Дайте описание LTE технологии и отметьте его особенности

LTE— стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными.. Он основан на GSM/EDGE и UMTS/HSPA сетевых технологиях, увеличивая пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети.

Цели разработки LTE

1)снижение стоимости передачи данных;
2)увеличение скорости передачи данных;
3)возможность предоставления большего спектра услуг по более низкой цене;
4)повышение гибкости использования уже существующих систем

Архитектура сетей LTE

Архитектура сети LTE разработана таким образом, чтобы обеспечить поддержку пакетного трафика с так называемой бесшовной мобильностью, минимальными задержками доставки пакетов и высокими показателями качества обслуживания.

Мобильность как функция сети обеспечивается двумя её видами: дискретной мобильностью (роумингом) и непрерывной мобильностью (хэндовером). Поскольку сети LTE должны поддерживать процедуры роуминга и хэндовера со всеми существующими сетями, для LTE-абонентов (терминалов) должно обеспечиваться повсеместное покрытие услуг беспроводного широкополосного доступа.

Пакетная передача позволяет обеспечить все услуги, включая передачу пользовательского голосового трафика. В отличие от большинства сетей предыдущих поколений, в которых наблюдается достаточно высокая разнотипность и иерархичность сетевых узлов (так называемая распределённая сетевая ответственность), архитектуру сетей LTE можно назвать плоской, поскольку практически всё сетевое взаимодействие происходит между двумя узлами: базовой станцией (БС), которая в технических спецификациях называется B-узлом (Node-B, eNB) и блоком управления мобильностью БУМ (MME, Mobility Management Entity), реализационно, как правило, включающим и сетевой шлюз Ш (GW, Gateway), то есть имеют место комбинированные блоки MME/GW.

Контроллер радиосети, игравший весьма значительную роль в сетях предыдущих поколений, устранён от управления потоком данных (фактически он даже отсутствует в структурных схемах), а его традиционные функции – управление радиоресурсами сжатие заголовков, шифрование, надёжная доставка пакетов переданы непосредственно БС.

БУМ работает только со служебной информацией – так называемой сетевой сигнализацией, так что IP-пакеты, содержащие пользовательскую информацию, через него не проходят. Преимущество наличия такого отдельного блока сигнализации в том, что пропускную способность сети можно независимо наращивать как для пользовательского трафика, так и для служебной информации. Главной функцией БУМ является управление пользовательскими терминалами (ПТ), находящимися в режиме ожидания, включая перенаправление и исполнение вызовов, авторизацию и аутентификацию, роуминг и хэндовер, установление служебных и пользовательских каналов.

Как и в большинстве сетей третьего поколения, в основу принципов построения сети LTE положено разделение двух аспектов: физической реализации отдельных сетевых блоков и формирования функциональных связей между ними. При этом задачи физической реализации решаются, исходя из концепции области (domain), а функциональные связи рассматриваются в рамках слоя (stratum).

На рисунке 2.1 показана обобщённая структура сети LTE, из которой видно наличие двух слоёв функциональных связей: слоя радиодоступа (AS, Access Stratum) и внешность слоя радиодоступа (NAS, Non-Access Stratum). Показанные на рисунке 2.1 овалы со стрелками обозначают точки доступа к услугам.

Рисунок 2.1 - Обобщённая структура сети LTE

Стык между областью UE пользовательского оборудования и областью сети радиодоступа UTRAN называется Uu-интерфейсом; стык между областью сети радиодоступа и областью базовой сети EPC ‒ S1-интерфейсом. Состав и функционирование различных протоколов, относящихся к интерфейсам Uu и S1, разделены на две так называемых плоскости: пользовательскую плоскость (UP, User Plane) и плоскость управления (CP, Control Plane).

Важная особенность технологии LTE – это оптимизация радиоинтерфейса для использования технологии MIMO, которая позволяет при благоприятных условиях распространения повторно использовать один и тот же частотно-временной ресурс в рамках одного сектора, тем самым увеличивая пропускную способность каналов. Теоретически пропускная способность может возрасти пропорционально количеству антенн на передаче или приеме, однако в реальных условиях распространения пропорционально возрастает только пиковая скорость. Пропускная способность возрастает на десятки процентов.