Мобил алоқа тармоқларини лойиҳалаш. LTE тизимининг радиоинтерфейсини ташкил этилиши

1.

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ АХБОРОТ
ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ ВА КОММУНИКАЦИЯЛАРИНИ
РИВОЖЛАНТИРИШ ВАЗИРЛИГИ
Муҳаммад ал-Хоразмий номидаги
ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ
УНИВЕРСИТЕТИ
«МОБИЛ АЛОҚА ТАРМОҚЛАРИНИ
ЛОЙИҲАЛАШ»
фанидан маъруза
BТS1
BТS2
BТS3
5350100 – Телекоммуникация технологиялари (Телекоммуникациялар,
Телерадиоэшиттириш, Мобиль тизимлар)
МАТ КАФЕДРАСИ МУДИРИ
Ҳ .Х.МАДАМИНОВ

2.

Маъруза мундарижаси
LTE тизимининг радиоинтерфейсини
ташкил этилиши

3.

LTE тизимида TDD режимини ташкил
этилиши
TDD режими учун радиокадр 5мс ли иккита яримкадрдан иборат
бўлиб, улардан ҳар бири 1мс ли 5 та субкадрларни ўз ичига олади.
LTE cтандарти вақтли дуплекслашнинг 5 ва 10 мс ли икки циклидан
фойдаланишни кўзда тутади.
Биринчи ҳолда 1-чи ва 6-чи субкадрлар бир хил бўлиб, “пастга” ва
”юқорига” йўналишларда каналларнинг хизмат майдонлари (мос
равишда DwPTS ва UpPTS) дан хамда ”пастка” йўналишдан
“юқорига” йўналишга ўтишда каналлараро интерференцияни олдини
олиш учун ишлатиладиган ҳимоя интервали - GP (ингл. Guard
Period) дан иборат. Қолган субкадрлар трафикни узатиш учун
ишлатилади.
Pilot Time Slot

4.

LTE тизимида TDD режимини ташкил
этилиши
TDD режимининг 10мс ли циклида радиокадрнинг тузилиши
олдингисидан бир оз фарқ қилади. Бу ерда 0-чи ва 5-чи субкадрлар
DwPTS майдони билан бирга доим “юқорига” каналга, 2-чи субкадр ва
UpPTS майдони эса доим “пастга” каналга тегишли. Олтинчи субкадр
“юқорига” каналда трафикни узатиш учун хизмат қилади. Қолган
субкадрларни тақсимланиши жадвалда келтирилган. DwPTS, UpPTS ва
GP майдонларининг узунликларини бир неча вариантлари бўлиши
мумкин, лекин уларнинг умумий йиғиндиси хар доим 1мс ли субкадрга
тенг бўлади.
LTE радиокадрининг TDD режими учун тузилиши

5. TDD учун радиокадрда субкадрларнинг тақсимланиши

TDD УЧУН РАДИОКАДРДА СУБКАДРЛАРНИНГ
ТАҚСИМЛАНИШИ
Субкадр номери
Конфигурация
номери
TDD цикли,
мс
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5
D
S
U
U
U
D
S
U
U
U
1
5
D
S
U
U
D
D
S
U
U
D
2
5
D
S
U
D
D
D
S
U
D
D
3
10
D
S
U
U
U
D
D
D
D
D
4
10
D
S
U
U
D
D
D
D
D
D
5
10
D
S
U
D
D
D
D
D
D
D
6
5
D
S
U
U
U
D
S
U
U
D
D - «пастга» йўналишдаги канал, U – «юқорига» йўналишдаги канал, S –
хизмат канали

6.

LTE тизимининг радиоинтерфейсини
ташкил этилиши
LTE тизимларида бошқа технологиялар (масалан, Wi-Fi ва
WiMAX) да ўз афзалликларини кўрсатган OFDM кўплаб уланиш
технологияси ишлатилади. OFDM технологияси частота бўйича
маълум кенглик Δf да ва бир-бирларига нисбатан ортогонал
жойлашган қисқа нимэлтувчиларни мустақил модуляциялаш
воситасида кенг полосали сигналларни узатишни бажаради.
Кетма-кет маълумотларнинг оқимлари N параллел нимоқимларга
бўлинади, сўнг уларнинг ҳар бирининг элтувчилари маълум бир
QPSK, 16-QAM ёки 64-QAM модуляция усуллари билан кичик
тезликларда модуляцияланади. Бунда бир OFDM-символ бир
неча нимэлтувчилар воситасида узатилиши мумкин.

7.

OFDM усулининг частотавий-вақтли кўриниши
Вақт сатҳида OFDM-символлар маълумотлар майдони (фойдали ахборот)
ни ташкил этади ва улар орасида олдинги символни охирги фрагменти
такрорий узатилиши тарзида циклик префикс - СР номини олган ҳимоя
интервали ишлатилади

8.

CP нинг қўлланилиши сигналнинг кўп нурли тарқалиши
натижасида қабул қилишда символлараро интерференцияга
қарши курашишга қаратилган. Бу шундай бўлиб ўтадики, асосий
сигнал (биринчи сигнал) га ушланиб келадиган аксланган сигнал
циклик префикс майдонига тушади ва кейин асосий сигналга
қўшилмайди.
Эслатиб ўтамизки, LTE да қабул қилинган нимэлтувчи Δf =
15кГц кенглиги 66,67мкс ли OFDM-символнинг узунлигига мос
келади, бунда стандарт СР нинг минимал узунлиги 4,69мкс ни
ташкил этади ва тўғри нур бўйича келган сигналдан 1,4км гача
ортиқ йўлни босиб ўтган ушланиб келган аксланган сигналларга
қарши кураша олади.

9.

Шаҳар шароитида сотали алоқа тизимлари учун бу одатда,
етарли бўлади. Аммо, агар оддий (стандарт) префикс етарли
бўлмаса, у ҳолда 120км радиусгача бўлган соталарда
символлараро
интерференцияни
сўндира
оладиган
кенгайтирилган
(узунлиги
16,67мкс)
циклик
префикс
ишлатилади. Бундай улкан соталар ҳар хил турдаги кўп сонли ва
кенг қамровли мультимедиа сервислари - МВМS (ингл. Multicast
and Broadcast Multimedia Service) каби узатишлар учун фойдали
ҳисобланади. Хусусан, МВМS хизматлари учун (тушунарлики,
фақат «пастга» йўналишда) нимэлтувчилар қенглиги 7,5кГц
(яъни, стандарт кенгликдан икки марта кичик) ва циклик
перефикс узунлиги 33,34мкс бўлган ўзига хос слот тузилмаси
кўзда тутилган.

10.

Бундай тузилмада слот таркибида фақат учта OFDM-символ
қўлланади. Кенг қамровли узатиш сервисининг ўзига хос ҳолати
сифатида “бир частотали тармоқ асосида кўп сонли ва кенг
қамровли узатиш - МBSFN (ингл. Multicast and Broadcast Single
Frequensy Network) режими ҳисобланади. Бу режимда бир неча
базавий станциялар маълум бир территориал ҳудудда бир вақтни
ўзида синхрон равишда барча АУ ларга умумий кенг қамровли
сигнални узатади.

11. LTE тизимидаги циклик префиксларнинг турлари

LTE ТИЗИМИДАГИ ЦИКЛИК
ПРЕФИКСЛАРНИНГ ТУРЛАРИ
Префикснинг тури
Префикснинг
узунлиги
OFDM-символининг
узунлиги
Тs сони в мкс Тs сони
Слотдаги
OFDMсимволлар
сони
в мкс
Стандарт (оддий)
префикс:
7
Слотнинг биринчи
символида
160
5,21
2048
66,67
Слотнинг қолган олти
символларида
144
4,69
2048
66,67
Кенгайтирилган
префикс
512
16,67
2048
66,67
6

12.

Абонентлар орасида канал ресурсларини тақсимлаш частотавий–вақтли
ажратиш асосида амалга оширилади.
Частота сатхида бир нимэлтувчи (15кГц) га ва вақт сатхида бир OFDM–
символ ва СР префиксни ўз ичига олувчи ресурс элементидир. Ресурс
элементларидан иборат тўплам физик ресурс блоки - PRB (ингл.
Physical Resource Blok) ни ташкил этади ва бу блок каналда минимал
бўлинмайдиган ахборот бирлиги ҳисобланади.
PRB блоки частота сатхида 12 та нимэлтувчилар (қўшилганда 180кГц)
дан ва вақт сатхида СР нинг узунлигига қараб бир слот чегарасида етти
ёки олтита OFDM–символдан иборат бўлади.
Ресурс тўридаги ресурс блокларининг сони канал полосасининг
кенглигига боғлиқ ва 6 тадан (1,4МГц лик полосада) 100 тагачани
(20МГц лик полосада) ташкил этиши мумкин.
PRB блокидан ташқари, мантиқий ресурс блоки – LRB (ингл. Logical Resource Block)

13.

Ҳар бир нимэлтувчи 4-, 16- ёки 64- позициялик квадратура-фазавий
ёки квадратура-амплитудавий модуляция (QPSK, 16-QAM, ёки 64QAM) усуллари орқали модуляцияланади.
Бир нимэлтувчидаги бир символ 2, 4 ёки 6 бит лик ахборотларни
модуляциялаши мумкин. Стандарт (оддий) СР ишлатилганда символ
тезлиги 14000 символ/сек. ни ташкил этади, бу бир нимэлтувчига 28
дан 84 кбит/сек. гача тезликга эришиш имконини беради. Мисол
учун, 20МГц лик полосада 100 ресурс блоклари ёки 1200
нимэлтувчи ишлатилади, бу каналда 33,6 дан 100,8 Мбит/сек гача
умумий тезликни таъминлайди.

14. LTE тизимидаги ресурс тўри

LTE
ТИЗИМИДАГИ
РЕСУРС ТЎРИ

15. LTE тизимидаги физик каналлар параметрлари

LTE ТИЗИМИДАГИ ФИЗИК КАНАЛЛАР ПАРАМЕТРЛАРИ
Канал кенглиги, МГц
1,4
3
5
10
15
20
Ресурс блоклар сони
6
15
25
50
75
100
Нимэлтувчилар сони
72
180 300 600 900 1200
ФТЎ учун номинал
элтувчилар сони
128 256 512 1024 1536 2048
ФТЎ учун такт частотаси, 1,92 3,84 7,68 15,36 23,04 30,72
МГц

16. «Юқорига» алоқа каналини ташкил этиш

«ЮҚОРИГА» АЛОҚА КАНАЛИНИ ТАШКИЛ ЭТИШ
OFDM технологияси бир частотали синхронлаштирилган тармоқ
механизми - MBSFN дан фойдаланган холда, мос узунликдаги СР лар
билан кенг қамровли узатиш хизматларини амалга ошириш имконини
хам беради.
«Пастга» ва «юқорига» каналларда OFDM технологиясининг
қўлланилиши турлича. «Пастга» каналда бу технология фақат
сигнални узатиш, яъни ахборот оқимларини мультиплекслаш
(бевосита OFDM) учун эмас, балки кўп сонли уланиш, яъни абонент
каналларини мультиплекслаш (OFDMА) учун ҳам ишлатилади.
“бир частотали тармоқ асосида кўп сонли ва кенг қамровли узатиш - МBSFN (ингл. Multicast and
Broadcast Single Frequensy Network) режими ҳисобланади.

17. OFDM ва OFDMА принциплари

OFDM ВА OFDMА ПРИНЦИПЛАРИ
PRB блокидан ташқари, мантиқий ресурс блоки – LRB (ингл. Logical Resource Block)

18.

LTE тизимида физик даражада каналларни синхронлаштириш ва
элтувчининг силжишини баҳолаш учун ишлатиладиган
преамбулалар йўқ. Бунинг ўрнига ҳар бир ресурс блокига махсус
таянч ва синхронлаштириш белгилари қўшилади. Таянч белгилари RS (ингл. Referense symbol) уч турга бўлиниши мумкин:
сотани ифодалайдиган RS (ингл. Cell spesific);
аниқ бир АУга боғланган RS
MBSFN кенг қамровли узатиш хизматига мўлжалланган RS.

19.

20.

21.

Назорат савол ва топшириқлари:
1. Радиоалоқани ташкил этиш асослари
2. Модуляция деб нимага айтилади.
3. Кўп каналли радиоалоқа деб нимага айтилади
4. Симплекс ва дуплекс алоқа турлари қанақа амлга оширилади
Мустақил иш топшириқлари:
1. «Радиоалоқани ташкил этиш асослари» мавзусида реферат
2. «Радио-релей линиялари қуриш» мавзусида реферат
3. «Модуляция турлари» ҳақида реферат
Тавсия этиладиган қўшимча адабиётлар:
1. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи.
М.:Эко- Трендз Ко, 1997.-238 с.
2. Андрианов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи. ВНVСанкт- Петербург, 1998.- 256 с.
3. Невдяев Л. CDMA: IS-95. Сети, 2000, № 3
4. Невдяев Л. Стандарты 3G. Сети, 2000, № 6
5. Ибраимов Р.Р. Мобильные системы связи. Учеб. пос., ТУИТ,
2004.