Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

На правах рукописи

УДК 621.391

Диссертация на соискание академической степени магистра

Взаимодействие сети LTE с сетями мобильной связи других стандартов

5А311103 - Устройства радиотехники и средств связи

Каюмов Бахром Акромович

Научный руководитель:

А.А. Абдуазизов

Ташкент 2013

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Факультет РРТ Кафедра РТ и РС Учебный год 2012/2013	Магистрант ?аюмов Б.А. Научный руководитель Абдуазизов А.А. Специальность 5А311103 - Устройства радиотехники и средства связи



АННОТАЦИЯ МАГИСТРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

В магистрской диссертации рассмотрены вопросы взаимодействия сети LTE с сетями мобильной связи различных стандартов, а именно перспектива развития сетей мобильной связи и перехода к сетям LTE; архитектура, управление радиоресурсами и качеством в сети LTE; взаимодействие сети LTE с сетями мобильной связи стандартов 3GPP и не 3GPP; принципы и алгоритмы взаимодействие сетей LTE с сетями других стандартов на основе IP-протоколов; структура построения и функционирования радиоинтерфейса сети LTE, E-UTRAN и UTRAN.

Научный руководитель ______________

Магистрант ______________

SUMMARY OF MASTER DISSERTATION

Dissertation of master are considered questions of interaction of network LTE with networks of a mobile communication of various standards, namely prospect of development of networks of a mobile communication and transition to networks LTE; architecture, management of radio resources and quality in network LTE; interaction of network LTE with networks of a mobile communication of standards 3GPP and not 3GPP; principles and algorithms interaction of networks LTE with networks of other standards on the basis of IP-reports; structure of construction and functioning of the radio interface of network LTE, E-UTRAN and UTRAN.



ОГЛАВЛЕНИЕ

связь мобильный стандарт

• ВВЕДЕНИЕ
• Глава I. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СЕТЕЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ UMTS И ПЕРЕХОДА К СЕТЯМ LTE
• 1. Деятельность Международного союза электросвязи по развитию сетей мобильной связи UMTS
• 2. Деятельность Европейского института стандартизации электросвязи по развитию сетей мобильной связи LTE/UMTS
• 3. Перспективы развития сетей мобильной связи LTE, использующих технологию MIMO
• Выводы к главе I
• Глава II. АРХИТЕКТУРА, УПРАВЛЕНИЕ РАДИОРЕСУРСАМИ И КАЧЕСТВОМ В СЕТИ LTE
• 1. Общая структура сети LTE
• 2. Архитектура базовой сети SAE
• 3. Основные функции базовой сети SAE
• 4. Протоколы управления радиоресурсами в сетях E-UTRAN
• 5. Протоколы управления радиоресурса в сети UTRAN
• 6. Взаимосвязь состояний протокола управления радиоресурсами сетей E-UTRAN и UTRAN
• 7. Управление качеством услуг в сетях LTE
• Выводы к главе II
• Глава III. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЕТИ LTE С СЕТЯМИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ РАЗЛИЧНЫХ СТАНДАРТОВ
• 1. Взаимодействие сети LTE с другими сетями стандартов 3GPP
• 2. Принципы взаимодействия сети LTE с сетями стандартов не-3GPP на основе IP-протоколов управления мобильностью
• 3. Использование IP-протоколов управления мобильностью при взаимодействии сети LTE с сетями стандартов нe-3GPP
• 4. Алгоритм взаимодействия сети LTE с сетями стандартов не-3GPP
• Выводы к главе III
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Обоснование темы диссертации и актуальность. Наблюдая эволюцию развития технологий сетей радиодоступа, поражаешься гению человеческого разума. Каждое следующее поколение сетей мобильной связи характеризуется принципиально новыми технологическими возможностями, значительно расширяющими спектр услуг конечным пользователям. Зная прошлый и текущий уровень развития сетей мобильной связи и потребности абонентов, интересно заглянуть в ближайшее будущее и понять, что нас ожидает.

За сравнительно короткий период сети мобильной связи третьего поколения IMT/UMTS стали реальностью и показали явное преимущество перед сетями предыдущих поколений. Наиболее динамично развиваются сети связи европейского стандарта IMT/UMTS. Основными причинами их динамичного развития являются возрастающая потребность пользователей в высокоскоростных услугах, а также снижение капитальных затрат на передачу единицы трафика. Мировая мобильная экосистема к началу 2010 г. включала инфраструктуру сетей второго и третьего поколений мобильной связи, обслуживающую 4 млрд. абонентов, из которых более 600 млн. - это абоненты сетей 3G (UMTS + EVDO). Более 290 операторов развернули сети UMTS в 129 странах мира (более 150 сетей в Европе), включая Россию, в которой в 83 регионах развернуты 164 сети IMT/UMTS трех операторов «большой тройки»: ОАО «МТС», ОАО «ВымпелКом» и ОАО «МегаФон». Парк мобильных терминалов 3G насчитывает более 1500 различных типов устройств от более чем 130 компаний-производителей. Пользователями услуг мобильного широкополосного доступа HSPA являются уже более 450 млн. абонентов.

В ближайшем будущем основными факторами, влияющими на развитие технологий мобильной связи и беспроводного широкополосного доступа, станут рост числа пользователей услуг и соответственно растущая потребность в доступных для развития полосах частот.

Сети UMTS (версий до Release 5 включительно) позволяют обеспечить пиковую скорость передачи данных до 2,048 Мбит/с. Радиоинтерфейс сети UMTS, основанный на технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), имеет ряд отличий от радиоинтерфейса сети GSM. Главная особенность этого радиоинтерфейса заключается в ярко выраженном динамическом характере изменения энергетико-скоростных соотношений в сети радиодиодоступа UTRAN со сбалансированным энергетическим ресурсом.

Принципиальным отличием сети радиодоступа UTRAN от сетей GSM/EDGE/GPRS стало использование широкополосных сигналов с шириной спектра 5 МГц и базой сигнала, намного большей единицы (В » 1). В сетях W-CDMA/UMTS используются последовательные широкополосные сигналы с прямым расширением спектра (Direct Sequence CDMA - DS-CDMA). Расширение базы сигнала осуществляется за счет введения частотной избыточности, которая и придает радиосигналу сети UMTS определенные положительные свойства: высокую помехоустойчивость, устойчивость к воздействию многолучевости (при условии, что разность задержек распространения радиоволн в различных направлениях больше, чем длительность одного элемента сигнала UMTS).

Алгоритм доступа, используемый в сети UMTS для кодового разделения каналов, чувствителен к мощности принимаемых радиосигналов. Поэтому в UMTS реализован механизм быстрого управления мощностью излучения. Другими особенностями сети UMTS являются:

– гибкое распределение радиоресурсов сети радиодоступа UTRAN;

– управление качеством услуг в цепочке «конечный пользователь - конечный пользователь» на основе специальных служб обмена данными;

– увеличение эффективности использования физической среды передачи путем введении нового типа каналов - транспортных;

– оптимизация трафика базовой (опорной) сети CN (Core Network) путем внедрения медиашлюзов MGW и гибких коммутаторов пакетной передачи данных (Softswitch), а также максимальное расширение использования протокола IP;

– использование разнообразных адаптивных речевых кодеков (AMR-NB, AMR-WB, AMR-WB+), позволивших передавать речь с качеством звука компакт-дисков;

– конвергенция с сетями фиксированной связи (передача общеканальной сигнализации SS7 по IP-сетям с использованием протокола Sigtran);

– возможность реализации передачи речи поверх протокола IP (VoIP).

Дальнейшее развитие сетей UMTS в направлении повышения скорости передачи данных и минимизации задержек передачи данных протоколов плоскостей пользователя и управления определило разработку технологий HSPA (HSDPA/HSUPA), в которых нашли применение многопозиционные сигналы с квадратурной амплитудной манипуляцией 16QAM. 64QAM. Особое внимание в этих технологиях для минимизации указанных задержек уделено модернизации протокола доступа к физической среде передачи (MAC).

Появление более совершенных технологий многостанционного доступа, модуляции и формирования сигналов с ортогонатьный частотной манипуляцией (OFDMA) стало причиной того, что Партнерский проект по сетям третьего поколения (3GPP) и Европейский институт стандартизации электросвязи (ETSI) осуществили разработку новой версии системы мобильной связи Release 8, включающей сеть радиодоступа E-UTRAN и базовую сеть SAE. Эта система получила название LTE (Long Term Evolution).

Использование новой технологии OFDMA, существенно повысившей спектральную эффективность систем WiMAX (IEEE 802.1 бе) и LTE, заставило обратить на нее пристальное внимание специалистов Международного союза электросвязи (МСЭ/ITU), и в 2007 г. в состав семейства из пяти радиоинтерфейсов 3G был введен новый радиоинтерфейс на основе технологии OFDM А, названный IMT Advanced.

Таким образом, технический бум, вызванный использованием сигналов OFDM в сетях WiFi/WiMAX, не обошел стороной и сети мобильной сотовой связи. Разработка технологии высокоскоростного доступа с ортогональной частотной манипуляцией и пакетной коммутацией (HSOPA) обусловила развитие концепции системы LTE которое привело к созданию системы LTE Advanced (Release 9, 10).

Первые разработки облика системы мобильной связи LTE, которая пришла на смену системе UMTS в Европе, были начаты Партнерским проектом по системам третьего поколения (3GPP) в декабре 2004 г. Целью этих работ было создание системы LTE на основе технологического задела по системе UMTS путем упрощения архитектуры базовой сети, внедрения новой технологии радиодоступа, уменьшения времени задержки и оптимизации передачи пакетов данных в радиоинтерфейсе. Исследования главным образом фокусировались на технологиях реализации услуг домена коммутации пакетов данных (PS-домена) и затрагивали:

– физический уровень радиоинтерфейса (способы обеспечения гибкого использования каналов с изменяемой шириной полосы излучения/приема сигнала до 20 МГц, внедрение новой технологии доступа OFDMA и новой технологии многолучевых антенных систем MIMO);

– канальный и сетевой уровни радиоинтерфейса (оптимизация процессов сигнализации);

– архитектуру сети радиодоступа UTRAN (оптимизация сетевой архитектуры).

Для концентрации усилий ряд крупнейших операторов мобильной связи (KPN Mobile NV, Orange SA, Sprint Nextel Corporation, T-Mobile International AG & Co KG, Vodafone Group PLC, China Mobile и NTT DoCoMo) создали альянс, который также участвует в разработке стандартов LTE. Инициативный проект организации был назван NGMN (Next Generation Mobile Networks).

Исследования этого альянса должны дополнить работы, ведущиеся в направлении развития системы LTE группами 3GPP и ETSI, занимающимися стандартизацией технологий. Альянс разработал рекомендации и требования к функциональности и производительности сетей LTE, которые должны быть отражены в будущих спецификациях. Основная цель альянса - обеспечить внедрение услуг нового поколения после 2010 г. Так, например, японская компания NTT DoCoMo уже тестирует технологии со скоростью передачи данных до 100 Мбит/с в движении и 1 Гбит/с в стационарном режиме.

Таким образом, главными целями эволюции систем 3G к системам 4G являются дальнейшее улучшение качества предоставления услуг и уменьшение расходов пользователей, а также эксплуатационных расходов операторов.

Программа долгосрочного развития системы LTE была окончательно определена проектом 3GPP в сентябре 2007 г. и одобрена Генеральной Ассамблеей ETSI в ноябре 2007 г.

В настоящее время рабочие группы проекта 3GPP завершили разработку сети радиодоступа E-UTRAN и архитектуры базовой сети высокого уровня SAE (System Architecture Evolution) системы LTE. Результаты работы изложены в технических спецификациях Releases 8, 9. Рабочие группы проекта 3GPP приступили к созданию технических спецификаций Release 10, направленных на улучшение параметров системы LTE (создание системы LTE Advanced).

На основе вышеизложенного подтверждается актуальность темы магистрской диссертации посвященной взаимодействию сети LTE с сетями мобильной связи, сетями UTRAN и E-UTRAN.

Объект и предмет исследований. Объектом исследования является взаимодействие сети LTE с сетями мобильной связи других стандартов. Предмет исследований - разработки научно обоснованных рекомендаций по разработке рекомендаций обеспечивающих максимальное взаимодействие сети LTE с сетями мобильной связи других стандартов CDMA, GSM и т.д.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является проведение исследований по обеспечению взаимодействия сети LTE с сетями мобильной связи других стандартов.

Для достижения данной цели было необходимо решать следующие задачи:

- изучить этапы развития мобильных сетей связи UMTS и переходе к сетям LTE;

- исследовать архитектуру построения сети, управления радиоресурсами и качеством сети LTE;

- исследовать принципы совместного функционирования сети LTE с сетями мобильной связи других стандартов;

- разработка рекомендаций направленных на обеспечение совместного функционирования - взаимодействия сети LTE с сетями мобильных систем различных стандартов.

Гипотеза исследований. При проведении исследований в данной магистркой диссертации предполагается, что результаты исследований могут быт использованы при проектировании и эксплуатации сетей LTE и сетей мобильной связи других стандартов.

Краткий литературный обзор по теме диссертации. По теме диссертации опубликованы множество журнальных статьей и монографий, т.к. исследуемая тема является современной, если учесть впервые сети LTE начали эксплуатировать впервые в 2008 году, а в Узбекистане операторами мобильной связи МТС и Ucell с 2010 г. Однако, исследований относящихся взаимодействию сетей LTE с сетями мобильной связи других стандартов недостаточно.

Методы исследований. В работе были использованы методы анализа, синтеза, индукции и дедукции имеющихся материалов и результатов исследований по взаимодействию сетей LTE и сетей других стандартов.

Теоретическая и практическая значимость полученных результатов заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при проектировании и создании сетей LTE и в обеспечении её взаимодействия с мобильными сетями других стандартов.

Научная новизна исследований. На основе исследований выполненных в диссертации получены следующие научные результаты:

- выполнены обзор и анализ известных работ по взаимодействию сетей LTE с другими мобильными сетями;

- исследован этапы развития сетей мобильной связи и сети LTE;

- исследована архитектура сети LTE, основные функции выполняемые радиоинтерфейсом LTE для управления сетью и качеством оказываемых ею услуг;

- на основе с проведенных исследований разработана рекомендации обеспечивающие оптимальное и качественное взаимодействие сети LTE с сетями мобильной связи других стандартов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Основной текст диссертации занимает 105 страниц. Работа содержит 29 рисунка, включая графики, 6 таблицы, а также список литературы из 42 наименований.



Глава I. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СЕТЕЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ UMTS И ПЕРЕХОДА К СЕТЯМ LTE

1. Деятельность Международного союза электросвязи по развитию сетей мобильной связи UMTS

Международный союз электросвязи / International Telecommunications Union (МСЭ/ITU) начал исследования вопросов глобализации мобильной связи в 1986 г. и определил долгосрочные требования к частотному спектру для будущего третьего поколения систем мобильной связи. В 1992 г. МСЭ на Всемирной административной конференции радиосвязи (ВАКР-92) распределил 230 МГц спектра в диапазоне 2 ГГц глобальной системе мобильной связи третьего поколения для обоих сегментов - спутникового и наземного.

Ожидалось, что появление на телекоммуникационном рынке (более 20 лет назад) сетей мобильной связи 3G завершит процесс глобализации мобильной связи в мире, начатый созданием и внедрением сетей связи второго поколения (сетей 2G), несмотря на национальные и региональные интересы и трудности при развертывании сетей.

Вначале МСЭ предполагал разработать единый глобальный стандарт на технологию радиоинтерфейса системы 3G. Этот проект назывался «Future Public Land Mobile Telephony System» (FPLMTS) и позднее был переименован в «International Mobile Telephone System» (IMT-2000). Однако техническая несовместимость радиоинтерфейсов и сетевых платформ, а также конкурентная борьба между производителями оборудования за технологическое лидерство не позволили МСЭ установить единый гармонизированный всемирный стандарт. В связи с этим рабочими органами МСЭ было принято решение об одобрении семейства стандартов радиодоступа IMT-2000, в которое после завершения процесса гармонизации вошли пять радиоинтерфейсов. Использование технологии модуляции OFDM существенно повысило спектральную эффективность систем беспроводного доступа WiMAX (IEEE 802.1бе). В связи с этим МСЭ в 2007 г. ввел в состав семейства радиоинтерфейсов новый интерфейс IMT Advanced (с технологией OFDM). Полное семейство интерфейсов и их основные характеристики приведены в табл. 1.1 (1.2). В табл. 1.1 использованы следующие обозначения радиоинтерфейсов:

- IMT-DS (IMT-2000 Direct Spread) - радиоинтерфейс широкополосной системы связи с прямым расширением спектра (DS-CDMA) и частотным дуплексным разносом (FDD) для применения в парных полосах частот;

Таблица 1.1 Типы и значения характеристик семейства радиоинтерфейсов стандарта IMT

Характеристика радиоинтерфейса	Семейство радиоинтерфейсоа
	IMT-DS	IMT-MC	IMT-TC	IMT-SC	IMT-FT	IMT Advanced
Орган по разработке спецификаций	3GPP, ARIB, ETSI	3GPP2, T1A, TR-45.3	3GPP, ETSI, CWTS	3GРР2, UWCC, TR-45.3, TIA	ETSI	ETSI, 3GPP
Базовая технология	W-CDMA, UTRA FDD	cdma2000	UTRA TDD, TD-SDMA	UWC-136	DECT EP	OFDMA/ SC-FDMA
Метем доступа	DS-CDMA	MC-CDMA	TDMA/CDM A	TDMA	MC-TDMA	OFDMA
Метод дуплексного разноса	FDD	FDD	TDD	FDD	FDD/TDD	FDD
Канальная скорость манипуляции, Мбод (Мсимв/с)	3.84		3.8411) 1,282 2)	-	-	(0,5x3.84) ... (8x3.84)
1) Для технологии UTRA TDD. 2) Для технологии TD-SCDMA.

- IMT-MC (IMT-2000 Multi Carrier) - радиоинтерфейс многочастотной системы связи с одновременной передачей нескольких несущих MS-CDMA и частотным дуплексным разносом FDD для применения в парных полосах частот;

- IMT-TC (IMT-2000 Time-Code) - радиоинтерфейс комбинированной системы связи TDMA/CDMA с временным дуплексным разносом TDD для применения в непарных полосах частот,

- IMT-SC (IMT-2000 Single Carrier) - радиоинтерфейс одночастотной системы связи TDMA с временным дуплексным разносом TDD для применения в парных полосах частот;

- IMT-FT (IMT-2000 Frequency Time) - радиоинтерфейс микросотовой системы связи DECT с комбинированным частотно-временнйм дуплексным разносом FDD/TDD для применения как в парных, так и в непарных полосах частот;

— IMT Advanced - радиоинтерфейс системы связи с одновременной передачей нескольких ортогональных несущих OFDMA и частотным дуплексным разносом FDD.

Семейство из пяти радиоиитсрфейсов было представлено в Рекомендации МСЭ-Р М.1457 «Детальные спецификации радиоинтерфейсов международной подвижной электросвязи - 2000 (IMT-2000)». Ожидается, что в ближайшее время эта рекомендация будет дополнена описанием радиоинтерфейса IMT Advanced.

Распределение полос частот для сетей UMTS/IMT-2000 было закреплено в Регламенте радиосвязи на Всемирной конференции радиосвязи в 1997 г. (ВКР-97) в соответствии с Резолюцией 212 в виде специального примечания S5.388. Это распределение частотных полос по различным районам и отдельным государствам показано на рис. 1.1. При этом полосы частот 1885... 1980, 2010...2025 и 2110...2170 МГц были определены для наземного сегмента, а полосы частот 1980...2010 и 2170...2200 МГц - для спутникового сегмента системы IMT-2000.

В соответствии со своими Резолюциями ВКР-2000 внесла ряд примечаний в Регламент радиосвязи и определила для системы IMT-2000 возможные дополнительные полосы частот: 806...960, 1710... 1885 и 2500...2690 МГц (или их части), которые могут назначаться национальными Администрациями связи как полосы развития системы IMT-2000.

За последнее десятилетие МСЭ, учитывая решения ВКР-2000 и ВКР-2003, разработал значительное число рекомендаций по использованию полос частот для системы 1МТ-2000. При этом наиболее важной является Рекомендация М. 1036-3 («Частотные планы для внедрения наземного сегмента системы IMT-2000 в полосах частот 806...960 МГц: 1710...2025 МГц; 2110...2200 МГц и 2500...2690 МГц»). Эта рекомендация предусматривает шесть вариантов использования полосы частот 1710...2200 МГц для систем IMT-2000 и позволяет Администрациям связи максимально гибко подходить к разработке частотных планов для сетей IMT-2000 национальных операторов с учетом реальной загрузки планируемых к использованию диапазонов частот. Кроме того, в МСЭ был подготовлен Отчет ITU-RM.2039, содержащий технические характеристики наземного сегмента системы IMT-2000, как для оборудования, использующего радиоинтерфейс IMT-DS, так и для оборудования, использующего интерфейс IMT-MC.



1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250МГц

Рис. 1.1. Распределение полос частот для сетей 3G:

MDS (Моbile Communication Service) - подвижная служба передачи данных;

MSS (Моbile Satellite Service) - подвижная спутниковая служба;

PCS (Personal Communication System) - системе персональной связи;

PHS (Personal Handyphone System) - система персональной портативной связи;

WLL (Wireless Local Loop) - система беспроводной связи.

Для создания технического облика и определения потребностей в радиочастотном спектре для развития систем семейства IMT Международный союз электросвязи выпустил ряд отчетов:

1. Отчет МСЭ-Р М.2077. Прогнозы трафика и предполагаемые потребности в спектре для спутниковой составляющей системы IMT-2000 и систем, следующих за IMT-2000, на период 2010-2020 гг.

2. Отчет МСЭ-Р М.2078. Оценка требований к ширине полос спектра для будущего развития систем IMT-2000 и IMT Advanced.

3. Отчет МСЭ-Р М.2079. Техническая и эксплуатационная информация для определения спектра наземной составляющей для будущего развития систем IMT-2000 и IMT Advanced.

Однако и в настоящее время разработка систем IMT остается одним из приоритетных направлений деятельности МСЭ. Поэтому усилия нескольких групп (WP5D и SG1) и исследовательских комиссий МСЭ сосредоточены на этом направлении.

2. Деятельность Европейского института стандартизации электросвязи по развитию сетей мобильной связи LTE/UMTS

Не менее значимой и интересной является история развития сетей мобильной связи третьего поколения и в Европе. В европейской истории можно выделить следующие периоды:

- 1992-1995 гг.: в ходе работ по проекту MoNet в рамках исследовательской программы RACE (Research in Advanced Communications in Europe) проводилось моделирование технологий и распределение функций между сетью радиодоступа и базовой сетью сетей третьего поколения;

- 1995-1998 гг.: исследования продолжались в рамках программы ACTS (Advanced Communications Technology and Services) проекта FRAMES (Future Radio Wideband Multiple Access System);

- с 1998 г. по настоящее время исследования сосредоточились в Партнерском проекте по системам третьего поколения (3GPP) при Европейском институте стандартизации электросвязи (ETSI).

При разработке системы 3G в Европе в основном использовались технические решения, полученные для сетей GSM по следующим двум причинам: во-первых, технология GSM была доминирующей на европейском рынке мобильной связи, во-вторых, в развитие сетей GSM были вложены гигантские инвестиции, требовавшие скорейшей окупаемости. Кроме того, будущая система 3G должна была удовлетворять следующим требованиям:

- иметь полное описание и технические требования в виде открытых стандартов, так же как и сети GSM. Технические требования к системе 3G разработаны и приняты как документы международных организаций стандартизации;

- превосходить сети GSM по всем аспектам. В начале разработки и эксплуатации система 3G должна быть совместима как минимум с сетями GSM и ISDN (Integrated Services Digital Network);

- поддерживать мультимедийные и другие услуги во всех подсистемах сети;

- обеспечивать высокую пропускную способность сети радиодоступа и получить распространение во всем мире. Требования к пропускной способности сети 3G должны превышать соответствующие требования к узкополосным мобильным сетям GSM и широкополосным стационарным мультимедийным сетям;

- услуги, предоставляемые конечным пользователям сетей 3G, не должны зависеть от особенностей технологии радиодоступа, а выбранная архитектура - ограничивать внедрение новых услуг связи. Технологическая платформа и услуги должны быть взаимонезависимы, иметь открытую структуру.

В рамках европейской исследовательской программы ACTS («Перспективные технологии и услуги связи») по проекту FRAMES («Перспективные системы широкополосного множественного радиодоступа») была проведена всесторонняя оценка различных технологий множественного доступа с целью выбора технологии радиоинтерфейса для европейского стандарта системы 3G - системы UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). Основной задачей проекта FRAMES была разработка концепции радиоинтерфейса и предложений для стандартизации системы UMTS. В процессе работы над радиоинтерфейсом для системы UMTS европейские производители оборудования связи предложили рабочей группе SMG2 Технического комитета по мобильной связи ETSI пять концепций:

· W-CDMA - широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов;

· OFDMA - ортогональный множественный доступ с частотным разделением каналов:

· W-TDMA - широкополосный множественный доступ с временным разделением каналов;

· TDMA/CDMA - широкополосный множественный доступ с колово- временным разделением каналов:

· ODMA - множественный доступ с гибкими возможностями.

Отобранные варианты были представлены для окончательного рассмотрения группе SMG2 (концепции W-TDMA и TDMA/CDMA), а также подгруппе W-CDMA японской ассоциации ARIB, занимающейся стандартизацией системы 3G (концепция W-CDMA).

В течение 1998 г. Европейский институт стандартизации систем электросвязи и японские региональные органы стандартизации (ТТС и ARIB) пришли к согласию о выпуске единого стандарта на систему UMTS. Кроме того, свои усилия по разработке единого европейского стандарт 3G объединили шесть региональных организаций стандартизации в области электросвязи, которые вошли в Партнерский проект 3GPP:

- Европейский институт стандартизации электросвязи (European Telecommunication Standard Institute);

- Японская ассоциация радиопромышленности и бизнеса (Association of Radio Industries and Business/Japan);

- Китайская группа стандартизации технологий беспроводной связи (China Wireless Telecommunication Standard gr./China);

- Американский комитет по стандартизации телекоммуникаций (Standardization Committee TI-Telecommunications/US);

- Корейская ассоциация телекоммуникационных технологий (Telecommunication Technology Association/Korea);

- Японский комитет телекоммуникационных технологий (Telecommunications Technology Committee/Japan).

Партнерский проект 3GPP начал работу по стандартизации технических требований к системе UMTS как к всемирному стандарту мобильной связи третьего поколения. Структура проекта 3GPP и состав его рабочих групп показаны на рис. 1.2

Рис. 1.2 Структуре проекта 3GPP Источник: ETSI

В ответ на создание при ETSI Партнерского проекта 3GPP рядом региональных организаций стандартизации электросвязи был создан Партнерский проект 3GPP2 (3G Partnership Project 2) для развития системы 3G на основе радиоинтерфейса американского стандарта IS-95. Целью альтернативного проекта 3GPP2 было объединение усилий ученых и специалистов для развития системы IMT-MC как конкурирующей с системой UMTS.

В состав проекта 3GPP2 вошли:

- Американская Ассоциация производителей телекоммуникационного оборудования (Telecommunication Industry Association/US);

- Японская ассоциация радиопромышленности и бизнеса (Association of Radio Industries and Business/Japan);

- Китайская группа стандартизации технологий беспроводной связи (China Wireless Telecommunication Standard gr/China);

- Корейская ассоциация телекоммуникационных технологий (Telecommunication Technology Association/Korea);

- Японский комитет телекоммуникационных технологий (Telecommunications Technology Committee/Japan).

Для разработки технических требований (спецификаций) к системе UMTS в 3GPP была принята технология стандартизации, использованная ETSI для создания стандарта GSM и основанная на приостановке («замораживании») на определенном временном этапе внесения изменений в технические спецификации и начале формирования нового пакета технических спецификаций с расширенными требованиями к системе.

Процесс развития стандарта GSM нашел отражение в нескольких релизах (Releases), опубликованных ETSI (рис. 1.3). Результатом развития стандарта стала разработка следующих технологий передачи данных и речи:

- HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) - высокоскоростная передача данных по коммутируемым каналам. Технология основана на объединении четырех временных слотов для увеличения скорости передачи данных до 57,6 кбит/с (14,4 кбит/сх4). При ее использовании увеличение скорости передачи данных одного абонента происходит за счет канальных ресурсов других абонентов. Эта технология была первым шагом в направлении увеличения скорости передачи для внедрения новых услуг передачи данных.

Рис. 1.3 Хронология опубликования релизов стандарта GSM

- GPRS (General Packet Radio Service) - пакетная передача данных общего назначения. Технология основана на передаче данных по сети с коммутацией пакетов параллельно с передачей речи в режиме коммутации каналов и обеспечивает передачу данных со скоростью до 115 кбит/с. Для технологии GPRS, в отличие от технологии HSCSD. требовалась разработка новых, поддерживающих ее терминалов:

· терминалов класса А. которые одновременно поддерживают абонентский трафик в режимах коммутации пакетов и каналов:

· терминалов класса В, которые поддерживают абонентский трафик либо в режиме коммутации пакетов, либо в режиме коммутации каналов:

· терминалов класса С, которые поддерживают абонентский трафик только в режиме коммутации пакетов.

- EDGE (Enhanced Data Rates for the GSM Evolution) - передача данных с повышенной скоростью для развития сетей GSM. Технология основана на передаче данных по сети с коммутацией пакетов, а увеличение скорости передачи данных обеспечивается за счет введения нового метода модуляции 8PSK. При этом в сети обеспечивается передача данных со скоростью до 384 кбит/с. а ширина полосы излучения GSM-сигнала (200 кГц), структура кадра и структура логических каналов остаются неизменными. Каналы связи и трансиверы. которые должны выполнять функцию повышения скорости передачи данных, работают либо в режиме GSM/GPRS. либо в режиме EDGE. Это позволяет операторам сетей GSM оказывать, наряду с традиционными услугами связи 2G. услуги связи, реализуемые в сетях 3G.

Усовершенствование стандарта GSM связано с внедрением технологии EDGE в технологию сети радиодоступа GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network), позиционируемую как альтернативное развитие систем 2G параллельно системам 3G. Технические спецификации на сеть GERAN. отражающие вариант реализации совмещенных сетей GSM/UMTS. были включены в релизы стандарта UMTS.

Развитие стандарта UMTS было отражено в нескольких релизах (рис. 1.4)

Рис. 1.4 Хронология опубликования релизов стандарта UMTS

Release 99. Выпущенный рабочей группой проекта 3GPP этот релиз был первым из планируемых регулярных сборников технических спецификаций для системы UMTS, суммирующих исследования и технические предложения рабочих групп проекта 3GPP по различным функциональным направлениям и подсистемам сети UMTS. Его подготовка была завершена в конце 1999 г.

Согласно Release 99 система UMTS (рис. 1.5) основывалась на сетевых доменах, обеспечивающих коммутацию каналов при работе с подсистемами сетей GSM последней версии, и на доменах, обеспечивающих пакетную коммутацию в базовой сети CN (Core Network) для подсистемы GPRS (5J. Поэтому базовая сеть CN системы UMTS традиционно включает в себя базу данных (регистр) местоположения домашних абонентов (Home Location Register - HLR), центр управления и коммутации MSC/VLR, совмещенный с базой данных роуминговых абонентов (Visitor Location Register - VLR), шлюз GMSC (для управления соединениями и взаимодействия с внешними сетями с коммутацией каналов), узлы SGSN и GGSN (для управления соединениями с коммутацией пакетов), а также систему аутентификации и контроля доступа абонентов (Authentication Center - AuC).

В Release 99 для построения транспортной сети между элементами сети радиодоступа UTRAN была использована технология асинхронной передачи данных (Asynchronous Transfer Mode - ATM). Скорость передачи для одного речевого канала домена базовой сети с коммутацией каналов (CS-домена) в UMTS составила 64 кбит/с. а домен с коммутацией пакетов (PS-домен) был построен на технологии IР-туннелирования с использованием протокола GTP (GPRS Tunnelling Protocol).

Разработка спецификаций Release 99 для системы UMTS проходила в то время, когда услуги Интернета становились все более популярными, и технология основанная на IP-протоколе, стала использоваться для передачи не только данных, но и речи, видео и т.д. Возможность передачи речевых услуг поверх IP-протокола в обычных фиксированных сетях связи предоставила возможность внедрения в сети мобильной связи новейших технологических достижений передачи речи (Voice over IP - VoIP). Вследствие этого возникла новая парадигма - создание и развитие мультисервисных сетей связи.

Рис. 1.5 Архитектура (в) и услуги (б) системы UMTS согласно Release 99

Соответствующим ответом на внедрение IP-протокола в сети фиксированной связи стали релизы стандарта UMTS, последовавшие за Release 99. Их главной целью была последовательная трансформация системы UMTS в систему, полностью интегрированную с сетью IP и позволяющую сосуществовать двум различным сетям, построенным на основе базовой сети с коммутацией каналов н базовой сети с коммутацией пакетов.

Release 4. Этот релиз стал следующим сборником технических спецификаций стандарта UMTS. Его выпуск был вызван переводом CS-домена базовой сети на технологию пакетной передачи и построением базовой сети на основе технологий IP, ATM. Такие преобразования в принципах построения базовой сети CN потребовали эволюционного развития центра управления и коммутации MSC в двух направлениях. Первое направление - разработка MSC-сервера. который управлял бы установлением соединений и коммутацией медиашлюзов MGW. Второе направление - разработка медиашлюза MGW (Media Gateway), управляющего потоками данных, создаваемых абонентами сети с использованием протокола GTP/IP.

В Release 4 были отражены следующие технологические новшества системы UMTS (рис. 1.6):

- низкоскоростной режим TDD (TD-SCDMA) со скоростью передачи данных 1,28 Мбит/с;

- технология GERAN для совмещенных сетей GSM/UMTS и возможности использования интерфейса и в сетях с технологией GPRS/EDGE:

- независимая архитектура службы обмена данными для домена с коммутацией каналов:

-две новые подсистемы - центр управления и коммутации MSC был разделен на медиашлюз для транспортировки передаваемых данных пользователя и MSC-сервер для сигнализации:

- возможность оказания услуг потокового аудио/видео, услуг MMS и других мультимедийных услуг.

Рис. 1.6 Архитектура (а) и услуги (б) системы UMTS согласно Release 4

Таким образом, технология сетей GSM стала сравнимой с технологией GERAN, обеспечив взаимодействие сетей GSM, основанных на технологии GSM/GERAN, и сетей UMTS, базирующихся на технологии W-CDMA. Эти две технологии стали определяющими для последующего построения сетей 3G. Работы по развитию Release 4 были приостановлены в марте 2001 г.

Release 5. В данном релизе был отражен заключительный этап создания базовой сети CN на основе IP-технологии в результате отказа от использовавшейся ранее технологии ATM для коммутации каналов CS-домена. В новой архитектуре системы UMTS (рис. 1.7) предоставление мультимедийных IP- услуг в реальном масштабе времени обеспечивалось за счет включения еще одного PS-домена, называемого IMS (IP Multimedia Subsystem), в состав базовой сети CN. Этот домен присоединялся к узлу GGSN и к медиа-шлюзу MGW и использовал протокол SIP (Session Initiation Protocol) как средство для установления сеансов передачи мультимедийных данных, поддерживающих мобильность абонентов и переадресацию вызовов. Другим изменением базовой сети CN, введенным техническими спецификациями Release 5, стала интеграция функций базы данных HLR и устройства аутентификации и контроля АиС в единый сервер домашних абонентов сети (Home Subscriber Server - HSS), который содержит информацию о каждом абоненте (прописанном в базе данных домашней сети) для управления вызовами и сеансами передачи данных.

Рис. 1.7 Архитектура (а) и услуги (б) системы UMTS согласно Release 5

Технические спецификации Release 5 не ограничились изменениями базовой сети CN и продолжили очень важную модификацию радиоинтерфейса сети радиодоступа UTRAN системы UMTS. Эта модификация касалась разработки нового режима высокоскоростного доступа на основе технологии W-CDMA, названного высокоскоростным доступом для передачи информации в линии «вниз» (High Speed Downlink Packet Access - HSDPA). Режим HSDPA может поддерживать значительно более высокие по сравнению с установленной Release 99 (384 кбит/с) скорости передачи данных (до 10 Мбит/с) на основе использования схемы дополнительной модуляции, схемы ускоренного пакетирования данных и гибридного механизма повторной передачи, а также совместимости с механизмами радиодоступа, определенными в предыдущих релизах.

Таким образом, Release 5 ввел технические требования:

- на подсистему IMS, которая имеет две фазы развития; первая фаза представлена в Release 5 как базовая сеть на основе IP-протокола версии IPv6;

- на управление мультимедийными услугами домена пакетной коммутации с помощью протокола SIP.

Работы по Release 5 были прекращены в марте 2002 г.. а основные технические спецификации Release 5 включены в последнюю редакцию Рекомендации МСЭ-Р М.1457.

Release 6. Релиз представил технические спецификации, в которых были сформулированы требования к режиму высокоскоростной передачи данных в линии «вверх» (High Speed Uplink Packet Access - HSUPA) для первой и второй фаз развития подсистемы IMS базовой сети CN; кроме того, в ней получил дальнейшее развитие режим HSDPA.

Release б ввел ряд технологических новшеств:

- поддержку мультимедийного вещания (Multimedia Broadcast/Multicast Service - MBMS);

- адаптивные многоскоростные широкополосные кодеки (Adaptive Multi- Rate-Wideband+ codec - AMR-WB+), позволяющие передавать и принимать речь и музыку с уровнем качества CD;

- новые диапазоны частот 2100/1900/1800/900/800 МГц в абонентских терминалах и сети радиодоступа UTRAN;

- использование IP-технологии в цепочке «базовая сеть - сеть радиодоступа - абонентский терминал» (CN/RAN/Terminal).

Технические требования Release 6 ко второй фазе развития подсистемы IMS обеспечили системе UMTS (рис. 1.8) следующие возможности:

- взаимодействие и присоединение базовой сети, построенной на основе IMS, к сетям, использующим коммутацию каналов (CS-сетям);

- взаимодействие с внешними сетями с коммутацией пакетов, не использующими подсистему IMS;

- -разработку общих технических подходов для взаимодействия указанных внешних сетей.

Работы по развитию Release б были заморожены в конце второй половины 2004 г.

Рис. 1.8 Архитектура (в) и услуги (0) системы UMTS согласно Release 6

Release 7. Релиз представил вторую фазу развития технологии HSUPA и усовершенствованную подсистему E-IMS (Enhanced IMS).

Кроме того, Release 7 определил новые технические решения для системы UMTS:

- высокоскоростной режим передачи данных на основе временного разделения каналов TDD (7.68 Мбит/с);

- общий доступ к интерфейсу A/Gb. позволяющий сетям мобильной связи интегрироваться при более сложных сценариях их использования, чем простое межсетевое подключение;

- повышенную функциональность модуля идентификации абонента сети UMTS (UMTS Service Identity Module - USIM). позволяющую осуществлять загрузку специальных программ и данных в модуль USIM;

- использование многолучевых адаптивных антенн, основанных на технологии MIMO (Multiple Input. Multiple Output - множественный вход, множественный выход) и повышающих пропускную способность радиоподсистемы (решение о начале работ по MIMO было перенесено из Release 6 в Release 7);

- различные сервисные приложения (мультимедийные услуги, услуги определения местоположения абонента, видео- и речевые услуги).

Главные направления работ по совершенствованию подсистемы IMS базовой сети, предусмотренные в Release 7, состояли в следующем:

- обеспечение возможности доступа к подсистеме MS фиксированных широкополосных сетей передачи данных (Fixed Broadband Access);

- обеспечение качества услуг в сетях UMTS, использующих технологии HS DPA/HS UP A/Enhanced IMS. на основе механизма управления и принципа гарантированного качества услуг в цепочке «конечный пользователь - конечный пользователь»;

- обеспечение прохождения экстренных вызовов в PS-домене и в подсистеме IMS базовой сети CN:

- совместимость вызовов в режиме с коммутацией каналов и сеансов передачи данных подсистемы IMS;

- эволюционное развитие функций управления ресурсами сети (policy control function) и тарификации для IP-потоков данных;

- -обеспечение поддержки услуг определения местоположения абонента, аудио- и видеоконференций, управления группами пользователей.

Работы по развитию Release 7 были остановлены в середине 2007 г.

Release 8. Этот релиз дал старт работам над техническим обликом сетей мобильной связи новых поколений, идущих за поколением 3G. которые призваны революционно изменить привычные технологии. Разработчики отказались от технологии радиоиитсрфейса W-CDMA и перешли к более прогрессивной технологии OFDMA. Основными требованиями к новой системе, отразившимися в Release 8 (рис. 1.9), были: значительное повышения спектральной эффективности (доведения ее до 5 бит/с/Гц); увеличение пропускной способности в линии «вниз» до 100 Мбит/с при ширине полосы одного частотного канала 20 МГц (с возможностью его масштабирования: 1.4; 3; 5; 10; 15 МГц) и до 50 Мбит/с в линии «вверх», а также сокращение времени задержки передачи пакетов данных до 10 мс по сравнению с 80 мс при технологии HSDPA (Release 5) и упрощение архитектуры сети.

Рис. 1.9 Архитектура (а) и услуги (б) сети LTE согласно Release 8 (S1 - интерфейс LTE)

Основные усилия разработчиков Release 8 были направлены на:

- физический уровень радиоинтерфейса (способы обеспечения гибкого использования каналов с изменяемой шириной полосы излучения/приема до 20 МГц, внедрение новых технологий модуляции сигналов OFDMA и многолучевых антенных технологий MIMO);

- канальный и сетевой уровни радиоинтерфейса (оптимизация сигнализации);

- архитектуру сети радиодоступа UTRAN (определение оптимальной сетевой архитектуры и функциональных отличий от узлов сети радиодоступа RAN).

Работы над Release 8 были прекращены в середине 2009 г.

Release 9. Начавшиеся работы над Release 9 определяют вторую фазу развитая системы LTE. Основные направления этого развития:

- совершенствование функциональных возможностей;

- введение новых услуг в сетевые возможности;

- расширение эксплуатационных возможностей;

- создание новых сценариев развитая.

По мнению специалистов ETSI и 3GPP. качественно изменения в Releases 9 и 10 по отношению к базовому для системы LTE Release 8 можно представить в виде диаграммы (рис. 1.10).

Совершенствование функциональных возможностей LTE в Release 9 будет заключаться в реализации двухдиапазонной или многодиапазонной передачи данных в одном физическом канале, дальнейшем расширении возможностей сети радиодоступа E-UTRAN, внедрении новых сценариев высокоскоростной передачи данных.

В сети LTE предусмотрено предоставление новых услуг системой предупреждения о массовой опасности (Public Warning System - PWS) в случае землетрясения, цунами, торнадо и др., введение системы контроля специальных услуг, дальнейшее развитие мультимедийных речевых услуг VoIP (IMS), широковещательных услуг MBMS, услуг определения местоположения абонентов (Location Base Services - LBS), услуг M2M на основе сетей «машина-машина».

Расширение эксплуатационных возможностей LTE будет состоять в создании сервисно-ориентированной архитектуры системы поддержки эксплуатации (Operations, Administration, Maintenance and Provisioning - OAM&P), расширении возможностей контроля эксплуатационных параметров сета радиодоступа E-UTRAN и базовой сети SAE, введении новых функций самоконфигурирования и самовосстановления в системе ОАМ&Р.

Рис. 1.10 Сравнительная диаграмма изменения возможностей системы LTE (Releases 8, 9 и 10)

Новые сценарии развития сетей LTE будут основаны на внедрении диапазонов LTE/UMTS 3500 МГц. LTE/UMTS 800 МГц. LTE/UMTS 1500 МГц. введении ретрансляторов для режима 1,28 Мбит/с TDD, обеспечении совместной работы базовой сети SAE и подсистемы IMS Stage 3. совершенствовании механизмов взаимодействия с внешними сетями радиодоступа Wi-Fi, Wi-МАХ, cdma2000 и др.

Release 10. Работы над этим релизом направлены на дальнейшее развитие технологии LTE и создание усовершенствованной технологии LTE Advanced. В настоящее время уже сформулированы основные требования, которым должна удовлетворять система LTE Advanced. По сути это требования к стандарту мобильных сетей четвертого поколения (4G):

- максимальная скорость передачи данных в линии «вниз» - до 1 Гбит/с, в линии «вверх» - до 500 Мбит/с (средняя пропускная способность на одного абонента - в три раза выше, чем в LTE);

- полоса пропускания в линии «вниз» - 100 МГц, в линии «вверх» - 60 МГц;

- максимальная эффективность использования спектра в линии «вниз» - 30 бит/с/Гц, в линии «вверх» -15 бит/с/Гц (втрое выше, чем в LTE);

- полная совместимость и взаимодействие с LTE и другими системами стандартов 3GPP (GERAN/UMTS).

Для решения этих задач предполагается использовать радиоканалы с более широкой полосой (до 100 МГц), ассиметричное разделение полос пропускания между линией «вверх» и линией «вниз» в случае частотного дуплекса, более совершенные системы кодирования и исправления ошибок; гибридную технологию OFDMА и SC-FDМА для линии «вверх», а также технологию М/МО для антенных систем LTE.

Таким образом, согласно плану стандартизации технологии LTE работа основных рабочих групп ЗСРР сосредоточена на разработке и совершенствовании трех релизов (табл. 1.2).

Таблица 1.2 Перечень работ 3GPP no Releases 8-10

Номер релиза	Дата завершения разработки релиза	Исследуемые вопросы
Release 8	Март 2009г.	Спецификации системы LTE. Создание базовой сети SAE, полностью основанной на протокола IP
Release 9	Декабрь 2009 г.	Создание усовершенствованнойм версии базовой сети SAES 1 (SAE Enhancements). Реализация сетевого взаимодействию WMAX и LTE/UMTS
Release 10	В стадии определения	Спецификации системы L ТЕ Advanced

Анализ временных сроков работ нал техническими спецификациями цепочки систем GSM-UMTS-LTE показывает, что типовой этап эволюции технологий мобильной связи, разрабатываемых и стандартизуемых HTSI. продолжается в среднем два года. Результаты этапа разработки оформляются в виде релиза, являющегося сборником технических спецификаций, подготовленного за заданный ETSI период стандартизации.

Несмотря на ускоренное развитие технологии LTE, технологии сетей мобильной связи 2С и 3G продолжают согласованное развитие как технологии сетей доступа, разрабатываемые проектом 3GPP в едином взаимоувязанном с технологией LTE плане стандартизации ETS1. Эволюционное развитие технологии мобильной связи GSM-HSCSD-GPRS-EDGE включало в себя две фазы три релиза: 96, 97 и 98. Интеграция технологии EDGE в новую систему радиодоступа CERAN (GSM/EDGE Radio Access Network) представляет собой процесс параллельного с развитием систем 3G совершенствования систем 2G архитектурой сети с интеграцией служб (ISDN). Для этого было решено включать технические спецификации на технологию GERAN в будущие релизы марта UMTS в качестве варианта реализации совмещенных сетей GSM/UMTS и не разрабатывать как самостоятельные релизы стандарта GSM.

Временная диаграмма параллельного развития технологий LTE/HSPA/EDGE она на рис. 1.11. Как видно из рисунка, процесс стандартизации технологии LTE включает в себя создание трех релизов, согласованных по времени их выпуска с релизами развития технологий GERAN/EDGE и UMTS/HSPA+.

Рис. 1.11 Временная диаграмма взаимоувязанного развития технологий GERAN/UMTS и LTE: DL - линия «Вниз»; UL - линия «Вверх»

Таким образом, к настоящему времени объединенными усилиями ETSI и 3GPP разработана европейская система стандартизации технологий GSM/ UMTS/LTE. которая постоянно совершенствуется. В результате исследований, проведенных в 2004-2009 гг., выбрано направление эволюции технологий - создание сетей LTE.

3. Перспективы развития сетей мобильной связи LTE, использующих технологию MIMO

Дальнейшее повышение пропускной способности и качества услуг в сетях LTE связано с технологией М1МО. И хотя существующие реализации антенных систем, использующих технологию MIMO (М1 МО-систем), пока не всегда заметно увеличивают скорость передачи данных на небольших расстояниях от точки доступа к сети, уже доказано, что на больших расстояниях эти системы весьма эффективны. Технология MIMO позволяет уменьшить число ошибок при радиообмене данными без снижения скорости передачи в условиях множественных переотражений сигналов. При этом многоэлементные антенные системы обеспечивают:

- расширение зоны покрытия радиосигналами и сглаживание в ней «мертвых» зон;

- использование нескольких путей распространения сигнала, что повышает вероятность работы по трассам, на которых меньше проблем с замираниями, переотражениями и т.п.;

- увеличение пропускной способности каналов связи за счет формирования систем обработки сигналов, основанных на физически различных принципах (пространственное разнесение сигналов, кодовое разнесение с помощью ортогональных кодов, частот, поляризационное разнесение).