Что такое LTE FDD — описание технологии, отличие от TDD

Технология 4G обеспечивает пользователей качественным и стабильным сигналом, а также позволяет получить доступ к высокоскоростному Интернету. При покупке нового девайса не все обращают внимание, какие сети поддерживает устройство. Изучение специфики работы смартфона дает понимание о том, как аппарат будет принимать сигнал от базовых станций, будут ли задержки при разговоре с использованием технологии Wi-Fi Calling или VoLTE. Чтобы абоненты смогли комфортно использовать связь, были разработаны стандарты LTE. На данный момент существует два параметра FDD и TDD. Чтобы понять принцип их работы, следует подробно разобраться в вопросе, что такое LTE FDD и TDD.

Что такое LTE FDD

Многие спрашивают FDD LTE — что это? Данный параметр означает тип передачи пакетов данных, который использует дуплексное частотное разделение. Если данный параметр применяется в смартфоне, то устройство осуществляет передачу пакетов с использованием разных частот. Для примера категория BAND 3 (band — частота), здесь для передачи пакетов используется частота 1710 МГц для приема 1810 МГц. Если брать более наглядный пример, то им может служить автодорога, разделенная на две полосы, где движение осуществляется в одном направлении.

Технология LTE FDD и TDD

К сведению! Если используется FDD, то передача и прием производятся в разных частотных диапазонах, поэтому встречные волны не создают дополнительных помех. Таким образом прием сигнала происходит без задержек, а пропускная способность существенно выше.

На данный момент большинство операторов, работающих на территории страны, применяют именно эту технологию. Это обусловлено невысокой стоимостью обслуживания и более стабильным сигналом.

Что нужно знать о 4G

Что такое 4G (LTE)? Согласно Википедии LTE (буквально с англ.Long-TermEvolution— долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными (модемов, например). Он увеличивает пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети. Стандарт был разработан 3GPP (консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии). Беспроводной интерфейс LTE является несовместимым с 2G и 3G, поэтому он должен работать на отдельной частоте. В России для LTE выделено три частотных диапазона — 800, 1800 и 2600 МГц.

Что такое LTE TDD

Как усилить сигнал 4G самостоятельно — описание способов

Также многих интересует вопрос, LTE TD — что это такое и как работает. Технология подразумевает под собой, что для передачи и приема пакетов данных используются одинаковые частоты для временного разделения. Чтобы исключить какие-либо помехи и минимизировать задержку сигнала, передача осуществляется непостоянно.

В некоторых случаях телефон или базовый сотовый ретранслятор может только принимать или передавать сигнал. Для примера можно рассмотреть стандарт BAND 30, который использует одинаковую частоту для приема и передачи радиосигнала 2600 МГц. Чтобы было более понятно, можно снова взять конкретный пример — автодорогу, где есть только одна полоса, но утром водители могут проехать только в одну сторону, а вечером в другую.

Базовая станция

Стандарт TD LTE имеет ряд недостатков, которые обусловлены использованием только одного канала. Вследствие этого увеличивается задержка сигнала и снижается пропускная способность. Если мобильный оператор использует именно этот стандарт, то устанавливаются разные временные промежутки для передачи и приема данных (5 мс и 10 мс).

Обратите внимание! Задержка сигнала наиболее выражена, когда абонент общается с другим пользователем по VoLTE.

Данный стандарт ЛТА используется мобильными операторами только в том случае, если нет доступных частот, но при этом требуется максимальное покрытие сети. Стандарт применяется в наиболее крупных городах, где наблюдается относительно большая плотность населения. В сельской местности применение TDD LTE не имеет смысла, активных абонентов не так много, и из-за этого можно использовать большее количество частот для приема и передачи пакетов данных.

Важно! Некоторые беспроводные маршрутизаторы (роутеры) поддерживают только стандарты BAND 30, 38 и 40.

Категорирование приемных устройств

Схема агрегирования частот активно развивается российскими провайдерами, заключены много соглашений о взаимном использовании частотных диапазонов, реконструируется антенное хозяйство базовых станций. Однако есть одна проблема – на приемной стороне абонент должен уметь принимать сигнал на нескольких несущих частотах одновременно. Далеко не все смартфоны, планшеты и модемы поддерживают агрегацию частот и, следовательно, не могут работать в 4G+.

Начиная с 2021 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE,в которых они умеют работать. Например, для смартфона выпуска 2021 г. Huawei P10 Plus помимо прочих параметров указано:

Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антеннуM IMO 4×4 и соответствующий модем, позволяющий обрабатывать сигналы сразу на двух несущих частотах. Если ваш смартфон поддерживает агрегацию частот, то вкладка «настройка» > «мобильная сеть» будет выглядеть примерно так:

Если это так, то ваш смартфон поддерживает LTE-A.

Таким образом, производители смартфонов начали догонять сотовых операторов. К сожалению, нельзя сказать того же о производителях модемов. До сих пор самый производительный модем дает максимальные скорости 150/50 Мбит/с, т.е. принадлежит Cat.4. Пока это обстоятельство не слишком огорчает, т.к. такие скорости, если будут достигнуты на практике, заслуживают восхищения. Однако, производство мобильных роутеров, похоже, начинает догонять смартфоны. На рынке стали появляться роутеры Cat.6 от Huaweiи Netgeer (не поддерживает российские бэнды). Так роутер Huawei E5787s-33a можно купить на AliExpress примерно за 10 тыс. руб.

Надо сказать, что реальные скорости, достигаемые в режиме 4G+, далеки от заявленных, но они значительно выше, чем в простом режиме 4G. Автором проведен ряд экспериментов в Москве, где не трудно найти LTE-A (оператор Мегафон), со смартфоном Cat.12, результаты которых показаны на скриншотах. Первый скриншот – скорости для LTE-A (агрегация частот включена), второй скриншот для LTE (агрегация частот выключена). Отмечу, что почему-то при выполнении скриншота у значка 4G+ пропадает плюсик. Почему – не знаю, при тестировании плюс был – см. скрин.

Было проведено по шесть измерений для каждого режима. Скорости при включенной агрегации частот в среднем заметно выше, хоть и не в разы. Измерения проводились вблизи вышки, днем.

Чем отличаются LTE FDD и LTE TDD

Что такое Смарт ТВ в телевизоре и вай-фай — описание функций

Главным отличием FDD от TDD является скорость передачи данных:

Принцип работы LTE

Сравнение характеристик технологий TDD и FDD:

Желающим поэкспериментировать с LTE-A

Если в вашей местности появился LTE-A, в чем вы убедились, измерив частоты выбранного вами оператора (провайдер раздает интернет на двух частотах, например, LTE800 и LTE2600, т.е. использует сочетание В7+В20) и у вас руки чешутся попробовать что это такое, то можете попытаться использовать схему из двух MIMO-антенн с диплексерами.

Отмечу здесь, что антенна NITSA-5 MIMO 2×2 фактически реализует эту схему. Отличие в том, что в NITSA-5 функцию диплексеров выполняют сами широкополосные излучатели антенны, т.к. каждый из них принимает соответствующим образом поляризованные сигналы из диапазонов 790÷960/1700÷2700 МГц одновременно. Напомню, что упомянутая антенна состоит из двух широкополосных облучателей, разнесенных на определенное расстояние и ориентированных так, что их векторы поляризации ортогональны.

В целом, эта антенна хорошо приспособлена для приема 4G+ на небольших расстояниях (до 5 км при наличии прямой видимости БС), т.к. позволяет принимать любую комбинацию частот LTE-A и адаптирует MIMO 4×4 к широко распространенным модемам Cat.4, имеющих только два входа MIMO 2×2.

На каких частотах работают данные технологии

Уличная точка доступа Wi-Fi: описание, процесс установки

Технология LTE работает на разных частотных диапазонах (BAND, или бэнд). Для FDD выделяются несколько бэндов: 1, 3, 7, 20, в свою очередь для TDD — 33, 38, 40 и 44. В России мобильные операторы используют следующие:

К сведению! Стандарт LTE FD 800 МГц применяется мобильными операторами «Мегафон», «Билайн» и «Теле2». Такое распределение актуально для крупных городов, где требуется большое сетевое покрытие. Практически все компании применяют диапазон BAND 20.

Некоторые пользователи задают вопрос, что лучше: LTE 1800 МГц или LTE 2600 МГц. Благодаря первому сигнал лучше проникает через различные препятствия, такие как бетонные или стальные стены. В свою очередь благодаря второму прием сигнала более качественный и стабильный, также не нужно использовать большое количество базовых станций, так как их дальнобойность доходить до 20 км.

Диапазон частот

Что такое агрегация частот

Агрегация частот представляет собой объединение диапазона. Таким образом сигнал передается сразу на нескольких частотах, и вследствие этого задержка практически отсутствует и повышается скорость приема и передачи пакетов трафика. На данный момент данную технологию использует переходное поколение 4G, которое именуется как 4G+ или 4,5G.

Обратите внимание! Агрегация частот позволяет устройствам производить подключение к несколькими каналам и объединять их для повышения качества сигнала и скорости интернет- соединения.

Cat 1, cat 2, cat 3, cat 4… cat 12, cat 16 и другие

Многие спрашивают, CAT 4 LTE — что это такое. Сегодня большинство моделей смартфонов использует именно CAT4, который показывает максимальную скорость обмена данными. Данная категория позволяет добиться скорости более 50 Мб/сек, но при этом должны быть соблюдены несколько условий:

• находиться в нескольких метрах от ретранслятора;
• к данной точке не должно быть подключено сторонних абонентов;
• базовая станция использует мощное оборудование;
• ретранслятор использует оптическое (ВОЛС) соединение с центром сети.

Помимо LTE CAT 4, существует еще несколько категорий:

Важно! Категория CAT 4 LTE показывает информацию о том, какая скорость передачи данных поддерживается мобильным телефоном.

Покрытие LTE в мире и РФ

Мир весьма неплохо «покрылся» сетями LTE. Технологические лидеры — Южная Корея, Китай, Япония и США практически полностью обеспечены стандартом, даже в самых отдалённых областях. Европа немного от них отстаёт. В России всё ещё существуют места, в которые можно добраться только разве что на медведях. Однако, связь нужна и там. Единственное препятствие — стоимость реализации. Она не всегда коррелирует с оправданностью проведения сети в эти глухие места, так как пользоваться ими будут 2 человека на 1 Га. Стоит учесть и отношение операторов сотовой связи к внедрению новых технологий. Кто-то идёт в ногу с прогрессом и оперативно реагирует, а кто-то немного запаздывает и не спешит ставить свои вышки. Например, вот так выглядит карта покрытия сетями 4G у компании МегаФон.

Как видно на карте, не охваченных зон ещё довольно много

Преимущества и недостатки данных технологий

Преимущества и недостатки FDD:

Скорость передачи данных в зависимости от агрегации частот

При использовании технологии FDD уменьшается время задержки и возрастает скорость интернет-соединения. Чтобы получить более качественный и стабильный сигнал, необходимо приобретать устройство, где имеется поддержка BAND 3 и 7, так как они работают с FDD. При использовании TDD могут наблюдаться непостоянная скорость соединения с Интернетом и нестабильный сигнал.

Агрегация частот

Под словом «агрегация» в данном случае понимается объединение, т.е. агрегация частот – это объединение частот. Что это означает – попытаюсь объяснить ниже. Известно, что скорость приема передачи зависит от ширины канала передачи. Как мы видели из таблицы в предыдущем разделе, ширина канала на загрузку, например, МТС равна 10 МГц в диапазоне Band7 (кроме Москвы), на отдачу также 10 МГц. Чтобы увеличить скорость загрузки оператор перераспределяет купленные им частоты в соотношении 15 МГц на загрузку и 5 МГц на отдачу. Аналогично поступают и другие провайдеры.

Однажды кому-то из разработчиков пришла в голову светлая мысль – а что, если передавать сигнал не на одной несущей частоте, а на нескольких одновременно. Тем самым расширяется канал приема/передачи и скорость теоретически значительно возрастет. А если еще каждую несущую передавать по схеме MIMO 2х2, то получаем дополнительный выигрыш в скорости. Такая схема приема-передачи получила название «агрегации частот».Именно эту схему использует интернет 4G+ или LTE-Advanced (LTE-A).

В таблице указано, что для Cat.9, нужно, чтобы передатчик и приемник умели передавать и принимать сигнал на трех несущих частотах (в трех бэндах) одновременно, ширина каждого канала должна быть не менее 20 МГц. Для Cat.12 необходимо дополнительно, чтобы антенные устройства были соединены по схеме MIMO 4х4, т.е. фактически нужно 4 антенны на приемной и передающей стороне. Загадочные символы 256QAM означают определенный вид модуляции сигнала, позволяющий более плотно упаковывать информацию. Желающих более детально ознакомиться с этой темой могут начать знакомство с материалом в статье в Википедии и с тамошними ссылками.

Русские Блоги

Технология TD-LTE и ее приложения
By Yvonne Liu and Bai Ying, Agilent Technologies, Inc.

Third-generation (3G) wireless systems are deployed all over the world. W-CDMA maintains a mid-term competitive edge by providing high speed packet access (HSPA) in both downlink and uplink modes. Typical cell maximum data rate today is around 7.2 Mbps, and typical single-user data rates of around 1.5 Mbps can be expected. To ensure competitiveness into the future, the long-term evolution (LTE) of the 3rd Generation Partnership Project’s (3GPP) UMTS is first specified in release 8 of the 3GPP specification, and covers the emerging needs of “mobile broadband” into the next decade with cell data rates of over 300 Mbps expected when the system is fully functional.

Беспроводные системы третьего поколения (3G) развернуты по всему миру. W-CDMA сохраняет конкурентное преимущество в среднесрочной перспективе, обеспечивая высокоскоростной пакетный доступ (HSPA) как в нисходящем, так и в восходящем режимах. Сегодня типичная максимальная скорость передачи данных батареи составляет около 7,2 Мбит / с, а типичная скорость передачи данных для одного пользователя — около 1,5 Мбит / с. Чтобы обеспечить будущую конкурентоспособность, в 8-м издании спецификации 3GPP впервые было указано долгосрочное развитие (LTE) проекта партнерства третьего поколения (3GPP) UMTS, которое охватывает новые требования «мобильного широкополосного доступа» в ближайшие десять лет. Когда система будет полностью функциональна, ожидается, что ее скорость передачи данных превысит 300 Мбит / с.

The majority of work to date on LTE has focused on the frequency division duplex (LTE FDD) variant. Following the integration of the Chinese TD-SCDMA standard, based on time division duplex (TDD), into the 3GPP specifications for LTE, chipset and device designers are now working to include TDD capability. Now known as TD-LTE, the standard allows carriers to make use of the unpaired spectrum that many of them already own.

До сих пор,Большая часть работы над LTE была сосредоточена на вариантах дуплекса с частотным разделением (LTE FDD).. С дуплексом по времени (TDD) Интеграция китайского стандарта TD-SCDMA, интеграция в LTE3GPP В спецификации разработчики чипсетов и устройств сейчас усиленно работают над включением функциональности TDD. Теперь называетсяTD-LTEЭтот стандарт позволяет операторам использовать непарный спектр, которым многие из них уже владеют.

Compared to previous standards such as GSM/EDGE and W-CDMA, the timescale from first-generation standards documents to commercial release for LTE in general is short, and for TD-LTE in particular is shorter, due to its later addition into the standards. For handsets and data cards, LTE’s maximum specified RF bandwidth of 20 MHz has driven a change in block diagram and the emergence of standard connections, while the requirement for multi-format devices which include compatibility with legacy systems may lead designers to the increased use of software-defined radios. New designs need more analog/digital cross-domain measurement and «digital-in, RF-out», meaning designers need new tools and measurement methods.

С предыдущимGSM/EDGE с участием W-CDMA По сравнению с другими стандартами, временной график от стандартных документов первого поколения до коммерческого выпуска LTE очень короткий, особенноTD-LTE Расписание короче, потому что позже было добавлено к стандарту. Для мобильных телефонов и карт данных,Максимальная полоса пропускания RF, указанная LTE, составляет 20 МГц., Ведущие к изменениям в блок-схемах и появлению стандартных соединений, а также требования к многоформатным устройствам, включая совместимость с унаследованными системами, могут побудить разработчиков чаще использовать программно определяемые радиомодули. Новые конструкции требуют большего количества аналоговых и цифровых междоменных измерений и «цифрового входа, RF-выхода», что означает, что разработчикам нужны новые инструменты и методы измерения.

TD-LTE is specified to operate in the frequency range 1850 to 2620 MHz, and uses the same MIMO scenarios and up- and down-link modulation formats as FDD: OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) in the downlink and SC-FDMA (single carrier frequency division multiple access) in the uplink. There are two frameconfigurations, each with an overall length of 10 ms and divided into 10 subframes, as shown below.

The “5ms” version has two special synchronizing subframes rather than the one in the “10ms” version, and gives greater opportunity for uplink/downlink flexibility. The frame can be dynamically configured to any one of the preset configurations shown, depending on the instantaneous data transmission requirement.

TD-LTE предназначен для работы в диапазоне частот от 1850 до 2620 МГц., И используйте ту же схему MIMO и формат модуляции восходящей линии связи, что и FD: OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов) в нисходящей линии связи и SC-FDMA (частота одиночной несущей) в восходящей линии связи). Есть два кадра, каждый из которых имеет общую длину 10 миллисекунд и разделен на 10 подкадров, как показано ниже. Версия «5 мс» имеет два специальных подкадра синхронизации вместо подкадров в версии «10 мс» и предоставляет больше возможностей для гибкости восходящей / нисходящей линии связи. В соответствии с требованиями мгновенной передачи данных динамику кадра можно настроить на любую отображаемую предустановленную конфигурацию.

Figure 1: TD-LTE Frame Structures

Each one millisecond downlink subframe contains blocks of data (“resource blocks”) destined for a number of different users, while uplink subframes contain blocks of data from the users to the base station (eNB). The specified latency target (time from information request to reply) is 5 ms, or only half a frame, for small data packets, so system timing, including timing offset to compensate for distance from the eNB, is critical. The current system is optimized for low speed (stationary or pedestrian) users, who will see the highest-speed operation, but may eventually be extended to users traveling at up to 500 kph.

Каждый1 миллисекундаЗапись по нисходящей линии связи содержит блоки данных («блоки ресурсов») для нескольких разных пользователей, а подкадр восходящей линии связи содержит блоки данных от пользователей к базовым станциям (eNB) Блок данных. дляМаленькие пакеты, УказанозадержкаЦель (время от запроса информации до ответа) Да5 мс, Или только половина кадра, поэтому системная синхронизация (включая смещение синхронизации для компенсации расстояния от eNB) очень важна. Текущая система нацеленаПользователи с низкой скоростью (неподвижные или пешеходы)После оптимизации они будут работать с максимальной скоростью, но в конечном итоге ее можно будет расширить для пользователей, путешествующих со скоростью 500 километров в час.

The TD-LTE standards currently contain specifications and measurements methods for RF channels of 1.4, 3, 5, 10, 15 and 20 MHz (same as LTE FDD with scalable bandwidths). Most test methods and items are defined for single code data using a single transmit and receive part. Specifications for multiple codes and MIMO configurations are still under discussion. For up-to-date information, go to www.3gpp.org and check the latest version of document TS34.141.

Стандарт TD-LTE в настоящее время включает спецификации и методы измерения для радиочастотных каналов 1,4, 3, 5, 10, 15 и 20 МГц (то же самое, что и LTE FDD с масштабируемой полосой пропускания). Большинство методов и элементов тестирования определены для данных одного кода с использованием одной части передачи и приема. Спецификации для нескольких кодов и конфигураций MIMO все еще обсуждаются. Для получения последней информации перейдите наwww.3gpp.org И проверьте последнюю версию документа TS34.141.

Initial measurements aim to ensure un-impaired transmission and reception: uplink and downlink transmit masks, maximum and minimum power, power control, adjacent channel leakage and spurious emissions are defined to ensure minimum interference. An example transmit on/off mask is shown below.

Цель начального измерения — гарантировать, что передача и прием не скомпрометированы: маски передачи в восходящем и нисходящем направлениях, максимальная и минимальная мощность, управление мощностью, утечка в соседнем канале и побочные излучения определены для обеспечения минимальных помех. Ниже показан пример передачи без маски.

Figure 2: Example transmission mask

The next series of measurements focuses on transmission quality, with the main metric being error vector magnitude (EVM). For the OFDM downlink, the measurement is defined over one subframe (1 ms) in the time domain and 12 subcarriers (180 kHz) in the frequency domain. Limits depend on the modulation complexity; the higher order the modulation, the tighter the limit. For the SC-FDMA uplink from the UE, transmission quality is defined in terms of allocated and unallocated resource blocks, and requires separately measuring the spectrum within the channel where the UE is transmitting and the remainder of the channel bandwidth where it is not. EVM and spectrum flatness are specified for allocated resource blocks, and in-band leakage and IQ offset (carrier leakage), which are interfering signals that degrade network performance, are specified for unallocated resource blocks.

Следующая серия измерений посвященаКачество передачи, Основным показателем является величина вектора ошибок (EVM)。Для нисходящего канала OFDM измерение определяется для одного подкадра во временной области (1 мс) и 12 поднесущих (180 кГц) в частотной области.. Ограничение зависит от сложности модуляции; чем выше порядок модуляции, тем строже ограничение. Для восходящей линии связи SC-FDMA от UE качество передачи определяется в соответствии с выделенными и нераспределенными блоками ресурсов.Необходимо измерить спектр и оставшуюся полосу пропускания в канале передачи UE, соответственно, где это не так. EVM и равномерность спектра указаны для выделенных блоков ресурсов, а нераспределенные блоки ресурсов указаныВнутриполосная утечкас участием Смещение IQ (Утечка носителя), это сигналы помех, влияющие на производительность сети.

Figure 3: VSA screenshot showing uplink performance data

Basic receiver RF performance tests – reference sensitivity, dynamic range, in-channel selectivity, adjacent selectivity blocking and spurious emissions – are set up using normal call protocol until the UE is communicating on traffic channel. At the specified value, the block error rate (BLER) must not exceed a target value and maintain the target throughput value, normally 95%. Specified values depend on the test being performed, receiver bandwidth, and modulation complexity. The receiver is then checked for its ability to correctly demodulate the dedicated control channel from within the dedicated physical channel in both static and faded environments, and at all supported data rates and channel bandwidths.

Базовый тест РЧ-характеристик приемника (эталонная чувствительность, динамический диапазон, внутриканальная избирательность, соседнее избирательное блокирование и побочное излучение) настраивается с использованием обычных протоколов вызова до тех пор, пока UE не установит связь по каналу трафика. При указанном значении коэффициент ошибок блока (BLER) не должен превышать целевого значения и поддерживать целевое значение пропускной способности (обычно 95%). Указанное значение зависит от выполняемого теста, полосы пропускания приемника и сложности модуляции. Затем проверьте, может ли приемник правильно демодулировать выделенный канал управления из выделенного физического канала в статической среде с затуханием и при всех поддерживаемых скоростях передачи данных и полосах пропускания каналов.

TD-LTE devices must provide compatibility with legacy 3GPP systems, and a series of handover scenarios are specified to ensure conformance. These aim to ensure service continuity for the user, and check everything from idle mode and in-call intra-frequency TDD-TDD handovers, through inter-frequency changes and TDD-FDD handovers, handovers to 3G W-CDMA and HPSA systems, and finally to handing over from TDD to GSM.

Оборудование TD-LTE должно обеспечивать совместимость с традиционными системами 3GPP и определять ряд схем передачи обслуживания для обеспечения согласованности. Эти цели заключаются в обеспечении непрерывности обслуживания пользователей и проверке всего: от режима ожидания и передачи обслуживания TDD-TDD по вызову в пределах частоты до межчастотного изменения и передачи обслуживания TDD-FDD, передачи обслуживания в системы 3G W-CDMA и HPSA и, наконец, Переход от TDD к GSM.

While the specified RF environment for both LTE FDD and TD-LTE requires multiple input-multiple output (MIMO) operation, test and validation methods remain to be determined. Signal analysis of the individual data streams that make up a MIMO transmitter is straightforward. The multiple signals for MIMO receiver test include realtime fading, and require specialized test signal generation. Validation of correct MIMO receiver operation is still under discussion in both 3GPP and the test community. First LTE deployments will use 2 x2 MIMO (i.e. 2 separate transmitters and receivers) though the specification call for up to 4 x4 MIMO in the future. MIMO is designed to improve coverage and data transmission capacity, with each transmitter broadcasting its own unique data stream, and the receivers performing complex matrix demodulation to recover the initial data.

Хотя указанные радиочастотные среды LTE FDD и TD-LTE требуют нескольких входов и нескольких выходов (MIMO) Эксплуатация, но методы тестирования и проверки еще предстоит определить. Выполнить анализ сигналов для различных потоков данных, составляющих передатчик MIMO, очень просто. Множественные сигналы, проверяемые приемником MIMO, включают замирание в реальном времени, что требует генерации специального тестового сигнала. 3GPP и тестовое сообщество все еще обсуждают проверку правильности работы приемника MIMO. В первом развертывании LTE будет использоваться MIMO 2×2 (т. Е. 2 ​​отдельных передатчика и приемника), хотя согласно спецификации в будущем потребуется до 4×2 MIMO. MIMO направлен на улучшение покрытия и возможностей передачи данных.Каждый передатчик транслирует свой собственный уникальный поток данных, а приемник выполняет сложную матричную демодуляцию для восстановления исходных данных.

Figure 4: Example 2 x 2 MIMO configuration

These are only the beginning of system testing needs. From chipset design to network deployment, much work must be done to test out the end-user’s experience at all stages of the design process. In addition to ensuring interoperability, full testing will involve validating thousands of additional user-experience scenarios. Only by validating functionality early on will network operators be able to manage customer expectations and retain loyalty. Early experiences with WAP and W-CDMA have taught them the potential customer issues of technology deployment and roll out – from coverage issues, real data speed and battery drain time, to simultaneous interactions. Designers and service providers must be able to verify both the maximum design performance and the performance of devices under realistic network conditions using controlled and repeatable test scenarios, before deployment and after design changes. Protocol and conformance test tools, such as the Agilent 8960 and E6620, and systems based on them supplied in partnership with Anite, provide a feature-rich environment for comprehensive performance validation.

Это только начало требований к системному тестированию. От проектирования набора микросхем до развертывания сети необходимо проделать большую работу, чтобы проверить возможности конечного пользователя на всех этапах процесса проектирования. Помимо обеспечения совместимости, комплексное тестирование также требует проверки тысяч других сценариев взаимодействия с пользователем. Только проверив функции как можно раньше, операторы сети смогут управлять ожиданиями клиентов и поддерживать их лояльность. Ранний опыт использования WAP и W-CDMA рассказал им о потенциальных проблемах клиентов при развертывании и продвижении технологий — от проблем с покрытием, фактической скорости передачи данных и времени потребления батареи до одновременного взаимодействия. Перед развертыванием и после изменений конструкции проектировщики и поставщики услуг должны иметь возможность использовать контролируемые и повторяемые программы тестирования для проверки максимальной проектной производительности и производительности оборудования в реальных условиях сети. Инструменты тестирования протоколов и соответствия, такие как Agilent 8960 и E6620, а также системы

Agilent has developed several first-to-market TD-LTE test products to help ensure the success of TD-LTE deployment. The Agilent 3GPP LTE TDD Wireless Library for Agilent SystemVue and Advanced Design System (ADS) works directly with Agilent’s MXA Signal Analyzer to provide the world’s first fully coded BER solution for the TDD version of the LTE standard using 2 x 2 and 4 x4 MIMO technology. The solution allows fully coded BER measurements of a device under test, including simulation of channel impairments for multipath fading.

Компания Agilent разработала ряд первых на рынке продуктов для тестирования TD-LTE, чтобы гарантировать успех развертывания TD-LTE. Беспроводная библиотека Agilent 3GPP Lte TDD для системы Agilent Vue и Advanced Design System (ADS) напрямую взаимодействует с анализатором сигналов Agilent MXA, используя MIMO 2 x 2 и 4 x 4, чтобы обеспечить первую в мире полную версию TDD стандарта LTE. Технология решения кодирования BER. Это решение позволяет проводить измерения BER с полным кодированием на тестируемом устройстве, включая искажения канала, имитирующие замирание из-за многолучевого распространения.

The Agilent N7625B Signal Studio for LTE TDD is a powerful, PC-based software application for creating standards-based TD-LTE signals using Agilent’s N5182A/62A MXG and E4438C ESG vector signal generators, and N5106A PXB MIMO receiver tester. The Signal Studio solution supports the 3GPP LTE TDD September 08 standard, offers multichannel capability for PDSCH, PHICH, PCFICH, PBCH, PDCCH, PUSCH, PUCCH, and has the ability to transmit DL and UL signals. These products provide basic capabilities well suited for testing components used in base stations and mobile handsets, such as power amplifiers and filters, and advanced receiver test capabilities that support transport layer coding, 4 x 4 MIMO pre-coding and fading.

Agilent N7625 Signal Studio для LTE TDD — это мощное программное приложение на базе ПК для создания сигналов TD-LTE на основе стандартов с использованием векторных генераторов сигналов ESG n5182a22222a mxg и E4438C компании Agilent и тестера N5106A PXB MIMO. . Решение Signal Studio поддерживает стандарт 3GPP LTE TDD September 08, обеспечивает многоканальные функции для PDSCH, PHICH, PCICH, PBCH, PDCCH, PUSH, PUCCH и имеет возможность передавать сигналы DL и UL. Эти продукты предоставляют базовые функции, которые очень подходят для тестирования компонентов (таких как усилители мощности и фильтры), используемых в базовых станциях и мобильных телефонах, а также поддерживают кодирование транспортного уровня, предварительное кодирование MIMO 4 x 4 и замирание.

Agilent 89600 VSA software provides RF and baseband engineers with a comprehensive set of TD-LTE signal analysis tools, physical layer testing, and troubleshooting of LTE transceivers and components. TD-LTE downlink (OFDMA), uplink (SC-FDMA), and MIMO analysis is a single option. The VSA software offers industry-leading performance with EVM of < -50 dB (hardware dependent) and bandwidths of 1.4 MHz to 20 MHz. Modulation formats included are BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM, CAZAC, OSxPRBS, TDD DL/UL allocation (0-6) and special subframe length (0-8), and 2 x 2 MIMO. This VSA software can be used with more than 30 Agilent products, including spectrum and signal analyzers, oscilloscopes, and logic analyzers to make LTE measurements anywhere in the block diagram — from baseband to antenna, on digitized or analog signals. It supports 2 x 2 MIMO analysis in conjunction with Agilent’s EXA and MXA Signal Analyzers, VXI-based VSA analyzer, and several scopes. It also has connectivity with Agilent’s Advance Design System TD-LTE wireless library.

Программное обеспечение Agilent 89600 VSA предоставляет инженерам по радиочастотам и основной полосе частот полный набор инструментов анализа сигналов TD-LTE, тестирования физического уровня и устранения неполадок приемопередатчиков и компонентов LTE. TD-LTE нисходящий канал (OFDMA), восходящий канал (SC-FDMA) и анализ MIMO — это единственный вариант. Программное обеспечение VSA обеспечивает лучшую в отрасли производительность с EVM <-50 дБ (в зависимости от оборудования) и полосой пропускания от 1,4 до 20 МГц. Включая форматы модуляции: BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 Qam, Cazac, OSXPRBS, TDD DL / 2 ul выделение (0-6) и специальная длина подкадра (0-6) и 2 x 2 MIMO. Программное обеспечение VSA может использоваться для более чем 30 продуктов Agilent, включая анализаторы спектра и сигналов, осциллографы и логические анализаторы, и может использоваться для измерений LTE в любом месте блок-схемы (от основной полосы частот до антенны, оцифрованного сигнала или аналогового сигнала). Он поддерживает mimo-анализ 2×2 в сочетании с анализаторами сигналов Agilent EXA и MXA, VSA-анализаторами на основе vsi и несколькими диапазонами. Он также работает с Agilent

In summary LTE, and particularly TD-LTE, brings new challenges to developers and to the vendors of design and test tools. New RF modulation schemes, MIMO antenna configurations, higher system bandwidths and capacity, and lower latency are just some of them. New measurement methods, including crossing the digital and RF domains, combined with a reduction in test point accessibility mean there’s a steep learning curve for both system and test developers. Successful technical introduction is a must, with analysts predicting between 30 and 80 million LTE subscribers and well over $100 billion in operator revenues within 5 years.

Короче говоря, LTE, особенно TD-LTE, поставил перед разработчиками и поставщиками средств проектирования и тестирования новые задачи. Новые схемы радиочастотной модуляции, конфигурации антенн MIMO, более высокая пропускная способность и пропускная способность системы, а также меньшая задержка — вот лишь некоторые из них. Новые методы измерения, включая пересечение цифровых и радиочастотных областей, в сочетании с ограниченным доступом к контрольным точкам означают, что разработчикам систем и тестов предстоит пройти большой путь обучения. Успешное техническое внедрение является обязательным условием. Аналитики прогнозируют, что количество пользователей LTE достигнет 30–80 миллионов в течение 5 лет, а доходы операторов значительно превысят 100 миллиардов долларов США.

Yvonne Liu works at the China Communication Operation (CCO) of Agilent Technologies in Beijing. She received a B.S. in Electrical Engineering from China Civil Aviation University in 1990. Since joining Hewlett-Packard/Agilent Technologies in 1993, Yvonne has had a variety of roles including field engineer, business development engineer, and marketing engineer. Yvonne started as a product marketing engineer where she supported the cdma2000 application one-box-tester. She is now responsible for application solutions on the Agilent X-series spectrum analyzers including cdma2000, 1xEV-DO, and TD-SCDMA. Yvonne’s current focus is supporting TD-SCDMA and TDLTE.

Bai Ying obtained his Master’s Degree in Communication and Information Systems from the Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences in 2006. He joined Agilent Technologies and has worked as an application engineer focusing on TD-SCDMA with his application expertise in LTE TDD signal studio planning, product marketing, and technical support.

Ивонн Лю работает в отделе коммуникаций Китая (CCO) компании Agilent Technologies в Пекине. В 1990 году он окончил Китайский университет гражданской авиации со степенью бакалавра электротехники. С момента прихода в компанию Hewlett-Packard в 1993 году Ивонн занимала различные должности, включая полевого инженера, инженера по развитию бизнеса и инженера по маркетингу. Ивонн начинала как инженер по маркетингу продуктов, где она поддерживала тестировщик приложений cdma2000. Сейчас она отвечает за прикладные решения для анализаторов спектра Agilent серии x, включая cdma2000, 1xEV-DO и TD-SCDMA. Текущая работа Ивонн сосредоточена на поддержке TD-SCDMA и TDTE.

Бай Ин получил степень магистра в области связи и информационных систем в Институте электроники Китайской академии наук в 2006 году. Он присоединился к Agilent Technologies и работал инженером по приложениям в области TD-SCDMA.Он обладает обширным опытом в области планирования студии сигналов LTE TDD, маркетинга продукции и технической поддержки.

Как заставить устройство применить LTE 4G?

Вы можете даже не знать, что ваш смартфон предоставляет интернет в соответствии с последней технологией. Многие смартфоны могут принимать данные с более мощным соединением. И все-таки лучше, чтобы она была прописана в списке поддерживаемых технологий девайсом. В любом случае вы можете посетить офис своего мобильного оператора и попросить помочь подключить интернет с LTE.

Выбор сети LTE в настройках смартфона

Вы также можете позвонить в поддержку на короткий номер своего оператора и попросить помочь с настройками. В устройствах с Android настройки можно найти в разделе «Сети». Нужно явно указать технологию, с которой вы предпочитаете пользоваться интернетом. Подробную инструкцию, к сожалению, предоставить нет возможности. Так как настройки устройства могут отличаться. Возможно, вам необходима будет помощь оператора для того, чтобы прописать нужные настройки вашего устройства. В некоторых моделях сотовых телефонов они не очевидны.

Ключевые моменты решения TD-LТЕ

Цифровые сети TD-LТЕ могут быть быстро развернуты в случае наступления чрезвычайных происшествий и значительно повысить скорость реагирования и принятия решений по их устранению. На базе развернутых сетей может быть предоставлено большое количество сервисов, таких, как удаленное образование, удаленное медицинское обслуживание и т.д., повышен уровень общественной безопасности, а также эффективность работы городских служб.

Строительство инфраструктуры единой радиосети является основой для создания систем умного города и электронного правительства.

Достижения

По состоянию на декабрь, ZTE развернула TD-LTE сети для 66 ведущих операторов в 40 странах. ZТЕ выиграла 35 коммерческих контрактов TD-LТЕ, 4 из которых были введены в коммерческое использования в больших масштабах, включая TD-LTE сети, развернутые для Японского SoftBank, Индийской Вharti Аirtel, СМНК и Нi3G из Швеции.

LTE — это не просто Upgrade 3G !

Это совершенно иной подход, а физика его такова:

• переход от кодового разделения каналов (CDMA) к частотному (OFDMA и SC-FDMA)
• переход от коммутации каналов на технологии IP – коммутацию пакетов

По прогнозам экспертов, уже к 2021 году более 5 млрд. человек станут членами мирового сообщества, называемого “мобильный мир”. При этом половина всего населения планеты будет иметь постоянный доступ к услугам LTE сетей.

Дальнейший прогресс развития будет связан с технологией LTE Advanced, и мы заглянем за рубеж 2021 года!

Полосы частот и ширина каналов, используемые сотовыми операторами в России в 2021

Частотное распределение каналов сотовой связи в России на 2019 год

Что даст LTE конечному пользователю?

Увеличение пропускной способности и минимальные задержки, большая устойчивость канала связи, уменьшение стоимости трафика — все вместе это открывает новые возможности для пользователей, сервисы становятся более качественными и менее дорогими.

Какая выгода от LTE для операторов?

Перспективные сетевые технологии с точки зрения мощности, пропускной способности и взаимодействия с пользователем. Это новые коммерческие возможности и источники дохода, как для старых операторов, так и для новых.

Так как новые сети можно использовать для технологий связи любого поколения – 2G, 3G и 4G это позволит снизить капитальные и эксплуатационные затраты операторов.

Верхние и нижние частоты

Отечественным сотовым операторам удобнее работать с частотами ниже 2000 МГц, что объясняется лучшим прохождением сигнала сквозь бетонные стены. Однако, такие частотные диапазоны не способны обеспечить связью мегаполисы и крупные регионы страны.

Верхние частоты хорошо справляются с густонаселенными областями, но менее устойчивы к преградам. Подобные характеристики высоких и низких частот объясняет их комбинированное использование провайдерами. Это позволяет образовать канал связи высокого качества в полосе высоких помех.

Сегодня в мегаполисах, на крышах домов и крупных офисных зданий, монтируют специализированное оборудование, оптимизирующее передачу сигнала внутри помещений. Установить интернет в частном доме можно с помощью нашей компании.