Kolejny krok w ewolucji systemów telefonii komórkowej

Coraz częściej i więcej mówi się o kolejnych etapach rozwoju mobilnego dostępu do internetu. Wymagania stawiane obecnym sieciom mobilnym rosną w coraz szybszym tempie. Szybkie upowszechnianie treści multimedialnych w internecie, także tym mobilnym, wymusza stosowanie przez operatorów coraz to nowych technologii ich dostarczania.

Urząd Komunikacji Elektronicznej opublikował raport, w formie informatora, o najnowszej technologii mobilnej transmisji danych LTE (Long Term Evolution), o której coraz głośniej w kontekście zwiększania prędkości mobilnej transmisji danych. W raporcie tym UKE przedstawia m.in. charakterystykę technologii oraz plany jej wdrażania w Europie i Polsce.

Główną przewagą, jaką będzie posiadać LTE nad poprzednimi systemami, jest przede wszystkim dużo większa przepustowość. Dzięki temu użytkownik będzie miał możliwość korzystania z usług, które wymagają dużej prędkości przesyłu danych. W tabeli 1 zostały zestawione prędkości przesyłu danych, jakie mogą osiągać poprzednie systemy w porównaniu z LTE.

Podczas opracowywania standardu LTE grupa 3GPP (3rd Generation Partnership Project) postawiła mu następujące wymagania:

• redukcję kosztów przypadających na jeden bit;
• zwiększenie liczby dostępnych usług;
• elastyczne użycie różnych pasm częstotliwości;
• uproszczona architektura, otwarty interfejs;
• rozsądne zużycie mocy przez terminale.

W celu spełnienia stawianych dla standardu wymagań, grupa 3GPP zastosowała w systemie LTE następujące techniki:

• wprowadzono protokół odpowiadający za bez-błędną transmisję o nazwie HARQ;
• zmieniono technikę wielodostępu, dzięki czemu otrzymano niższy pobór mocy przez telefony komórkowe (dla łącza w górę stosowany jest wielodostęp SC-FDMA);
• MIMO (Multiple Input Multiple Output) – technika odbioru i nadawania sygnału. Wykorzystywanych jest kilka anten na stacji bazowej, które odbierają sygnał z różnych ścieżek, dzięki czemu eliminowany jest problem wielodrogowości, a dokładnie problem ten zamieniony został w zaletę. MIMO wykorzystuje matryce antenowe 2x2 (2 anteny nadawcze, 2 anteny odbiorcze) oraz 4x4. Stosowanie tej techniki poprawia jakość sygnału, co pozwala na zwiększenie maksymalnej przepustowości. W LTE stosowana jest również technika SISO (Single Input Single Output), ale mamy do czynienia wtedy z mniejszymi przepustowościami;
• zmianie uległa architektura systemu (zmniejszyła się liczba funkcji, za które odpowiedzialny był szkielet sieci – zostały one przeniesione na obrzeża sieci), co zapewniło małe opóźnienie i usprawniło przenoszenie pakietów przez sieć (tzw. routing).

3GPP zdefiniowało pięć kategorii urządzeń mobilnych (telefony komórkowe, modemy komputerowe) wspierających LTE (tab. 2). Główną cechą rozróżniającą poszczególne kategorie, a będącą bardzo istotną z punktu widzenia użytkownika, jest maksymalna przepustowość łącza „w górę” (od użytkownika) i „w dół” (do użytkownika).