Радіоінтерфейс мережі LTE

Радіоінтерфейс мережі LTE E-UTRAN підтримує обидва методи дуплексного рознесення каналів: частотний FDD і тимчасової TDD. Функціонування мереж LTE може здійснюватися в частотних діапазонах з різною шириною. Сигнали низхідного і висхідного напрямків можуть займати смуги від 1,4 до 20 МГц в залежності від кількості активних ресурсних блоків. Передача інформації у висхідному і низхідному напрямках організована в кадрах, тривалість яких дорівнює 10 мс. Кадри поділяються на більш дрібні тимчасові структури - слоти.

У режимі з частотним рознесенням FDD кадр ділиться на 20 слотів, що нумеруються від нульового до 19-го, кожен з яких має тривалість 0,5 мс. У режимі FDD часовий ресурс в межах кадру розділений навпіл для передачі в протилежних напрямках. Фізичні канали в режимі FDD в протилежних напрямках мають обов'язковий дуплексний рознос. Режим тимчасового рознесення каналів TDD має асинхронну природу. Передача даних в режимі TDD відбувається одночасно в обох напрямках в одному діапазоні частот.

Особливістю радіоінтерфейсу в лінії «вниз» мережі E-UTRAN є використання технології множинного доступу OFDMA - мультиплексування з ортогональним частотним поділом. Одна з основних цілей використання технології OFDMA є боротьба з перешкодами, викликаними багатопроменевим поширенням сигналу, так як OFDM-сигнал розглядається як безліч повільно модульованих вузькосмугових сигналів, а не як один швидко модульований широкосмуговий сигнал. Технологія OFDM заснована на формуванні багаточастотного сигналу, що складається з безлічі піднесуть частот. При формуванні OFDM-сигналу потік послідовних інформаційних символів тривалістю Ті / N розбивається на блоки, що містять N символів; Ті - тривалість одного символу. Блок послідовних інформаційних символів перетворюється на блок паралельних символів, в якому кожен інформаційний символ відповідає певній частоті багаточастотного сигналу (Рисунок 1.4).

Малюнок 1.4 - Структурна схема формування OFDM-сигналу.

У лінії «вниз» мережі E-UTRAN застосовують такі види модуляції: QPSK, 16 QAM, 64 QAM. При формуванні OFDM / QAM-сигналу використовується дискретне зворотнє швидке перетворення Фур'є. Формування OFDM-сигналу в передавачі базової станції мережі LTE E-UTRAN показано на малюнку 1.3.

Для боротьби з міжсимвольною інтерференцією використовуються циклічні префікси ЦП (СР). Застосовують короткі і довгі префікси, тривалість яких 4,7 мкс і 16,7 мкс відповідно.

Для лінії «вниз» мережі E-UTRAN визначено три фізичні і чотири транспортних каналів:

- PDCCH (Physical Downlink Control Channel) - фізичний канал управління «вниз»;

- PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) - загальний транспортний фізичний канал лінії «вниз», призначений для передачі даних і мультимедіа з високою швидкістю;

- ССРСН (Common Control Physical Channels) - загальний фізичний канал управління, передає службову інформацію;

- ВСН (Broadcast Cannel) - транспортний мовний канал;

- РСН (Paging Cannel) - транспортний канал виклику (пейджингу);

- DL-SCH (Downlink Shared Channel) - загальний транспортний канал лінії «вниз»;

- MCH (Multicast Channel) - транспортний канал мовлення в групі.

У лінії «вгору» радіоінтерфейсу мережі LTE E-UTRAN використовується технологія SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) - множинний доступ з мультиплексированием з частотним рознесенням передачі на одній несучої. Схема передачі даних за допомогою технології SC-FDMA показана на Рисунок 1.5.

Рисунок 1.5 - Передача даних за допомогою технологій SC-FDMA

Для виключення взаємного впливу користувачів в лінії «вгору» мережі E-UTRAN вводяться циклічні префікси, а також використовуються ефективні еквалайзери в прийомних пристроях. Розподіл частотного ресурсу між абонентами здійснюється ресурсними блоками, кожному з яких відповідає смуга частот 180 кГц, що при розносі між сусідніми піднесучими частотами в 15 кГц відповідає 12 піднесучих. Максимальна кількість доступних ресурсних блоків залежить від виділення системі діапазону частот, значення якого може доходити до 20 МГц.

У лінії «вгору» мережі LTE E-UTRAN використовуються три фізичних і два транспортних каналів:

- PRACH (Physical Random Access Channel) - фізичний канал довільного доступу;

- PUCCH (Physical Uplink Control Channel) - фізичний канал управління «вгору»;

- PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) - фізичний розподільний транспортний канал лінії «вгору»;

- RACH (Random Access Channel) - транспортний канал випадкового доступу;

- UL-SCH (Uplink Shared Channel) - суміщений канал лінії «вгору».