ΕΤΡΤΖΩΜΘΙΑ ΔΘΙΣΤΑ (Θ)

Transcript

1 ΕΤΡΤΖΩΜΘΙΑ ΔΘΙΣΤΑ (Θ) Ελόηεηα 10: ΕΤΡΤΖΩΜΘΙΑ ΔΘΙΣΤΑ Επζηαζίνπ Δεκήηξηνο Δηδάθηνξαο Ιηλεηώλ ηειεπηθνηλωληώλ ΥΟΚΗ ΣΕΥΜΟΚΟΓΘΙΩΜ ΕΦΑΡΛΟΓΩΜ ΣΛΗΛΑ ΛΗΥΑΜΘΙΩΜ ΠΚΗΡΟΦΟΡΘΙΗ ΣΕ

2 Άδειερ Υπήζηρ Σο παπόν εκπαιδεςηικό ςλικό ςπόκειηαι ζε άδειερ σπήζηρ Creative Commons. Για εκπαιδεςηικό ςλικό, όπωρ εικόνερ, πος ςπόκειηαι ζε άλλος ηύπος άδειαρ σπήζηρ, η άδεια σπήζηρ αναθέπεηαι πηηώρ.

3 Υπημαηοδόηηζη Σο παπόν εκπαιδεςηικό ςλικό έσει αναπηςσθεί ζηα πλαίζια ηος εκπαιδεςηικού έπγος ηος διδάζκονηα. Σο έπγο «Ανοικηά Ακαδημαϊκά Μαθήμαηα ζηο ΣΔΗ Κενηπικήρ Μακεδονίαρ» έσει σπημαηοδοηήζει μόνο ηη αναδιαμόπθωζη ηος εκπαιδεςηικού ςλικού. Σο έπγο ςλοποιείηαι ζηο πλαίζιο ηος Δπισειπηζιακού Ππογπάμμαηορ «Δκπαίδεςζη και Για Βίος Μάθηζη» και ζςγσπημαηοδοηείηαι από ηην Δςπωπαϊκή Ένωζη (Δςπωπαϊκό Κοινωνικό Σαμείο) και από εθνικούρ πόποςρ. ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

4 Δνόηηηα 10 ΔΤΡΗΕΟΝΗΚΑ ΓΗΚΣΤΑ ΔΤΣΑΘΗΟΤ ΓΖΜΖΣΡΗΟ ΓΗΓΑΚΣΟΡΑ ΚΗΝΖΣΩΝ ΣΖΛΔΠΗΚΟΗΝΩΝΗΩΝ ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

5 Πεπιεσόμενα ενόηηηαρ 1. LONG TERM EVOLUTION (LTE) 2. Πεπιγπαθή ηος LTE 3. Πλεονεκηήμαηα ηος LTE 4. Σεσνικά σαπακηηπιζηικά ηος LTE 5. LTE OFDM 6. LTE ζηην κάηω ζεύξη (downlink) 7. LTE SC-FDMA ζηην άνω ζεύξη (uplink) 8. LTE σήμαηα Αμθιδπόμηζηρ (Duplex Schemes) ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

6 κοποί ενόηηηαρ ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

7 Σερλνινγηθό Δθπαηδεπηηθό Ίδξπκα Θεληξηθήο Καθεδνλίαο Σκήκα Κεραληθώλ Πιεξνθνξηθήο ΣΔ Δςπςζωνικά Γίκηςα Δνόηηηα 10 η 7

8 Σερλνινγηθό Δθπαηδεπηηθό Ίδξπκα Θεληξηθήο Καθεδνλίαο Σκήκα Κεραληθώλ ΠιεξνθνξηθήοΣΔ LTE Long Term Evolution Γ. Δςζηαθίος, Σμήμα Μησανικών Πληποθοπικήρ ΣΔ, Σεσνολογικό Δκπαιδεςηικό Ίδπςμα Κενηπικήρ Μακεδονίαρ

9 LONG TERM EVOLUTION (LTE) To 3GPP Long Term Evolution (LTE) είλαη δεκηνύξγεκα ηνπ νξγαληζκνύ 3 rd Generation Partnership Project (3GPP). To LTE είλαη ην ηειεπηαίν βήκα ζηε κεηάβαζε από ηηο θπςεισηέο 3G ππεξεζίεο (δει. GSM UMTS HSPA LTE) ζηηο θπςεισηέο 4G ππεξεζίεο. Tν LTE αλαθέξεηαη πην επίζεκα θαη σο Evolved UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA) θαη Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) (Γίθηπν Πξόζβαζεο). 9

10 LONG TERM EVOLUTION (LTE) Eλεξγνπνηεί ηελ αλάπηπμε λέσλ θαη πην απαηηεηηθώλ εθαξκνγώλ πνπ ζα εθκεηαιιεύνληαη ην πνιιαπιάζην εύξνο δώλεο ηνπ ζπζηήκαηνο. Οη ζηόρνη ηνπ LTE είλαη σο εμήο: Απμεκέλνο κέγηζηνο ξπζκόο ξνήο δεδνκέλσλ γηα uplink/downlink. Θιηκάθσζε ζην εύξνο δώλεο. Βειηησκέλε θαζκαηηθή απόδνζε. Κεηαθνξά δεδνκέλσλ θαη θσλήο βαζηζκέλε ζην IP (Internet Protocol) 10

11 Πεξηγξαθή ηνπ LTE To LTE έρεη νξηζηηθνπνηεζεί ζην 3GPP Release 8. H πξνδηαγξαθή αλαθέξεηαη ζε ιαλζάλνπζα ρξνληθή θαζπζηέξεζε (round-trip RAN) ιηγόηεξν από 10 ms. 11

12 Πεξηγξαθή ηνπ LTE Σν LTE ππνζηεξίδεη: θιηκαθνύκελν εύξνο δώλεο από 1,4MHz έσο 20MHz ππνζηεξίδεη θαη FDD (Frequency Division Duplexing) θαη TDD (Time Division Duplexing). Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ IP δηθηύνπ-θνξκνύ SAE (System Architecture Evolution) ζρεδηάζηεθε γηα λα αληηθαηαζηήζεη ην GPRS δίθηπν θνξκνύ θαη λα εμαζθαιίζεη δηαιεηηνπξγηθόηεηα κεηαμύ κειινληηθώλ ηερλνινγηώλ ή κε-3gpp ζπζηεκάησλ 12

13 Πιενλεθηήκαηα ηνπ LTE Σα θύξηα πιενλεθηήκαηα ηνπ LTE είλαη: Ζ πςειή ξπζκν-απόδνζε Ο ρακειόο ρξόλνο ιαλζάλνπζαο θαζπζηέξεζεο (latency) Ζ πςειή ρωξεηηθόηεηα ηνκέα θαη θπςέιεο Ζ ζπλύπαξμε FDD θαη TDD ζηελ ίδηα πιαηθόξκα Ζ απιή αξρηηεθηνληθή δηθηύνπ θνξκνύ, πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ρακειόηεξν ιεηηνπξγηθό θόζηνο. 13

14 Σερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ LTE Θύξηα ζηνηρεία ηνπ LTE είλαη: Ζ ρξήζε ηνπ OFDM (Οξζνγσληθή Πνιύπιεμε Γηαίξεζεο πρλόηεηαο) ζαλ θπζηθό ζηξώκα. Ζ ρξήζε ηεο ηερληθήο πνιιαπιήο πξόζβαζεο, OFDMA (Πνιιαπιή Πξόζβαζε Οξζνγσληθήο Γηαίξεζεο πρλόηεηαο γηα ηελ θίλεζε θάησ δεύμεο (downlink). 14

15 Σερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ LTE Ζ ρξήζε ηεο ηερληθήο SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access), Πνιιαπιή Πξόζβαζε Γηαίξεζεο πρλόηεηαο Κνλνύ Φέξνληνο γηα ηελ θίλεζε άλσ δεύμεο (uplink). 15

16 LTE OFDM Σα πξνο κεηάδνζε δεδνκέλα δηακνηξάδνληαη ζε όια ηα ππνθέξνληα. Mε ηε ρξήζε ηερληθώλ δηόξζσζεο ιαζώλ, αλ θάπνηα από ηα ππνθέξνληα ραζνύλ ιόγσ θαηλνκέλσλ δηαιείςεσλ πνιιαπιώλ δηαδξνκώλ, ηόηε ηα δεδνκέλα κπνξνύλ λα αλαθαηαζθεπαζηνύλ. 16

17 LTE ζηελ θάηω δεύμε (downlink) ην OFDM ζήκα κπνξεί λα γίλεη επηινγή κεηαμύ ηξηώλ εηδώλ δηακόξθσζεο: QPSK 2 bits αλά ζύκβνιν 16-QAM 4 bits αλά ζύκβνιν 64-QAM 6 bits αλά ζύκβνιν Ζ ςεθηαθή δηακόξθσζε επηιέγεηαη βάζεη ηεο πνηόηεηαο ηνπ αζύξκαηνπ κέζνπ δηάδνζεο. Κόλν όηαλ επηηεπρζεί πςειόο ζεκαηνζνξπβηθόο ιόγνο (SNR), είλαη δπλαηόλ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ ηα πςειόηεξα ζρήκαηα δηακόξθσζεο. 17

18 LTE ζηελ θάηω δεύμε (downlink) ηελ θάησ δεύμε, ηα ππνθέξνληα ρσξίδνληαη ζε resource blocks. Σα resource blocks απνηεινύληαη από 12 ππνθέξνληα, αλεμαξηήησο ηνπ ζπλνιηθνύ εύξνπο δώλεο ηνπ LTE ζήκαηνο. Σαπηόρξνλα, θαιύπηνπλ κία ρξνλνζρηζκή (slot) ζην πιαίζην ηνπ ρξόλνπ (time frame). Απηό ζεκαίλεη όηη δηαθνξεηηθά εύξε δώλεο ηνπ LTE ζήκαηνο ζα έρνπλ δηαθνξεηηθνύο αξηζκνύο από resource blocks. Channel bandwidth (MHz) 1, Number of resource blocks

19 LTE SC-FDMA ζηελ άλω δεύμε (uplink) Έλαο από ηνπο θύξηνπο παξάγνληεο πνπ επεξεάδεη όια ηα θηλεηά ηεξκαηηθά είλαη ν ρξόλνο δηάξθεηαο ηεο κπαηαξίαο. Παξόιν πνπ ε απόδνζε ησλ κπαηαξηώλ νινέλα θαη βειηηώλεηαη, παξακέλεη αλαγθαίν λα επηδηώθνπκε ηα ηεξκαηηθά λα μνδεύνπλ όζν ην δπλαηόλ ιηγόηεξε ελέξγεηα από ηε κπαηαξία. 19

20 LTE SC-FDMA ζηελ άλω δεύμε (uplink) Σν OFDM έρεη πςειό ιόγν θνξπθή ηζρύνο πξνο κέζε ηηκή ηζρύνο. Απηό, ελώ δελ είλαη πξόβιεκα γηα ην ζηαζκό βάζεο, είλαη όκσο κε-απνδεθηό γηα έλα θηλεηό ζηαζκό. Γηα απηό ην ιόγν ην LTE ρξεζηκνπνηεί έλα πβξηδηθό ζρήκα δηακόξθσζεο, γλσζηό θαη σο SC-FDMA - Single Carrier Frequency Division Multiplex. Απηό ζπλδπάδεη ηα πιενλεθηήκαηα σο πξνο ην ιόγν peak to average πνπ δηαηίζεληαη από ζπζηήκαηα κνλνύ θέξνληνο, κε ηελ αλζεθηηθόηεηα σο πξνο ηελ παξεκβνιή ιόγω πνιπόδεπζεο, θαη ηελ επειημία σο πξνο ηελ θαηαλνκή ζε ππνθέξνπζεο ζπρλόηεηεο πνπ παξέρεη ην OFDM. 20

21 LTE ρήκαηα Ακθηδξόκεζεο (Duplex Schemes) Σν LTE ιεηηνπξγεί: ζε ζπλδπαζκέλν θάζκα (paired spectrum) γηα ακθηδξόκεζε FDD (Frequency Division Duplex) ζε κε-ζπλδπαζκέλν θάζκα (unpaired spectrum) γηα ακθηδξόκεζε TDD (Time Division Duplex). Σν LTE FDD κε ηε ρξήζε ζπλδπαζκέλνπ (paired) θάζκαηνο αλακέλεηαη λα είλαη ην κνλνπάηη γηα ηε κεηάβαζε από ηηο ηξέρνπζεο 3G ππεξεζίεο πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζηηο πεξηζζόηεξεο ρώξεο, κηαο θαη νη πην πνιιέο ρεηξίδνληαη FDD ζπλδπαζκέλνπ (paired) θάζκαηνο. 21

22 LTE ρήκαηα Ακθηδξόκεζεο (Duplex Schemes) Δπίζεο, έρεη δνζεί έκθαζε ζηε ρξήζε LTE TDD κε-ζπλδπαζκέλνπ (unpaired) θάζκαηνο (TD-LTE), ην νπνίν ζεσξείηαη σο ην κνλνπάηη γηα ηελ αλαβάζκηζε από ην TD-SCDMA. Δλ όςεη ηεο απμαλόκελεο ζεκαζίαο πνπ ηίζεηαη κεηαμύ LTE TDD ή TD-LTE, ηα λέα θηλεηά ηειεθσλα έρνπλ ηε δπλαηόηεηα λα ππνζηεξίδνπλ ηόζν FDD όζν θαη TDD ακθηδξόκεζε. 22

23 LTE ρήκαηα Ακθηδξόκεζεο (Duplex Schemes) Εθηόο, όκωο, από ηνπο ηερληθνύο ιόγνπο θαη ηα πιενλεθηήκαηα γηα ηε ρξήζε ηνπ LTE TDD / TD-LTE, ππάξρνπλ θαη εκπνξηθνί ιόγνη. Με ην TD-SCDMA λα έρεη δηεηζδύζεη γηα ηα θαιά ζηελ Κίλα, ρξεηάδεηαη λα ππάξρεη έλαο 3,9G θαη αξγόηεξα έλαο 4G δηάδνρνο γηα ηελ ηερλνινγία. Με ρξήζε κε-ζπλδπαζκέλνπ θάζκαηνο γηα ηελ εθρώξεζε ηνπ TD-SCDMA, όπωο επίζεο θαη γηα ην UMTS TDD, είλαη εύινγν λα βξεζνύλ πνιινί πάξνρνη ηειεπηθνηλωληαθώλ ππεξεζηώλ πνπ λα ζέινπλ έλα κνλνπάηη κεηάβαζεο γηα ηηο ηερλνινγίεο, ώζηε λα επωθειεζνύλ από ηηο ηεξαζηίωο απμεκέλεο δπλαηόηεηεο ζε ξπζκό κεηάδνζεο θαη ηηο βειηηωκέλεο ιεηηνπξγίεο πνπ πξνζθέξεη ην LTE. Λόγω ηνπ έληνλνπ ελδηαθέξνληνο γηα ην TD-SCDMA, έρνπλ ελζωκαηωζεί κηα ζεηξά από ραξαθηεξηζηηθά ζην ζρήκα ιεηηνπξγίαο ηνπ TD-LTE, ώζηε λα ην θάλνπλ έλα κνλνπάηη γηα ηελ αλαβάζκηζε γηα ην TD-SCDMA. 23

24 Σέλορ Δνόηηηαρ ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ