatékonyságának felderítését.
Az egycellás többfelhasználó olyan forgatókönyv, amelyben a kapcsolatokat potenciálisan aktív felhasználókkal értékeljük egy cellában. Lehetővé teszi a rádióhálózat paramétereinek további feltárását, figyelembe véve a rádiófrekvenciás eszközök belső terhelését és tervezési eljárásait, valamint a többfelhasználós MIMO módok hatékonyságát.
Multi-Cell Multi-User - olyan forgatókönyv, amelyben az összes hálózat főbb paramétereit kiértékelik. Lehetővé teszi az igazi rádióhálózat minden paraméterének vizsgálatát, figyelembe véve a szomszédos cellák rendszeren belüli interferenciáját. [2]
2.OFDMA & SC-FDMA
Alapvetően új megoldás LTE rádiós interfész az új többszörös hozzáférési módszerek - OFDMA a lefelé irányuló (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) és az SC-FDMA (Single Frequency Carrier Division Multiple Access) - az uplink. Fontos, hogy az összes rendelkezésre álló spektrumot felosztjuk ortogonális alvivők 15 kHz (a lefelé irányuló), amelyek mindegyike viszont által modulált egy adott modulációs nézetek (a QPSK a QAM64). 12 alvivő - az előfizetőhöz rendelt minimális sávszélesség. A többpozíciós modulációs módszerek használata nagy jel / zaj arányú csatornákat igényel, a rádióállapotok romlása a moduláció sorrendjének csökkenéséhez és ennek megfelelően az adatátviteli sebességhez vezet. Így a rossz rádiófrekvenciás körülmények között a downlinkben a maximális adatsebességek merészen feloszthatók 3-mal (QPSK esetén 2 bit információt továbbítanak egyidejűleg QAM64 - 6 bitekkel).
A moduláció sorrendje mellett fontos figyelembe venni a zaj-immun kódolás rendjét. Például a kétszeres ½-os sebességgel történő kódolás csökkenti az adatátviteli sebességet [1,3]
3. Skálázhatóság
Fontos jellemzője az LTE hálózatok skálázhatóság a frekvenciatartomány általuk elfoglalt 1,4-20 MHz (lehetséges csíkok - 1,4, 3, 5, 10, 15 és 20 MHz), amely elősegíti a gyors végrehajtás technológia korlátozott rádió erőforrások. Nyilvánvaló, hogy minél szélesebb a zenekar, annál nagyobb a sebesség. Az alábbi 1. táblázat mutatja az összefüggést a sávszélesség és az alvivők száma és az RBS (erőforrás blokk - 12 alvivő a frekvenciatartományban, és egy időrést vagy 7 OFDM szimbólum az időtartományban).
1. táblázat: A sávszélesség és a forrásblokkok száma közötti kapcsolat
Az LTE képességének értékeléséhez fontos tényező a MIMO (Multiple Input Multiple Output) technológia alkalmazása. A MIMO használatának számos módja van - az előfizetői kapacitás növelése, míg különböző információk továbbítása különböző antennákból, valamint a lefedettség javítása. Az utóbbi esetben ugyanazt az információt továbbítják több antennából, amely lehetővé teszi az előfizetői eszköz számára a különböző antennákból származó jelek kombinálását, javítva annak minőségét. Mint általában,
Az előfizetői kapacitás növelése érdekében az üzemeltetők az első MIMO opciót használják. Ebben az esetben a MIMO 2x2 (NMIMO = 2 - MIMO sorrend) használatával a felfelé irányuló adatátviteli sebesség felére nő. Az ilyen rendszer megvalósítása azonban további időfrekvencia-forrásokat igényel a referencia-antenna-pilóták továbbításához [1].
5. Vezérlőcsatornák
A levegő interfészen átadott információ fel van osztva a különböző vezérlőcsatornákon és a fizikai lefelé irányuló megosztott csatorna (PDSCH) felhasználói adataival átvitt többletinformációkra.
Az LTE levegő interfész támogatja a felfelé irányuló és a lefelé irányuló csatornák (FDD és TDD) frekvencia és idő duplex nyomtatását, amely lehetővé teszi a hálózatok kiépítését párosított sávok hiányában is. Mivel az LTE-t elindító legtöbb operátor párosított frekvenciasávokkal rendelkezik, ebben a cikkben megvizsgáljuk az FDD mód, a keretszerkezet és a felhasználói és szolgáltatási erőforrások közötti kapcsolatot.
Ábra. 2. LTE keretszerkezet FDD módban. Fizikai csatornák LTE
Az LTE FDD keret 10 másodpercnyi alframe-ből áll (NSFR = 10). Mindegyik al-keret két nyílásból áll, amelyeken belül a szaporítási időtől (cellás sugártól) függően 6 vagy 7 OFDM szimbólum vagy erőforráselem létezhet. Az 1. ábrán. A 2. ábra egy rövid terjedési idővel rendelkező esetet (egy rövid ciklikus előtagot, amely egy OFDM szimbólumot foglal el) és 7 szimbólumot tartalmaz a nyílásban.
Az előfizetők szinkronizálása a hálózathoz speciális szekvenciákat továbbít az elsődleges és másodlagos szinkronizációs csatornákon (PSS és SSS) az egyes keretek első almakeretében. 72 alhordozót foglalnak el (figyelembe véve a felhasználatlan erőforráselemeket a tartomány szélén) - 72 OFDM szimbólum. A táblázatban. 2. A fizikai vezérlőcsatornák leírása a ráfordított idő-frekvencia erőforrások mennyiségének feltüntetésével történik. Az NRB a forrásblokkok száma.
2. táblázat A főbb ellenőrző csatornák célja és a rájuk fordított erőforrások összege [1,2]
Fizikai csatornák lefelé
6. Példa az áteresztőképesség becslésére
A lefelé irányuló kapcsolat adatsebességének becsléséhez először számítjuk ki, hogy az elérhető sávszélesség függvényében mennyi erőforráselemet (vagy OFDM szimbólumot) küldünk milliszekundum keretben. Ha a szaporítási idő rövid (egy rövid ciklikus előtagot használunk), akkor egy almakeretben 14 OFDM szimbólumot továbbítunk egy subcarrieren. Így a számú OFDM szimbólumból álló keretben lesz egyenlő 10 ∙ 14 ∙ 12 ∙ NRB (NRB - lásd 1. táblázat, 10. - A részkeretek száma egy keretben 12 - számú alvivő egy erőforrás blokk).
A szimbólumok teljes számából kifolyólag meg kell szüntetni a vezérlőcsatornák számára kijelölt szimbólumok számát. Vegyünk egy példát a következő kezdeti adatokkal: FDD mód, 1,4 MHz - a rendelkezésre álló sávszélesség szélessége, a terhelés elég magas.
Összes forráselem - 10 ∙ 14 ∙ 12 ∙ 6 = 10080
10 ∙ 6 ∙ 12 ∙ 3 = 2160 - PDCCH, PCFICH, PHICH és az RS részeként
348 - az RS referenciajel többi része (ha MIMO nélkül, ha ugyanazt a MIMO2x2-t használja, ez a szám megduplázódik)
Összesen. 2940 OFDM szimbólumot 10080-ból szervizcsatornák foglalnak el - az időfrekvencia erőforrás 29% -a ("hatékonyság" = 71%).
A 3. ábra mutatja az erőforrásköltségek függőségét a szolgáltatáscsatornákon a sávszélesség szélességében.
Ábra. 3. Az LTE downlink időfrekvenciás erőforrásainak költségei a vezérlőcsatorna információinak továbbítására (MIMO nélkül)
A következő lépés - a szolgáltatási szimbólumok elvetésével biztonságosan eldobhatja a számuk további 1/14 részét, amelyet egy ciklikus előtag foglal magába, amely nem tartalmaz hasznos információkat. A fennmaradó információkat meg kell szorozni a benne lévő bitek számával. A szimbólumban lévő bitek számát az alvivők - 2, 4 és 6 bitek modulációjával határozzák meg a QPSK, QAM16 és QAM64 esetében.
Ezután figyelembe kell venni a zaj-immunító kódolás hatását. Például a kódolási sebességnél a kapott bitek fél-fél fele redundanciával megy.
A MIMO használata többszörösre növeli a sebességet. Ezek a legfontosabb jellemzők, amelyeket figyelembe kell venni a sebesség felmérésekor. Az ilyen számítások végrehajtása során a 3. és 4. táblázatban az adatátviteli sebességeket a lefelé irányuló linkben könnyen elérhetjük. [1]
3. táblázat Adatátviteli sebesség LTE downlinkben alacsony hálózati terheléssel
Modulációs és kódolási séma
Az alkalmazott források listája.
Portal a modern vezeték nélküli technológiákról
