close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Состав диссертационного совета Алматинской академии МВД;doc

код для вставкиСкачать
1
1.1
Особенности выбора технологий WiMAX и LTE
Общая характеристика WiMAX
Технология беспроводного доступа WiMAX - Worldwide Interoperability
for Microwave Access (технология широкополосного доступа в
микроволновом диапазоне) основывается на стандарте IEEE 802.16.
Система WiMAX состоит из двух частей:
Базовая станция WiMAX, по принципу действия похожая на базовую
станцию сотовой связи. Одна базовая станция может обеспечить зону
обслуживания очень большой площади в 8 000 квадратных километров.
Приемник WiMAX. Приемник и антенна могут размещаться в
небольшой коробочке, на карточке интерфейса PCMCIA, либо их можно
встроить в ноутбук аналогично тому, как это делают в настоящее время с
устройствами стандарта WiFi.
Базовая станция WiMAX может подключаться напрямую к Интернету
с помощью широкополосного проводного соединения (например, с помощью
линии T3). Она может также обмениваться информацией с другой станцией с
помощью радиорелейной линии связи прямой видимости. Благодаря
возможности связи с соседней станцией (обмен информацией внутри сети) и
способности создавать зону обслуживания площадью в 8 000 квадратных
километров, система WiMAX может обеспечить интернет-соединением
сельские территории.
Следует отметить, что технология WiMAX может обеспечить два вида
беспроводного доступа: cвязь за пределами прямой видимости, аналогично
технологии WiFi, при которой связь с антенной на мачте поддерживает
небольшая антенна, присоединенная к компьютеру. В таком режиме в
технологии WiMAX, как и в WiFi, используется нижний диапазон частот – от
2 до 11 ГГц. Сигналы нижнего диапазона в меньшей степени ослабляются и
экранируются физическими преградами, у них лучше выражены свойства
дифракции, то есть способность огибать препятствия.
Связь в пределах прямой видимости, которая предусматривает
установку параболической антенны, закрепленной на крыше или столбе и
направленной непосредственно в сторону антенны WiMAX на мачте.
Соединение в пределах прямой видимости обеспечивает большую мощность
принимаемого сигнала и более стабильно, поэтому позволяет передавать
больше данных с меньшим количеством ошибок. Для передачи в пределах
прямой видимости используются более высокие частоты, до 66 ГГц. На
высоких частотах меньше проявляется влияние помех и больше пропускная
способность.
При использовании более мощных антенн, установленных в зоне
прямой видимости, передающая станция WiMAX может отправлять данные
на
соответствующим
образом
оборудованные
компьютеры
или
маршрутизаторы, располагающиеся в радиусе до 50 километров от
передатчика (зона обслуживания 9300 квадратных километров). Такие
подходы позволяют системе WiMAX достигать максимального радиуса
действия.
1.2
Архитектура сети Mobile WIMAX
Базовая модель сети WiMAX (БМ) – это логическое представление
сетевой архитектуры WiMAX. Термин "логическое" в данном случае
означает, что модель рассматривает набор стандартных логических
функциональных модулей и стандартных интерфейсов (точек сопряжения
этих модулей). При практической реализации одно устройство может
включать несколько функциональных элементов или, напротив, функция
может быть распределена между различными устройствами.
Базовая модель включает три основных элемента – множество
абонентских (мобильных) станций (МС), совокупность сетей доступа
(сервисная сеть доступа, ASN) и совокупность сетей подключения (CSN).
Кроме того, в БМ входят так называемые базовые точки (R1–R8), через
которые происходит сопряжение функциональных модулей рисунок 1. Сеть
(сети) ASN принадлежат провайдеру сети доступа (NAP) – организации,
предоставляющей доступ к радиосети для одного или нескольких сервис–
провайдеров WIMAX (NSP). В свою очередь, сервис-провайдер WIMAX –
организация, предоставляющая IP–соединения и услуги WIMAX конечным
абонентам.
Рисунок 1.1 – Базовая модель WIMAX сети в соответствии с WIMAX
Forum
В рамках данной модели уже сервис–провайдеры WIMAX заключают
соглашения с Интернет-провайдерами, операторами других сетей доступа,
соглашения о роуминге и т.п. Сервис–провайдеры по отношению к абоненту
могут быть домашними и гостевыми, каждый – со своей сетью CSN.
Сеть доступа ASN представляет собой множество базовых станций
(БС) беспроводного доступа по стандарту IEEE 802.16е и шлюзов для связи с
транспортной IP сетью (т.е. с локальной или глобальной сетью передачи
информации). Фактически эта сеть связывает радиосеть IEEE 802.16 и IP
сеть. ASN включает как минимум одну БС и как минимум один ASN шлюз.
Но и базовых станций, и шлюзов в одной ASN может быть несколько,
причем одна БС может быть логически связана с несколькими шлюзами. БС
в рамках данной модели – это логическое устройство, поддерживающее
набор протоколов IEEE 802.16 и функции внешнего сопряжения. Логическая
БС – односекторная, с одним частотным номиналом. Очевидно, что реальная
базовая станция представляет собой набор нескольких логических БС.
Рисунок 1.2 – Логическая модель сети доступа ASN
Шлюз ASN – это также логическое устройство, связывающее базовые
станции одной ASN с другими сетями доступа и с сетью подключения CSN.
Шлюз ASN обеспечивает связность как на уровне каналов передачи данных,
так и на уровне управления. Примечательно, что для каждой МС базовая
станция логически связана с одним шлюзом. Но реально функции ASN
шлюза для каждой МС могут быть распределены между нескольким
шлюзами, принадлежащими одной или нескольким сетям доступа.
Шлюз ASN опционально может быть представлен как совокупность
двух групп функциональных элементов – блока решения (DP – Decision
Point) и блока исполнения (EP – Enforcement Point). ЕР реализует функции,
связанные с передачей потока данных, в то время как в DP сосредоточены
функции, непосредственно не относящиеся к передаче данных (например,
функции контроллера управления радиоресурсами сети). Эти два
функциональных модуля соединены через базовую точку R7. В целом
распределение функций между реальными шлюзами и базовыми станциями
определяется так называемыми профилями ASN. На сегодня их утверждено
три (А, В и С), их мы рассмотри ниже.
Сеть подключения CSN – это собственно сеть оператора WiMAX,
именно в ней реализуются функции управления авторизацией,
аутентификацией и доступом (ААА), подключение абонентов WIMAX к
глобальным IP сетям, предоставление таких услуг, как IP телефония, доступ
к телефонным сетям общего пользования, доступ в Интернет и частные сети
и т.п. Важно отметить, что базовая модель сети WIMAX допускает, что
одной сетью доступа ASN могут пользоваться несколько сервис-провайдеров
WIMAX (каждый со своей CSN).
Рисунок 1.3 – Модель взаимодействия операторов сервисных сетей
WiMAX, сетей доступа и абонентов
И напротив – одна CSN может подключаться к сетям доступа разных
провайдеров доступа. В CSN реализованы такие функции, как
предоставление мобильным абонентам IP адресов и других сетевых
параметров на период сетевой сессии, сервер политик/контроля доступа и
хранения профилей абонентов, передача (туннелирование) данных между
сетями доступа и подключения, биллинг абонентов WIMAX и
межоператорские расчеты, туннелирование данных между различными CSN
при роуминге, обеспечение мобильности при выходе МС за переделы одной
ASN.
Поддерживаются такие WIMAX услуги, как соединения "точка-точка",
авторизация и/или подключение к мультимедийным IP сервисам, функции
легального перехвата трафика (для России – выполнение требований СОРМ)
и т.п.
CSN может включать такие элементы, как маршрутизаторы, серверы (и
прокси-серверы) для функций авторизации/аутентификации/доступа, базы
данных пользователей, шлюзы и т.п. В связи с поддержкой мобильности в
базовой модели сети WIMAX введены понятия домашних и гостевых сервиспровайдеров – HCSP и VCSP.
Домашний NSP – это оператор, заключивший договор об обслуживании
с абонентом WIMAX. Именно он реализует функции авторизации,
аутентификации и контроля доступа (включая биллинг и взимание
абонентской платы). Для поддержки роуминга домашний сервис-провайдер
WIMAX заключает роуминговые соглашения с другими NSP.
Гостевой NSP (VNSP) – это оператор, который предоставляет WiMAX
абоненту услуги роуминга. Прежде всего, VNSP обеспечивает для такого
абонента функции ААА, а также полный или частичный доступ ко всем
услугам WiMAX сети. При этом возможны различные варианты
маршрутизации трафика – через домашнюю сеть подключения или
непосредственно через гостевую CSN сеть.
Базовые точки в рамках базовой модели сети WIMAX – это каналы
связи между базовыми модулями. Они представляют собой стандартные
интерфейсы, причем не обязательно физические, особенно если соединяемые
базовой точкой модули конструктивно находятся в одном устройстве.
Базовая точка R1 представляет собой канал связи между мобильной
станцией и сетью доступа ASN. Это – беспроводной интерфейс,
соответствующий стандарту IEEE 802.16, однако допустимы и
дополнительные протоколы управления.
Базовая точка R2 является каналом между МС и CSN. Она включает
протоколы и процедуры, связанные с аутентификацией МС, авторизацией и
IP конфигурированием. Это – чисто логический интерфейс, ему нельзя
поставить в соответствие никакой конкретный физический интерфейс между
МС и CSN.
Базовая точка R3 содержит набор протоколов управления между ASN
и CSN для реализации процедур AAA, выполнения различных политик и
управления мобильностью. Она также поддерживает функции передачи
данных (в том числе – туннелирование) между ASN и CSN.
Базовая точка R4 – это канал связи между ASN шлюзами различных
ASN сетей или между ASN шлюзами в пределах одной ASN.
Базовая точка R5 является каналом связи между сетью домашнего и
гостевого сервис-провайдера.
Базовая точка R6 служит интерфейсом между БС и ASN шлюзом.
Базовая точка R7 определен как некий виртуальный канал внутри
ASN шлюза для связи двух групп функций (связанных с каналом передачи
информации и не связанных с ним). Конкретизации протоколов R7, видимо,
следует ожидать в будущем (или не ожидать вовсе).
Базовая точка R8 – это канал связи непосредственно между базовыми
станциями. Он должен поддерживать передачу управляющих сообщений и
опционально – непосредственную трансляцию данных (для быстрого и
бесшовного хэндовера).
Рисунок 1.4 – Распределение основных логических функций между
базовой станцией и ASN шлюзом в соответствии с ASN профилем
Профилями ASN называют распределение логических функций ASN
сетей между физическими устройствами. В стандарте описано три типа ASN
профилей. Профиль B подразумевает полную свободу производителя – ему
соответствует как концентрация всех функций в одном устройстве, так и их
произвольное распределение. Профили A и C более конкретны. На уровне
описания они чрезвычайно похожи – различие в том, что функции
контроллера радиоресурсов (RRC) и управления хэндовером в профили A
отнесены к ASN шлюзу, а в профиле C – к базовой станции. Несмотря на,
казалось бы, незначительное формальное различие, на практике оно привело
к тому, что профиль A был официально закрыт летом 2007 года на сессии
WiMAX форума в Мадриде, а общепризнанным стандартом стал профиль C,
рисунок 1.4.
Действительно, профиль A, концентрируя функции управления в ASN
шлюзе, затрудняет совместимость оборудования различных поставщиков. В
профиле интеллект базовых станций возрастает, они играют более
существенную роль в управлении трафиком и мобильностью. Профиль C –
наиболее открытая и потому перспективная система. В нем, в отличие от
профиля A, базовые станции ответственны за все управление
радиоресурсами и за обеспечение хэндовера. В идеальном случае все
элементы такой системы взаимозаменяемы на продукты других поставщиков,
сертифицированных WiMAX Forum.
1.3
Общая характеристика сети LTE
Технология построения сетей беспроводной связи поколения,
следующего за 3G, на базе IP-технологий, отличающаяся высокими
скоростями передачи данных. Соответствующий стандарт разработан и
утвержден международным партнерским объединением 3GPP.
Технология
LTE
предусматривает
переход
от
систем
CDMA(Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым
разделением) (WCDMA - широкополосный множественный доступ с
кодовым разделением каналов) к системам OFDMA (Orthogonal Frequency
Division Multiple Access–множественный доступ с ортогональным
частотным разделением), а также переход от систем с коммутацией каналов к
системе e2e IP (коммутации пакетов). К проблемам перехода на технологию
LTE относятся необходимость задействовать новый спектр частот для
получения преимуществ от широкого канала. Кроме того, требуются
абонентские устройства, способные одновременно работать в сетях LTE и 3G
для плавного перехода абонентов от старых к новым сетям.
1.4 Основные преимущества технологии LTE
При разработке новой технологии LTE ее создатели ставили
следующие цели:
снижение стоимости передачи данных;
увеличение скорости передачи данных;
возможность предоставления большего спектра услуг по более
низкой цене;
повышение гибкости использования уже существующих систем.
При этом основной целью являлось наращивание скорости передачи
данных, поскольку все остальное, в значительной степени, является
следствием решения этой задачи. Внедрение LTE обеспечит возможность
создания высокоскоростных систем сотовой связи, оптимизированных для
пакетной передачи данных со скоростью до 300 Мбит/с в нисходящем канале
(от базовой станции к пользователю) и до 75 Мбит/с в восходящем канале.
Пиковые скорости передачи данных в ранних реализациях должны
составлять более 100 Мбит/с в нисходящем канале и более 50 Мбит/с в
направлении от пользователя. Реализация LTE возможна в различных
частотных диапазонах – от 1.4 МГц до 20 МГц, а также по различным
технологиям разделения каналов– FDD (частотное) и TDD (временное) [6].
Для реализации скоростей до 326,4 Мбит/с планируется использовать
технологию MIMO (Multiple Input Multiple Output - "множественный вход,
множественный выход") в конфигурации антенн 4x4. В конфигурации 2x2
предельные скорости нисходящем канале могут достигать 172,8 Мбит/с (в
каждой частотной полосе 20 МГц). Пиковая скорость в направлении
восходящем канале может достигать 86,4 Мбит/сна каждую полосу в 20 МГц.
Радиус действия базовой станции LTE может быть различным. Зона
покрытия радиусом действия базовой станции порядка 5 км является
оптимальной, но при необходимости радиус действия может составлять до 30
км (при достаточном поднятии антенны).
LTE эффективно использует частотный спектр, отличается от
подобных технологий повышенной емкостью и меньшими значениями
задержки (latency), которая для небольших пакетов может снижаться до
значения всего в 5 мс. Увеличение скорости передачи данных способствует
повышению качества предоставляемых услуг. Еще одно преимущество
описываемой технологии, в отличие от WCDMA (требующей полосы в 5
МГц), технология LTE способна работать с различными полосами частот – от
1,5 МГц до 20 МГц.
Внедрение технологии LTE позволяет операторам уменьшить
капитальные и операционные затраты, снизить совокупную стоимость
владения сетью, расширить свои возможности в области конвергенции услуг
и технологий, повысить доходы от предоставления услуг передачи данных.
Сеть поддерживает MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network),
что позволяет внедрять такие услуги, как мобильное ТВ (телевидение) в
противовес DVB-H.
Стандарт Rel.8 предусматривает возможность одновременной работы
до 200 активных пользователей в каждой соте, использующей полосу в 5
МГц.
1.4.1 Возможности, обеспечиваемые LTE
К возможностям, обеспечиваемым технологией LTE, относят:
высокая пропускная способность сети;
большая чувствительность;
поддержка игровых приложений за счет низкого времени отклика;
высокая интерактивность;
более высокая скорость загрузки данных;
возможность передачи голоса по IP/IMS;
более высокое качество обслуживания;
больше каналов мобильного ТВ;
лучше качество изображения мобильного ТВ;
OFDMA на линии от базовой станции с модуляцией 64QAM;
полностью IP e2e сеть;
ширина канала до 20 МГц;
TDD, и FDD профили;
гибкая сеть доступа;
улучшенная техника антенн.
Новые беспроводные сети, построенные по стандарту LTE, будут
поддерживать самые современные приложения, которые сегодня доступны
для индивидуальных абонентов и корпоративных пользователей только через
высокоскоростные проводные сети. Помимо быстрого Интернет-доступа,
ускоренной работы электронной почты и более качественных видеоуслуг,
беспроводные пользователи получат мобильный доступ к приложениям,
которые ранее были доступны только для проводных домашних и офисных
сетей. Они получат услуги роуминга LTE в глобальном масштабе и смогут
работать с нужными данными и приложениями в любой точке нашей
планеты. Кроме того, LTE поможет протянуть связь в удаленные сельские
районы, где до сих пор отсутствует широкополосный доступ. И наконец,
глобальная беспроводная сеть LTE сможет подключить друг к другу
множество потребительских электронных устройств и реализовать давнюю
мечту о повсеместно доступных беспроводных соединениях.
1.5 Архитектура сети LTE
Сеть LTE состоит из двух важнейших компонентов: сети радиодоступа
E-UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) и базовой сети SAE
(System Architecture Evolution).Основными требованиями проекта 3GPP к
сети SAE были: максимально возможное упрощение структуры сети и
исключение дублирующих функций сетевых протоколов, характерных для
системы UMTS. Архитектура сети представлена на рисунке 1.5.
Сеть радиодоступа E-UTRAN рассмотрена в ряде технических
спецификаций, согласно которым она состоит только из базовой станции
eNB (evolved Node B). Базовые станции eNB являются элементами
полносвязной сети E-UTRAN и соединены между собой по принципу
«каждый с каждым» при помощи интерфейса Х2. Каждая базовая станция
имеет интерфейс S1 с базовой сетью SAE, построенной по принципу
коммутации пакетов.
MME/UPE
MME/UPE
SAE(EPS)
S1
X2
E-UTRAN
eNB
X2
X2
eNB
eNB
Рисунок 1.5 – Взаимодействие сети радиодоступа E-UTRAN
и базовой сети SAE
Базовая сеть SAE, иногда называемая сетью EPS (Evolved Packet Core),
содержит узлы MME/UPE, состоящие из логических элементов MME и UPE.
Логический элемент MME (Mobility Management Entity) отвечает за решение
задач управления мобильностью абонентского терминала и взаимодействует
с базовыми станциями eNB сети E-UTRAN с помощью протоколов плоскости
управления C-plane (интерфейс S1-C). Логический элемент UPE(User Plane
Entity) отвечает за передачу данных пользователей согласно протоколам
плоскости пользователя U-plane и взаимодействует с eNB посредством
интерфейса S1-U.
Благодаря интерфейсу S1 базовые станции соединены с несколькими
узлами MME/UPE, что позволяет более гибко использовать сетевой ресурс.
Такой интерфейс называют S1-flex.
1.6 Архитектура базовой сети SAE
Архитектура базовой сети SAE позволяет осуществлять дальнейшую
эволюцию сетей 3G в направлении получения более высоких скоростей
передачи данных, обеспечения низких задержек, а также оптимизации
передачи данных на основе разнообразных технологий радиодоступа.
Основным отличием базовой сети SAE от базовой сети системы UMTS
является максимально упрощенная структура и отсутствие дублирующих
функций сетевых протоколов. Основные компоненты базовой сети
приведены на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 – Компоненты архитектуры SAE
Архитектура базовой сети SAE представляет собой PS- домен системы
LTE, который предоставляет как голосовые услуги, так и всю совокупность
IP-услуг на основе технологий пакетной коммутации данных. В основу
построения базовой сети SAE положена концепция «всё через IP» (all-IP или
AIPN-ALL over IP Network) и то обстоятельство, что доступ к базовой сети
SAE может осуществляться как через сети радиодоступа второго и третьего
поколений (например сети UTRAN, GERAN), так и через сети радиодоступа
неевропейских технологий, не стандартизованные проектом 3GPP, например
сети IEEE; Wi-Fi, WiMAX, а так же через сети, использующие проводные IPтехнологии (например, сети ADSL+, FTTH и др.)
Эталонная архитектура базовой сети SAE с указанием интерфейсов
взаимодействия с внешними сетями показана на рисунке 6. Согласно этой
архитектуре функции протоколов плоскости управления узла SGSN сети
UMTS становятся функциями элемента управления мобильностью MME.
Функции контроллера RNC, которые не выполняет базовая станция eNB сети
E-UTRAN, и функции протоколов плоскости пользователя узлов SGSN и
GGSN
реализуются
модулем
UPE
и
шлюзовым
узлом
«привязки»3GPPAnchor сети SAE. Этот узел предназначен для
присоединения сети 2G/3G к сети LTE. В состав SAE входит также
шлюзовый узел привязки SAE Anchor, который служит для присоединения к
сети SAE сетей стандартов 3GPP (GSM/UMTS) и стандартов не-3GPP (Wi-Fi
и WiMAX). Узлы привязки 3GPPAnchor и SAE Anchor образуют единый узел
привязки IASA (Inter Access System Anchor) для присоединения внешнихIPсетей.
Совокупность логических сетевых элементов MME/UPE, IASA,
состоящего из узлов SAE Anchor и 3GPP Anchor, образует базовую пакетную
сеть (Evolve Packet Core – EPC). Данные логические элементы
рассматривались в основном на начальных стадиях разработки стандартов
сети LTE. Далее были разработаны новые сетевые элементы, направленные
на практическую реализацию архитектуры EPC:
обслуживающий шлюз S-GW (Serving-GW);
шлюз взаимодействия с пакетными сетями P-GW (PDN-GW);
логический элемент MME, функционирующий отдельно от
элемента UPE.
Шлюзы S-GW и P-GW физически могут быть реализованы в составе
одного сетевого элемента aGW (Access GW).
1.6.1 Основные интерфейсы сети SAE
Сеть SAE включает в себя следующие интерфейсы:
S1 (интерфейс, предоставляющий доступ к сети радиодоступа EUTRAN при передачи данных протоколов плоскостей пользователя и
управления. Позволяет иметь реальную и комбинированную аппаратную
реализацию элементов MME и UPE);
S2a (интерфейс между узлом IASA и фиксированными IP-сетями
стандарта не- 3GPP. Обеспечивает передачу данных протоколов плоскости
пользователя и поддержку функции управления и мобильности. Включает в
себя интерфейсы S2a, S2b и S2c);
S3 (интерфейс между элементами MME/UPE и узлом SGSN.
Обеспечивает управление межсетевым хэндовером абонентских терминалов
в сетях E-UTRAN и UTRAN);
S4 (интерфейс между узлом 3GPPAnchor и SGSN. Обеспечивает
передачу данных плоскости пользователя и поддержку функциям управления
и мобильности. Основан на интерфейсе Gn между узлами SGSN и GGSN сети
UMTS);
S5a (интерфейс между элементом MME/UPE и узлом 3GPP
Anchor.Обеспечивает передачу данных протоколов плоскости пользователя и
поддержку функций управления мобильности);
S5b (интерфейс между узлами 3GPPAnchor и SAE Anchor.
Обеспечивает передачу данных протоколов плоскости пользователя и
поддержку функций управления и мобильности);
S6 (интерфейс, обеспечивающий доступ к домашней базе данных
пользователя (HSS) для аутентификации и авторизации пользователя
(интерфейс ААА));
S7 (интерфейс, обеспечивающий управление установлением
соединений с заданными параметрами QoS на основе политики сети и
тарификацию (Policyand Charging Rules Function-PCRF));
SGi (интерфейс между узлом IASA внешними сетями с пакетной
передачей данных. Эти сети могут принадлежать как разным операторам, так
и одному оператору сотовой связи для предоставления, например, услуг
подсистемы IMS. Этот интерфейс основан на интерфейсе Gi между узлами
GGSN и внешними IP-сетями).
1.6.2 Основные требования к архитектуре сети LTE
Поддержка сетей радиодоступа как стандартов 3GPP, так и стандартов
не-3GPP. При этом информация о возможных технологиях доступа должна
передаваться на абонентский терминал с указанием приоритетов технологий,
установленных оператором.
Полная совместимость базовой сети SAE с базовыми сетями
стандартов 3GPP, начиная с Release 6.
Обеспечение минимальных задержек передачи данных согласно
протоколам плоскости управления C-plane. Например, интервал времени
перехода мобильного терминала на состояние Idle( терминал находится в
состоянии
Attached протокола GMM, выделен IP- адрес, терминал
зарегистрирован в подсистеме IMS) в состоянии начала приема/передачи
данных по протоколам U-plane должно быть не более 200 мс.
Четкое функциональное разделение между элементами сети SAE,
позволяющее избежать дополнительных задержек передачи данных согласно
протоколам C-plane из-за дублирования функций.
Установление IP-соединения с индивидуальными параметрами QoS
при минимальном количестве транзакций.
Функция управления мобильностью сети LTE должна решать задачи
управления мобильностью как в сети E-UTRAN, так и между сетями EUTRAN и сетями радиодоступа других типов.
Функция
управления
мобильностью
сети
LTE
должна
взаимодействовать с терминалами различных типов: фиксированными,
номадически мобильными и мобильными.
Функция управления мобильностью сети LTE должна представлять
оператору сети LTE возможность управления сетями доступа,
используемыми абонентами.
Процедуры поддержки мобильности терминалов (хэновер) в сетях EUTRAN, между сетями E-UTRAN и другими сетями радиодоступа 3GPP (
процедура Intel-RATHandover), а так же между сетями E-UTRAN/3GPP и
сетями радиодоступа не-3GPP должны быть реализованы с минимальными
потерей пакетов данных в режиме реального времени( например, для
приложений VoIP) и в режиме, инвариантном времени( например, для
просмотра web- ресурса).
Процедура обновления данных о местоположении абонентского
терминала в сети должна обеспечивать минимальную загрузку каналов
сигнализации.
Архитектура сети SAE должна обеспечивать оптимальную
маршрутизацию при нахождении абонента в межсетевом роуминге.
В целях предоставления гибкого доступа к сети LTE пользователям,
находящимся в роуминге, архитектура сети SAE должна обеспечивать доступ
через различные сети беспроводного доступа WLAN в соответствии с
существующими договорами доступа между операторами визитной сети
VPLMN и визитными операторами сети WLAN, причем такие договоры
между визитными операторами сети WLAN и операторами домашней сети
HPLMN не требуются.
Поддержка IP-протоколов различных версий (IPv4 и IPv6), а так же
режима вещания IP-Multicast.
Обеспечение
такого
уровня
безопасности
пользователей
(аутентификация, идентификация, шифрование данных), который был бы не
ниже, чем в существующих сетях 3GPP с пакетной коммутацией и
коммутацией каналов. Процедура аутентификации не должна зависеть от
типа и технологии сети доступа.
Доступ к сетям LTE должен предоставляться абонентам согласно
существующим USIM-картам (Release 99). При этом база данных HSS
должна существовать Release 5.
Поддержка всех существующих в настоящее время принципов
тарификации.
Архитектура SAE должна обеспечивать гибкое использование ресурсов
сети, когда все элементы сети (узлы) рассматриваются как единый
распределительный ресурс. Примером стала структура интерфейса lu-flex,
определенная в Release 5, согласно которой контроллер RNCможет иметь
интерфейс с несколькими SGSN/MGW.
1.7 Сравнение технологий WiMAX и LTE
Следующим шагом эволюции систем 3GPP, являются системы Long
Term Evolution (LTE). Их отличает технология OFDMA в нисходящем канале
и SCFDMA – в восходящем. Модуляция – до 64QAM, ширина канала – до 20
МГц, дуплексирование TDD и FDD. Применены адаптивные антенные
системы, гибкая сеть доступа. Сетевая архитектура полностью IP – сеть. В
системе LTE применяются технологии и методы, уже применяемые в
мобильном WiMAX, поэтому следует ожидать схожей эффективности систем
LTE (таблица 1.1 и 1.2)
Таблица 1.1 – Сравнение параметров реальных систем LTE и
мобильного WiMAX в одинаковых частотных условиях при FDD с полосами
2х20 МГц
Параметры
WiMAX Релиз
LTE
Motor
olla
TMob
ile
Qualc
1.5
omm
Нисходящий
канал
Антенна БС
2х2
2х4
4х2
2х2
4
х4
Модуляция и
скорость кодирования
Скорость Мбит/с
64
QAM 5/6
226
64
QAM 5/6
144
64
QAM 5/6
277
64 QAM 5/6
144,6
2
89
Восходящий
канал
Антенна АС
Модуляция и
скорость кодирования
Скорость Мбит/с
Нет
данных
1х2
64
QAM 5/6
50,4
1х2
64
QAM 5/6
75
1х2
64 QAM 5/6
69,1
Системы LTE – это революционное улучшение 3G. LTE представляет
переход от систем CDMA к системам OFDMA, а также переход к полностью
IP – системе к коммуникацией пакетов. Поэтому внедрение этой технологии
на существующих сетях сотовой связи означает необходимость новых
радиочастотных ресурсов для получения преимущества от широкого канала.
Для обеспечения обратной совместимости необходимы двухрежимные
абонентские устройства. Поэтому плавный переход от систем 3G к LTE
весьма сложен.
Таблица 1.2 – Сравнение ключевых параметров LTE и WiMAX
Параметры
LTE
WiMAX
Релиз 1.5
Дуплексирование
FDD и
FDD и TDD
TDD
Частотный диапазон для анализа
2000
2500МГц
МГц
Ширина канала
До 20
До 20 МГц
МГц
От базы
OFDMA
OFDMA
К базе
SCFDM
OFDMA
A
Спектральная эффективность, бит/Гц/с
Нисходящий канал, MIMO (2х2)
1,57
1,59
Восходящий канал, SIMO (1х2)
0,64
0,99
Максимальная скорость
350
120
мобильной станции км/ч
Длительность кадра, мс
1
5
Антенные системы
Нисходящий канал
2х2, 2х4,
2х2, 2х4,
4х2, 4х4
4х2, 4х4
Нисходящий канал
1х2, 1х4,
1х2, 1х4,
2х2, 2х4
2х2, 2х4
Рисунок 1.7 – Сравнение средней спектральной эффективности
Отметим, что преимущество в спектральной эффективности означает
выигрыш в стоимости развертывания сети (в том числе в удельной стоимости
по отношению к пропускной способности сети). Кроме того, возрастает
канальная емкость, что позволяет операторам вводить дополнительные
сервисы. Мобильный WiMAX представляет гладкую IP сеть, сеть LTE более
сложна.
Рисунок 1.8 – Сравнение системных архитектур сетей WiMAX и LTE
Если сеть WiMAX основывается полностью на IP протоколах IEEE, то
сеть LTE более сложна, включает больше протоколов, в том числе
проприетарные протоколы 3G. Немаловажно, что интеллектуальная
собственность в области технологий WiMAX, соответствующие патенты
распределены среди многих компаний, создан открытый патентный альянс,
что позволяет снижать цены абонентских устройств.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа