распределение частота мобильный связь
Телекоммуникационная отрасль является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей современной экономики. Сотовая связь занимает в отрасли особое место. В последние годы сотовая связь в Кыргызстане получила мощный толчок в развитии; количество абонентов сетей неуклонно растет, услуги связи доступны на все больших территориях. Идет постоянный процесс внедрения новых технологий, предоставления новых услуг, расширения абонентской базы. Бурное развитие различных технологий связи, как фиксированной, так и мобильной, вызвано, в первую очередь, повышенным интересом людей к сети Интернет. Огромная роль сети Интернет в современном мире обмена информации неоспорима и не нуждается в подтверждении. С помощью глобальной сети люди имеют возможность работать, учиться, общаться, обмениваться данными, просматривать потоковые видеофайлы, прослушивать аудиозаписи, а также пользоваться в режиме онлайн всевозможными услугами коммерческих компаний и государственных учреждений.
Новые поколения беспроводной мобильной связи начали разрабатываться с 1970-ых годов — 1G, после сети с цифровой передачей 2G в 1980-х годах. С начала разработок до реального внедрения проходило достаточное количество времени, например, сети 1G были внедрены в 1984 году, а сети 2G — в 1991 году. В 1990-х годах начал разрабатываться стандарт 3G, основанный на методе множественного доступа с кодовым разделением каналов — CDMA. Он был внедрен только в 2000-х годах. Сети поколения 4G, основанные на IP- протоколе, стали разрабатываться в 2000 году и начали внедряться во многих странах с 2010 года. Так же существовала технология WAP и существует технология, на основе GPRS и EDGE. WAP — беспроводной протокол передачи данных. Протокол создан специально для сетей GSM, где нужно устанавливать связь портативных устройств с сетью Интернет. Скорость достигала до 10 кб / с. GPRS — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. Скорость достигала 171.2 кб / с. EDGE — цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G GPRS — сетями.
4G — поколение мобильной, сверхскоростной связи. Основные исследования при создании систем связи четвертого поколения ведутся в направлении использования технологии ортогонального частотного уплотнения OFDM. Кроме того, для максимальной скорости передачи используется технология передачи данных с помощью N антенн и их приема М антеннами — MIMO. При данной технологии передающие и приемные антенны разнесены так, чтобы достичь слабой корреляции между соседними антеннами.Основными приоритетами разработки технологии LTE являются: скоростные характеристики передачи данных, экономическая составляющая передачи данных, широта предоставления спектра услуг по выгодной цене, повышение гибкости сети и возможность использования на базе существующих систем мобильной связи. Главноеотличие стандарта LTE от других технологий мобильной связи заключается в полном построении сети на базе IP-технологий. Радиоинтерфейс LTE дает возможность улучшить технические характеристики, включая максимальную скорость передачи данных около 326,4 Мбит/с, время задержки пересылки пакетов менее 5 мс, а также существенно более высокую спектральную эффективность по сравнению с существующими стандартами беспроводного мобильного доступа третьего поколения.
Проект сети для кафедры информационных технологий и систем
... и эксплуатация оптоволоконных каналов связи для территориальных телекоммуникационных систем. В 1980-е годы начались также работы по созданию стандартных технологий и устройств для использования оптоволокнных каналов в локальных сетях. Работы ... учебники Сетевая технология Token Ring (802.5) Сети Token Ring, так же как и сети Ethernet, характеризует разделяемая среда передачи данных, которая в ...
На сегодняшний день в Кыргызстане сотовые операторы предоставляют услуги связи и интернет с помощью 2G, 3G и 4G технологий. Для увеличения пропускной способности сети города Бишкек я предлагаю внедрить технологию LTE Advanced. LTE Advanced- это очередной шаг в эволюции сетей LTE. Это новая технология, которая, как ожидается поможет справиться с активным ростом трафика беспроводных данных, а также поможет повысить средние скорости в беспроводных сотовых сетях. Это означает также лучшее покрытие, большую стабильность и быстроту сетей. С помощью технологии LTE-Advanced мы сумеем довести пропускную способность до 100 Мбит/с.В выпускной квалификационной работе объектом, для которого предполагается планировать сеть LTE Advanced, является город Бишкек. Идеей данной выпускной квалификационной работы является разработка проекта для увеличения пропускной способности сети города Бишкек и оказание населению высокоскоростного беспроводного доступа к сети Интернет.
Актуальность данной работы состоит в том, что в столице нашей республики количество пользователей увеличивается с каждым днем и большинство населения не имея компьютеров пользуется именно мобильным интернетом.
Глава 1. Телекоммуникация в мире ив КР
На конец 2016 года в мире насчитывалось около 6,2млрд абонентов мобильной связи, что эквивалентно 81% мирового населения.Услуги мобильного интернета являются более динамично растущим сегментом рынка интернет-услуг по сравнению с проводным способом подключения. В 2011 г. количество мобильных пользователей было на 70% больше, чем пользователей проводного Интернета, однако на конец 2014 г. разрыв увеличился на 85%. Благодаря мобильному интернету проникновение интернета в развивающихся странах в 2014 г. достигло 35%, тогда как в развитых странах этот показатель превышает 82%. Таким образом, прирост составил 38% за последний год в целом по миру. В целом по развитым странам данный показатель достигает более 86%.
Существенный вклад в проникновение мобильного интернета также вносит развитие сетей, популярный у операторов мобильной связи, LTE, что обусловлено легкостью развертывания на базе сетей предыдущих поколений. Сеть 4G на базе технологии LTE впервые была запущена 14 декабря 2009 г. в городах Стокгольм и Осло компанией TeliaSonera. Согласно ТомасаЙонссона, представителя TeliaSonera, инвестиции в проект существенно ниже по сравнению с переходом от 2G к 3G за счет возможности развития LTE на базе существующей инфраструктуры 3G.
Мировой рынок связи и коммуникации
... интересов пользователей услугами связи и осуществляющих деятельность в области связи хозяйствующих субъектов; обеспечение эффективной и добросовестной конкуренции на рынке услуг связи; создание условий для развития российской инфраструктуры связи, обеспечения ее интеграции с международными сетями связи; обеспечение ...
Динамика запуска сетей стандарта LTE в коммерческую эксплуатацию представлена на рисунке ниже. Согласно данным аналитической компании GSA (англ. GlobalMobileSuppliersAssociation — Международная ассоциация поставщиков мобильной связи), а на конец 2016 г. было запущено более 596 сетей во всем мире.
По итогам 2015 года крупнейшим производителем оборудования для запуска мобильных сетей всевозможных поколений стала компания Ericsson. В тройку лидеров вошли Huawei и NokiaNetworks, а следом расположились ZTE и Alcatel-Lucent.
Рынок телекоммуникаций в КР в общем характеризуется как открытый, с достаточно благоприятным климатом для иностранных и национальных инвесторов. Существование открытого рынка в целом соответствует требованиям, установленным Всемирной Торговой Организацией. Национальным оператором связи в КР является ОАО «Кыргызтелеком» ,который предоставляет услуги местной, междугородней и международной телефонной связи, передачи данных и т.п. В собственности государства находятся 90,35% акций «Кыргызтелеком», оставшиеся 9,65% акций принадлежат физическим и юридическим лицам. В КР созданы условия для развития частных операторов, предоставляющих услуги мобильной связи и передачи данных, которые активно инвестировали в развитие необходимой инфраструктуры. Суммарная доля инвестиций в данные услуги по состоянию на 2014 г. составила около 90% рынка.
Два крупнейших GSM-оператора торговая марка Beeline (ООО “СкайМобайл”) и торговая марка MegaCom (ЗАО «Альфа Телеком») доминировали на рынке мобильной связи, занимая около 75% рынка. Конкуренцию двум операторам составило торговая марка “О!” (ОсОО “НУР Телеком”), которое к 2015 г. заняло около 25% доли мобильного рынка. С момента запуска первой в стране сети GSM в 1998 г., количество абонентов мобильной связи выросло от нескольких тысяч в 1999 г. до более 7 млн. в 2015 г.
1.1 Методика распределения частот
В 2015 году была разработана и утверждена новая редакция Методики расчета ежегодной платы за использование номиналов и полос радиочастотного спектра. Новая редакция методики позволяет владельцу радиочастот самостоятельно рассчитать свои затраты на финансовый год, а также спланировать введение новых радиоэлектронных средств в эксплуатацию. Основанием для взимания платы являются лицензия на использование радиочастотного спектра для оказания услуг электрической связи и передачи данных или разрешение — частотное присвоение на право эксплуатации радиоэлектронных средств, выданное уполномоченным государственным органом по связи. Расчет по методике предусматривает коэффициенты, учитывающие коммерческую привлекательность используемых номиналов и полос радиочастот, эффективность использования радиочастотного спектра, социальный фактор, службу радиосвязи, размер минимальной заработной платы, географическую зону расположения и технические параметры радиоэлектронных средств.
Решение ВКР Женева-06 сподвигло разработать нормативный акт о проведении пилотного аукциона на право заключения договора аренды полос радиочастот первого цифрового дивиденда в диапазоне 806- 862 МГц. 27 августа 2015 года Правительством КР было принято решение о проведении пилотного аукциона. Это первый и на сегодняшний день единственный проведенный открытый аукцион на радиочастотный спектр первого «цифрового дивиденда» на всей территории СНГ и Средней Азии. В качестве метода был выбран тактовый метод с повышением ставок. Применение такого метода позволило выставить одновременно 3 лота по 5МГц с одинаково установленной стартовой ценой на каждую полосу. С повышением ставок линейно поднималась цена на все 3 лота.В результате победителями могли стать одновременно 3 оператора. Требованиями к участию в аукционе было наличие развернутой сети по всей территории КР и резидентство страны. Сообщение о порядке проведения аукциона и форма договора были размещены в общем доступе на официальном сайте государственного уполномоченного органа по связи.
Мировые рынки капитала
... через мировой рынок (мировые рынки) капитала. Через этот же рынок проходит огромная часть международных расчетов, возникающих в ходе международной торговли товарами и услугами, передачи знаний и международной миграции рабочей ... операций (на срок свыше 1 года). Рынок акций и часть кредитного рынка (рынок долговых ценных бумаг) объединяют в один рынок – фондовый (рынок ценных бумаг), хотя под ним ...
Стартовая цена 1 лота составила 3 455 404$ и была рассчитана исходя из показателей затрат на использование радиочастотного спектра тремя операторами, предоставляющими услуги в стандартах GSM и 3G (WCDMA/UMTS) за 2014 год. В ходе торгов была установлена стоимость 5МГц вразмере 4 323 585 долларов США, что в итоге составило 12 970 756 долларов США, которые в свою очередь были перечислены в доходную часть республиканского бюджета. Таким образом, победителями аукциона стали три ведущих оператора подвижной радиотелефонной связи Megacom, Beeline, O!.
В целях предотвращения террористических действий, а также повышения гражданской ответственности в 2014 году было принято решение Правительства КР об утверждении Правил оказания услуг подвижной радиотелефонной связи, где обязательным условием для оказания услуг стало наличие заключенного письменного договора при обязательном предъявлении документа, удостоверяющего личность. За 1 год и 8 месяцев в стране было зарегистрировано 91% абонентов сотовой связи от имеющейся абонентской базы, которая составила 7 млн. Как показывает международная практика КР идет к 100% персонификации абонентов весьма быстрыми темпами.
1.2 Обзор рынка мобильной связи КР
В рамках рынка мобильной связи КР считается достаточно либеральной, открытой как для иностранных, так и для местных инвесторов страной. Развитие рынка мобильной связи в стране началось с 1998 г. С момента выхода на рынок коммуникаций КР мобильная связь заняла лидирующее положение в отрасли. На данный момент мобильная связь в КР включает в себя следующие стандарты связи: GSM/3G (900, 1800, 2100 МГц) и LTE/4G (800, 2500 МГц).
Стандарты CDMA, D-AMPS/TDMA официально прекратили свое существование в мае 2016 года.
На рынке мобильной связи КР осуществляют деятельность три оператора связи: Beeline, MegaCom и О!.
Все три оператора предоставляют услуги связи в стандартах GSM и WCDMA/UMTS, а также предоставляет услуги передачи данных в стандарте LTE.
На протяжении последних 3-4х лет наблюдается рост спроса и возможностей использования мобильных технологий, которые доступны на сегодняшний день во всех регионах КР. На смену устаревшим технологиям приходят более новые инновационные решения в области подвижной связи. Внедрение систем третьего и четвертого поколения подвижной связи 3G, LTE, WCDMA/UMTS на сегодняшний день получают широкое распространение. LTE в отличие от GSM и других мобильных систем 2-го и 3-го поколения ориентирован на очень широкий спектр рынка телекоммуникаций. Диапазон возможностей и областей применения LTE необычайно широк. Сети LTE предоставляют качество связи на высоком уровне, поддерживают мультимедийные услуги связи, обеспечивают высокоскоростную передачу данных.
Мобильные операторы, поэтапно снижая тарифы и строя сети в регионах, привлекают все больше абонентов. За 2015 г. количество активных абонентов сотовой связи достигло 7 000 135 абонентов.
Доли на рынке мобильной связи по оценке авторов исследования на 4 квартал 2015 года распределяются следующим образом 40,5% — Beeline, 32,4% — MegaCom, 26,9% — О!, другие операторы (Fonex, Katel и т.п.) — 0,20% . Стоит отметить, что на май 2016 года, в КР осуществляют свою деятельность только Beeline, MegaCom и О!. Остальные операторы прекратили свою работу, не выдержав конкуренцию.
Выручка операторов подвижной связи от услуг подвижной радиотелефонной связи за 2015 год составила 18 869 млн. сом. Необходимо отметить, что в настоящее время рынок мобильной связи в КР повторяет мировой тренд и происходит постепенное замещение выручки от голосовых услуг связи выручке от услуг на основе передачи данных. Это в свою очередь негативно влияет на показатели операторов, т.к. услуги передачи данных являются низко доходными по сравнению с голосовыми сервисами.
Выручка от предоставления услуг голосовой связи составляет основную долю выручки операторов сотовой связи КР. Вдобавок к услугам голосовой связи, средний доход от каждого абонента компаний-операторов, как правило, состоит из выручки от передача данных между абонентами различных операторов связи, роуминга, коротких сообщений и дополнительных услуг, включая пакетную передачу данных. Средняя выручка на одного абонента в КР в 2014-15 гг. составила 5,0 долл. США, в то же время данный показатель по странам Центральной Азии равнялся 5,7 долл. США .
1.3 Beeline
Использует целенаправленную стратегию по расширению присутствия в столичном регионе, поскольку по оценке исследователей доля рынка по абонентам у Beeline в столице и Чуйской области существенно ниже основных конкурентов. Наибольшую долю рынка Beeline занимает в Джалал-Абадской, Ошской, Баткенской и Таласской областях. Beeline начал свою деятельность как оператор в 2006 году после приобретения имущественного комплекса ОсОО «Бител».
С 2009 года компания предоставляет услуги под единым международным брендом Beeline. С 2010 года компания ООО «СкайМобайл» входит в группу компаний VimpelComLtd.
На сегодняшний день Beeline предоставляет услуги сотовой связи в стандартах GSM-900/1800 и WCDMA/UMTS 2100 (3G).
В декабре 2010 года Beeline первым из GSM-операторов запустил сеть третьего поколения 3G в КР, к февралю 2012 года развернув ее уже во всех семи областях страны. По состоянию на 31 июля 2015 года общее количество абонентов Beeline составляло 2 млн. 752 тыс.
Зона покрытия сети Beeline является одной из самых широких, в зоне покрытия проживает около 90% населения страны. Компания располагает одним из крупнейших в стране Информационно-Справочных Центров, обслуживающим абонентов на 6 языках.
По данным отчетности VimpelComLtd. за 4 квартал 2015 года выручка по мобильному сегменту в КР выросла на 7% по сравнению с предыдущим годом и составила 2,7 млрд сом. Основным источником в росте выручки была выручка от услуг интерконнекта в связи с ростом трафика и валютными колебаниями. Выручка в сегменте передачи данных также росла и по сравнению с предыдущим годом выросла на 19%. ARPU по услугам передачи данных выросло на 7% год к году. Компания отмечает снижение выручки от голосовых услуг. Абонентская база компании снизилась на 1% по сравнению с 2014 годом.
На конец 2016го года Beeline запустил сеть LTE во всех регионах КР в диапазоне частот 800 МГц.
1.4 MegaCom
Стратегическими регионами присутствия MegaCom являются преимущественно северные области, включая Чуйскую область, г. Бишкек, Иссык-Кульскую область, а также Ошскую область, расположенную на юге страны.
За 10 месяцев 2015 года MegaCom выплатил в бюджет налогов и прочих платежей на сумму 2 миллиарда 125 миллионов сомов, что более чем в 2,5 раза превышает показатели 2010 года. Выручка MegaCom по итогам 10 месяцев 2015 года предварительно составила 6 миллиардов 352 миллиона сомов. В целом за последние 5 лет государству выплачено 7 миллиардов 182 миллиона сомов в качестве дивидендов.
MegaCom начинал свою работу с 7 базовых станций, за девять лет их количество увеличилось более чем в 230 раз: сегодня более 1900 базовых станций обеспечивают высокое качество связи на территории 40 районов, 31 города и 453 села. Придя на рынок вторым оператором связи, MegaCom быстро вышел в лидеры и сегодня опережает партнеров рынка по охвату населения страны мобильной связью с показателем в 98%.
В рамках заявленной стратегии перехода к сетям нового поколения MegaCom в своё время первым среди сотовых операторов начал строительство собственных волоконно-оптических линий связи, в 2014г. Компания успешно завершила первый этап данного проекта вводом в коммерческую эксплуатацию участка «Ош -Джалал-Абад». В 2015 г. данные работы были продолжены и на других участках в направлении Бишкек -Ош, в результате завершена прокладка кабеля на участке «Бишкек-Балыкчы», а также «Балыкчы-Нарын». В 2016 г. были завершены оставшиеся участки «Нарын — Казарман — Джалал-Абад», а также было введено активное оборудование в коммерческую эксплуатацию, что позволит развивать услуги передачи данных в Южном регионе. Кроме этого в 2016 году были выполнены работы по строительству ВОЛС между несколькими районами в Ошской и Джалал-Абадской областях, а также строительство ВОЛС протяженностью 40 км, в городах Бишкек, Ош и Джалал-Абад, что позволит развивать услуги скоростного интернета в районных центрах и городах.
В сентябре 2015 года компания MegaCom приняла участие в аукционе на право заключения договора аренды полос радиочастот для высокоскоростной передачи данных сроком на 10 лет, впервые проведенным Фондом по управлению государственным имуществом при Правительстве КР. По его результатам получена полоса частот шириной 10 МГц (прием-передача) в диапазоне 800 MГц. Знаковым событием в этом году стало приобретение «Кыргызмобайлкомпани», благодаря чему MegaCom получил дополнительную ширину полосы в размере 25 МГц, из которых около 20 МГц планируется использовать для развертывания сети четвертого поколения LTE в диапазонах 1800 и 2100 МГц. В феврале 2016 года MegaCom запустил на указанных частотах сеть четвертого поколения.
1.5 О!
О! начал свою операционную деятельность с марта 2009 г.. По данным ГАС КР, компания смогла быстро завоевать свою долю на рынке сотовой связи КР, вытесняя присутствие MegaCom и Beeline на юге республики.
За 6 лет присутствия на рынке клиентская база компании выросла до более 2 млн. активных абонентов. Стратегия по привлечению новых абонентов включала в себя низкие тарифы внутри сети по сравнению с более высокими тарифами конкурентов.
О! стал первым из мобильных операторов КР, который начал предоставлять услуги передачи данных в стандарте LTE в диапазоне частот 2600 МГц. Не имея для этого cобственного радиочастотного спектра, О! смог запустить сеть в сотрудничестве с «Интранет.КГ» (в чьем распоряжении имелся необходимый радиочастотный спектр).
Также как и два других оператора, О! участвовал в аукционе на право использования радиочастотного спектра в диапазоне 800 МГц и приобрел 10 МГц (прием-передача) в данном диапазоне.
Ниже приведены основные операторы связи на рынке КР, которые предоставляют услуги по доступу в интернет.
Наряду с уже действующими операторами связи появляется много новых операторов связи, впервые вступающих на рынок телекоммуникаций. Организация услуг передачи данных и телематических служб осуществляется по различным технологиям и различным принципам осуществления межсетевых взаимодействий, что обеспечивает лучшее качество и мобильность предоставляемых услуг. Таким образом, проглядывается тенденция разворачивания альтернативных сетей передачи данных на территориях, отдаленных от городов Бишкек и Ош из-за насыщенности рынка доступа к сети интернет.
На сегодняшний день выделение средств на развитие интернета в регионах со стороны государства не предусмотрено. Частные компании, опираясь на собственные средства, фондовые гранты, а также привлекая иностранных инвесторов, развивают сети в регионах самостоятельно, исходя из рентабельности развиваемой инфраструктуры.
Необходимо отметить, что помимо операторов мобильной связи, на рынке беспроводного интернета также присутствуют операторы фиксированной связи, запустившие сети в стандарте LTE:
SaimaTelecom
SaimaTelecom в 2011 году ввел в эксплуатацию первую в республике сеть четвертого поколения LTE в частотном диапазоне 2600 МГц с шириной спектра 20 МГц. Оператор охватывает только север республики, включая г.Бишкек.
Megaline
Megaline запустил сеть в стандарте LTE на частотах «Itel» в 2015 году. «Itel» обладает частотным присвоением шириной 20 МГц в частотном диапазоне 2600 МГц.
Ниже приведены диапазоны частот на которых операторы реализуют свою работу:
Оператор |
Частоты |
Дата запуска в эксплуатацию |
|
Beeline KG |
Полосы 18, 19, 20 (811-816 MГц, 852-857 МГц) |
май.16 |
|
MEGACOM |
Полоса 1 (2100 МГц), Полоса 3 (1800 МГц), Полоса 20 (800 МГц) |
мар.16 |
|
О! |
Полоса 7 (2600 МГц) Полоса 20 (800 МГц) |
май.14 |
|
Глава 2. Используемые технологии в городе Бишкек
Как говорилось ранее, настоящее время в Бишкеке все 3 сотовые компании реализуют свою работу с помощью трех стандартных технологий: 2G, 3G и LTE.
2.1 2G
2G — аббревиатура для обозначения второго поколения беспроводной телефонной технологии.
Второе поколение сотовой связи 2G было запущено в коммерческую эксплуатацию по стандарту GSM в Финляндии компанией Radiolinja в 1991. Тремя основными преимуществами сетей 2G по сравнению с предшественниками было то, что телефонные разговоры были зашифрованы с помощью цифрового шифрования; система 2G была значительно более эффективной; представила услуги передачи данных, начиная с текстовых сообщений СМС. Технология 2G позволила различным мобильным сетям предоставлять услуги, такие, как текстовые сообщения, сообщения с изображениями и мультимедийные сообщения.
После того, как технология 2G была запущена, предыдущая технология была названа 1G. В то время как радиосигналы сети 1G являются аналоговыми, радиосигналы в сетях 2G являются цифровыми.
2.2 3G
3G — технологии мобильной связи 3 поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. В настоящее время из-за массовых рекламных акций под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS с надстройкой HSPA.
Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Сети третьего поколения 3G работают на границе дециметрового и сантиметрового диапазона, как правило, в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до 3,6 Мбит/с.Они позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и различный контент.
3G включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000 (UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA (собственный стандарт Китая), DECT и UWC-136).
2.3 LTE
LTE (LongTermEvolution) — название мобильного протокола передачи данных. LTE это продолжение развития технологии CDMA,UMTS, основанной на использовании OFDM (к клиенту), SC-FDMA (от клиента) и MIMO. Особенностью этой технологии является возможность работать с частотным (парным, FDD) и временным (непарным, TDD) разделением каналов, что позволяет применять различные технологии оборудования, находящегося у операторов.
Применение антенных технологий MIMO позволяет базовой станции обслуживать в 10 раз больше клиентов, чем позволяла прежняя технология WCDMA.
Основные характеристики LTE:
* Работа в режимах TDD и FDD.
* Максимальная скорость приема 326 Мбит/с. с шириной канала 20 МГц
* Максимальная скорость отдачи 86.4Мбит/с. с шириной канала 20 МГц
* Ширина канала масштабируется до 20 МГц, с различным (1.4, 2.5, 5, 10, 15, и 20 МГц) шагом.
* Время отклика, до 10 мс., между оборудованием пользователя и базовой станцией и менее 100 мс. время перехода в активное из неактивного состояния.
* Увеличенная спектрально-частотная эффективность в сравнении с release 6 HSPA
* Возможность передачи голоса по IP/IMS;
- OFDMA на линии от базовой станции с модуляцией 64QAM;
- Ширина канала до 20 МГц;
2.4 Архитектура сетей LTE
Рис.1 Структура сети LTE
Сеть включает в себя мобильные терминалы (UE — User Equipment), сеть радиодоступа E-UTRAN (EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork) и новое ядро сети EvolvedPacketCore (EPC).
Для обслуживания абонентов сеть имеет выход на сети с предоставлением услуг по IP-протоколу и на домашние сети абонентов (HSS — HomeSubscriberServer).
Сеть радиодоступа E-UTRAN построена как совокупность узлов базовых станций eNB (E-UTRAN NodeB или eNodeB), где соседние eNB соединены между собой интерфейсом Х2. Ядро сети EPC (EvolvedPacketCore) состоит из обслуживающего шлюза S-GW (ServingGateway), шлюза для выхода на пакетные сети PDN GW (PacketDataNetworkGateway), структуры управления по протоколу MobilityManagement MME (MobilityManagementEntity), связанной с S-GW и eNodeB сигнальными интерфейсами. На рис. 1.1 соединения для передачи данных показаны толстыми линиями, сигнальные соединения — тонкими.
eNB подключены к EPC посредством интерфейса S1.При этом интерфейс S1 в пользовательской плоскости S1-U (User Plane) непосредственно замыкается на обслуживающий шлюз S-GW (ServingGateway), в то время как сигнальная часть интерфейса S1-C (ControlPlane) следует на MME — MobilityManagementEntity.
UE (абонентский терминал) подключенный к сети LTE, может находиться в состоянии CONNECTED (ACTIVE) или в состоянии IDLE. В состоянии CONNECTED идет обмен сообщениями (как сигнальными, так и пакетами трафика) по радиоинтерфейсу. В состояние IDLE станцию переводят на время пауз в сеансе связи. В этом состоянии абонент сохраняет свой IP-адрес, сеть поддерживает абонентские базы данных, а местоположение абонента определено с точностью до зоны слежения TrackingArea.
eNB объединяет в себе функции базовых станций и контроллеров сетей 3-го поколения. Для каждого активного абонента в eNB открыта база данных. eNB:
- обеспечивает передачу трафика и сигнализации в радиоканале,
управляет распределением радиоресурсов,
- обеспечивает сквозной канал трафика к S-GW,
- выбирает обслуживающий MME,
- поддерживает синхронизацию передач и контролирует уровень помех в соте,
- обеспечивает шифрацию всех пользовательских сообщений и целостность передачи сигнализации по радиоканалу,
- выбирает MME и организует сигнальный обмен с ним,
- производит обработку данных и сигнализации на уровне L2,
- организует хэндоверы,
- поддерживает услуги мультимедийного вещания.
MME (Mobility Management Entity)
MME является контрольным узлом, через который проходит весь сигнальный трафик между UE и CoreNetwork (CN).
Протоколы, которые используются для передачи контрольного трафика между UE и CN, известны как NAS (Non-Access Stratum).
Функции, выполняемые MME, делятся на следующие два множества:
Управление потоками (Bearer Management).
К данной области относится уровень управления сессиями (session management layer) протокола NAS, в рамках которого осуществляется создание, поддержание и удаление потоков.
Управление подключениями (Connection Management) В рамках этой функциональности осуществляется подключения абонентов к сети и создание правил шифрации и кодирания между UE и сетью. Эти действия выполняются на уровне подключений или управления мобильностью протокола NAS.
S-GW (Serving Gateway)
Все IP пакеты, которые относятся к UE передаются через S-GW, который является опорным для потоков данных, когда UE перемещается между различными базовыми станциями (eNodeB).
Кроме этого, S-GW хранит всю информацию о потоках UE, когда UE находится в холостом режиме (idlemode).
Также S-GW временно накапливает данные, отправленные к UE, пока MME запускает процедуру пейджинга (paging) UE, чтобы создать потоки (на радио канале) для отправки данных на UE.
Кроме перечисленных функций, S-GW осуществляет еще и некоторые административные функции в визитной сети. Например, сбор информации для осуществления списаний по счету.
P-GW (PDN Gateway)
Функции данного устройства заключаются в выделении IP адреса для UE, соблюдении параметров QoS и осуществлении списаний по счету на основе набора правил, полученных из PCRF (Policy Control and Charging Rules Function).
Также P-GW осуществляет фильтрацию поступающих IP пакетов в различные клиентские потоки с конкретным набором параметров QoS при этом используются TFT (Traffic Flow Templates).
Policy and Charging Resource Function (PCRF)
HSS — Home Subscriber Server , обеспечивает выполнение процедур безопасности в сети LTE, исполняя функции HLR и AuC в сетях GSM/UMTS. HSS поддерживает сигнальную сеть IMS при организации услуг. ММЕ имеют прямой выход на HSS через интерфейс S6a по протоколу Diameter.
В сетях LTE при передаче информации в транспортной сети используют IP-технологии. Все элементы сети LTE имеют локальные IP-адреса. Структура интерфейса S1 представлена на рис. 2
Рис.2 Интерфейс S1
Сигнальные сообщения по S1 (S1 — ControlPlane) следуют между eNB и MME. Подуровни L2 SCTP (StreamControlTransmissionProtocol) и IP поддерживают стандартный транспорт для передачи сигнальных сообщений. В частности, SCTP обеспечивает надежность передачи и последовательность доставки сообщений.
В пользовательской плоскости S1 (S1 — User Plane) для обмена пакетами между eNB и S-GW используют туннельное соединение. Структура туннеля приведена на рис. 3
Рис. 3 Структура туннельного соединения
Пакет состоит из трех подзаголовков трех подуровней туннельного протокола, содержащих:
- IP — локальные IP-адреса функциональных узлов, между которыми организован туннель;
- UDP — номера портов в соответствующих функциональных узлах;
— GTP — идентификатор собственно туннеля, помеченный его конечной точкой TEID (TunnelEndpointIdentifier).
TEID — 32-битовое двоичное число, выделяемое при организации туннеля приемной стороной. При создании двунаправленных туннельных соединений, например, на интерфейсе S1 между eNB и S-GW, фактически организуют 2 туннеля, один из которых имеет TEID в eNB для передачи пакетов трафика вниз, а другой в S-GW для передачи вверх. Туннельный протокол используют для передачи трафика и на интерфейсе S5/S8. В сетях LTE туннели организуют не только для передачи пакетов трафика, но и сигнализации. Сигнальные туннели реализованы на интерфейсах S5/S8 и S11.
После подключения к сети абонентской станции для абонента открывают базы данных в ММЕ, S-GW и PDN GW, организуя туннельные соединения на интерфейсе S5/S8. При этом абоненту, имеющему индивидуальный системный номер IMSI (International Mobile Subscriber Identity), ММЕ назначает временный номер M-TMSI (MME Temporary Mobile Subscriber Identity) длиной 32 бита.
Как было сказано, после подключения к сети E-UTRAN UE может находиться в двух состояниях: ECM_CONNECTED и ECM_IDLE. В состоянии CONNECTED (ACTIVE) активизировано соединение на радиоинтерфейсе между UE и eNB, в обслуживающем eNB открыта база данных UE, и организованы сквозные каналы на интерфейсе S1 для передачи сигнализации или трафика. Местоположение абонента известно с точностью до соты, а при перемещении абонента от одного eNB к другому происходит процедура хэндовера (рис. 4).
Рис.4 Процедуры при перемещении абонента по сети LTE
В перерывах передачи трафика по радиоканалу сеть переводит UE в состояние IDLE. В этом состоянии сохраняются базы данных абонента в ММЕ, S-GW, PDN GW и туннели на интерфейсах S5/S8 и S11. Станция в состоянии IDLE локализована с точностью до зон слежения (Tracking Area).
Зона слежения — это группа сот, через которые передают одновременно сигналы пейджинга (вызова по радиоканалу при поступлении входящего трафика).
Перемещаясь по сети в состоянии IDLE, UE прослушивает сигналы eNB, совершая процедуру реселекции сот, т.е. переключаясь на eNB с наиболее сильным сигналом. При переключении на eNB, расположенном в зоне, отсутствующей в списке, UE запускает процедуру локализации. При этом происходит обновление базы данных абонента в ММЕ, а абонент получает новый временный номер M-TMSI.
Особенности радиоинтерфейса сети LTE.
Основными требованиями к сети радиодоступа E-UTRAN являются:
1. Максимальная (пиковая) скорость передачи данных (peak data rates): 100 Мбит/с в линии «вниз» (спектральная эффективность 5 бит/с/Гц) и 50 Мбит/с в линии «вверх» (спектральная эффективность 2.5 бит/с/Гц) при полосе канала 20 МГц.
2. Емкость сети E-UTRAN: не менее 200 пользователей на соту в активном режиме при ширине спектра сигнала 5 МГц.
3. Время задержки передачи пакетов данных на уровне протоколов управления (control-planelatence):
- время перехода мобильного терминала из неработающего состояния IDLE в активное состояние CELL_DCH менее 100 мс;
- время перехода мобильного терминала из режима ожидания CELL_PCH в активное состояние CELL_DCH менее 50 мс.
4. Время задержки передачи пакетов данных пользователя (userplanelatency): менее 5 мс в активном состоянии мобильного терминала при загрузке IP-пакетов минимальных размеров (для одного пользователя с одним потоком данных).
5. Скорость передачи данных пользователя (userthroughput): в линии «вниз» в три-четыре раза выше, чем при использовании технологии HSDPA и при двух передающих антеннах базовых станций и двух приемных антеннах абонентских терминалов; в линии «вверх» в два-три раза выше, чем при использовании технологии HSUPA и при одной передающей антенне абонентских терминалов и двух приемных антеннах базовых станций.
6. Эффективность использования спектра: в линии «вниз» в три-четыре раза выше, чем при использовании технологии HSDPA в условии полной загрузки сети; в линии «вверх» в два-три раза выше, чем при использовании технологии HSUPA в условиях полной загрузки сети.
7. Мобильность абонентов в сети E-UTRAN: низкая (0…15 км/ч), высокая (15…120 км/ч), сверхвысокая (120…350 км/ч, до 500 км/ч).
8. Радиус сот: до 5 км при обеспечении максимальных пропускной способности, спектральной эффективности и мобильности; до 30 км при ухудшении этих параметров.
9. Технология мобильного вещания (MultimediaBroadcastMulticastService — MBMS): снижение технологической сложности АТ, одновременное предоставление пользователю услуг вещания и передачи речи, доступность для технологии вещания парных и непарных спектральных полос.
10. Гибкость использования радиоспектра.
11. Совместимость сети E-UTRAN с другими сетями 3GPP
2.5 Частотные диапазоны LTE
Частотные диапазоны для LTE при использовании FDD (Frequency Division Duplex) дуплекса, т.е. когда нисходящий и восходящий каналы передаются одновременно в разных частотных диапазонах. Также указывается с какого релиза LTE поддерживается каждый диапазон. (Табл. 1)
Табл. 1 Частотные диапазоны для LTE при использовании FDD
№ |
Частотный диапазон в восходящем (UL) канале, МГц |
Частотный диапазон в нисходящем (DL) канале, МГц |
Ширина канала, МГц |
Релиз |
|
band_1 |
1920 — 1980 |
2110 — 2170 |
2×60 |
Rel.8 |
|
band_2 |
1850 — 1910 |
1930 — 1990 |
2×60 |
Rel.8 |
|
band_3 |
1710 — 1785 |
1805 — 1880 |
2×75 |
Rel.8 |
|
band_4 |
1710 — 1755 |
2110 — 2155 |
2×45 |
Rel.8 |
|
band_5 |
824 — 849 |
869 — 894 |
2×25 |
Rel.8 |
|
band_6 |
830 — 840 |
875 — 885 |
2×10 |
Rel.8 |
|
band_7 |
2500 — 2570 |
2620 — 2690 |
2×70 |
Rel.8 |
|
band_8 |
880 — 915 |
925 — 960 |
2×35 |
Rel.8 |
|
band_9 |
1749.9 — 1784.9 |
1844.9 — 1879.9 |
2×35 |
Rel.8 |
|
band_10 |
1710 — 1770 |
2110 — 2170 |
2×60 |
Rel.8 |
|
band_11 |
1427.9 — 1447.9 |
1475.9 — 1495.9 |
2×20 |
Rel.8 |
|
band_12 |
699 — 716 |
729 — 746 |
2×18 |
Rel.8 |
|
band_13 |
777 — 787 |
746 — 756 |
2×10 |
Rel.8 |
|
band_14 |
788 — 798 |
758 — 768 |
2×10 |
Rel.8 |
|
band_17 |
704 — 716 |
734 — 746 |
2×12 |
Rel.8 |
|
band_18 |
815 — 830 |
860 — 875 |
2×15 |
Rel.9 |
|
band_19 |
830 — 845 |
875 — 890 |
2×15 |
Rel.9 |
|
band_20 |
832 — 862 |
791 — 821 |
2×30 |
Rel.9 |
|
band_21 |
1447.9 — 1462.9 |
1495.9 — 1510.9 |
2×15 |
Rel.9 |
|
band_22 |
3410 — 3490 |
3510 — 3590 |
2×80 |
Rel.10 |
|
band_23 |
2000 — 2020 |
2180 — 2200 |
2×20 |
Rel.10 |
|
band_24 |
1626.5 — 1660.5 |
1525 — 1559 |
2×34 |
Rel.10 |
|
band_25 |
1850 — 1915 |
1930 — 1995 |
2×65 |
Rel.10 |
|
band_26 |
814 — 849 |
859 — 894 |
2×35 |
Rel.11 |
|
band_27 |
807 — 824 |
852 — 869 |
2×17 |
Rel.11 |
|
band_28 |
703 — 748 |
758 — 803 |
2×45 |
Rel.11 |
|
band_29 |
N/A |
717 — 728 |
11 |
Rel.11 |
|
band_30 |
2305 — 2315 |
2350 — 2360 |
2×10 |
Rel.12 |
|
band_31 |
452.5 — 457.5 |
462.5 — 467.5 |
2×5 |
Rel.12 |
|
band_32 |
N/A |
1452 — 1496 |
44 |
Rel.13 |
|
band_65 |
1920 — 2010 |
2110 — 2200 |
2×90 |
Rel.13 |
|
band_66 |
1710 — 1780 |
2110 — 2200 |
2×60 |
Rel.13 |
|
band_67 |
N/A |
738 — 758 |
20 |
Rel.13 |
|
band_68 |
698 — 728 |
753 — 783 |
2×30 |
Rel.13 |
|
Следует отметить, что частотные диапазоны с 1-го по 14-ый совпадают с частотными диапазонами, которые используются сетями UMTS (Universal MobileTelephoneSystem).
А также то, что в частотных диапазонах 13, 14, 20 и 24 восходящий канал передается на более высоких частотах, чем нисходящий.
Частотный диапазон 29 может использоваться только в случае с объединением несущих (Carrier Aggregation).
В таблице ниже приводятся частотные диапазоны для LTE при использовании TDD (Time Division Duplex) дуплекса, т.е. когда нисходящий и восходящий каналы передаются последовательно в одном и том же частотном диапазоне. (Табл. 2)
Табл. 2. Частотные диапазоны для LTE при использовании TDD
№ |
Частотный диапазон, МГц |
Ширина канала, МГц |
Релиз |
|
band_33 |
1900 — 1920 |
20 |
Rel.8 |
|
band_34 |
2010 — 2025 |
15 |
Rel.8 |
|
band_35 |
1850 — 1910 |
60 |
Rel.8 |
|
band_36 |
1930 — 1990 |
60 |
Rel.8 |
|
band_37 |
1910 — 1930 |
20 |
Rel.8 |
|
band_38 |
2570 — 2620 |
50 |
Rel.8 |
|
band_39 |
1880 — 1920 |
40 |
Rel.8 |
|
band_40 |
2300 — 2400 |
100 |
Rel.8 |
|
band_41 |
2496 — 2690 |
194 |
Rel.10 |
|
band_42 |
3400 — 3600 |
200 |
Rel.10 |
|
band_43 |
3600 — 3800 |
200 |
Rel.10 |
|
band_44 |
703 — 803 |
100 |
Rel.11 |
|
band_45 |
1447 — 1467 |
20 |
Rel.13 |
|
band_46 |
5150 — 5925 |
775 |
Rel.13 |
|
С 9 декабря 2011 года ЗАО «SAIMA TELECOM» начало подключения к скоростному беспроводному Интернету четвертого поколения по технологии LTE. В частотном диапазоне 2.5-2.7 ГГц.
ЗАО «Альфа Телеком»(бренд «МеgаCом») использует диапазон 1800МГц и 2100МГц
ОсОО «Нур Телеком» (бренд «О!») использует диапазон 2600МГц.
ОсОО «СкайМобайл» использует диапазон 800, 1800 и 2100 МГц.
2.6 Методы увеличения пропускной способности
2.6.1 MIMO — Miltiple Input Multiple Output
Требования к пропускной способности мобильных сетей очень высоки и, при этом, они постоянно растут. Очевидные варианты увеличения пропускной способности — увеличение ширины канала и использование модуляций более высокого порядка, не позволяют полностью решить задачу обеспечения высокой пропускной способности. Частотный диапазон все-таки ограничен. А использование модуляции более высокого порядка подразумевает повышение SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio), что тоже имеет свой предел.
Пространственноеуплотнение (Spatial Multiplexing, MIMO — Multiple Input Multiple Output)
Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing) — это случай использования нескольких антенн на передающей стороне и нескольких антенн на приемной. Данный вариант направлен на увеличение скорости передачи. Поэтому MIMO используется для передачи данных мобильным станциям, которые находятся в хороших радиоусловиях.. Для того, чтобы повысить скорость передачи данных в случае с MIMO входной поток данных разбивают на несколько потоков, каждый из которых независимо передается с отдельной антенны.
Рис. 5 Общая схема системы MIMO с m передающими антеннами и с n приемными антеннами.
Из-за того, что используется общий канал, каждая антенна на приемнике получает сигнал, не только предназначенный для нее (сплошные линии на рисунке), но и все сигналы, предназначенные другим антеннам (прерывистые линии на рисунке).
Если известна матрица передачи, то влияние сигналов, предназначенных для других антенн, можно вычислить и минимизировать.
Количество независимых потоков данных, которые могут одновременно передаваться, зависит от количества используемых антенн. Если количество передающих и приемных антенн одинаково, то количество независимых потоков данных равно или меньше количеству антенн. Например, в случае MIMO 4×4 количество независимых потоков данных может быть 4 или меньше. Если же количество передающих и приемных антенн не одинаково, то количество независимых потоков данных равно минимальному количеству антенн или меньше. Например, в случае MIMO 4×2 количество независимых потоков данных может быть 2 или меньше.
В зависимости от количества пользователей, которым одновременно осуществляется передача данных, можно выделить следующие варианты. Single User MIMO (SU-MIMO) — когда технология MIMO используется для передачи данных одному пользователю, то есть все потоки данных адресованы одному и тому же пользователю. И Multi User MIMO (MU-MIMO) — когда технология MIMO используется для передачи данных нескольким пользователям одновременно в одних и тех же ресурсных блоках, то есть когда независимые потоки данных адресованы разным пользователям.
Рис. 6 Пример MU-MIMO для случая с двумя пользователями.
2.6.2 Объединение несущих (Carrier Aggregation)
Еще одним способом увеличения пропускной способности является агрегация (присоединение) частотных полос является наряду с пространственным мультиплексированием основным способом увеличения скорости передачи данных. В LTE Rel. 8/9 максимальная ширина частотного канала 20 МГц. Дальнейшее расширение канала технологически затруднено, так как сложно обеспечить необходимую точность синхронизации при когерентном приеме сигналов на поднесущих с большими номерами.
Для увеличения ширины полосы в Rel. 10 предложена технология агрегация полос. Это означает, что одновременно с передачей в базовой полосе частот появляется возможность вести одновременно передачу еще в нескольких полосах. При этом в каждой новой полосе формируют индивидуальный сигнал OFDM, где поднесущие номеруют от 1 до максимальной. Это означает, что передают несколько независимых сигналов, которые могут принимать как один, так и группа терминалов. Повторную передачу непринятых пакетов также осуществляют независимо в каждой полосе.
Агрегировать можно полосы разной ширины (5, 10, 20 МГц), причем число присоединенных полос вниз и вверх может быть разным (асимметричный трафик), но число полос вверх не может быть больше их числа вниз. Общее число агрегируемых полос вниз может достигать 5. Оператор может выбирать полосы из одного диапазона (подряд или с промежутками) или из разных диапазонов (рис. 7).
Рис. 7 Варианты выделения полос при агрегации
Спецификации LTE предлагают 5 сценариев использования технологии агрегации полос. В сценарии 1 (Рис. 8) рабочие полосы F1 и F2 взяты из одного диапазона, покрытие сот в полосах практически одинаковое, в обеих полосах может быть обеспечена мобильность абонента.
Рис. 8. Сценарий 1
В сценарии 2 (рис.9) полосы F1 и F2 взяты из разных, далеко отстоящих по частоте диапазонов, например, F1 из диапазона 17, а F2 из диапазона 7. В этом случае каналы F2 покрывают меньшую территорию, в зонах повышенного трафика, и мобильность абонента обеспечивается только в полосе F1. Аналогичная ситуация возникает, когда полосы F1 и F2 находятся в одном диапазоне, но в полосе F2 работают с пониженной мощностью.
Рис. 9. Сценарий 2
В сценарии 3 (рис. 10) полосы F1 и F2 взяты из одного диапазона, но диаграммы направленности антенн в полосе F2 смещены так, чтобы улучшить покрытие по границам сот полосы F1. Как следует из рис. 10, лучшее покрытие и мобильность абонентов обеспечивает полоса F1.
Рис. 10. Сценарий 3
Применяя совместно технологии агрегации полос и MIMO, можно получить сквозные скорости передачи данных порядка 1 Гбит/с. При полосе радиоканала в 20 МГц и использовании модуляции 64-КАМ сквозная скорость в канале достигает 70 Мбит/с. При агрегации 4 полос по 20 МГц, мультиплексируя 4 потока данных, получим сквозную скорость в радиоканале 4Ч4Ч70 ? 1 Гбит/с.
2.7 Основные требования к LTE-Advanced
1. Пиковая скорость передачи данных
Пиковая скорость передачи данных — это максимальная скорость передачи данных, которая должна поддерживаться с точки зрения системных требований (а не с точки зрения требований к производительности радиоканала), независимо от параметров радиоинтерфейса таких, как ширина канала и конфигурация антенн. Целевые значения для системы: 1 Гбит/с в нисходящем канале и 500 Мбит/с в восходящем канале.
2. Задержка
Общая задержка передачи сигнального трафика должна быть существенно уменьшена по сравнению с EPS-Rel 8 (LTE).
Общая задержка передачи сигнального трафика включает в себя время передачи на участке радиоинтерфейса (RAN) и опорной сети (CN) в условиях малой нагрузки (исключая время передачи на S1 интерфейсе, т.е. участке между eNB и MME).
Целевое время, необходимое на переключение мобильной станции из холостого состояния (Idle) в активное, должно составлять меньше 50 мс. А время переключения из состояния ожидания (dormant state) в активное состояние должно быть меньше 10 мс (исключая задержку, связанную с процедурой периодической передачи/приема, DRX).
Система должна быть способна поддержать до 300 активных пользователей без использования DRX режима (аналог режима Sleep Mode в IEEE 802.16) при ширине канала в 5 МГц. С использованием режима DRX система должна поддерживать такое же количество RRC соединений, как и в Rel.8, а именно 16000.
При передаче пользовательских данных должны достигаться меньшие задержки в сравнении с Rel.8., особенно в ситуациях, когда мобильной станции еще не выделен ресурс для передачи данных и когда мобильной станции нужно синхронизироваться и получить ресурс для передачи.
3. Пиковая спектральная эффективность
Пиковая спектральная эффективность — это максимальная скорость передачи данных (предполагается передача данных без ошибок), нормированная на ширину канала всего сектора, когда весь имеющийся ресурс выделяется одной мобильной станции. Целевые значения для пиковой спектральной эффективности при нисходящей передаче 30 бит/с/Гц, а при восходящей передаче 14 бит/с/ Гц.
4. Средняя спектральная эффективность
Средняя спектральная эффективность определяется как общая пропускная способность всех пользователей (т.е. количество успешно передаваемых бит за определенный промежуток времени), нормированная на общую ширину канала сектора и деленная на количество секторов. Средняя спектральная эффективность измеряется в бит/с/Гц/сектор.
Система должна обеспечивать как можно более высокое значение средней спектральной эффективности при разумной сложности самой системы. Для примера приведем максимальные целевые значения для средней спектральной эффективности. Для нисходящего канала это значение равно 3.7 бит/с/Гц/сектор (при конфигурации 4х4, т.е. 4 передающие и 4 приемные антенны), а для восходящего канала — 2.0 бит/с/Гц/сектор (при конфигурации 2х4).
5. Спектральная эффективность на границе сектора
Спектральная эффективность для мобильной станции, находящейся на границе сектора, определяется как значение интегральной функции распределения, нормированной к пропускной способности, в точке 5%. Система должна обеспечивать максимально возможное значение спектральной эффективности для пользователей, находящихся на границе сектора, при соблюдении разумной сложности самой системы. Для примера приведем максимальные целевые значения для спектральной эффективности, характерной для границы сектора. Для нисходящего канала это значение равно 0.12 бит/с/Гц/сектор/пользователь (при конфигурации 4х4), а для восходящего канала — 0.07 бит/с/Гц/сектор/пользователь (при конфигурации 2х4).
Значения приведены для случая, когда в одном секторе находится 10 пользователей.
6. Мобильность
Система должна поддерживать работу с мобильными пользователями, которые могут двигаться со скоростью до 350 км/ч (или даже до 500 км/ч, в зависимости от используемых частот).
Производительность системы должна быть улучшена при работе с пользователями, которые перемещаются со скоростью от 0 до 10 км/ч. Для более мобильных пользователей (перемещающихся с более высокими скоростями) производительность системы как минимум не должна быть хуже, чем в Rel.8.
7. Частотные диапазоны
К уже имеющимся частотным диапазонам так же добавляются следующие:
450-470 МГц;
698-862 МГц;
790-862 МГц;
2.3-2.4 ГГц;
3.4-4.2 ГГц;
4.4-4.99 ГГц.
Новая система (LTE-A) должна поддерживать работу с различными размерами частотных диапазонов, в том числе и с более широкими диапазонами (например до 100 МГц), чем указанные в Rel.8, для того, чтобы обеспечить более высокую производительность и целевую пиковую спектральную эффективность. Также должна быть возможность как работы в режиме частотного (FDD), так и в режиме временного (TDD) дуплекса.