UMTS rendszer

LTE architektra2012Maros Dra

LTE3G hlzatok kapacitsa vgesnek bizonyultElfizeti ignyek nnek

Fejleszts szksges:Nvelni a meglv rendszer spektrlis hatkonysgt3G Nagyobb svszlessget tmogat j rendszer kialaktsaLTEFejldsi irnyok a 3G utnLTESpektrlis hatkonysg nvelse:Magasabb rend modulcikDL: 64QAM, UL: 16QAMTbbantenns megoldsokMIMO (Multiple Input Multiple Output) antenna 2 vivfrekvencis mkds bevezetseSzomszdos svok szimultn hasznlata1. 3G fejlesztseLTEElnyk:Fejlesztsek fokozatosan bevezethetkSzoftverfrisstssel megoldhatj hardver nem felttlen szksgesVisszafel kompatibilits biztostott

Htrnyok:5 MHz-es svok adottakCsatornakiegyenlts 5MHz felett bonyolult, drgaUMTS csatornk nem sszefoghatakramkrkapcsolt szolgltatsok tmogatsa1. 3G fejlesztse - 2LTEj elvek alkalmazhatak:Korszer rdis technolgiaTisztn IP hlzati kialakts

Elnyk:3G-hez kpest szlesebb frekvenciasvok hasznlataRugalmas svkioszts lehetsgeCsatornaviszonyokhoz adaptv alkalmazkodsHozzfrsi sebessgek rugalmas vltoztatsaMIMO knnyebb megvalstsa OFDM-mel2. j rendszer kialaktsaLTEHtrnyok:Teljesen j hlzat kialaktsaKtmd kszlkek szksgessge a teljes lefedettsg hinya esetnVisszafel kompatibilits nincs

j rendszer: LTE Long Term EvolutionVetlytrs (volt): Wimax2. j rendszer kialaktsa - 2LTEMegnvelt fel- s letltsi maximlis sebessgekLegalbb DL:100Mbps, UL: 50MbpsSklzhat csatorna svszlessgek:1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHzRel. 6 HSPA-hoz kpest relatv javulsSpektrlis hatkonysgban: UL:2-3x, DL:3-4x Cella szli tviteli sebessgben:UL,DL:2-3xFDD s TDD tmogatsaTeljesen IP alap hlzat5ms alatti ksleltets kis IP csomagokra

Az LTE rdis kvetelmnyeiLTE5 MHz-en legalbb 200 elfizet kiszolglsaA maximlis teljestmny alacsony mobilitsra optimalizlt: 0-15 km/h sebessgigNagyobb sebessgek korltozsok:120 km/h-ig nagy teljestmny, 350 km/h-ig kapcsolat mkdkpessgeEgyttmkds korbbi hlzatokkalHandover 3G s GSM fel (300, 500 ms ksleltetssel)Lefedettsg:5km-en bell javuls, 30km-en bell korltozott Multicast/broadcast tmogatsa (MBMS)Az LTE rdis kvetelmnyei - 2LTELTE tviteli sebessgekMaximlis letltsi sebessgek (FDD,TDD, 1-es tpus keret, 64QAM)Antenna konfigurciSISO2x2MIMO4x4MIMOMax. sebessg (Mbps)100172.8326.4Maximlis feltltsi sebessgek (FDD/TDD, 1-es tpus keret, SISO)Modulci tpusQPSK16QAM64QAMMax. sebessg (Mbps)5057.686.4Maximlis letltsi sebessgek (TDD, 2-es tpus keret, 64QAM)Antenna konfigurciSISO2x2MIMO4x4MIMOMax. sebessg (Mbps)100142270Maximlis feltltsi sebessgek (TDD, 2-es tpus keret, 64QAM)Antenna konfigurciSISO2x2MIMO4x4MIMOMax. sebessg (Mbps)5062.762.7LTETbbantenns megoldsok tmogatsaMIMO max. 4x4Csatornaviszonyokhoz alkalmazkods:Adaptv modulci s csatornakdolsGyors msodik rtegbeli jrakldsOFDM alap rdis interfszDL:OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)UL:Single Carrier-FDMA, ms nven DFTS-OFDM(Discrete Fourier Transform Spread OFDM)LTE tovbbi jellemziLTEUMTS specifikcik fejldseReleaseVglegestsFbb UMTS jellemzkRel-99March 2000Basic 3.84 Mcps W-CDMA (FDD & TDD)Rel-4March 20011.28 MMps TDD (aka TD-SCDMA)Rel-5June 2002HSDPARel-6March 2005HSUPA (E-DCH)Rel-7December 2007HSPA+ (64QAM downlink, MIMO, 16QAM uplink)LTE and SAE feasibility studyRel-8December 2008LTE work item OFDMA/SC-FDMA air interface SAE work item new IP core networkFurther HSPA improvementsRelease 99, 4-3G (WCDMA) s fejlesztsekRelease 7-10:LTE (3,75G vagy 3,9G), LTE Advanced (a valdi 4G)

3GPP release-kRel 9-10!LTE3GPP terminolga szerint : 3. genercis rendszerek tovbbfejlesztett vltozatt tekinthetjk az LTE-nekA Release 8 szabvny szerinti mobil rendszerek szmtanak az els LTE rendszereknekAz ITU-R szerint megfogalmazott 4. genercis kvetelmnyeket a Release 8 szerinti LTE nem teljestiA valban 4. genercis rendszernek csak az LTE-Advanced tekinthet (Rel.10)

3.75G - 3.9G - 4G

LTESystem Architecture Evolution (SAE)3GPP projektClja: teljesen IP alap, tisztn csomagkapcsolt gerinchlzat kialaktsa:Evolved Packet Core (EPC)Az EPC s az evolved RAN= Evolved Packet System (EPS). RAN = E-UTRA s az E-UTRAN egyttLTE, E-UTRA, E-UTRAN, SAE, EPC s EPS mind utalhatnak a rendszerre, a helyes elnevezs az EPS lenne, de leggyakrabban az LTE hasznlatosSAE s a hlzatLTEFejlds egyszersds:

Csomagkapcsolt mkdsre optimalizltVlaszid s ksleltets cskkenseSAE architektra

LTE

EPCF rszei:maghlzat (Core Network, CN):EPC (Evolved Packet Core)rdis hozzfrsi hlzatRadio Access Network, RAN:E-UTRANInterfszek:X2: j! eNodeB kztt~3G Iur (RNC-k kzti interfsz)HSPA+-ban van hasonlS1: RAN EPC kzttiMobility Management Entity (MME), Serving GateWay (S-GW)SAE architektraLTESAE architektra

LTEFejlett csomagkapcsolt maghlzatfunkcionlis architektraegy csompont vgez minden maghlzati funkcitfizikailag viszont nem egy berendezsHSS megmaradt a korbbi hlzatokbl:HLR s AuC funkcikInterfszek:EPC-HSS kztt: S6EPC-Internet kztt: SGiEPCLTENincs makro diverzitsKomplex megolds lenne, nincs akkora nyeresgNincs soft handoverCsomagalap tvitellel megoldhat az adatveszts elkerlseE-UTRAN vltozsokLTERadis erforrs menedzsment, handoverIP fejlc tmrts s titkostsUE csatlakozsakor MME kivlasztsaFelhasznli adatok tovbbtsa az S-GW felPaging s broadcast zenetek temezse s tviteleMrsek s kirtkelskMobilits tmogatsra temezshezETWS zenetek temezse s tviteleEarthquake and Tsunami Warning SystemeNB funkcikLTEF vezrl elem (tbb is lehet!)UE els csatlakozsakorAutentikcis s biztonsgi feladatokAlv md UEKeress s pagingHandoverkor egyttmkds ms MME-velEgy UE egy idben csak egy MME-hez kapcsoldik

MME funkcik:LTECsomagtovbbts EPC s eNB kztt(felh. skon vgpont)S1-U interfszfelhasznl IP forgalmnak alagutazsa az eNB felalagt: UE helytl fgg j IP fejlcMobilits menedzsment s handover funkcikPaging vgzse

S-GW funkcikLTEinterfsz ms csomagkapcsolt hlzatok felUE IP cmnek allokcijaFelhasznlnknti csomagszrsTrvnyes lehallgatsLTE mobilits fix pontja:Egy kapcsolat esetn a forgalom azonos P-GW-en keresztl megy, mozgstl fggetlenlMobilits nyoma a CN-ben:cellavltsoknl j alagt felptseP-GW funkcikLTEKt megvalsts:Alaprtelmezs szerint: a honos hlzat P-GW-n keresztlIdegen hlzathoz kapcsoldssal

SAE RoamingLTEUE az idegen hlzathoz kapcsoldikKommunikci az idegen hlzati S-GW s honos P-GW kztt lv az S8 interfszenHonos EPC jelli ki az IP cmet a UE szmraAz idegen hlzati S-GW a honos P-GW fel tovbbtja a UE csomagjaitHonos P-GW-nl kerl ki a forgalom az EPC-blHtrny: nem elgg hatkonya mobil IP hromszg routing problmja miattElny: a szolgltat a sajt elfizetjt kontrolllhatjaRoaming, honos hlzattalLTEUE az idegen hlzathoz kapcsoldikIdegen EPC jelli ki az IP cmet a UE szmraElny:UE kzvetlenl az idegen hlzaton keresztl kapcsoldik az InternethezHtrny:nagyobb bizalom szksges a szolgltatk kzttNincs kzvetlen kontrolllhatsg a roamingol UE felett Roaming, idegen hlzattalLTELTE - Rdis interfsz2012Maros Dra

LTELTE kvetelmny: FDD s TDD tmogatsaMaximlisan hasznlhat 20 MHz-es svHelyi frekvenciagazdlkods miatt egysges sv(ok) nem alakthatk kiFDD/TDD adottsg sokszor nem vlaszthatPros s pratlan frekvenciasvok kerltek kijellsre ezek szma folyamatosan n2G s 3G-vel ellenttben itt a UE sok svban kell tudni mkdniKtmd, FDD/TDD kszlkekgloblis roaminghoz szksgesDuplexitsLTEFDD - pros spektrumon, klasszikus megolds3G rendszerek tbbsge is FDD, ezek mintjraHtrny:Spektrumkihasznltsg rosszabb:Pl. asszimmetrikus forgalom esetn (UL/DL)

TDD:Knban mr a 3G is TDDElny:Nincs szksg pros spektrumraSpektrumkihasznltsg kedvezbb

FDD-TDDLTE2009-ben:15 FDD 8 TDD

Tmogatott frekvencia svok

LTETbbfle svszlessghelyi frekvencia gazdlkodsokhoz illeszkedjen1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz-es svok

Kvetelmny:Klnbz svszlessg adottsgokhoz alkalmazkodsi kpessgRendszer mkdsre minimlis kihatssalFrekvencia svokLTEDL irny:OFDMAOrthogonal Frequency Division Multiple Access OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) egy vltozata

UL irny:SC-FDMASingle-Carrier Frequency Division Multiple AccessMsik neve:DFT-SOFDM Discrete Fourier Transform Spread OFDMTbbszrs hozzfrsLTEDigitlis tbbvivs modulciWlan rendszerekben mr rgebbenCells rendszerekben jdonsgNagy szm, kis vdtvolsg vivk egyms mellettPrhuzamos tvitel ezeken a csatornkonCsatornkra nzve QPSK, 16, 64 QAM modulcikalacsony szimblumsebessgSzimblumok kztt idtartomnyban vdsvokSzimblumthalls elkerlsreDL tbbszrs hozzfrsLTE1980-ban mr a GSM kapcsn is felmerlt az alkalmazsaNagyszm FFT szmts az alapjaTl sok energit emsztett volna fel1998-ban az UMTS esetn is felmerltA technolgia mg ekkor sem volt alkalmasAz LTE megszletskor a DSP alap szmtsi kltsgek nagyon lecskkentek ezrt kerlt implementlsraOFDMtrtneteLTEOFDM elnyei:Szles csatornk hasznlatra hangolhatFading ellen sokkal jobban vdettCsatornakiegyenlts egyszerbbMivel az OFDM jelek a frekv. tartomnyban reprezentltak az idtartomny helyettLehetsg van teljes rezisztancira a tbbutas terjeds hatsai ellenMIMO-hoz alkalmasabb:A frekvenciatartomnybeli jelkezelssel megfelelen elkdolhat a jel a tbbutas terjeds csatorna szmra.OFDM vs CDMALTEOFDM htrnyai:A segdvivk kzelsge miatt vivk kztti thalls knnyen elfordulhat:Frekvencia s fzis rzkenysgDoppler-szrsra rzkenyAz OFDM magas tlagenergival dolgozikSok energia szksges a jelek kisugrzshozUplink irnyban ezrt van ms modulciOFDM vs CDMALTEOFDM htrnyai:Cellahatrok menti interferencia elkerlsre a frekvencia hasznlat megfelel szablyozsa szksges:Cellk kzepn nagy kis energival azonos frekvencikCella hatrokon klnbz frekvencik nagy energivalOFDM vs CDMA

LTEOFDM CDMA sszehasonlts

LTEEgymshoz kzeli vivfrekvencikon prhuzamos adattvitelVivfrekvencik ortogonlisakCsatornk kztt nincs thallsDL - OFDM

LTE

segdvivk (alvivk) tvolsgaf=15 kHzf=7.5 kHz is lehet eMBMS esetn (msorszrs)Ennek reciproka a szimblumidT=66.67 sIdtartomnyban: ngyszgFrekvenciatartomnyban: six

DL - OFDMLTEA segdvivk kztti frekvencia s a szimblumid egymsnak reciproka

vivfrekvencik ortogonlisak, nincs csatornk kztti thallsfrekvenciatartomnyDL - OFDM

LTE

ISI inter symbol interferenceSzimblumkzi thallsIdtartomnysegdvivk kztt is thallst okozortogonalits elvsz: szimblumidnyi integrlsban nem egsz szm peridus lesz az egyik jelbl!Klnbz terjedsi utakon rkezett jelek okozzk:OFDM ISILTE

Tbbutas terjeds ellen rezisztancia: Vdidk az adsi tvolsg fggvnybenVdid alatt a CP (Cyclic prefix) kerl kisugrzsra, ami a szimblum vgnekmsolataOFDM vdid, CPLTE

Norml CP: 1.4km tvolsgig megfelelKiterjesztett CP: 10 km-ig(ekkor kevesebb szimblum fr el 0..5, vagy 0,1,2)CP paramterei

LTE5 MHz teljes svszlessg, n db segdvivSegdvivk sznekkel jellve, frekv tartomnybanVdidk feketvel idtartomnybanOFDM plda

LTEAz OFDM-ben keskeny svot hasznl egy UEFading vagy interferencia elnyomhatja a jeletOFDMATDMA jelleg bevitele a vivk kiosztsbaUE idben tbb vivn forgalmaznak

OFDM - OFDMA

LTEalap idegysg a mintavteli idTs=1/(15000x2048) msodpercminden idegysg ennek tbbszrseFDD md keretszerkezet:10 ms keret, 10 db 1 ms alkeret20 db 0.5 ms idrs (timeslot)Keretszerkezet

LTEFizikai erforrs blokk - Physical Resource Block PRB12 segdviv (12*15 kHz = 180 kHz)egy idrsben (0.5 ms)Ez a legkisebb egysg, ami egy elfizetnek adhat12*6= vagy 12*7 szimblum idrsenknt(eMBMS esetn 24 segdviv, 7.5 kHz-es tvolsgban)

Rdis erforrs egysg

LTEFizikai szint pillanatnyi tviteli sebessgek egy PRB-vel:Egy bzislloms min6 PRB-t kell tudnia:6*180kHz=1.08 MHzVdsvokkal 1.4MHztviteli sebessgek

tviteli sebessg konfigurcikCsatorna svszlessg vdsvval (MHz)1,435101520tviteli svszlessg vdsv nlkl 1,082,74,5913,518RB-k szma 615255075100LTEMagas PAR (peak-to-average ratio) miatt az OFDMA, drgbbNem alkalmas a kzi kszlkeknl, akku miattBzisllomsban jSC-FDMA PAR rtke kedvezbb, s olcsbb isEgyvivs tviteli rendszerekre jellemzenElnyk:a tbbutas terjedsre tovbbra is rzketlensvszlessgben rugalmasUL: SC-FDMALTEJel ellltsa:Az idtartomnyi szimblumok DFT-vel frekvenciatartomnyba transzformlsaA frekvenciatartomnyban a megfelel frekvencira helyezsIFFT-vel visszatranszformlsCP hozzillesztseSC-FDMALTEOFDMA SC-FDMA sszehas.

LTE4 segdviv (M), 2 szimblum id, QPSKOFDMA SC-FDMA sszehas.

LTESC-FDMA jel

LTELTE - Antennk2012Maros Dra

LTETbbutas terjeds sajt hasznunkra fordtsaElssorban beltren, vagy vrosi krnyezetben

Antennk szmaAdnl 1,2,4Vevnl 2,(4)Megfelel jelfeldolgozs szksgesAds elttVtel utnAntennk elhelyezse minl messzebb:Kicsi mobil terminlokon problmsTbb antenns tviteli mdokLTENyalbformls, (beamsteering)Lefedettsg nvelse adott irnybanAz adott irnyban nagyobb antennaerstsDiverzitijobb jel-zaj viszony elrse, lefedettsg nvelseAd- s vevoldalitbb antennn adott/vett jelek megfelel kombinlsvalInterferencia trls tbb vev antennval bizonyos irnybl jv jelek trlse (kb. a nyalbformls fordtottja)Alkalmazsi lehetsgekLTETrbeli multiplexls: SDMAAdattviteli sebessg tbbszrzseAzonos idbenAzonos frekvencinTbb adantennnprhuzamosan klnbz adatfolyamok tovbbtsaTbbfelhasznls MU-MIMOTbb elfizet kiszolglsa SDMA-val (ld. elbb) prhuzamos adatfolyamok ms elfizethz tartoznakAlkalmazsi lehetsgekLTEA realizlhat elnyk fggenek:Az ad s vev antennk szmtl: tbb - jobbJel-zaj viszonytl: magas SNR a kedvezAz ad kpessgeitlMennyire s milyen gyorsan tud a vltoz krlmnyekhez alkalmazkodniAz ad-vev kzvetlen rltsa minimlis legyenEkkor a terjedsi utak korrelltsga alacsonyIdelis eset:Az utak teljesen korrellatlanakEkkor pl. 2x2 esetben az tviteli sebessg 2x-es

JellemzkLTESingle - MultipleInput - Output

Rdicsatorna hozzfrs mdok

Egy ad Tbb ad Egy vev

Tbb vevLTEKlasszikus rdizsi mdEgy adval egy vevvel

A tbbantenns tviteli mdok elnyei ehhez hasonlthatakSISO

LTEEgy ad, tbb vevVev oldali diverziti valsthat megAlacsony SNR esetn jobb vteli lehetsget lehet teremteni veleLefedettsg nvelsre hasznlhatCellahatrokonAdatsebessgre nincs hatssalCsak egy adatfolyam kerlkisugrzsraSIMO

LTE

Tbb ad, egy vevAds diverziti valsthat meg Fading ellen hatsosAlacsony SNR esetn nvelhet a hatkonysgtbb antennnUgyanazon adatok tovbbtsaDe ms kdolssalgy a vev azonostani tudja az adkatAdatsebessget nem nveliUgyanaz az adatsebessgkisebb energival tovbbthatMISOLTETbb ad, egy vevVisszacsatolssal kiegsztve:A vev a vteli viszonyokat az adnak visszakldiAz ad optimlisSugrzott teljestmnyFzisviszonyokat llt beAdaptv mkdsKorrekcik akr tbb szzszormsodpercenkntMISO

LTETbb ad, tbb vevLegjobban kihasznlhat a tbbutas terjedsA spektrlis kapacits kibvthet vele

Vevk szma adatfolyamok szmaAdk szma adatfolyamok szmTbb klnbz adatfolyamot (streamet) tovbbtegy frekvencinegy idbentbb advalMIMO

LTEMindegyik antenna ltal kisugrzott jelAzonosthat a vev oldaln, honnan rkezettAzonosts rendszerint ortogonlis pilot jelekkelVev oldalon az adatfolyamok visszallthatk:Az egyes utak korrelcija alacsonyJel-zaj viszony kellen magasSingle User MIMOAdattviteli sebessg nvelseMulti User MIMOTbb felhasznl kiszolglsaMIMO

LTEMIMO legegyszerbb esete (Direct mapping)Ad oldalon:Egy adatfolyam - egy antennn kerl kisugrzsraVev oldalon:Kt adatfolyam vegyesen rkezikMegfelel algoritmussal sztvlaszthatkMIMO direkt ads

LTE

Specilis kd (precode) hasznlata:Ad oldal:Klnbz adatfolyamokAntennkon keveredve kerlnek kisugrzsraVev oldal:Adatfolyamok sztvlaszthatk MIMO precodingLTE

tvitel a csatorna jellemzire optimalizlhatBonyolultabb rendszerNagyobb kapacitsSzksg van a csatorna pillanatnyi paramtereire is visszacsatolssal a vev fellReferencia jelek segtsgvelFDD esetn UL-en kln tovbbtja a vevTDD esetn (UL, DL frekvencia kzs)az ad a vett jel mrt paramterei alapjn automatikusan alkalmazza a megfelel korrekcitMIMO precoding jellemziLTETerminolgikKdsz:Felhasznli adat, mieltt az tviteli formzs megtrtnneEgy vagy kt kdsz hasznlatosRteg (layer):Adatfolyamot jelentiA trbeli multiplexelshez legalbb 2 rteg hasznlandJells: rtegek szma: , grg nPrekdols (precoding)Mdostja a jelet kisugrzs elttEzzel valsul meg a diverziti, nyalbformls, trbeli multiplexelsMIMO s az LTELTEDL UL irnyban klnbz tbbantenns mkdsi mdok definiltakDL irnyban 7 fleUL irnyban 3 fleLTE tbbantenns mdokLTE7 fle mkdsi md:LTE DL tbbantenns mdok1.Single-antenna port; port 0SIMO2.Transmit diversityMISO3.Open-loop spatial multiplexingMIMO, no precoding4.Closed-loop spatial multiplexingMIMO, precoding5.Multi-user MIMOMIMO, separate UE6.Closed-loop Rank = 1 precodingMISO, beamsteering7.Single-antenna port; port 5MISO, beamsteeringLTESIMOVev oldali diverziti megvalstshozGyengeSNR viszonyok kztt elnysJ vteli viszonyok esetn nincs szmottev elnye

1. Single-antenna portLTEMISONylt hurk ad oldali diverzitiDirekt adsos (precoding nlkli) mdCW0 s CW1 kdszavak azonosak2, vagy 4 antenna tmogatott(UMTS Rel.99 ben rgztett eljrssal egyez)(UMTS Rel.99-ben lv a zrt hurk, sszetettebb eljrs nem kerlt bele az LTE-be, helyette a MIMO megoldsok vannak)

2. Transmit diversityLTE2, vagy 4 antenna tmogatottTipikusan 2 csatorns UE esetn4x2, 2x2-es konfigurci a tipikus4x4 is definilt, de 4 vevs UE nincs mgSU-MIMOCW0 s CW1 kdszavak klnbzkNylt hurk, mert nincs elkdolsDe az ads optimalizsra hasznlatos kt paramterUE-preferred rankChannel Quality Indicator (CQI)

3. Open-loop spatial multiplexingLTEMIMO, elkdolssalAntennkon minden kdszra lehet klnbz rtk aTeljestmnyreFzisraZrt hurk visszacsatolsCsatorna jellemzinek mrsre szksge vanFDD esetn a vev kldi az uplinkenChannel Quality Indicator (CQI)precoding matrix indicator (PMI)Rank indicator (RI) (egsz svra vonatkozik)4. Closed-loop sp. multiplexingLTEprecoding matrix indicator (PMI)Kdgyjtemny alapjn kld visszajelzstelre letrolt rtkeknek az indext2x2 - 3 fle kd4x2 - 16 fle kdNem annyira pontos, de hatkonyEgyszersti a csatorna minsgnek rtkelstUL is kisebb a visszajelzs forgalmaVisszajelzsek: tbb szz per sec

4. Closed-loop sp. multiplexingLTESpecilis esete a 3-as tpusnakSDMA megvalstsaTbb UE kiszolglsaKdszavak itt UE-ket azonostanak

Zrt hurk MIMO (4. tpus) nem hasznlhat5. Multi-user MIMOLTEElkdolt, MISO, nyalbformlsMegfelel irnyba fkuszlja a kisugrzott teljestmnytFknt 4 antenna esetn alkalmazott4. tpus esetn, ha a reportban RI=1, ez a tpus lp letbeFelhasznlnknti nyalbformlsra lehetsg van:Resource blokkonknt llthat az amplitd s fzisHatkony

6. Closed-loop Rank=1

LTEMISO, nyalbformls6. tpushoz hasonlEgy 5. antenna (port 5) is sugroz a UE felUE specifikus referencia jelet is visz

7. Single-antenna port, port 5LTE3 tpus:

1. tpus = DL 1.tpusLTE UL tbbantenns mdok1.Vevoldali diverziti az eNB-ben2.SU-MIMO (egy felhasznls MIMO)3.MU-MIMO (tbb felhasznls MIMO)LTERel.8-ban mg nem specifikltk teljesenUE: 2 adra van szksg, ez problma:MretbenrbanEnergiban

UL irnyban a sebessg nvelse nem fontos

Ezek miatt e tpus fejlesztse nem indokolt2. SU-MIMOLTE

Tbb UE kiszolglsa (SDMA)Egy UE sebessge nem nCellakapacits n2 UE egymstl tvolabb van:Elnys, mert kis korrelci a csatornk kzttHtrnyos, mert nem keverhetek a kisugrzott jelek a kt antennnKt UE nem kommunikl egymssal3. MU-MIMOLTECoMP Cooperative multipoint, vagy Network MIMO

Adk klnbz cellkbanAntennk ms helyeken nagy tvolsgeNB-k szinkronizlsa fontosMU MIMO-hoz hasonlt

Nem teljesen specifiklt, LTE Advancedben van!

Kooperatv MIMOLTEAntenna konfigurcitl,Modulcik tpustl fgg

Antennk 1..4-igMaximlis sebessgek

LTELTE- protokollok2012Maros Dra

LTELTE rdis interfsz protokoll rtegei:3 rtegProtokoll szerkezet

LTEFizikai csatornk modulcija s demodulcijaFrekvencia s id szinkronizciMIMO antenna jelfeldolgozsAds diverzitiNyalbformlsRdifrekvencis jelfeldolgozsRdis csatorna karakterisztika mrsekEredmnyek tovbbtsa felsbb rtegek felFizikai csatornk teljestmnyszablyzsa

Fizikai rteg feladataiLTEHibadetektls a szlltsi (transport) csatornkonForward error correction (FEC)Szlltsi csatornk kdolsa/dekdolsaHybrid Automatic Repeat Request (HARQ)adatintegrits ellenrzsSzlltsi csatornk sebessg igaztsa s enkapszulcija a fizikai csatornkbaFizikai rteg feladatai 2

LTEFizikai csatornk s modullsMultiplexls s csatornakdolsFizikai rtegbeli eljrsokFizikai rtegbeli mrsekRdis erforrs menedzsment

Fizikai rteg alegysgeiLTEA fizikai jeleket a legals rteg lltja elRendszer szinkronizciCellaazonostsRdis csatorna karakterisztikjnak becslseAdatszllts:Vezrlstemezsfelhasznli adatok tovbbtsaFizikai csatornk s modulls

LTEDL UL irnyban van RS (reference signal ) pilot jelA vev hasznlja a csatorna paramterek megllaptsra:Amplitud hibkFzis hibkAmi a tovbbtott jel hibibl s hozzadd zajokbl tevdik sszeRS nlkl fknt a magasszint modulciknl a demodulci kptelensg lenne, itt kis fzis s amplitd hiba is sokat szmit

Fizikai csatornk s modulci

LTEFizikai csatorna pilot jelei

LTEFizikai jelek fizikai csatornkat alkotnak, melyek az adatokat s a jelzseket tovbbtjk

Fizikai csatornk

LTEKeretek felptse:Fizikai rteg tmogatja a kt tbbszrs hozzfrsi technikt:OFDMASC-FDMAEmelett mindezt pros s pratlan UL DL svban is!FDDTDDAz UL DL ms hozzfrsi mdot hasznl a keret struktra kzsKeretszerkezetLTESzabvny definilja aKeretetAz idrst (timeslot)Szimblumokat az idtartomnyban

Kt keretstruktra alkalmazhat:Type 1, FDD-hezType 2, TDD-hezKeretszerkezetLTE10 ms hossz10 alkeret1 alkeretben 2 slotType 1 FDD keret

LTE5 ms periodicits2 db 5ms-os flkeret 10 ms hosszigA flkeret tartalmaz 5 alkeretet (1 ms)Az alkeret lehetUL vagy DL tvitelSpecilis alkeret: DL UL pilot timeslottal kztk vdidvel.Type 2 TDD keret

LTEAz alkeretek kzl UL DL-hoz rendelsnek 7 konfigurcija lehetsges:Alkeret 0 s 5 mindig DLAlkeret 1 specilisAlkeret 2 mindig ULA tbbi alkeret a keretkonfigurcitl fgg5ms-os konfig esetn a 6. alkeret is specilis10 ms-os esetn ltalnosType 2 TDD keret

LTE

Az alkeret 2 slotot tartalmaz, 0.5 msAz OFDMA, SC-FDMA vdett a tbbutas ksleltetstlA hossz OFDMA szimblumok kztti vdidk meggtoljk a szimblumok kztti thallstHa a vdid hosszabb mint a csatorna ksleltetseha az OFDM szimblum vgt az elejre msoljukKikszblhet az ISI.Type 2 TDD keretLTEEgy alkereten bell 2 slot vanEgy sloton bell 7 symbol lehet az albbi plda alapjn(2048+144)*6+2048+160=15360*Ts

OFDM Symbol

LTENormal: 1.4km tvolsgig megfelelExtended: 10 km-igCiklikus prefix

LTEErforrs elem (RU) a legkisebb egysg a fizikai rtegbenEgy szimblumot foglal el idtartomnybanEgy segdvivt a frekvenciatartomnybanErforrs elem s blokk

LTERB legkisebb egysg ami az tvitelkor lefoglalhat, pl. egy UE forgalmnak1 RB:0.5 ms (1 slot) idt foglal el idtartomnyban180 kHz-et frekvencia tartomnybanRB Resource BlockLTERB-ban a segdvivk s a szimblumok szma az albbiaktl fgg:Segdvivk tvolsgtlCP hossztlRB paramterei

LTEFizikai csatornk modulcii

LTESzlltsi csatornk

LTEFizikai s szlltsi csatornk sszerendelseCsatornk sszerendelse

LTEMinsgi paramterek:Ksleltetstviteli sebessgLTE-ben mind a kettt a fizikai rtegben mrik s kezelikCl: mindkett elnys rtken tartsa

HARQ - Hybrid Automatic Repeat Request AMC Adaptive Modulation and Coding

Egytt mkdve rendkvl adaptv lesz!Csatorna minsg kezelseLTEKt vgpont kztt figyeli az adatok tvitelnek megbzhatsgtAzonostja a hibkat, s jra kldst kezdemnyez a forrs fellLTE-ben Type-II HARQ protocols (HSPA,HSPA+ is ilyet hasznl)HARQLTELink alkalmazkodkpessgt valstja megtviteli sebessget nveljeFadinges csatornbanA csatorna minsgnek fggvnyben felhasznlnknt kpes lltani a modulci tpustJ minsg csatorna:magasabb szint modulciAlacsonyabb szint csatorna kdolss fordtva.AMCLTE4G rendszerek LTE-Adv2012Maros Dra

LTE4G rendszerek megvalstsa:ITU-R International Telecommunications Union - Radiocommunications sectorFelhvs 4G szabvnyok fejlesztsre:IMT Advanced rendszerekreKvetelmnyek kiadsa2011 februrban fejezdtt be a rdis interfsz specifiklsaLegeslyesebb LTE Advanced - 3GPPWIMAX is vetlytrs (volt)LTE, IMTLTEMaximlisan elrhet spektrum hatkonysg (DL: 30 bps/Hz; UL 15 bps/Hz)

Spektrum rugalmas kihasznlsa:Sklzhat svszlessgTbb klnll sv aggregcija Erre az OFDM kifejezetten alkalmas

A rdis tvitel alapja tovbbra is:DL: OFDMA, UL: SC-FDMAIMT Advanced kvetelmnyeiLTE100 Mbps magas mobilits mellett1 Gbps alacsony mobilits mellettGloblis roaming lehetsgeMkd rdis hozzfrsi hlzatokkal egyttmkdsSzolgltatsok kompatibilitsa IMT s fix hlzatokonIMT Advanced kvetelmnyei 2LTECA - Carrier AggregationNagyon nagy sebessghez - nagy svszlessg szksges ~ n x 20MHzSzabad frekvenciasvok korltozottakTbb klnll sv(ok)bl llthat csak sszeFolytonos, egyms melletti svokKlnll svok sszefogsaKszlkek szmra ez mg jelents tecnhikai kihvsNagy svszlessgben adott svokat hasznlva kpes legyen kommuniklniViv aggregciLTELTE Release 10 (LTEAdvanced)A 4G-re adott maximlis spektrlis hatkonysg kvetelmnyt mr az LTE is teljestette rszben:DL: 15 bps/Hz (300Mbps/20MHz) OKUL: 3.75 bps/Hz KEVSITU szerint 6.75 bps/Hz a minimum.3GPP LTE AdvancedLTEUL DL modulci ugyanaz, mint LTEKompatibilits visszafelRendelkezsre ll svszlessg kapott kiterjesztst:1.4, 3, 5, 10, 15 s 20 MHz svok tmogatsa maradN*20MHz svok aggreglsa lehetsgesMaximum 100 MHz-igUE s eNB max ekkora svszlessgben kell tudni forgalmazniAz aggregls 20 MHz-es alapegysgekre vonatkozikViv aggregci: folytonos s nem folytonos esetbenLTEAlloklt svok az E-UTRA szmra:450470 MHz 698862 MHz 790862 MHz 2.32.4 GHz 3.44.2 GHz4.4-4.99 GHz

E-UTRA svokLTE3 tpus:Egy svon bell folytonos tartomnybanEgy svon bell, de nem folytonos tartomnyban, hanem kt vagy tbb, egymstl adott tvolsgban lv csatornkon.Tbb svon bell, ekkor nyilvnvalan nem folytonosan.E. F. Vizsglati stdiumbanMax. 5 20 MHz-es viv aggreglsaTechnikailag jelenleg 2-3 x 20 MHz aggregci lehetsgesCsatorna aggregciLTEAggregci esetn:1 20 MHz-es fviv (elsdleges komponens)Tbbi msodlagos viv

Elsdleges komponens viv konfigurci:Terminlfggtbb tnyez hatrozza meg, hlzat alaktja ki:Egyes vivk terheltsge csatorna minsgi paramterei alapjn

Csatorna aggregci 2.LTE8x8 MIMO alkalmazsok vizsglataeNB esetn hasznlhat inkbbKrdses az elnyk s a kltsgek arnyaAntennk per szektorok szma is krdses:8 antenna helyett lehet kifizetdbb 2 szektor 4-4 antennvalKooperatv MIMOTbb bzislloms jelenti a tbb antennt ad oldalonCsak DLMIMO fejlesztsekLTE~Repeaterek j genercijaLefedettsget nveli, de kapacitst nemj genercis eszkzkDekdoljk az informcit s csak a szksges csatornkat tovbbtjkInterferencia minimlis lehetTbb lpses jelismtls is lehetsges.In-channel relayLTECellahatron fellp interferenciaKoordincijaEliminlsan-optimalizl hlzatFemtocellkTovbbi fejlesztsi lehetsgekLTE