Многоантенная передача информации

Гибкость использования радиоспектра

В зависимости от законодательных норм, действующих в том или ином географиче - ском регионе, для организации мобильной связи радиоспектр выделяется в разных диапа - зонах частот парными или непарными полосами разной ширины. Одной из основных ха - рактеристик радиоинтерфейса LTE, позволяющей задействовать его в разных ситуациях с радиочастотным обеспечением, является гибкость использования радиоспектра.

Наряду с возможностью работать в разных диапазонах частот система LTE способна использовать частотные полосы разной ширины: от 1,25 (подходит, например, для начала перехода с систем CDMA 2000 1xEV- DO) до приблизительно 20 МГц. Кроме того, систе - ма LTE способна функционировать в парных и непарных частотных полосах, поддержи - вая частотный (FDD) и временной (TDD) виды дуплекса соответственно.

Что касается терминальных устройств, то при использовании парных полос частот, устройство можно задействовать в полудуплексном или дуплексном режиме. Первый ре - жим, в котором терминал передает и принимает данные на разных частотах и в разное время, привлекателен тем, что позволяет значительно понизить требования к характери - стикам дуплексного фильтра. Это, в свою очередь, способствует уменьшению стоимости терминальных устройств. Кроме того, появляется возможность задействовать парные час - тотные полосы с небольшим дуплексным разносом. Таким образом, LTE- решение можно реализовать почти при любом распределении спектра частот.

Единственная проблема при разработке технологии радиодоступа, в которой преду - смотрено гибкое использование радиоспектра, — обеспечение совместимости устройств связи. С этой целью в технологии LTE в случае применения частотных полос разной ши - рины и разных режимов дуплекса (FDD или TDD) реализована идентичная структура кад - ра.

Использование многоантенной передачи информации в системах мобильной связи улучшает технические характеристики последних и расширяет их возможности в плане обслуживания абонентов. В технологии LTE предусмотрены два метода многоантенной передачи: разнесенная (transmit diversity) и многопоточная (с предварительным кодирова - нием), частным случаем которой является формирование узкого радиолуча.

Посмотрев на представленные на рис. 1 графики замирания сигналов двух пользова - телей, можно оценить уровень сигнала, принимаемого одним пользователем от двух пере - дающих антенн. Таким образом, разнесенную передачу следует рассматривать как способ выравнивания уровня сигнала, идущего с двух антенн, ведь при этом устраняются глубо - кие провалы в уровне сигналов, принимаемых от каждой из антенн в отдельности.

В LTE разнесенная передача основана на методе пространственно - частотного блочно - го кодирования (SFBC), дополненного разнесением по времени со сдвигом частоты (FSTD) при использовании четырех антенн. Разнесенная передача применяется в основ - ном на общих нисходящих каналах, в которых нельзя использовать функцию диспетчери - зации в зависимости от состояния канала связи (channel-dependent scheduling). Однако разнесенную передачу можно задействовать для пересылки пользовательских данных — например, трафика VoIP. Относительно низкая интенсивность такого трафика не оправ - дывает дополнительных накладных расходов, связанных с вышеупомянутой функцией диспетчеризации. В общем и целом разнесенная передача повышает емкость сети и ради - ус сот.

При многопоточной передаче для одновременной пересылки нескольких потоков данных по одному и тому же радиоканалу используют несколько передающих и прием - ных антенн (на базовой станции сети и в терминальном устройстве соответственно). Это значительно повышает максимальную скорость передачи данных. Например, при уста - новке четырех антенн на базовой станции и такого же числа антенн в терминальном уст - ройстве (на приемной стороне) можно одновременно пересылать до четырех потоков дан - ных по одному и тому же радиоканалу, фактически увеличивая его пропускную способ - ность в четыре раза.

В сетях с небольшой рабочей нагрузкой или маленькими сотами многопоточная пере - дача позволяет добиваться очень высокой пропускной способности радиоканалов и эф - фективнее использовать радиоресурсы. В случае же с большими сотами и весьма интен - сивной нагрузкой качество канала не дает возможности использовать многопоточную пе - редачу. Тогда с целью повышения качества сигнала несколько передающих антенн целе -

сообразнее задействовать для формирования узкого луча при передаче одного потока дан - ных.

Подводя итог вышесказанному, можно заключить, что для достижения хорошего ка - чества работы сети при разных условиях эксплуатации в технологии LTE реализована адаптивная многопоточная передача, при которой число одновременно пересылаемых по - токов данных может постоянно регулироваться в соответствии с переменчивым состояни - ем канала связи. Если состояние канала очень хорошее, можно одновременно пересылать до четырех потоков данных, достигая тем самым скорости их передачи до 300 Мбит / с при ширине занимаемой полосы частот 20 МГц.

При не столь благоприятном состоянии канала передается меньшее число потоков. В этой ситуации антенны частично используются для формирования узкой диаграммы на - правленности, что повышает общее качество приема и, как следствие, увеличивает пропу - скную способность системы и расширяет зону обслуживания. Для обеспечения обширной зоны радиопокрытия или высокой скорости передачи данных на границе сот можно пере - давать один поток данных в узком луче или задействовать разнесенную передачу на об - щих каналах.

Дата добавления: 2014-01-15