Zaawansowane LTE — LTE Advanced
Część serii na |
Pokolenia telefonów komórkowych |
---|
Telekomunikacja mobilna |
|
LTE Advanced to standard komunikacji mobilnej i główne rozszerzenie standardu Long Term Evolution (LTE). Został formalnie zgłoszony jako kandydat 4G do ITU-T pod koniec 2009 r. jako spełniający wymagania standardu IMT-Advanced i został ustandaryzowany przez 3rd Generation Partnership Project ( 3GPP ) w marcu 2011 r. jako 3GPP Release 10.
Format LTE+ został po raz pierwszy zaproponowany przez NTT DoCoMo z Japonii i został przyjęty jako międzynarodowy standard. Standaryzacja LTE dojrzała do stanu, w którym zmiany w specyfikacji ograniczają się do poprawek i poprawek błędów . Pierwsze usługi komercyjne zostały uruchomione w Szwecji i Norwegii w grudniu 2009 roku, a następnie w Stanach Zjednoczonych i Japonii w 2010 roku. W 2010 roku na całym świecie wdrożono więcej sieci LTE jako naturalna ewolucja kilku systemów 2G i 3G, w tym Globalnego systemu komunikacji mobilnej (GSM). ) i Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) z rodziny 3GPP oraz CDMA2000 z rodziny 3GPP2 .
Prace 3GPP mające na celu zdefiniowanie potencjalnej technologii interfejsu radiowego 4G rozpoczęły się w wersji 9 wraz z fazą badań dla LTE-Advanced. Opisywana jako 3,9G (poza 3G, ale przed 4G), pierwsza wersja LTE nie spełniała wymagań 4G (zwanej również IMT Advanced zgodnie z definicją Międzynarodowej Unii Telekomunikacyjnej ), takich jak szczytowe szybkości transmisji danych do 1 Gb/ s . ITU zaprosiło do przedstawienia kandydatów na technologie interfejsu radiowego (RIT) zgodnie z ich wymaganiami w piśmie okólnym, Raport Techniczny 3GPP (TR) 36.913, „Wymagania dotyczące dalszych postępów dla E-UTRA (LTE-Advanced)”. Są one oparte na wymaganiach ITU dla 4G oraz na własnych wymaganiach operatorów dla zaawansowanego LTE. Główne kwestie techniczne obejmują:
- Ciągłe doskonalenie technologii i architektury radiowej LTE
- Scenariusze i wymagania dotyczące wydajności do pracy ze starszymi technologiami radiowymi
- Wsteczna kompatybilność LTE-Advanced z LTE. Terminal LTE powinien mieć możliwość pracy w sieci LTE-Advanced i odwrotnie. Wszelkie wyjątki będą rozpatrywane przez 3GPP .
- Rozważenie ostatnich decyzji Światowej Konferencji Radiokomunikacyjnej (WRC-07) dotyczących pasm częstotliwości w celu zapewnienia, że LTE-Advanced uwzględnia geograficznie dostępne widmo dla kanałów powyżej 20 MHz. Ponadto specyfikacje muszą uwzględniać te części świata, w których kanały szerokopasmowe nie są dostępne.
Podobnie, ' WiMAX 2 ', 802,16m, został zatwierdzony przez ITU jako rodzina IMT Advanced . WiMAX 2 jest wstecznie kompatybilny z urządzeniami WiMAX 1. Większość dostawców obsługuje obecnie konwersję „przed 4G”, wcześniej zaawansowane wersje, a niektórzy obsługują aktualizacje oprogramowania stacji bazowych z 3G.
W związku z tym branża telefonii komórkowej i organizacje normalizacyjne rozpoczęły prace nad technologiami dostępowymi 4G, takimi jak LTE Advanced. Na warsztatach w kwietniu 2008 w Chinach, 3GPP uzgodniło plany pracy nad długoterminową ewolucją (LTE). Pierwszy zestaw specyfikacji został zatwierdzony w czerwcu 2008 r. Oprócz szczytowej szybkości transmisji danych 1 Gb/s, określonej przez ITU-R, ma ona również na celu szybsze przełączanie między stanami zasilania i lepszą wydajność na brzegu komórki. Szczegółowe propozycje są analizowane w ramach grup roboczych .
Trzy technologie z zestawu narzędzi LTE-Advanced – agregacja nośnych , 4x4 MIMO i modulacja 256QAM w łączu w dół – jeśli są używane razem i z wystarczającą zagregowaną przepustowością, mogą zapewnić maksymalne szczytowe prędkości łącza zbliżone do 1 Gbit/s lub nawet je przekroczyć. Takie sieci są często określane jako „sieci Gigabit LTE”, co odzwierciedla termin używany również w branży stacjonarnych łączy szerokopasmowych.
Propozycje
Celem 3GPP LTE Advanced jest osiągnięcie i przekroczenie wymagań ITU . LTE Advanced powinno być kompatybilne z pierwszym wydaniem sprzętu LTE i powinno współdzielić pasma częstotliwości z pierwszym wydaniem LTE. W studium wykonalności dla LTE Advanced 3GPP ustaliło, że LTE Advanced spełni wymagania ITU-R dla 4G . Wyniki badania zostały opublikowane w 3GPP Technical Report (TR) 36.912.
Jedną z ważnych korzyści LTE Advanced jest możliwość korzystania z zaawansowanych sieci topologicznych; zoptymalizowane sieci heterogeniczne z mieszanką makrokomórek z węzłami małej mocy, takimi jak pikokomórki , femtokomórki i nowe węzły przekaźnikowe. Kolejnym znaczącym skokiem wydajności w sieciach bezprzewodowych będzie maksymalne wykorzystanie topologii i zbliżenie sieci do użytkownika poprzez dodanie wielu z tych węzłów o niskim poborze mocy – LTE Advanced dodatkowo poprawia przepustowość i zasięg oraz zapewnia sprawiedliwość dla użytkownika. LTE Advanced wprowadza również multicarrier, aby móc korzystać z ultraszerokiego pasma, do 100 MHz widma obsługującego bardzo wysokie szybkości transmisji danych.
W fazie badań przeanalizowano wiele propozycji jako kandydatów do technologii LTE Advanced (LTE-A). Propozycje można z grubsza podzielić na:
- Obsługa stacji bazowych węzłów przekaźnikowych
- Wielopunktowa koordynowana transmisja i odbiór (CoMP)
- Rozwiązania antenowe UE Dual TX dla SU-MIMO i Diversity MIMO , potocznie określane jako 2x2 MIMO
- Skalowalna przepustowość systemu przekraczająca 20 MHz, do 100 MHz
- Agregacja nośnych ciągłych i nieciągłych przydziałów widma
- Lokalna optymalizacja interfejsu powietrznego
- Sieci nomadyczne / lokalne i rozwiązania mobilne
- Elastyczne wykorzystanie widma
- Radio kognitywne
- Automatyczna i autonomiczna konfiguracja i działanie sieci
- Wsparcie autonomicznych testów sieci i urządzeń, pomiar związany z zarządzaniem siecią i optymalizacją
- Ulepszone prekodowanie i korekcja błędów do przodu
- Zarządzanie i tłumienie zakłóceń
- Asymetryczne przypisanie przepustowości dla FDD
- Hybrydowe OFDMA i SC-FDMA w łączu uplink
- UL/DL koordynowane między eNB MIMO
- SONs , metodologie sieci samoorganizujących się
W zakresie rozwoju systemu, LTE-Advanced i WiMAX 2 mogą używać do 8x8 MIMO i 128- QAM w kierunku downlink. Przykładowa wydajność: zagregowana przepustowość 100 MHz, LTE-Advanced zapewnia szczytowe prędkości pobierania prawie 3,3 Gbit na sektor stacji bazowej w idealnych warunkach. Zaawansowane architektury sieciowe w połączeniu z rozproszonymi i opartymi na współpracy technologiami inteligentnych anten zapewniają kilkuletnią mapę drogową ulepszeń komercyjnych.
Standardy 3GPP Wydanie 12 dodało obsługę 256-QAM.
Podsumowanie badania przeprowadzonego w 3GPP można znaleźć w TR36.912.
Ramy czasowe i wprowadzenie dodatkowych funkcji
Pierwotne prace standaryzacyjne dla LTE-Advanced zostały wykonane w ramach 3GPP Release 10, które zostało zamrożone w kwietniu 2011 roku. Testy były oparte na sprzęcie przedpremierowym. Główni dostawcy obsługują aktualizacje oprogramowania do nowszych wersji i ciągłe ulepszenia.
W celu poprawy jakości usług dla użytkowników w hotspotach i na obrzeżach komórek, sieci heterogeniczne (HetNet) są tworzone z mieszanki stacji bazowych makro-, piko- i femto obsługujących obszary o odpowiedniej wielkości. Zamrożone w grudniu 2012 r. wydanie 11 3GPP koncentruje się na lepszej obsłudze sieci HetNet. Skoordynowana praca wielopunktowa (CoMP) jest kluczową cechą wersji 11 w celu obsługi takich struktur sieciowych. Podczas gdy użytkownicy znajdujący się na krawędzi komórki w jednorodnych sieciach cierpią z powodu zmniejszającej się siły sygnału połączonej z zakłóceniami sąsiednich komórek, CoMP został zaprojektowany tak, aby umożliwić wykorzystanie sąsiedniej komórki do przesyłania tego samego sygnału co komórka obsługująca, poprawiając jakość usług na obwodzie komórka służąca. Współistnienie w urządzeniu (IDC) to kolejny temat poruszony w wydaniu 11. Funkcje IDC mają na celu złagodzenie zakłóceń w sprzęcie użytkownika spowodowanych między LTE/LTE-A a różnymi innymi podsystemami radiowymi, takimi jak WiFi, Bluetooth i GPS odbiorca. Dalsze ulepszenia dla MIMO, takie jak konfiguracja 4x4 dla łącza w górę, zostały ustandaryzowane.
Większa liczba komórek w HetNet powoduje, że sprzęt użytkownika częściej zmienia komórkę obsługującą podczas ruchu. Trwające prace nad LTE-Advanced w wydaniu 12, między innymi, koncentrują się na rozwiązywaniu problemów, które pojawiają się, gdy użytkownicy poruszają się po sieci HetNet, takich jak częste przekazywanie połączeń między komórkami. Obejmował również użycie 256-QAM.
Pierwsze pokazy technologii i próby terenowe
Lista ta obejmuje demonstracje technologii i próby terenowe do roku 2014, torując drogę do szerszego komercyjnego wdrożenia technologii VoLTE na całym świecie. Od 2014 r. kolejni operatorzy testowali i demonstrowali technologię do przyszłego wdrożenia w swoich sieciach. Nie są one tutaj omówione. Zamiast tego opis wdrożeń komercyjnych można znaleźć w poniższej sekcji.
Spółka | Kraj | Data | Notatka |
---|---|---|---|
NTT DoCoMo | Japonia | Luty 2007 | Operator ogłosił zakończenie testu 4G, w którym osiągnął maksymalną szybkość transmisji pakietów około 5 Gbit/s w łączu w dół przy użyciu 12 anten nadawczych i 12 odbiorczych oraz pasma częstotliwości 100 MHz do stacji mobilnej poruszającej się z prędkością 10 km/h. |
Zręczne technologie | Hiszpania | Luty 2011 | Dostawca zademonstrował na Mobile World Congress pierwsze w branży rozwiązania testowe dla LTE-Advanced z rozwiązaniami do generowania i analizy sygnału . |
Ericsson | Szwecja | czerwiec 2011 | Sprzedawca zademonstrował LTE-Advanced w Kista . |
dotykać | Liban | kwiecień 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced z chińskim dostawcą Huawei i połączył pasmo 800 MHz i pasmo 1,8 GHz. dotyk osiągał 250 Mbit/s. |
Vodafone | Nowa Zelandia | maj 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced z Nokia Networks i połączył pasmo 1,8 GHz i 700 MHz. Vodafone osiągnął nieco poniżej 300 Mbit/s. |
A1 | Austria | czerwiec 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced z Ericssonem i NSN przy użyciu 4x4 MIMO. A1 osiągnął 580 Mbit/s. |
Turkcell | indyk | Sierpień 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Stambule z chińskim dostawcą Huawei. Turkcell osiągnął 900 Mbit/s. |
Telstra | Australia | Sierpień 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced ze szwedzkim sprzedawcą Ericsson i połączył pasmo 900 MHz i 1,8 GHz. |
MĄDRY | Filipiny | Sierpień 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced z chińskim dostawcą Huawei i połączył pasmo 2,1 GHz i 1,80 GHz i osiągnął 200 Mb/s. |
SoftBank | Japonia | wrzesień 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Tokio z chińskim sprzedawcą Huawei. Softbank wykorzystał pasmo częstotliwości 3,5 GHz i osiągnął 770 Mbit/s. |
beCloud / MTS | Białoruś | Październik 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced z chińskim dostawcą Huawei. |
SFR | Francja | Październik 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Marsylii i połączył pasmo 800 MHz i pasmo 2,6 GHz. SFR osiągnął 174 Mbit/s. |
EE | Zjednoczone Królestwo | listopad 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Londynie z chińskim sprzedawcą Huawei i połączył 20 MHz z pasma 1,8 GHz i 20 MHz z pasma 2,6 GHz. EE osiągnął 300 Mbit/s, co odpowiada kategorii 6 LTE. |
O 2 | Niemcy | listopad 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Monachium z chińskim sprzedawcą Huawei i połączył 10 MHz z pasma 800 MHz i 20 MHz z pasma 2,6 GHz. O 2 osiągnął 225 Mbit/s. |
SK Telecom | Korea Południowa | listopad 2013 | Operator przetestował LTE-Advanced i połączył 10 MHz z widma 850 MHz i 20 MHz z widma 1,8 GHz. SK Telecom osiągnął 225 Mbit/s. |
Vodafone | Niemcy | listopad 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Dreźnie ze szwedzkim sprzedawcą Ericsson i połączył 10 MHz z pasma 800 MHz i 20 MHz z pasma 2,6 GHz. Vodafone osiągnął 225 Mb/s. |
Telstra | Australia | Grudzień 2013 | Operator wypróbował LTE-Advanced ze szwedzkim sprzedawcą Ericsson i połączył 20 MHz z pasma 1,8 GHz i 20 MHz z pasma 2,6 GHz. Telstra osiągnęła 300 Mbit/s, co odpowiada kategorii 6 LTE. |
Optus | Australia | Grudzień 2013 | Operator przetestował TD-LTE- Advanced z chińskim dostawcą Huawei i połączył dwa kanały 20 MHz o częstotliwości 2,3 GHz. Optus osiągnął ponad 160 Mbit/s. |
Entel Chile | Chile | wrzesień 2015 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Rancagua przy użyciu 15 MHz z pasma 700 MHz i 20 MHz z 2600 MHz, osiągając ponad 200 Mbit/s. |
Claro Brazylia | Brazylia | grudzień 2015 | Claro Brasil przedstawiane w Rio Verde pierwsze testy z technologią 4,5g, LTE zaawansowane, które oferuje szybkość Internetu aż do 300Mbit / s. |
AIS | Tajlandia | Marzec 2016 | Operator uruchomił pierwszą sieć 4,5G na sieci LTE-U/LAA w Bangkoku z połączeniem widma 1800 MHz i 2100 MHz z wykorzystaniem Carrier Aggregation (CA), 4x4 MIMO , DL256QAM/UL64QAM oraz wykorzystanie LTE-Unlicensed ( LTE- U ) w celu ułatwienia szybkiej sieci. AIS osiągnął prędkość pobierania do 784,5 Mbit/s i prędkość wysyłania 495 Mbit/s. Było to możliwe dzięki Wspólnemu Centrum Rozwoju (JIC), specjalnemu programowi badawczo-rozwojowemu między AIS i Huawei . |
MagtiCom | Gruzja | maj 2016 | Operator wypróbował LTE-Advanced w Tbilisi i połączył 800 MHz z istniejącym pasmem 1800 MHz. MagtiCom osiągnął prędkość pobierania 185 Mbit/s i prędkość wysyłania 75 Mbit/s. |
Ucom | Armenia | wrzesień 2016 | Operator wypróbował LTE-Advanced ze szwedzkim dostawcą Ericsson. Ucom osiągnął prędkość pobierania 250 Mbit/s, co odpowiada kategorii 6 LTE. |
Altel | Kazachstan | Kwiecień 2017 | Operator uruchomił LTE-Advanced w 12 miastach na terenie Kazachstanu. Altel osiągnął prędkość pobierania 225 Mbit/s. Technologia LTE-Advanced (4G+) ma zostać uruchomiona w 5 kolejnych miastach Kazachstanu w maju 2017 r. |
Ugryź Łotwę | Łotwa | wrzesień 2016 | Operator uruchomił 8 stacji komórkowych 4,5G w Rydze po testach we współpracy z Huawei i Ryskim Uniwersytetem Technicznym 15 czerwca 2017 r. |
Wi-Plemię | Pakistan | maj 2017 | Operator po raz pierwszy przetestował swoją sieć LTE-A w maju 2017 r. w paśmie 3,5 GHz, a następnie został oficjalnie udostępniony w Lahore w Pakistanie, a następnie w kolejnych miastach. Wi-Tribe osiągnęło prędkość do 200 Mbit/s w swojej nowej sieci LTE-A. Dokonano tego za pomocą sprzętu firmy Huawei . |
Telcel | Meksyk | Marzec 2018 | Operator zaoferował usługę w Mexico City i innych 10 miastach w całym kraju w dniu 14 marca 2018 r. |
Airtel | Indie | kwiecień 2012 | 10 kwietnia 2012 r. Airtel uruchomił usługi 4G za pośrednictwem kluczy sprzętowych i modemów wykorzystujących technologię TD-LTE w Kalkucie, stając się pierwszą firmą w Indiach, która oferuje usługi 4G. Po premierze w Kalkucie nastąpiły premiery w Bangalore (7 maja 2012), Pune (18 października 2012) oraz Chandigarh, Mohali i Panchkula (25 marca 2013). |
Rozlokowanie
Trwa wdrażanie LTE-Advanced w różnych sieciach LTE .
W sierpniu 2019 r. Global Mobile Suppliers Association (GSA) poinformowało, że w 134 krajach działają 304 komercyjnie uruchomione sieci LTE-Advanced. W sumie 335 operatorów inwestuje w LTE-Advanced (w formie testów, prób, wdrożeń lub komercyjnego świadczenia usług) w 141 krajach.
LTE Zaawansowany Pro
LTE Advanced Pro ( LTE-A Pro , znany również jako 4.5G , 4.5G Pro , 4.9G , Pre-5G , 5G Project ) to nazwa dla wersji 3GPP 13 i 14. Jest to ewolucja LTE Advanced (LTE-A ) standard komórkowy obsługujący szybkości transmisji danych przekraczające 3 Gbit/s przy użyciu agregacji 32 nośnych . Wprowadza również koncepcję Licencjonowanego Dostępu Wspomaganego , która umożliwia współdzielenie licencjonowanego i nielicencjonowanego widma.
Dodatkowo zawiera kilka nowych technologii związanych z 5G , takich jak 256- QAM , Massive MIMO , LTE-Unlicensed i LTE IoT , które ułatwiły wczesną migrację istniejących sieci do ulepszeń obiecanych w pełnym standardzie 5G .
Zobacz też
Bibliografia
LTE dla UMTS - OFDMA i SC-FDMA Based Radio Access , ISBN 978-0-470-99401-6 Rozdział 2.6: LTE Advanced for IMT-advanced , s. 19-21.
- e,:-(redaktor), LTE and the Evolution to 4G Wireless: Design and Measurement Challenges , Agilent Technologies Publication 2009, ISBN 978-0-470-68261-6 , Rozdział 8.7: Proving LTE Advanced , s. 425.
- , i in.; Sieci Nokia Siemens; LTE Advanced: Droga do gigabitów /s w bezprzewodowej komunikacji mobilnej , Wireless VITAE'09.
- Projekt odbiornika terminala mobilnego: LTE i LTE-Advanced , ISBN 9781119107309 .
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- LTE zaawansowane strona na Qualcomm miejscu
- Oficjalna strona 3GPP dotycząca standaryzacji 3GPP na LTE Advanced
- Przyszłe wykorzystanie femtokomórek LTE A
- Dekodery online LTE-3GPP – 3GPP LTE / LTE Advanced dekodery wiadomości L3 online (24.008, 44.018, 44.060 itd.) obsługujące wydanie 14
Zasoby (białe księgi, dokumenty techniczne, noty aplikacyjne)
- Wprowadzenie do zaawansowanej technologii LTE – biała księga podsumowująca ulepszenia LTE znane jako LTE-Advanced Release 10
- Przedstawiamy LTE-Advanced – uwaga aplikacyjna
- Wprowadzenie do LTE-Advanced Rel.11 – podsumowanie usprawnień określonych w LTE-Advanced Release 11