В презентации я представлю вам новости стандартизации RAN в рабочей группе 3GPP TSG-RAN.

На данном слайде представлен список тем, которые включает моя презентация.

Прежде всего, коротко расскажу об основной деятельности 3GPP TSG-RAN в области стандартизации. Пройдусь по ключевым фичам LTE релизов 8 и 9. Предоставлю вам основные факты по 10-му и 11-му релизам (LTE-Advanced). Мы поговорим о рабочих диапазонах частот и о работах, которые связаны с вопросами полос частот для LTE. Кроме того, я продемонстрирую вам тесты системы LTE-Advanced в городских условиях. NTT DoCoMo уже ведет предварительное тестирование технологии LTE-Advanced.

Деятельность рабочей группы 3GPP TSG-RAN в области стандартизации.

На схеме показана структура 3GPP, в частности 4 рабочие группы. Пунктиром выделена рабочая группа, которой я руковожу, она занимается вопросами стандартизации радиоподсистемы UTRA и E-UTRA. Другие группы, как понятно из названий, занимаются работами по стандартизации GSM/EDGE RAN, услугами и сопутствующими аспектами систем, а также стандартизацией решений ядра сети и терминалами. 

На диаграмме показана история выпусков регизов спецификаций 3GPP.  3GPP была основана в конце 1998 года и уже в 1999 году выпустила свою первую спецификацию – релиз R 99 стандарта W-CDMA. В дальнейшем 3GPP подготовила целый набор релизов спецификаций, включая R 5 – HSDPA, R 6 – HSUPA, MBMS.

Первым релизом спецификации LTE стал релиз R 8. За ним были разработаны релизы 9 и 10 (LTE-Advanced). LTE-Advanced – это спецификации, начиная с 10-й и далее. Релиз 10 был одобрен ITU-R RA (МСЭ) в январе 2012 года в качестве реализации ITU-R M.2012 и включен в рекомендации ITU.

Релиз 11, представляющий некоторую доработку спецификаций LTE-Advanced, пока что находится в разработке, но мы уже начали деятельность по подготовке выпуска релиза 12.  На 11-12 июня 2012 года запланирован воркшоп, посвященный обсуждению спецификаций релиза 12.  Ведущие компании будут представлять свое понимание требований к развитию стандарта и возможных путей реализации этих требований. Уверен, что этот воркшоп будет весьма информативным.

Думаю, что многим известны ключевые особенности LTE релиза 8, поэтому мы не будем на них останавливаться. 

Релиз 9 LTE отличается от релиза 8 сравнительно немногим и является его доработкой и улучшением. В основном изменения касаются верхнего слоя – появляется поддержка открытого и гибридного режимов, добавляется функция оптимизации RACH в семействе функций самоорганизации сети, добавляются спецификации слоев высокоуровнего радио и интерфейса NW, а услуги, основанные на данных о местоположении дополнены решениями C-плана, например, OTDOA. 

Основное требование к LTE-Advanced со стороны операторов – это «обратная совместимость» с релизом 8 LTE. Операторы не хотят переходить на новую систему радиодоступа. Поэтому LTE-Advanced релизы 10 и 11 будет обеспечивать полную обратную совместимость с LTE релизов 8 и 9.

LTE-advanced станет эволюционным развитием релиза 8, обеспечит операторам возможность работы в новых полосах частот, а также возможность плавной миграции сетей LTE R8 на LTE-Advanced.

Мы надеемся, что не только абонентские терминалы LTE Rel.8 смогут функционировать в сетях с поддержкой LTE-Advanced (настолько, насколько позволят возможности терминала), но и терминалы LTE-Advanced можно будет использовать в сетях LTE Rel.8 в той мере, в какой возможности терминала поддерживает сеть Rel 8. Такая обратная совместимость весьма важна, учитывая, что к моменту запуска сетей LTE-Advanced, на рынке будет уже много терминалов LTE. То есть LTE-Advanced  (10 и 11) будет включать поддержку всего функционала устройств LTE Rel.8 и 9. 

В таблицах приведены ключевые параметры функционирования LTE-Advanced. В частности, пиковые скорости передачи данных – в LTE Advanced они достигнут 1 Гбит/с в направлении вниз и 500 Мбит/с в направлении вверх (против 300/75, характериных для Rel.8). В IMT Advanced ожидается, что улучшится симметричность прямого и обратного каналов.

Вырастет спектральная эффективность, кроме того, повысятся характеристики работы сети на краях соты – они станут лучше, чем в LTE R 8. 

Ключевые особенности релиза 10 LTE Advanced

Прежде всего – это поддержка возможности агрегация нескущих, что позволит использовать широкие полосы частот, вплоть до 100 МГц. В релизе 8, как мы знаем, максимальная ширина полосы составляет 20 МГц.

Это возможность использовать улучшенные технологии MIMO (до 8 «каналов» для передачи или приема, поддержка MIMO в абонентских устройства вплоть до поддержки передачи одновременно по 4-м каналам в направлении базовой станции. .

Важная особенность – поддержка работы гетерогенных сетей и eICIC (intercell interference coordination - улучшенная координация для снижения межсотовой интерференции). Этим достигается улучшение пропускной способности и площади покрытия на границах макросот.

Также в релизе 10 появляется поддержка релейного режима, что позволяет, при необходимости, наращивать покрытие сети в сельской местности в отстутствие оптоволоконных линий связи.  

Ключевые особенности релиза 11. Важно понимать, что спецификация еще находится на этапе обсуждения.

Не буду вдаваться в детали, но речь, в частности, идет о некоторых доработках технологии агрегации, в частности, возможности поддерживать работу в различных диапазонах, различные конфигурации TDD UL и DL. Улучшенная поддержка гетерогенных сетей.

Интересная тема – это CoMP (Coordinated Multipoint Transmission and Reception – скоординированная многоточечная передача и прием).

Есть и другие возможности, которые уже запланированы к включению в R11.

Ряд опций пока еще не утверждены для включения в релиз, они пока изучаются.  Например, требования к характеристикам мобильных устройств (UE MTC – абонентские устройства Machine Type Communications) для систем M2M в сетях LTE  и другие. 

Еще набор характеристик, присущих Rel-11 (которые, как ожижаются будут влиять на спецификацию). 

Для LTE определено очень много рабочих диапазонов. Более двух десятков для FDD LTE. Есть особенности у этих диапазонов, у их использования.

Очевидно, что терминалы не смогут в ближайшее время обеспечивать поддержку всех возможных диапазонов. В связи с чем возникает вопрос – какие из частотных диапазонов абонентские терминалы должны поддерживать в первую очередь.

В таблице выше показаны частоты для систем FDD LTE, на следующей картинке – частоты TDD LTE. 

В таблице – уже рекомендованные частотные диапазоны для систем TDD LTE, но работы над определением частотных диапазонов продолжаются. В частности, рассматривается расширение диапазонов частот – диапазоном 716-728 МГц (США), использованием под TD-LTE диапазона E850 (для региона 2), цифрового дивиденда 700 МГц, высвобождающегося от аналогового телевещания, а также маленькой полоски частот 1670-1675 МГц (США). Они могут добавиться к стандартизованным в ближайшем будущем.

Поскольку в новых релизах LTE-Advanced предусматривается такая опция, как агрегация частотных диапазонов, необходимо определить  какие именно диапазоны можно будет агрегирвоать. Идентифицированы комбинации различных диапазонов (слева), а также определены диапазоны, где агрегация будет возможна внутри диапазона. 

Представление о функционировании LTE-Advanced дают эксперименты, которые NTT DoCoMo проводит в условиях лаборатории и в полевых условиях. 

Основные параметры радиоподсистемы соответствуют спецификациям 3GPP.  Для прямого канала используется несущая с полосой 100 МГц в диапазоне 3.92 ГГц, для обратного – несущая с полосой 3.67 ГГц с полосой 40 МГц. 

В ходе полевого теста в городских условиях были получены пиковые скорости в направлении «вниз» более 600 Мбит/с, в направлении «вверх» - более 150 Мбит/с.  На стороне мобильной станции использовался эмулятор терминала с мощностью передатчика 23 dBm. Эмулятор перемещался на автомобиле со средней скоростью 30 км/ч. Большая часть маршрута пролегала в условиях непрямой видимости антенны. Мощность базовой станции составляла 40 dBm (10 Вт), удаление автомобиля от антенны базовой станции составляло 1 км, он двигался в направлении базовой станции до расстояния - 200 метров от антенны. Применялась схема 2х2 MIMO.

По мере приближения к базовой станции, скорость нарастает вплоть до значений выше 600 Мбит/с в направлении «вниз». То есть в эксперименте удалось достичь весьма впечатляющих показателей. 

Схема организации эксперимента в лабораторных условиях в офисе NTT DoCoMo. 

На графике справа зафиксированы пиковое значение 910.8 Мбит/с, средняя скорость составляла 899 Мбит/с. Скорость в аплинке превышала 300 Мбит/с.