Сети LTE: структура и принцип работы. Сети LTE - что это? Режим, структура и принцип работы сети LTE Принцип работы 4g

В связи с тем, что на Российском рынке появляется все больше смартфонов, имеющих встроенный модуль LTE, многие задаются вопросом, - что такое LTE в смартфоне? Для того чтобы наиболее понятно ответить на этот вопрос, нужно понять что такое LTE и какими преимуществами обладает эта технология. Ведь зная ответ на эти вопросы, даже самый далекий от этого пользователь мобильной связи сможет понять, какие преимущества имеет LTE смартфон.

1. Технология LTE и ее особенности

Современные технологии не стоят на месте. В особенности это касается технологий мобильной связи. Если вспомнить все технологии мобильной связи, доступные простым абонентам, можно выделить некоторую закономерность. Каждое поколение связи, начиная с 2G, имеет определенный временной интервал. То есть, технология 2G была разработана в 1990 году, а интегрирована она была только в 2000. Точно также и 3G – разработана в 2000 году, а полноценно стала работать только в 2010. Теперь пришел черед четвертого поколения связи. Уже сегодня мы можем наблюдать постепенный переход от 3G к 4G. И именно LTE и является той самой технологией, которая позволяет осуществить этот переход плавно и незаметно для абонентов.

LTE – это технология четвертого поколения связи. Под стандарт 4G попадают такие технологии мобильной связи, которые смогут обеспечить абонентам скорость интернет соединения не менее 100 Мбит/с. Главное отличие данной технологии заключается в высокой скорости передачи данных, которая в теории составляет 300 Мбит/с при приеме информации (download) и 170 Мбит/с при отдаче (upload). Однако учитывая новизну технологии и тот факт, что она только внедряется, фактическая скорость передачи данных отличается от теоритической и составляет около 100 Мбит/с при приеме сигнала и 50 Мбит/с при отдаче.

Таким образом, становится понятно, что LTE смартфоны позволяют пользователю иметь доступ к высокоскоростному интернету. Благодаря этому абоненты получают массу новых, абсолютно не ограниченных возможностей. К примеру, высококачественная двухсторонняя видеосвязь, просмотр фильмов онлайн в формате FullHD и так далее.

Помимо этого технология LTE внедряется в сети 3G и позволяет использовать уже имеющуюся инфраструктуру. Это делает переход от 3G к четвертому поколению связи более плавным и незаметным для абонентов. К тому же, в подавляющем большинстве случаев смартфоны с LTE способны работать и в сетях третьего поколения, и даже 2G. Другими словами, даже в случае выхода абонента из зоны покрытия LTE устройство автоматически переходит в 3G режим без потери связи.

1.1. Режимы связи LTE

Помимо этого, особенность технологии LTE заключается в том, что она способна работать сразу в двух режимах связи:

• FDD – это двухсторонний режим связи с частотным разделением сигналов. То есть нисходящие и восходящие потоки информации имеют разные частоты. Благодаря этому достигается более высокая стабильность установленной связи и высокая скорость соединения. При этом количество каналов в обоих направлениях является равным.
• TDD – это двухсторонняя связь с временным разделением сигналов. То есть связь реализуется путем временного уплотнения нисходящих и восходящих каналов передачи данных на одной несущей частоте. Преимущество такого режима связи заключается в том, что он позволяет более оптимально использовать ресурсы линий радиосвязи. При этом количество временных интервалов в нисходящих и восходящих каналах связи различное.

Уже сегодня, понимая потребность в комбинировании этих режимов, производители мобильных устройств изготавливают терминалы, поддерживающие оба режима. Причем по сложности устройство, имеющее комбинированный терминал не значительно отличается от простого устройства FDD.

2. Смартфоны с LTE для России

Учитывая все преимущества технологии LTE, становится видно, что смартфон с LTE способен предоставить пользователю массу дополнительных возможностей и более высокое качество связи, а также скорость интернет соединения.

Кроме этого, операторы мобильной связи, предоставляющие услуги LTE, отчетливо понимают, что доступность мобильных абонентских устройств, в частности смартфонов LTE, напрямую влияет на спрос подобных услуг. Это объясняется простым правилом – спрос рождает предложение. Ведь чем больше людей смогут позволить себе приобрести мобильное устройство с LTE, тем выше будет спрос на эту технологию, тем, соответственно, быстрее будет развиваться и внедряться технология.

Понимая эту взаимосвязь, наиболее крупные операторы мобильной связи создали стратегическое партнерство и подали запрос на понижение таможенной пошлины на ввоз мобильных устройств, в частности смартфонов. Это позволит снизить их стоимость и сделает их более доступными для россиян.

Однако есть один нюанс. Не каждый смартфон с поддержкой LTE сможет работать в российских сетях. Объясняется это тем, что в данный момент выпускаются устройства с LTE модулями, настроенными на определенную частоту. К примеру, если смартфон настроен на частоту 2100 МГц, то в России он работать не будет, так как сети LTE строятся в частотных диапазонах 791-862 МГц и 2500-2700 МГц. В технических характеристиках устройства обязательно указывается поддерживаемая частота.

На сегодняшний день в России могут работать единицы моделей смартфонов, в число которых входят:

• Nokia Lumia 920;
• LG Optimus G;
• LG Optimus F5;
• Sony Xperia V;
• Sony Xperia SP;
• Samsung Galaxy Express;
• Alcatel IDOL S;
• HTC One SV;
• BlackBerry Z10.

Однако даже эти модели не поддерживают все частоты. В большинстве случаев они могут работать только в условиях нижнего диапазона. Для того, чтобы знать точно какие частоты поддерживает смартфон, смотрите технические характеристики. Помимо этих устройств, на российском рынке встречаются и другие смартфоны. С развитием технологий появляются все новые и новые модели, способные работать в российских сетях LTE.

3. Преимущества LTE смартфонов

Учитывая все преимущества и особенности технологии LTE, очевидными становятся и все преимущества смартфонов LTE. Смартфоны с поддержкой LTE являются не просто удобным инструментом для путешествия по просторам интернета. В первую очередь это многофункциональные устройства, которые позволяют решать самые разнообразные задачи, которые могут быть связаны как с мультимедиа (просмотр фильмов в формате FullHD, прослушивание музыки, обработка изображений и так далее), так и с интернетом (видеоконференции, онлайн презентации, высококачественная связь и высокая скорость интернета). Все это становится доступным каждому обладателю смартфона LTE.

Помимо обычных моделей на российском рынке можно встретить двухсимочные смартфоны с LTE. Они позволяют использовать связь четвертого поколения от разных операторов. На данный момент это является огромным преимуществом, так как пока еще сети LTE не покрывают всю территорию страны. Разные операторы охватывают разные города. Так в тех городах, в которых нет покрытия LTE от МТС, действуют сети Билайна или Мегафона. Вот в этих случая смартфоны с двумя сим-картами являются отличным решением.

Еще одно весьма важное преимущество заключается в том, что LTE смартфоны для России способны работать не только в сетях четвертого поколения. Они поддерживают связь третьего, и даже второго поколения. Таким образом, абонент всегда остается на связи. На данный момент действует технология автоматического перехода между сетями. Другими словами, при выходе из зоны покрытия LTE смартфон автоматически переходит в режим 3G без потери связи и незаметно для пользователя.

4. Доступный LTE смартфон от Samsung: Видео

LTE для современных смартфонов – это существенное расширение возможностей. Это масса увлекательных развлечений. К примеру, многопользовательские онлайн игры, которые раньше были доступны только при Wi-Fi подключении, сегодня доступны каждому абоненту LTE. Помимо этого, сам смартфон можно использовать как Wi-Fi роутер, раздавая интернет всем окружающим. То есть, если на ноутбуке нет модуля LTE, вам необходимо подключить ваш смартфон к интернету через 4G сеть и включить точку доступа Wi-Fi в настройках. При этом высокоскоростной интернет будет раздаваться на ваш ноутбук, а также на другие абонентские устройства, оснащенные Wi-Fi модулем.

В современном мире высоких технологий всегда оставаться на связи является не роскошью, а необходимостью, поэтому, для деловых людей смартфоны с LTE – это настоящее спасение, так как они в любой момент и в любом месте смогут создать видеоконференцию или решить какие-либо другие задачи, связанные с выходом в интернет и отправкой файлов. А учитывая компактные размеры таких устройств их всегда и везде можно брать с собой.

В характеристиках современных смартфонов нередко встречается поддержка LTE, но далеко не каждому пользователю известно, что это такое и как это повлияет на работу гаджета. В статье мы попытаемся подробно разобраться , чем он отличается от остальных видов соединения с сетью и зачем оно нужно современному пользователю.

Мобильный интернет прочно закрепился в жизни большинства пользователей сотовой связи. Его скорость и качество имеет не малое значение, поэтому инженеры сотовых операторов постоянно разрабатывают новые стандарты, LTE один из них. Он обеспечивает высокоэффективную скоростную передачу данных.

Фактически стандарт представляет собой промежуточный вариант, необходимый для перехода от сетей третьего к сетям четвёртого поколения. Классификация мобильных стандартов передачи данных сегодня выглядит следующим образом.

• 2G - стандарт 2000 года. Скорость передачи информации не превышает 20 кБит. Подразумевает передачу изображений, текстовых файлов, голосовых сообщений. Сегодня эта сеть доступна везде, но используется только устаревшими моделями.
• 3G - стандарт 2010 года (наиболее активный период внедрения технологии). Скорость передачи не более 3 мегабит. Поддерживает больше возможностей: видеосвязь, фильмы онлайн, свободный серфинг в интернете.
• LTE или 4G - до сегодняшнего дня находится в стадии внедрения и доступна далеко не везде. Высокая скорость передачи данных, позволяет все то же что и предыдущий формат, но на более качественном уровне.

Таким образом, LTE это современный совершенный стандарт беспроводной передачи данных.

Чем отличаются гаджеты, поддерживающие LTE

Помимо вопроса о том, стоит разобраться чем привлекательны гаджеты, поддерживающие этот стандарт. Как правило, все современные смартфоны и планшеты рассчитаны на высокоскоростное соединение с интернетом, обеспечение видеосвязи или просмотр фильмов, а также другие проекты и сервисы, требующие обмена данными на высокой скорости. К сожалению, 3G не всегда в состоянии обеспечить и поддержать нужную скорость, а без возможности поддержки LTE к новому формату сети не подключаются.

Характеристики устройств

Гаджеты с поддержкой нового стандарта имеют следующие скоростные характеристики.

• Скорость приёма информации до 100 Мбит, это обеспечивает быструю загрузку видеофайлов, хорошее качество связи при онлайн-вещании. Работа в интернете при такой скорости протекает без малейшей задержки на ожидание загрузки.
• Помимо загрузки, взаимодействие с интернетом подразумевает и выгрузку информации. Скорость этого процесса также находится на высоком уровне и составляет 50 Мбит в секунду.
• Скорость при обмене данными с сетью. Заявленная разработчиками, но редко реально наблюдающаяся в процессе работы составляет 300 Мб/с приём и 170 Мб/с передача.

Таким образом, устройства, оснащённые поддержкой LTE, обладают широкими возможностями и высочайшей скоростью обмена данными с интернетом, при условии нахождения в зоне покрытия нужного стандарта.

Стоит отметить, что переход из одной сети в другую, в случае поддержки всех форматов, происходит автоматически. При этом с обратным переключением часто возникают проблемы. Это можно отнести к минусам подобных устройств, возврат к стандарту 3G после выхода из зоны покрытия LTE происходит только посредством перезагрузки устройства.

Возможности смартфонов с LTE

Высокое качество мобильного интернета необходимо всем его пользователям, потому понимая стоит отдать предпочтение именно такому устройству. Что в результате получит пользователь:

• с характеристиками максимально возможными в текущих условиях;
• не только просмотр видео без задержек и дозагрузок, но и видеосвязь и онлайн-конференции;
• кроме того, такие устройства стараются сделать максимально доступными для пользователей, поэтому имеются модели различных ценовых категорий.

Прежде чем покупать смартфон с поддержкой стандарта связи с интернетом, стоит уточнить в сопроводительных документах диапазон частот, которые доступны гаджету. Нередко случается, что устройство предназначено для значений, не соответствующих российским стандартам.

Смартфон с поддержкой высокоскоростного доступа в интернет можно использовать в качестве роутера и раздавать Wi Fi на другие устройства, телефоны или планшеты. При хорошем объёме трафика допустимо подключить к сети даже ноутбук или ПК при наличии нужного адаптера.

Большинство гаджетов премиум класса оснащены подобной возможностью, и она входит в число стандартных. Так, например, смартфоны компании Apple оснащены возможностью использования высокоскоростного соединения с сетью начиная с 5 модели, а 6 уже полноценно подключаются к сети в диапазонах доступных в России.

Каковы перспективы

Не успели люди толком разобраться в технологии , а в кулуарах уже шепчутся о том, что не за горами появление сетей пятого поколения. В связи с чем, можно смело рассчитывать на то, что LTE-4G в скором времени станет доступна в большинстве регионов страны.

Но на что ещё можно зачитывать пользователям, казалось бы, куда уже лучше, скорость загрузки и выгрузки позволяет пользоваться интернетом на высоком уровне. Тем не менее дальнейшие разработки подразумевают:

• повышение скорости и увеличение качества передачи данных именно в мобильной сети;
• появление новых форматов услуг, основанных на мобильном интернете с высокоскоростным соединением;
• повышение качества услуг мобильной связи при условии снижения её стоимости.

Таким образом, при покупке смартфона не стоит отказывать себе в возможности пользоваться интернетом посредством сети самых высоких стандартов. Даже несмотря на то, что сегодня покрытие зоны 4G позволяет обратиться к ней только жителям центральных районов страны, распространение технологии идёт быстрыми темпами.

Термины LTE и 4G уже давно на слуху и постепенно становятся частью словарного запаса современного человека, а с появлением нового поколения Android-смартфонов и выходом iPhone 5 нам просто необходимо знать об этой технологии побольше, просто чтобы не возникало путаницы, ну и для общего развития.

В этой статье мы постараемся дать максимально простые ответы на самые популярные вопросы об LTE.

Что такое LTE?

Разработанный консорциумом 3GPP Long Term Evolution (если переводить дословно, то «долгосрочное развитие»), в общепринятом сокращенном варианте — LTE — это новый стандарт мобильных сетей с увеличенными пропускной способностью и скоростью передачи данных. LTE использует различные частоты, однако функционирует на основе используемых сетей GSM/HSPA, фактически являясь их усовершенствованной версией. Термин 4G, или «беспроводная связь четвертого поколения» употребляется как синоним LTE, подчеркивая отличия этого стандарта от 3G. По предварительным прогнозам к 2016-му году общее количество абонентов мобильных широкополосных сетей может достичь 5 млрд. человек.

Чем LTE (4G) отличается от 3G

Прежде всего необходимо понимать, что 4G LTE — это эволюционный, а не революционный путь развития, предполагающий использование возможностей имеющейся инфраструктуры. 3G-сети еще долго и с не меньшей эффективностью будут выполнять задачи по доставке широкополосных сервисов миллиардам пользователей мобильных устройств. Но 4G, тем не менее, уверенно пророчат роль общепринятого стандарта мобильной связи в виду целого ряда очевидных преимуществ технологии 4G LTE, основные из которых:

• более высокие производительность и пропускная способность;
• простота — LTE поддерживает гибкие варианты полосы пропускания с несущей частотой от 1.4 MHz до 20 MHz, а также дуплексную передачу данных с возможностью разделения по частоте (FDD) и по времени (TDD).
• задержка — в LTE существенно меньшая задержка в передаче данных для протоколов плоскости пользователя в сравнении c существующими технологиями третьего поколения (преимущество крайне важное, к примеру, для обслуживания многопользовательских онлайн-игр ).
• широкий диапазон конечных устройств — LTE-модулями планируется оснащать не только смартфоны и планшеты, но также ноутбуки, игровые приставки, видеокамеры и другие портативные и бытовые устройства.

Скорость LTE

Возможностями технологии LTE предусматривается скорость передачи данных до 299.6 Мбит/с на загрузку (download) и до 75.4 Мбит/с — на отдачу (upload). Однако в LTE скорость в каждом конкретном случае во многом зависит как от местонахождения пользователя, так и от текущей нагрузки в сети. Но LTE развивается: еще два года назад на конгресе MWC-2010 был продемонстрирована возможная пиковая пропускная способность до 1.2 Гбит в секунду. Тем не менее, к примеру, в Сингапуре, где национальное LTE-покрытие обеспечивает оператор M1, средняя скорость загрузки в LTE не превышает 75 Мбит/с. В ближайшее время компания собирается увеличить скорость до 150 Мбит/с за счет использования частот, которые на данный момент используются для поддержки устаревшего стандарта 2G.

Почему LTE-частоты различны в разных странах?

Не смотря на то, что LTE очень активно развивается во всем мире, нет единого частотного диапазона, на котором работаю 4G-операторы в разных странах мира. Это связано с тем, что радиочастотный спектр во многих государствах находится под контролем правительственных структур, а деятельность операторов лицензируется. В разных странах определенные частоты уже используются другими сервисами (вроде цифрового ТВ), потому телекоммуникационным компаниям приходится пользоваться теми, которые доступны на данный момент и ждать возможности доступа к новым диапазоном, как в случае с сингапурским M1.

Наиболее часто используемый LTE-частоты

В станах Азии — это 1800 MHz или 2600 MHz. Именно на этих частотах работают операторы в Сингапуре, Гонг Конге и Южной Корее. В Японии и США — 700 MHz или 2100 MHz. В Европе — 1800 MHz или 2600 MHz.

В России LTE-лицензии получили компании «Ростелеком» (791-798.5/832-839.5 MHz, Band 20), «МТС» (798.5-806/839.5-847 MHz, Band 20), «Мегафон» (806-813.5/847-854.5 MHz, Band 20) и «Вымпелком» (« «) (813.5-821/854.5-862 MHz, Band 20), которые приступят к оказанию 4G LTE-услуг с июлю следующего года.

В Украине LTE-сети только начинают развиваться, и, по мнению специалистов, до начала ее полноценной коммерческой эксплуатации пройдет не менее полутора лет. Причины такого отставания — в проблемах с регулированием и лицензированием, а также в недостаточной емкости транспортной сети.

Универсальный LTE-смартфон?

Такого устройства пока нет, поскольку производители еще не разработали такую компактную антенну, которая могла бы обеспечивать прием-передачу сигнала хотя бы на самых популярных LTE-частотах одновременно. Потому и говорят, что купленный в Штатах iPhone 5 может не работать в азиатских и европейских LTE-сетях. Но расстраиваться особо все-таки не стоит, всегда остается универсальный , доступный во всех странах мира. Однако, если учитывать глобальную тенденцию к смещению операторов связи в сторону стандарта LTE и темпы освобождения ранее занятых частотных диапазонов, то в перспективе можно ожидать появления общего частотного диапазона в разных странах и регионах мира. Значит проблема разработки универсального LTE-смартфона может несколько упроститься и его создание — это лишь вопрос времени. Будем надеяться, что это произойдет очень скоро.

4G LTE — это дорого

Как и стандарт 3G в свое время, новый 4G тоже пока не отличается демократичностью в тарифообразовании. Дешевого 4G LTE пока не предлагают, потому за скорость и быстродействие пользователям приходится платить больше. Однако по-настоящему LTE становится дорогим, если не обращать внимания на объемы скачиваемых или передаваемых данных.

LTE-смартфоны в продаже

Кроме упомянутого iPhone 5, который Apple начнет продавать с 21 сентября этого года, с LTE-сетями могут работать еще несколько смартфонов: HTC One XL, Samsung Galaxy S II LTE, LG Optimus True HD LTE и the Galaxy Note LTE. Также в скором времени в продаже должны появиться LG Optimus G и Galaxy S3 LTE.

Новости LTE технологии

В нашей стране 4G LTE стандарт — это пока только перспектива, при том не самая близкая. Однако для тех, кто часто бывает за границей, возможностей ощутить все преимущества LTE предостаточно. О росте популярности данного стандарта связи говорит также и тот факт, что новый iPhone 5 от Apple выпускается сразу в трех различных вариантах, каждый из которых разработан для определенного диапазона LTE частот. Так модель A1428 (GSM) iPhone 5 поддерживает LTE только в США и Канаде и работает на частоте 700MHz. Модель A1429 (CDMA) ориентирована на сети Штатовских операторов Sprint и Verizon, а также японского KDDI.

И, наконец, A1429 (GSM) iPhone 5 работает на частотах 850 MHz, 1800 MHz и 2100 MHz и является наиболее универсальной, поскольку именно эти частоты используются для LTE-связи во многих странах мира (кроме США и Канады). На сайте Apple support указано, что модель A1429 (GSM) совместима с LTE в Австралии, Гонконге, Германии, Корее, Японии, Сингапуре и Великобритании. Другими словами, это означает, что если вы живете в Украине и часто бываете в Европе, то заказывая iPhone 5 из других стран, выбирайте именно A1429 (GSM). Соответственно, тем кто чаще посещает США лучше купить A1428 (GSM) iPhone 5. Также не стоит забывать, что такое разграничение по региональному признаку касается только LTE-специфики аппаратов, в 3G-сетях каждый из них будет работать в любом регионе планеты.

Samsung может приобрести Nokia Siemens Networks (3 августа 2012)
Южнокорейская корпорация Samsung изучает возможность приобретения одного из крупнейших производителей универсального оборудования для сетей связи NSN. По словам независимых аналитиков и экспертов, сумма данной сделки может составить пятьдесят пять миллиардов долларов. Официальный представитель компании NSN заявил, что интерес руководство корпорации Samsung относится к массовым поставкам и глобальному производству оборудования для уникальных беспроводных сетей мобильной связи.

Следует напомнить, что на сегодняшний день мобильных компаний, способных совершить данную покупку, в мире не так много, а на международном рынке операторского оборудования подобный актив был бы по карману только корпорациям Ericsson или Huawei. Однако в стратегическую политику компании Ericsson подобная финансовая сделка не укладывается, а у второй корпорации уже есть аналогичная инфраструктура. Необходимо упомянуть, что в качестве потенциального покупателя компании NSN рассматривается китайская корпорация . Что же касается южнокорейского производителя мобильной аппаратуры, то ранее компания Samsung выпускала фирменные станции для модели WiMAX, но данный сервис уступил лидирующие позиции инновационной технологии LTE.

Сеть стандарта LTE не так давно была одобрена консорциумом 3GPP. Благодаря использованию такого радиоинтерфейса удается получить сеть с беспрецедентными эксплуатационными параметрами в плане максимальной скорости, с которой осуществляется передача данных, времени задержки при пересылке пакетов, а также спектральной эффективности. Авторы говорят, что запуск сети LTE позволяет более гибко использовать радиоспектр, мультиантенную технологию, адаптацию канала, механизмы диспетчеризации, организацию повторной ретрансляции данных и регулирование мощности.

Предыстория

Мобильная широкополосная связь, которая базируется на технологии передачи пакетов данных на высокой скорости по стандарту HSPA, уже стала достаточно широко признанной пользователями сотовых сетей. Однако необходимо и дальше производить совершенствование их обслуживания, к примеру, используя увеличение скорости трансляции данных, минимизацию времени задержки, а также увеличение общей емкости сети, так как требования пользователей к услугам подобной связи постоянно повышаются. Именно с этой целью и была произведена спецификация радиоинтрфейсов HSPA Evolution и LTE консорциумом 3GPP.

Основные отличия от ранних версий

Сеть стандарта LTE отличается от ранее разработанной системы 3G улучшенными техническими характеристиками, включая максимальную скорость, с которой осуществляется передача информации - более 300 мегабит за секунду, задержка пересылки пакетов не превышает 10 миллисекунд, а спектральная эффективность стала гораздо выше. Построение сетей LTE можно осуществлять как в новых частотных полосах, так и в уже имеющихся у операторов.

Данный радиоинтерфейс позиционируется как решение, на которое постепенно операторы будут переходить с систем стандартов, существующих на данный момент, это 3GPP и 3GPP2. А разработка этого интерфейса - это достаточно важный этап на пути формирования стандарта IMT-Advanced сетей 4G, то есть нового поколения. Фактически в спецификации LTE уже содержится большинство функций, которые изначально предназначались для систем 4G.

Принцип организации радиоинтерфейса

Радиосвязь обладает характерной особенность, которая состоит в том, что радиоканал по качеству не является постоянным во времени и пространстве, а зависит от частоты. Тут необходимо сказать и о том, что параметры связи меняются относительно быстро в результате многолучевого распространения радиоволн. Чтобы поддерживать постоянную скорость обмена информацией по радиоканалу, обычно применяется целый ряд способов свести к минимуму подобные изменения, а именно - различные методы разнесенной передачи. Одновременно с этим в процессе передачи пакетов информации пользователи не всегда могут заметить кратковременные колебания битовой скорости. Режим сети LTE предполагает в качестве основного принципа радиодоступа не уменьшение, а применение стремительных изменений качества радиоканала для того, чтобы обеспечить максимально эффективное использование радиоресурсов, доступных в каждый момент времени. Это реализуется в частотной и временной областях посредством технологии радиодоступа OFDM.

Устройство сети LTE

Что это за система, можно понять, только разобравшись, как она организована. В ее основу заложена обычная технология OFDM, предполагающая по нескольким узкополосным поднесущим. Применение последних в совокупности с циклическим префиксом позволяет сделать связь на базе OFDM устойчивой к временным дисперсиям параметров радиоканала, а также дает возможность практически исключить необходимость в использовании сложных эквалайзеров на принимающей стороне. Это обстоятельство оказывается весьма полезным для организации нисходящего канала, так как в этом случае удается упростить обработку сигналов приемником на главной частоте, что позволяет снизить стоимость самого терминального устройства, а также мощность, потребляемую им. И это становится особенно важно в случае использования сети 4G LTE вместе с передачей в режиме нескольких потоков.

Восходящий канал, где излучаемая мощность существенно ниже, чем в нисходящем, требует обязательного включения в работу энергоэффективного метода передачи информации для увеличения зоны покрытия, снижения принимающим устройством, а также его стоимости. Проведенные исследования привели к тому, что теперь для восходящего канала LTE используется одночастотная технология трансляции информации в форме OFDM с дисперсией, соответствующей закону дискретного Подобное решение позволяет обеспечить меньшее отношения среднего и максимального уровня мощности в сравнении с применением традиционной модуляции, что позволяет повысить энергоэффективность и упростить конструкцию терминальных устройств.

Базовый ресурс, используемый при передаче информации в соответствии с технологией ODFM, можно продемонстрировать в виде частотно-временной сети, которая соответствует набору символов OFDM, и поднесущим во временной и частотной областях. Режим сети LTE предполагает, что в качестве основного элемента передачи данных тут использованы два ресурсных блока, которые соответствуют частотной полосе 180 килогерц и интервалу времени в одну миллисекунду. Широкий диапазон скоростей для передачи данных можно реализовать посредством объединения частотных ресурсов, настройки параметров связи, включая скорость кодирования и выбор модуляционного порядка.

Технические характеристики

Если рассматривать сети LTE, что это такое, станет понятно после определенных объяснений. Чтобы достичь высокие целевые показатели, которые установлены для радиоинтерфейса такой сети, его разработчиками был организован ряд достаточно важных моментов и функциональных возможностей. Далее будет описан каждый из них с подробным указанием на то, какое влияние они оказывают на такие важные показатели, как емкость сети, зона радиопокрытия, время задержки и скорость передачи данных.

Гибкость применения радиоспектра

Законодательные нормы, которые действуют в том или ином географическом регионе, влияют на то, как будет организована мобильная связь. То есть, в них предписывается радиоспектр, выделяемый в разных частотных диапазонах непарными или парными полосами разной ширины. Гибкость использования - это одно из важнейших преимуществ радиоспектра LTE, что позволяет задействовать его в разных ситуациях. Архитектура LTE сети позволяет не только работать в разных частотных диапазонах, но и использоватьем частотные полосы, имеющие различную ширину: от 1,25 до 20 мегагерц. Помимо этого, такая система может осуществлять работу в непарных и парных частотных полосах, поддерживая временной и частотный дуплекс соответственно.

Если говорить о терминальных устройствах, то при использованении парных частотных полос прибор может действовать в дуплексном или полудуплексном режиме. Второй режим, в котором терминалом осуществляется прием и передача данных в разное время и на различных частотах, привлекателен тем, что существенно понижает требования, выставляемые к характеристикам дуплексного фильтра. Благодаря этому удается уменьшить стоимость терминальных устройств. Помимо того, появляется возможность для введения в действие парных частотных полос с незначительным дуплексным разносом. Получается, что сети мобильной связи LTE можно организовать почти при любом распределении частотного спектра.

Единственная проблема при разработке технологии радиодоступа, где предусматривается гибкое применение радиспектра, - сделать устройства связи совместимыми. С такой целью в технологии LTE реализована идентичная кадровая структура в случае использования частотных полос различной ширины и разных дуплексных режимов.

Многоантенная трансляция данных

Применение многоантенной трансляции в системах мобильной связи позволяет улучшить их технические характеристики, а также расширить их возможности в плане абонентского обслуживания. Покрытие сети LTE предполагает использование двух методов многоантенной передачи: разнесенной и многопоточной, в качестве частного случая которой выделяется формирование узкого радиолуча. Разнесенную информацию можно рассматривать в качестве способа выравнивания уровня сигнала, который идет с двух антенн, что позволяет устранить глубокие провалы в уровне сигналов, которые принимаются от каждой антенны в отдельности.

Можно подробнее рассмотреть сеть LTE: что это и как она использует все указанные режимы? Разнесенная передача тут базируется на методе пространственно-частотного кодирования блоков данных, которое дополнено разнесением по времени с частотным сдвигом при применении четырех антенн одновременно. Разнесенную передачу используют обычно на общих нисходящих каналах, где нельзя применять функцию диспетчеризации в зависимости от того, в каком состоянии находится При этом разнесенная передача может быть использована для пересылки пользовательских данных, к примеру, трафика VoIP. Из-за относительно низкой интенсивности подобного трафика нельзя оправдать дополнительные накладные расходы, которые связаны с функцией диспетчеризации, упомянутой ранее. Благодаря разнесенной передаче данных удается повысить радиус сот и емкость сети.

Многопоточная передача для одновременной пересылки ряда потоков информации по одному радиоканалу предполагает использование нескольких приемных и передающих антенн, находящихся в терминальном устройстве и базовой сетевой станции соответственно. Это существенно увеличивает максимальную скорость трансляции данных. К примеру, если терминальное устройство снабжено четырьмя антеннами и такое количество имеется на базовой станции, то вполне реальной является одновременная передача по одному радиоканалу до четырех потоков данных, что позволяет фактически сделать его пропускную способность вчетверо больше.

Если используется сеть с небольшой рабочей нагрузкой либо маленькими сотами, то благодаря многопоточной передаче удастся добиться достаточно высокой пропускной способности для радиоканалов, а также эффективно использовать радиоресурсы. Если имеются большие соты и нагрузка высокой степени интенсивности, то качество канала не позволит использовать передачу в режиме мультипотока. В таком случае качество сигнала можно повысить, если задействовать несколько передающих антенн, чтобы сформировать узкий луч для передачи данных в

Если рассматривать сеть LTE - что это дает ей для достижения большей эффективности - то тут стоит заключить, что для качественной работы при различных эксплуатационных условиях в этой технологии реализована адаптивная мультипотоковая передача, которая позволяет постоянно регулировать количество потоков, передаваемых одновременно, в соответствии с постоянно изменяющимся состоянием канала связи. При хорошем состоянии канала можно осуществлять одновременную передачу до четырех потоков данных, что позволяет достичь скорости передачи до 300 мегабит за секунду при ширине частотной полосы в 20 мегагерц.

Если состояние канала не является настолько благоприятным, то передача производится меньшим количеством потоков. В данной ситуации антенны могут использоваться для формирования узкой диаграммы направленности, повышая общее качество приема, что в итоге приводит к увеличению пропускной способности системы и расширению обслуживаемой зоны. Чтобы обеспечить обширные зоны радиопокрытия либо передачу данных на высокой скорости, можно осуществлять передачу одного потока данных с узком луче либо задействовать на общих каналах разнесенную трансляцию данных.

Механизм адаптация и диспетчеризации канала связи

Принцип работы LTE сетей предполагает, что под диспетчеризацией будет подразумеваться распределение между пользователями сетевых ресурсов для передачи данных. Тут предусматривается динамическая диспетчеризация в нисходящем и восходящем каналах. Сети LTE в России настроены на данный момент так, чтобы сбалансировать каналы связи и общую производительность всей системы.

Радиоинтерфейс LTE предполагает реализацию функции диспетчеризации в зависимости от того, в каком состоянии находится канал связи. С ее помощью обеспечивается передача данных на высоких скоростях, что достигается за счет применения модуляции высокого порядка, передачи дополнительных потоков информации, уменьшения степень кодирования каналов, а также снижения количества повторных трансляций. Для этого задействованы частотные и характеризующиеся относительно хорошими условиями связи. Получается, что передача любого конкретного объема данных производится за более короткий промежуток времени.

Сети LTE в России, как и в других странах, построены так, что трафик сервисов, которые заняты пересылкой пакетов с небольшой полезной нагрузкой спустя одинаковые временные промежутки, может вызывать необходимость в увеличении объемов трафика сигнализации, который требуется для динамической диспетчеризации. Он может даже превосходить объем информации, транслируемой пользователем. Именно поэтому существует такое понятие, как статическая диспетчеризация сети LTE. Что это, станет понятно, если сказать, что пользователю выделяется радиочастотный ресурс, предназначенный для передачи какого-то конкретного числа подкадров.

Благодаря механизмам адаптации удается «выжать все возможное» из канала с динамическим качеством связи. Он позволяет выбрать схему канального кодирования и модуляции в соответствии с тем, какими условиями связи характеризуются сети LTE. Что это, станет понятно, если сказать, что его работа влияет на скорость трансляции данных, а также на вероятность возникновения в канале каких-либо ошибок.

Мощность в восходящем канале и ее регулирование

Этот аспект касается управления уровнем мощности, излучаемой терминалами, чтобы увеличить емкость сети, повысить качество связи, сделать зону радиопокрытия больше, снизить потребление энергии. Чтобы достичь перечисленных целей механизмами регулирования мощности, стремятся к максимальному увеличению уровня полезного входящего сигнала с одновременным снижением радиопомех.

Сети LTE "Билайн" и других операторов предполагают, что сигналы в восходящем канале остаются ортогональными, то есть между пользователями одной соты не должно быть взаимных радиопомех, по крайней мере, это касается идеальных условий связи. Уровень помех, которые создаются пользователями соседних сот, зависит о того, где находится излучающий терминал, то есть от того, как затухает его сигнал на пути к соте. Сеть LTE "Мегафон" устроена точно так же. Правильно будет сказать так: чем ближе терминал находится к соседней соте, тем выше будет уровень помех, которые он в ней создает. Терминалы, которые находятся на более значительном расстоянии от соседней соты, способны передавать сигналы большей мощности в сравнении с терминалами, находящимися с ней в непосредственной близости.

Благодаря ортогональности сигналов, в восходящем канале можно мультиплексировать сигналы от терминалов разной мощности в одном канале на одной и той же соте. Это означает, что нет необходимости компенсировать всплески уровня сигнала, которые возникают из-за многолучевого распространения радиоволн, а можно использовать их с целью увеличения скорости трансляции данных с применением механизмов адаптации и диспетчеризации каналов связи.

Ретрансляции данных

Почти любая система связи, и LTE сети в Украине не являются исключением, время от времени допускает ошибки в процессе пересылки данных, к примеру, из-за замирания сигнала, помех или шумов. Защита от ошибок обеспечивается за счет методов повторной передачи утраченных или искаженных частей информации, предназначенных для гарантии обеспечения высокого качества связи. Радиоресурс используется намного рациональнее, если протокол ретрансляции данных организован эффективно. Чтобы максимально полно использовать радиоинтерфейс высокой скорости, технология LTE обладает динамически эффективной двухуровневой системой ретрансляции данных, которая реализует Hybrid ARQ. Он характеризуется небольшими накладными расходами, необходимыми для обеспечения обратной связи и повторной посылки данных, дополненный протоколом селективного повтора высокой степени надежности.

Протоколом HARQ предоставляется приемному устройству избыточная информация, дающая ему возможность корректировать какие-то конкретные ошибки. Ретрансляция по протоколу HARQ приводит к формированию дополнительной информационной избыточности, которая может потребоваться в том случае, когда для устранения ошибок оказалось недостаточно повторной передачи. Ретрансляция пакетов, которые не прошли исправление протоколом HARQ, производится с использованием протокола ARQ. LTE сети на iPhone работают в соответствии с вышеописанными принципами.

Это решение позволяет гарантировать минимальную задержку трансляции пакетов с малыми накладными расходами, а надежность связи при этом гарантируется. Протокол HARQ позволяет обнаружить и исправить большую часть ошибок, что приводит к достаточно редкому использованию протокола ARQ, так как это сопряжено с немалыми накладными расходами, а также с повышением времени задержки при трансляции пакетов.

Является конечным узлом, который поддерживает оба эти протокола, обеспечивая тесную связь уровней двух этих протоколов. В числе разнообразных преимуществ подобной архитектуры можно назвать высокую скорость устранения ошибок, которые остались после работы HARQ, а также регулируемый объем информации, передаваемой посредством использования протокола ARQ.

Радиоинтерфейс LTE обладает высокими рабочими характеристиками, благодаря его основным компонентам. Гибкость применения радиоспектра позволяет задействовать данный радиоинтерфейс при любом доступном ресурс частот. Технология LTE предусматривает ряд функций, которые обеспечивает эффективное применение стремительно изменяющихся условий связи. В зависимости от состояния канала, функция диспетчеризации выдает лучшие ресурсы пользователям. Применение многоантенных технологий приводит к уменьшению замирания сигнала, а с помощью механизмов адаптации канала можно задействовать методы кодирования и модуляции сигнала, гарантирующие в конкретных условиях оптимальное качество связи.

LTE , он же 4G LTE , представляет собой перспективную методику высокоскоростной передачи информации посредством GSM/EDGE и UMTS/HSPA протоколов в телефонах. Известно, что LTE это стандарт, который предназначен, прежде всего, для увеличения скорости обмена данными с помощью мобильных телефонов, КПК и других интерактивных устройств с возможностью подключения к сотовым терминалам мобильной связи.

Что это такое LTE 4 G на смартфонах? Будучи «стандартом четвертого поколения передачи данных» на телефонах, ЛТЕ представляет собой логическое развитие более старого стандарта передачи данных – стандарта третьего поколения известного также как 3G.

В основу стандарта LTE легла концепция сохранения максимального удешевления стоимости передачи, при сопутствующем увеличении скорости и возможности перспективного опционального подключения разнообразных информационных услуг.

Иными словами, создатели 4G LTE поставили себе цель разработать более совершенную и в то же время дешевую методику передачи данных на телефоны, которая вдобавок стала бы базой для последующих улучшений и нововведений. И, замечу, 4G LTE полностью удовлетворил их амбиции. По-настоящему понять, что это LTE вы сможете только используя некоторое время эту технологию на своих гаджетах.

Характеристики технологии LTE

Благодаря инновационной методике цифровой модуляции радиосигнала и оптимизации (существующей на момент разработки 4G LTE) архитектуры 3G сетей, новый поток смог обеспечить скорость передачи данных до 326.4 Мбит/сек ! И это при том, что задержка между отправкой пакетов была снижена с существовавших на то время 2,8 секунд до 5 миллисекунд !

Вдобавок, эта технология 4G LTE позволяет осуществлять радиообмен в широчайшем диапазоне частот от 1,4 МГц до 20 МГц, и даже поддерживает частотную дифференциацию каналов (FDD), что обуславливает возможность использования данного протокола для разнообразных вспомогательных опций, например для IP-телефонии, голосового обмена на основе технологии VoLTE и прочих «увесистых» пакетных передач.

Также нельзя не отметить, что эта технология LTE, за счет оптимизации архитектурных наработок сети 3G, позволяет подключать даже к стандартной 5 МГц мобильной соте до двухсот активных абонентов. Благодаря данной особенности, стандарт 4G LTE позволил не только увеличить имеющиеся характеристики 3G сетей, но и удешевить непосредственно себестоимость обмена данными, так как для обеспечения радиообмена одного и того же количества устройств теперь стало требоваться меньше единиц оборудования.

Отличие 4G от 3G

Помимо вышеописанных ключевых особенностей, которые являются логическим развитием наработок стандарта 3G, 4G LTE также может похвастаться уникальными особенностями, в частности:

• Возможностью взаимодействия с протоколом E-ULTRA;
• Концептуально новой методикой поддержки мобильности передачи сигнала, позволяющей осуществлять радиообмен с терминалом, движущимся на скорости до 350км/ч;
• Радио коммутацией пакетных данных;
• Ранее недоступными диапазонами частотного спектра.

Как можно подключиться к сети LTE

Стоит отметить, что большинство современных аппаратов поддерживали LTE еще до его повсеместного внедрения, и это не случайность – разработчики ориентировались на возможность кооперации со старыми GSM/EDGE, UMTS и CDMA2000 клиентскими терминалами (мобильниками, КПК). Что это такое стандарт LTE мы разобрались, теперь узнаем как пользоваться ЛТЕ на телефоне.

Однако, для использования всех преимуществ данного протокола «на полную» все же потребуется наличие устройства поддерживающего стандарт 4G, так как в противном случае скорость передачи данных будет ограничена параметрами клиентского устройства, а не мощностью сотовой вышки.

Что касается программной настройки, каких-либо приложений или утилит для сопряжения с 4G LTE сетью не требуется – достаточно прописать терминалу стандартные авторизационные данные оператора сотовой связи. Проще говоря, если ваш телефон выходил в интернет на территории РФ с помощью протокола 3G, то «найдя» 4G LTE соту, он подключится к ней без какого-либо участия с вашей стороны, а вам останется лишь довольствоваться высокоскоростным мобильным интернетом.

Вконтакте