LTE：どのように機能し、すべてが準備できているのは本当ですか？

私はかつてLTEについて多くの質問をしていました。 今日、最も重要なのはいつですか？ この幸せはいつ私たち、ロシアにやってくるのでしょうか？ 一ヶ月前、私は人々に何を答えるべきか分からなかった。 トピックに非常に近いため、この機会に非常に複雑です。 2012年の終わりか、2013年の初めかを疑った。 確実ではありません！ しかし、今では、 9月8日の国家緊急事態委員会の歴史的な決定の後、すべてが最終的に明らかになりました。

私はスロッピーです、LTEとは何ですか？

LTE-Long Term Evolution（長期的進化）。 科学者が3GPPプロジェクトの一環として3G（別名UMTS、別名WCDMA）を思い浮かべたとき、彼らは「最初または2番目に期待していました」。 半分はHSPAへの3Gの「ロールアップ」を開始しました。これらは、基礎（チャネルのコード分割（CDMA）の原則）を維持しながら、無線インターフェースのマイナーな改善でした。 彼らはすぐに終了することを計画していたので、彼らはお互いに短期的な進化を呼びました。 残りの半分は質問に夢中になりました。加入者が3Gよりも1桁速い速度でモバイルインターネットを望んでいる場合はどうでしょうか。 このような問題はすぐには解決されません。 ここでは、長い間、一生懸命に考える必要があります。 したがって、長期的な進化-LTE。 ところで、マーケティング担当者は、LTE 4Gと呼ばれることがよくあります。

鉄について

LTEベースステーションには超自然的なものは含まれていません。 無線モジュール（トランシーバー、TRX）、デジタル信号処理ユニット（BBU）、インターフェースカード（FE / GEポート、電気、光学）があります。 無線モジュールはリモートです-RRU。 それらはアンテナの近くに取り付けられ（RFフィーダーの損失を減らすため）、ピーク時にBBUに接続されます（CPRI標準）。 すべてが3G BSに似ていますが、それらは美しく呼ばれています-進化したNodeB（文字通り-「Node B」の進化の産物、すなわちBS 3G自体）。





<sup>基地局



基地局</sup>



また、異なる規格のBSは異なるものよりも類似しているため、メーカーはすべてを「1本のボトル」で行うことをすぐに推測しました。 このソリューションは、SingleRANと呼ばれます。 GSM、3G、およびLTEの3つの標準に対して1つのBS。 設置場所のスペースと電力の節約、設置時間の短縮などの点で、オペレーターにとって非常に便利です。 これらを購入してネットワークにインストールし始めています。 だから、すぐに...



LTEには特別なアンテナは必要ありません。 従来の交差偏波パネルアンテナは問題ありません。 たとえば、GSMネットワークおよび3Gで使用されます。 ただし、GSMと3Gで通常2つの偏波が受信に使用され、1つのみが送信に使用される場合（2Rx / 1Txスキーム）、LTEでは両方の偏波が受信と送信の両方に完全に使用されます（2Rx / 2Txスキーム）。 これは、MIMO2x2テクノロジーを実装するために必要です。 LTE実装の最初の段階では、これで十分です。 さらに、別のクロスポールアンテナを追加することで、セクタスループットを向上させることができます。 結果は、4Rx / 4TxおよびMIMO4x4スキームです。 主なことは、アンテナを十分な距離（10波長のオーダー）で空間に広げることです。



「鉄」でできているものは何ですか？ アクセスネットワークコントローラー（GSMのBSC、3GのRNCなど）はありません。LTEネットワークには個別の物理ノードと論理ノードがあり、BSはIPによってのみコアノードに直接接続されます。 コアはバッチのみで使用されます。 EPC（進化したパケットコア）と呼ばれます。 幸いなことに、比較的新しい通常のパケットコアは、ソフトウェアをアップグレードすることによりEPCに変わりつつあります。 MME（LTE Mobility Management Node）機能は、GPRS / 3Gに使用されるSGSNにロールバックでき、GGSNはPGW / SGW機能を処理できるはずです。 すべてのBeeline SGSN / GGSNがLTEに対応できるハードウェアであるとは言えませんが、私たちは自信を持ってこの方向に進んでいます。



さらに、既存のHWプラットフォームngHLR'aにも存在するSAE-HSS（サブスクライバープロファイルのリポジトリ）。 実際、これがLTEネットワーク全体です。





^{LTEアーキテクチャ}

輸送について

BSのGEポート。 これは、くまのプーさんが言っていたように、何の役にも立たない：このようなバックホールでバックボーンがどうあるべきかをおそらく理解しているだろう！ 尊敬されている読者のいずれかが数十億ドルの無料を持っている場合、私はそれらを有益に使う方法をあなたに伝えることができます...

周波数について

他のモバイル通信規格とは異なり、LTEは特定の周波数範囲に関連付けられていません。 これが彼の強さです。 開発者（3GPP）は、メーカーが標準のLTE無線機器を製造できる30以上の帯域を特定しました。 これには、他の標準で現在使用されている両方の周波数（たとえば、900、1800（GSM）、2100（UMTS）、2500（WiMAX）、および700-800 MHz（いわゆる「デジタル配当」）などの「新しい」周波数が含まれます。可能な範囲のすべてが世界に広く分布しているわけではないことは明らかであり、結果として、おそらく4〜5の範囲しか生き残れないでしょう。賭ける範囲を尋ねると、私の好みは次のとおりです。

• 800 MHz（3GPPバンド20）-ロシアを含むほぼすべてのヨーロッパ諸国でLTEに割り当てまたは計画されています。 継続的なカバレッジを提供するコストの点で有益です。 機器はすべての主要メーカーによって生産されています。
• 2.5 GHz（3GPPバンド7）-ロシアを含むヨーロッパおよびアジアのほぼすべての国でLTEに割り当てまたは計画されています。 ホットスポットで容量を提供するのに有益です。 機器はすべての主要メーカーによって製造されています。
• 1800 MHz（3GPPバンド3）-GSM専用の電話の数が減少し、3Gのカバレッジが拡大すると（音声を転送する場所があるように）リリースされます。 容量とカバレッジ間のネットワークバランスを提供するという点で優れています。 GSMオペレーターは、アクセスネットワークのインフラストラクチャ（トランシーバー、アンテナ）を再利用することで、費用を節約できます。 機器はほぼすべての主要メーカーによって製造されています

一般に、LTEの開発に適切な範囲を選択することは簡単な作業ではありません。 すべてがコーティングで問題のない低い範囲では、問題はLTEの全幅に十分な帯域を見つけることです。 上部のものでは、通常、周波数リソースで十分ですが、BSを400〜500メートルごとに設定する必要があります。連続したサーフェスで破損します。 おそらくGSMのようなほとんどのLTEネットワークはデュアルバンドになります。

速度について

最大データレートは、エンドユーザーにとっての標準のクールさの重要な指標です。 そして、LTEは本当にクールです！ さまざまな規格の理論的な機能や開発の見通しなどについて長い間話すことができますが、既存のLTEネットワークの加入者が100 Mbpsを超える速度を持っているという事実は事実です。 そして、これは明るい未来の始まりに過ぎません。最大1 Gbit / sのLTE速度を達成するのは数年の問題だと確信しています。 さらに見てみましょう。 おそらく、無線通信の理論と要素ベースの生産技術の両方で、別のブレークスルーが必要になるでしょう。

コーティングについて

LTEの1つのBSのカバレッジエリアは完全に異なる場合があります。 まず何に依存していますか？ そう！ 使用周波数範囲から。 極端なオプションを比較すると、最も低いLTE帯域（700 MHz）で動作する1つのeNodeBのカバレッジエリアは、他の条件が同じで、2.5 GHzで動作するベースの5-6倍です。 したがって、都市部では、セルの半径は数百メートルから数キロメートルになります。 LTE BS範囲記録に関しては、今年初めにギリシャの通信事業者CosmoteがHuawei機器で追跡したときに設定されました。BSから102 kmの距離で、135 Mbpsの伝送速度が得られました。 もちろん、それは直接的な可視性とセル内の1人の加入者でした。 しかし、標準の究極の機能の観点から-非常に説得力があります。

ガジェットについて

現在、LTEがサポートされている加入者デバイスが市場で入手可能です（タイプ別）：





<sup>USBモデム（写真中-Huawei E398）



スマートフォン（写真-HTC Thunderbolt、OS Android）



タブレット（写真-Samsung Galaxy Tab 10.1、Android OS）



ポータブルLTE / Wi-Fiホットスポット（写真-Samsung SCH-LC11）



ノートブック（HP Pavilion DM1-3010NRの写真）</sup>



現在、LTEをサポートする1​​00以上の加入者デバイスがすでに市場で入手可能であり、この数は日々増加しています。 この市場の主なプレーヤーは、Samsung、LG、HTC、ZTE、Huaweiの旧友です。

実験について

LTEがどのように機能するかを非常に長い間見ていました。 昨年の初めにストックホルムで初めて起こりました。 世界初の商用LTEネットワークであるTelia-Soneraを見るよう招待されたエリクソンの同僚に感謝します。 正直なところ、私は少しがっかりしました。 ミニバスで街中を走る速度は、0〜8 Mbit / sの範囲でした。 さらに、接続は常に切断されていました。 同僚は、ネットワークがまだ最適化されておらず、BSが小さく、範囲が高い-2.5 GHzであるという事実を正当化しました。 もちろん、すべては理解できますが、奇跡が欲しかったです。



スウェーデンから到着したとき、私たちは私たちの国の1つでパイロットLTEネットワークを構築することにしました。 LTEでの周波数の割り当て（パイロットの時間）について規制当局と合意する最も簡単な方法は、カザフスタンです。 周波数範囲は、利用可能な最低のものとして選択されました-700 MHz（より正確には、バンド13、まさにアメリカのベライゾンがネットワークを構築しているそれらの宗派）。 2010年10月末までに、カザフスタンの2つの主要都市（アスタナとアルマトイ）でアルカテルルーセントと協力してネットワークが構築されました。 何が起こったのかは、役人、ジャーナリスト、そして潜在的な顧客の最も関心のある人々に示されました。 詳細はこちら 。

声について

LTEで音声が必要ですか？ 一方では、グローバルであると主張するモバイル標準は、基本的な通信サービスなしで下品のままです。 一方、GSMや3Gがない場合、LTEカバレッジが表示されると想像するのは困難です。 つまり、加入者は音声なしでは留まりません。

遅かれ早かれ、LTE-Advancedが登場し、追加の周波数が必要になります。 また、GSMおよび3Gネットワ​​ーク用でない場合、どこで入手できますか？ その場合、LTEは加入者だけに残されます。加入者は、以前と同様に話す必要があります。したがって、LTEの音声は確かに時間の問題になります。 現在、最初の商用ネットワークでは、CSフォールバック機能が実装され、音声通話を提供しています。 サービスチャネルを介してLTEネットワークで着信メッセージを受信した後、加入者ユニットはGSMまたは3Gモードに切り替え、ネットワークにコールを受信する準備ができていることを通知します。 その後、コールはGSM / 3G CSコアを介して終了します。





^{動作中のCSフォールバック}



将来的には、オールIPアーキテクチャへの移行において、モバイルネットワークの音声はVoIPの形式のままになります。 次に、音声通話が行われる無線アクセスネットワークを選択する問題は、容量特性に縮小されます-セクターの帯域幅が大きいほど、より多くの同時通話に対応できます。