4.6Частотно-селективная диспетчеризация

Технология частотно-селективной диспетчеризации впервые использована в сети LTE. В сравнение - базовая схема переиспользования частот WiMax строится на трех частотных каналах; при трехсекторной конфигурации сайтов в каждом из секторов используется один из трех частотных каналов (рис. 1.23). Коэффициент переиспользования частот в данном случае равен 3.

Работа сети LTE осуществляется с коэффициентом переиспользования частот 1, т.е. все базовые станции работают на одной несущей. При этом для каждой абонентской станции и каждого частотного блока несущей создаются индикаторы качества канала CQI. Внутрисистемные помехи в данной системе минимизируются благодаря:

• частотно-селективной диспетчеризации,

• координации помех между сотами,

• гибкому частотному плану.

Рисунок 1.23 - Частотно-селективная диспетчеризация в сетях WiMAX и LTE

На рис. 1.23, справа, показан один из вариантов гибкого частотного плана. Для пользователей в центре любой соты могут выделяться ресурсы из всей полосы канала (серая зона). Пользователям на краях сот выделяются ресурсы только из определенных поддиапазонов (указаны соответствующим цветом). Таким образом, в каждой соте известно, в каком поддиапазоне концентрируются помехи на ее границах. Положение абонентской станции, на краю соты или вблизи базовой станции, идентифицируется по периодическим отчетам абонентской станции об уровнях сигналов соседних сот (для поддержки хэндовера).

4.7Механизм диспетчеризации и повторные передачи

Под диспетчеризацией понимается процесс распределения сетевых ресурсов между пользователями. Цель диспетчери­зации - сбалансировать качество связи и общую произво­дительность системы. В LTE предусмотрена динамическая и статическая диспетчеризация. Динамическая диспетчеризация распределяет ресурсы в зависимости от текущего со­стояния канала связи. Она обеспечивает передачу данных на повышенных скоростях (за счет модуляции более высокого порядка, уменьшения степени кодировки каналов, передачи дополнительных потоков данных и меньшего числа повтор­ных передач), задействуя для этого временные и частотные ресурсы с относительно хорошими условиями связи. Таким образом, для передачи любого конкретного объема инфор­мации требуется меньше времени.

Для трафика сервисов, пересылающих пакеты с неболь­шой полезной нагрузкой и через одинаковые промежутки времени (например, IP-TV), объем служебной информации, необходимой для динамической диспетчеризации, может превысить объем полезных данных. Для таких случаев в LTE предусмотрена статическая диспетчеризация.

Для надежной передачи информации в технологии LTE реализована ставшая традиционной система повторной пере­дачи Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ). Особенность ее реализации в LTE в том, что одновременно может поддержи­ваться несколько (до восьми) HARQ-процессов. Если данные (субкадр), связанные с HARQ-процессом, пришли успешно, приемник отправляет сообщение об успешном приеме/непри­еме данных. В случае отсутствия подтверждения происходит повторная передача.

Как отмечают разработчики SAE, предложенные ими ар­хитектурные изменения позволят значительно уменьшить за­держки передачи данных, которые особенно критичны для таких приложений, как VoIP или онлайновые интерактивные игры. В частности, задержки радиосети при передаче данных пользователя не должны превышать 10 мс (5 мс для коротких IP-пакетов при небольшой сетевой нагрузке). Эти значения, по крайней мере, на 50% лучше аналогичных показателей на­иболее совершенных сетей 3G.

Выводы

В результате проведенного анализа технологий обработки широкополосных радио сигналов в сетях беспроводной связи получены следующие выводы:

1. На текущий момент актуальной является технология широкополосного абонентского доступа LTE, относящаяся к четвертому поколению систем беспроводной связи (4G).

2. На искажение широкополосного радио сигнала при его распространении в атмосфере наибольшее влияние оказывают межсимвольная интерференция и частотно-зависимое затухание.

3. Увеличение пропускной способности беспроводного канала связи осуществляется посредством комбинирования двух основных методов:

• замена бита информации чиповой последовательностью - кодовое разделение CDMA;

• замена бита информации символом, несущим несколько бит полезной информации - модуляции 8ФМ, 16 КАМ, 64 КАМ.

4. Для достижения цели - увеличение пропускной способности канала связи - используется множество технологических решений обработки сигналов, среди которых следует отметить решения, специфичные для широкополосных сетей 4G:

• ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием OFDM;

• разнесенный прием;

• технология MIMO;

• частотно-селективная диспетчеризация.