Zaawansowane LTE — LTE Advanced

Zaawansowane logo LTE
Wskaźnik sygnału LTE Advanced (z agregacją nośnych) w systemie Android

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

Stacja bazowa LTE Advanced zainstalowana w Iraku w celu świadczenia usług szerokopasmowego bezprzewodowego Internetu

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

Logo LTE Advanced 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.

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Zasoby (białe księgi, dokumenty techniczne, noty aplikacyjne)