Long-Term Evolution (LTE) - беспроводной интерфейс, поддерживающий сотовые сети четвертой генерации. LTE специально разработан для передачи пакетных данных, где акцент технологии заключается в высокой спектральной эффективности, высоких пиковых скоростях передачи данных, низкой задержке и гибкости частоты. Спецификации LTE были разработаны проектом «Партнерство третьей генерации» (3GPP).
GSM и UMTS являются предшественниками радиоинтерфейса LTE и упоминаются как технологии второй генерации (2G) и третьей генерации (3G) соответственно. GSM был разработан как сеть с коммутацией каналов, что означает, что услуги радиосвязи конфигурируются по запросу пользователя, и ресурсы остаются выделенными до тех пор, пока не будут завершены сетевым контроллером. Этот тип операции хорошо подходит для поддержки голосовых вызовов. В конечном счете, GSM была улучшена для поддержки услуг с низкой скоростью передачи данных с возможностью коммутации пакетов, но скорости передачи данных были ограничены беспроводным интерфейсом GSM, множественным доступом с временным делением каналов (TDMA). В МДВР каждый пользователь назначается конкретному каналу (полосе частот) и временному пазу, который служит для ограничения пропускной способности, поскольку интервал между каналами составляет только 200 кГц.
UMTS использует множественный доступ с кодовым делением каналов (CDMA) в качестве радиоинтерфейса. В CDMA активные пользователи передают одновременно по выделенной полосе пропускания, обычно 5 МГц. Сигналы отделяются друг от друга с помощью ортогональных кодов расширения коэффициента расширения (OVSF). Преимущество кодов OVSF заключается в том, что ресурсы могут быть распределены асимметрично среди активных пользователей. UMTS поддерживает как услуги коммутации каналов для голосовых вызовов, так и услуги коммутации пакетов для сеансов передачи данных. Из-за большей полосы пропускания и высокой спектральной эффективности UMTS может поддерживать более высокие скорости передачи данных, чем GSM.
В отличие от GSM и UMTS, LTE является чисто пакетной коммутируемой сетью, в которой и голосовые услуги, и услуги передачи данных передаются IP. LTE использует ортогональную частоту деления множественного доступа (OFDMA), в которой спектр разделен на ресурсные блоки (RB), которые состоят из двенадцати 15 кГц поднесущих. Путем деления спектра таким образом, сложные эквалайзеры больше не нужны, чтобы уменьшить частотное избирательное замирание. LTE поддерживает схемы модуляции более высокого порядка до 64-QAM наряду с выделением полосы пропускания, которая может быть равной 20 МГц. В сложение LTE использует MIMO, так что могут быть достигнуты очень высокие теоретические скорости передачи данных (75 Мбит/с в восходящей линии связи и 300 Мбит/с в нисходящей линии связи для Релиза 8).
Сотовые сети второй и третьей генерации состоят из интерфейса с телефонной или IP сетью общего пользования, контроллера радиосети (RNC), который распределяет радиоресурсы среди пользователей, базовой станции (упоминается как узел B в UMTS), который передает и принимает сигналы к и от пользователей и пользовательских устройств (MS для GSM и UE для UMTS). Сеть доступа LTE аналогична за исключением того, что функциональность RNC была перенесена в расширенный узел B (eNB). Более плоская архитектура сокращает время, необходимое для создания служб данных, что приводит к снижению задержек. Архитектура показана ниже.
Сеть радиодоступа LTE состоит из следующих сущностей протокола.
Протокол сходимости пакетных данных (PDCP)
Управление Ссылки (RLC)
Управление средним доступом (MAC)
Физический слой (PHY)
Первые три сущности протокола обрабатывают такие задачи, как сжатие заголовков, шифрование, сегментация и конкатенация, а также мультиплексирование и демультиплексирование. Физический слой обрабатывает кодирование и декодирование, модуляцию и демодуляцию и отображение антенн. Рисунок показывает разграничение между физическим уровнем и более высокими слоями.
LTE Toolbox™ фокусируется на физическом слое, который выделен красным цветом на предыдущем рисунке. Он также поддерживает взаимодействие с фрагментами слоев RLC и MAC, которые подсвечены синим цветом. Основными функциями физического слоя LTE являются OFDM-модуляция, включая частотно-временную структуру ресурсных блоков, адаптивную модуляцию и кодирование, гибридно-ARQ и MIMO.
Нисходящий канал Отображения
Данные нисходящей линии связи системы следуют за указанным отображением между логическими каналами, транспортными каналами и физическими каналами. Красный контур содержит функциональность нисходящего канала LTE Toolbox для физических каналов, транспортных каналов и управляющей информации.
Для получения дополнительной информации смотрите Нисходящие каналы или конкретную интересующую категорию канала:
Отображение канала восходящей линии связи
Данные восходящей линии связи системы следуют указанному отображению между логическими каналами, транспортными каналами и физическими каналами. Красный контур содержит функциональность восходящего канала LTE Toolbox для физических каналов, транспортных каналов и управляющей информации.
Для получения дополнительной информации смотрите Каналы восходящей линии связи или конкретную интересующую категорию канала:
Отображение канала Sidelink
Данные системной боковой линии связи следуют за указанным отображением между логическими каналами, транспортными каналами и физическими каналами. Красный контур содержит функциональность бокового канала LTE Toolbox для физических каналов, транспортных каналов и управляющей информации.
Для получения дополнительной информации смотрите Каналы Sidelink или конкретную интересующую категорию канала:
[1] Нёрборг, Магдалена, для 3GPP. Функции LTE https://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/98-lte.
[2] Дальман, Е., Парквалль, С. и Скёльд, Дж.. 4G LTE/LTE-Advanced для мобильного широкополосного доступа. Кидлингтон, Оксфорд: Академическая пресса, 2011. стр 112–118.
