Применение технологии LTE в смартфонах. LTE в телефоне: как работают и что это такое

Сегодня беспроводной мобильный интернет от сотовых операторов завоевывает все большую популярность в больших городах. Благодаря ему каждый пользователь может пользоваться интернетом и скачивать информацию из сети в любой части зоны покрытия. Беспроводной интернет также делится на разные виды технологий. Например, существует интернет поколения 3G и поколения LTE. При этом беспроводной интернет LTE является совершено новой технологией сегодня и пока не вошла плотно в нашу жизнь.

Так, не все знают, что такое LTE и как им пользоваться, а также какие существенные нововведения она принесла. Рассмотрим подробнее вместе эту новую технологию.

Развитие мобильных сетей и появление LTE

Первым интернетом на мобильном телефоне можно считать технологию GPRS, которую еще называют технологией первого поколения. Однако данная технология имела очень низкую скорость и небольшую зону покрытия, что существенно затрудняло ее использование. Затем, в 2003 году появилась технология EDGE, которую принято считать технологией начала эры мобильного интернета.

Часто технологию EDGE называют «2G», что переводится, как «технология второго поколения». Несмотря на то, что скорость такого интернета стала значительно выше GPRS, она все равно была низкая, и многие сайты приходилось загружать долгое время, а про такую вещь, как посмотреть фильм онлайн, можно было и не мечтать.

Следующим этапом развития технологий передачи данных стало появление беспроводной сети третьего поколения, которую называют «3G». Благодаря этой новой технологии пользоваться интернетом стало легко, а связь стала более стабильной. Теперь пользователи данной мобильной сети могут загружать быстро сайты и даже смотреть видео онлайн, что было невозможно раньше. Данная технология в наше время достаточно распространена. Однако ее успешно вымещает новая технология четвертого поколения.

С развитием интернета и мобильных телефонов потребовалась сеть, которая способна передавать данные по сети еще быстрее и при этом уменьшить затраты. Тогда разработчики создали сеть четвертого поколения — «4G» или «LTE». Название переводится как «долговременная эволюция», что намекает на долговременное использование технологии в ближайшем будущем.

Данная технология обладает огромными преимуществами по сравнению с прошлыми поколениями и активно входит в нашу повседневную жизнь.

Характеристики технологии LTE

Технология 4G позволяет передавать данные по беспроводной мобильной сети со скоростью до 150 Мбит/с, что на сегодняшний день является самой быстрой передачей данных по мобильной сети. С такой быстрой скоростью любой пользователь может открывать сайты мгновенно и очень быстро загружать фильмы в наилучшем качестве. Помимо этого можно смотреть даже фильмы в HD-качестве онлайн без особых проблем.

Зона покрытия 4G составляет до 100 километров, что значительно больше, чем у 3G. Также 4G лучше использует частотный диапазон, уменьшая влияние помех на работу беспроводной сети.

Технология LTE создавалась с целью повысить скорость передачи данных, уменьшить стоимость и уменьшить задержку при передаче пакетов данных. Все эти пункты сеть четвертого поколения выполняет превосходно. Помимо этого 4G снизила затраты мобильных операторов в 6 раз по сравнению с технологией 3G, а, значит, снизила и стоимость пользования услугами для потребителя.

Как можно подключиться к сети LTE

Практически все современные мобильные телефоны оснащены возможностью использования беспроводной сети четвертого поколения, однако более старые модели не поддерживают данную технологию. Подключиться к 4G через мобильный не составит труда. Достаточно лишь активировать нужный тарифный план у сотового оператора, который предоставляет данную услугу. Однако важно помнить, что сегодня зона покрытия сети 4G может быть не везде. В основном зона покрытия находится в центральных районах мегаполисов. Однако в будущем это будет меняться.

Чтобы подключить 4G на телефоне и планшете, понадобится специальная сим-карта, которую можно купить в офисах сотового оператора. Помимо этого, для ноутбука понадобится еще usb-модем или роутер, через который будет происходить передача данных на ноутбук или компьютер. Роутер или модем также покупается в салонах сотовой связи.

После покупки необходимого оборудования остается только выбрать подходящий тариф. Всю информацию по тарифным планам можно посмотреть всегда на сайте сотового оператора или уточнить в салонах связи, где вы приобретаете модем или роутер.

Также вы можете поискать полезную информацию в нашем разделе .

27.10.2015

В предыдущей статье мы уже рассматривали стандарты третьего поколения под общим названием . Однако, быстрыми темпами распространяется связь уже четвёртого поколения - 4G. О основным стандартом в 4G на данный момент является LTE. Строго говоря, LTE не был первым стандартом четвёртого поколения, первым широкораспространённым был стандарт WiMAX. В нём работала первое время Yota, а некоторые операторы используют WiMAX до сих пор. Максимальная скорость WiMAX 40 Мбит/с, однако реальные показатели лежат в диапазоне от 10 до 20 Мбит/с.

Но вернёмся к LTE. Именно он сейчас наиболее распространён в мире в целом и в России в частности. Но что такое 4G LTE ? LTE (с англ. Long-Term Evolution ) - это стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных устройств. Основан он на всё тех же GSM/UMTS протоколах, однако теоритические и реальные скорости передачи данных в сетях LTE значительно выше, порой даже превосходят проводные соединения!

LTE FDD и LTE TDD: в чём отличия?

Стандарт LTE бывает двух видов, различия между которыми довольно существенны. FDD - Frequency Division Duplex (частотный разнос входящего и исходящего канала)
TDD - Time Division Duplex (временной разнос входящего и исходящего канала). Грубо говоря, FDD - это параллельный LTE, а TDD - последовательный LTE. Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных. В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторорону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё таки загрузка. В целом FDD LTE предпочтительне, т.к. он работает быстрее и стабильнее.

Частоты LTE

Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, то не всё оборудование умеет работать на разных "бэндах", т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоноы с 33 по 44. Существуют дополнительно несколько стандартов, которым еще не присвоены номера. Спецификации на частотные полосы называются бэндами (BAND). В России и Европе в основном используются band 7, band 20, band 3 и band 38.

Приведём список частотных диапазонов сетей 4G LTE в России операторов "большой пятёрки". Существуют также региональные сети 4G LTE местных операторов, работающийх в других частотных диапазонах, однако в рамках данной статьи их рассмотрение не обязательно.

Самым главным критерием, который особенно интересует абонентов, т.е. пользователей сетей 4G LTE, является скорость передачи данных. А скорость прежде всего зависит от ширины частотного диапазона того или иного оператора, а так же типа дуплекса, используемого в сети. Например, для канала в 10 МГц скорость 4G LTE будет равняться 75 Мбит/с. Именно с такой номинальной скоростью работают сети LTE FDD (band 7) операторов Теле2, МТС и . А что же Мегафон? А Мегафон может позволить себе больше. Т.к. несколько лет назад произошло слияние, а точнее поглощение Мегафоном Йоты, то сейчас Мегафон имеет лицензии и на частоты Yota, соответственно максимальная ширина канала может достигать 40 МГц в частотном диапазоне 2600 МГц (band 7), что в теории даёт целых 300 Мбит/с! Но в основном сеть Мегафон 4G работат в канале 15-20 МГц, что даёт скорость загрузки 100-150 Мбит/с. Ведь и для Йоты надо что-то оставить.

LTE-Advanced, или 4G+

Следующим этапом развития сетей 4G LTE является стандарт LTE-A (LTE-Advanced). Некоторые операторы в целях маркетинга называют эту технологию 4G+, но это в корне некорректно. Т.е. фактически именно LTE-Advanced является настоящим 4G. Скорости передачи данных в сети LTE-A в значительной степени превышают обычный LTE. Главной особенностью LTE-Advanced является агрегация частотных диапазонов. Абонентское устройство с поддержкой LTE-A суммирует каналы передачи данных в разных частотных диапазонах, доступных оператору. Например, объединяя несколько частотных диапазонов в полосе 2600 МГц получает канал в 40 МГц, что даёт скорость в сети LTE-Advanced 300 Мбит/с. Но это далеко не предел. Если добавить сюда ещё 20 МГц из полосы 1800 МГц, что получится канал 60 МГц (band 7 + band 3), а это уже 450 Мбит/с! В прочем, это теоритические или стендовые скорости. В реальности они конечно значительно меньше, но тем не менее беспроводная технология LTE-Advanced вполне приближается к проводным скоростям.

Стоит отметить, что агрерировать разные каналы в разных частотных диапазонах могут все операторы при наличии соответствующих лицензий и сетевой инфраструктуры. Главной задачей является расширение частотного диапазона. Чем он шире, чем выше максимальная скорость, т.е. пропускная способность сети. Но и конечно должно быть абонентское оборудование, поддерживающее LTE-Advanced.

Перспективы 4G LTE

Несмотря на то, что стандарт 4G LTE появился уже несколько лет назад, во многих регионах нашей страны до сих пор нет даже сетей 3G. Так что ещё есть куда расти. В мире тестируют сети уже 5-го поколения (5G), но в реальных условиях сети 4G LTE ещё долго будут господствовать, благо операторы их активно развивают.

Во многих случаях 4G интернет является не только альтернативной проводному подключению, но и безальтернативным единственным вариантом, в том числе экономически целесообразным. Отдалённые объекты, прокладка провода к которым связана с определёнными сложностями или риском, а иногда и вовсе невозможна, тоже нуждаются в подключении. Зачастую возможно подключить 4G интернет даже там, где покрытие сетей LTE отсутствует. Для этого используются специальные , которые ловят и усиливают сигнал 4G LTE. Чтобы правильно подобрать антенну, надо знать, сеть какого оператора необходимо поймать, на какой частоте она работает, а также в каком режиме дуплекса (FDD или TDD). Наши определят тип сигнала, замерят его параметры, подберут соответствующее оборудование для обеспечения быстрого и стабильного выхода в Интернет через сеть 4G LTE.

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.

LTE FDD и LTE TDD

Стандарт LTE бывает двух видов, различия между которыми довольно существенны. FDD - FrequencyDivisionDuplex (частотный разнос входящего и исходящего канала) TDD - TimeDivisionDuplex (временной разнос входящего и исходящего канала). Грубо говоря, FDD - это параллельный LTE, а TDD - последовательный LTE. Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных. В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё-таки загрузка. В целом FDD LTE предпочтительнее, т.к. он работает быстрее и стабильнее.

Частотные диапазоны LTE, Band

Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, что не всё оборудование умеет работать на разных "бэндах", т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоны с 33 по 44. Существуют дополнительно несколько стандартов, которым еще не присвоены номера. Спецификации на частотные полосы называются бэндами (BAND). В России и Европе в основном используются band 7, band 20, band 3 и band 38.

В России для сетей 4-го поколения на сегодня используются четыре частотных диапазона:

В качестве примера приведу распределение частот среди основных российских операторов связи в диапазоне LTE2600 (Band7):

Как видим из этой схемы, Билайну досталось всего 10 МГц. Ростелекому тоже досталось только 10 МГц. МТС - 35 МГц в Московском регионе и 10 МГц по всей стране. А Мегафону и Yota (это один и тот же холдинг) досталось аж 65 МГц на двоих в Московском регионе и 40 МГц по всей России! Через Yota в Москве виртуально работает только Мегафон в стандарте 4G, в других регионах - Мегафон и МТС. В диапазоне TDD по всей России кроме Москвы будут работать телевидение (Космос-ТВ и др.).
Полное распределение частот операторов сотовой связи в России см. .

Сети 4G LTE в России

Распределение частот среди операторов по регионам России можно найти .

Для тех, кому трудно запомнить номера диапазонов-бэндов или под рукой нет подходящего справочника, рекомендую небольшое андроид-приложение RFrequence , скриншот которого приведен ниже.

Категории LTE

Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с. Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых - вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический транспорт и др. Наиболее распространенные категории абонентских устройств приведены в таблице.

Таблица требует некоторых пояснений. Здесь упомянута «агрегация несущих» и «дополнительные технологии». Попытаюсь пояснить, что это такое.

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.

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 2016 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE,в которых они умеют работать. Например, для смартфона выпуска 2017 г. Huawei P10 Plus помимо прочих параметров указано:

Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антеннуM IMO 4x4 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.

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.

После запуска приложения, зайдите в его настройки и поставьте галочку на пункте "Определять частоты GMS/UMTS/LTE".

Затем на основном экране должна отобразиться интересующая вас информацию об используемом частотном диапазоне.

В нашем случае смартфон подключился к сети Tele2 по стандарту 4G на частоте 1800 МГц (band 3).

LTE , он же 4G LTE , представляет собой перспективную методику высокоскоростной передачи информации посредством GSM/EDGE и UMTS/HSPA протоколов в телефонах. Известно, что LTE это стандарт, который предназначен, прежде всего, для увеличения скорости обмена данными с помощью мобильных телефонов, КПК и других интерактивных устройств с возможностью подключения к сотовым терминалам мобильной связи.

Что это такое LTE 4 G на смартфонах? Будучи «стандартом четвертого поколения передачи данных» на телефонах, ЛТЕ представляет собой логическое развитие более старого стандарта передачи данных – стандарта третьего поколения известного также как 3G.

В основу стандарта LTE легла концепция сохранения максимального удешевления стоимости передачи, при сопутствующем увеличении скорости и возможности перспективного опционального подключения разнообразных информационных услуг.

Иными словами, создатели 4G LTE поставили себе цель разработать более совершенную и в то же время дешевую методику передачи данных на телефоны, которая вдобавок стала бы базой для последующих улучшений и нововведений. И, замечу, 4G LTE полностью удовлетворил их амбиции. По-настоящему понять, что это LTE вы сможете только используя некоторое время эту технологию на своих гаджетах.

Характеристики технологии LTE

Благодаря инновационной методике цифровой модуляции радиосигнала и оптимизации (существующей на момент разработки 4G LTE) архитектуры 3G сетей, новый поток смог обеспечить скорость передачи данных до 326.4 Мбит/сек ! И это при том, что задержка между отправкой пакетов была снижена с существовавших на то время 2,8 секунд до 5 миллисекунд !

Вдобавок, эта технология 4G LTE позволяет осуществлять радиообмен в широчайшем диапазоне частот от 1,4 МГц до 20 МГц, и даже поддерживает частотную дифференциацию каналов (FDD), что обуславливает возможность использования данного протокола для разнообразных вспомогательных опций, например для IP-телефонии, голосового обмена на основе технологии VoLTE и прочих «увесистых» пакетных передач.

Также нельзя не отметить, что эта технология LTE, за счет оптимизации архитектурных наработок сети 3G, позволяет подключать даже к стандартной 5 МГц мобильной соте до двухсот активных абонентов. Благодаря данной особенности, стандарт 4G LTE позволил не только увеличить имеющиеся характеристики 3G сетей, но и удешевить непосредственно себестоимость обмена данными, так как для обеспечения радиообмена одного и того же количества устройств теперь стало требоваться меньше единиц оборудования.

Отличие 4G от 3G

Помимо вышеописанных ключевых особенностей, которые являются логическим развитием наработок стандарта 3G, 4G LTE также может похвастаться уникальными особенностями, в частности:

• Возможностью взаимодействия с протоколом E-ULTRA;
• Концептуально новой методикой поддержки мобильности передачи сигнала, позволяющей осуществлять радиообмен с терминалом, движущимся на скорости до 350км/ч;
• Радио коммутацией пакетных данных;
• Ранее недоступными диапазонами частотного спектра.

Как можно подключиться к сети LTE

Стоит отметить, что большинство современных аппаратов поддерживали LTE еще до его повсеместного внедрения, и это не случайность – разработчики ориентировались на возможность кооперации со старыми GSM/EDGE, UMTS и CDMA2000 клиентскими терминалами (мобильниками, КПК). Что это такое стандарт LTE мы разобрались, теперь узнаем как пользоваться ЛТЕ на телефоне.

Однако, для использования всех преимуществ данного протокола «на полную» все же потребуется наличие устройства поддерживающего стандарт 4G, так как в противном случае скорость передачи данных будет ограничена параметрами клиентского устройства, а не мощностью сотовой вышки.

Что касается программной настройки, каких-либо приложений или утилит для сопряжения с 4G LTE сетью не требуется – достаточно прописать терминалу стандартные авторизационные данные оператора сотовой связи. Проще говоря, если ваш телефон выходил в интернет на территории РФ с помощью протокола 3G, то «найдя» 4G LTE соту, он подключится к ней без какого-либо участия с вашей стороны, а вам останется лишь довольствоваться высокоскоростным мобильным интернетом.

Вконтакте

LTE включает в себя сеть радиодоступа (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN) и усовершенствованное пакетное ядро (Evolved Packet Core, EPC).

Сеть LTE построена как совокупность новых базовых станций eNB (Evolved NodeB или eNodeB), где соседние eNB соединены между собой интерфейсом Х2. eNB подключены к EPC посредством интерфейса S1. На рис.1 показано взаимодействие новых элементов в архитектуре сети: S-GW (Serving Gateway) – обслуживающих шлюзов, содержащих ПО управления по протоколу MM (MME – Mobility Management Entity).

Рис. 1. Упрощенная архитектура сети LTE

В сети радиодоступа радиоинтерфейс между UE и eNB осуществлен на основе технологии ортогонального частотного разнесения (O rthogonal F requency D ivision M ultiplexing, OFDMA). Работа EPC основана на технологии IP. Такую структуру относят к All-IP Network (AIPN).

Структура сети LTE приведена на рис. 2. Ядро сети EPC (Evolved Packet Core) состоит из обслуживающего шлюза S-GW (Serving Gateway), шлюза для выхода на пакетные сети P-GW (Packet Data Network Gateway), структуры управления по протоколу Mobility Management MME (Mobility Management Entity), связанной с S-GW и eNodeB сигнальными интерфейсами.

Рис. 2.

Функции eNodeB (Evolved NodeB )

eNodeB объединяет в себе функции базовых станций и контроллеров сетей 3-го поколения:

Обеспечивает передачу трафика и сигнализации по радиоканалу,

Управляет распределением радиоресурсов,

Обеспечивает сквозной канал трафика к S-GW,

Поддерживает синхронизацию передач и контролирует уровень помех в соте,

Обеспечивает шифрацию и целостность передачи по радиоканалу,

Выбирает MME и организует сигнальный обмен с ним,

Производит сжатие заголовков IP-пакетов,

Поддерживает услуги мультимедийного вещания,

При использовании структуры с усилителями мощности на антенной мачте организует управление антеннами по специальному интерфейсу Iuant.

Интерфейс S 1 , как показано на рис.2, поддерживает передачу данных с S-GW и сигнализации через ММЕ. Отметим, что eNB может иметь соединения с несколькими S-GW.

Интерфейсы X 2 используют для организации хэндоверов между соседними базовыми станциями, в том числе и при балансировке нагрузки между ними. При этом интерфейсы Х2 могут быть логическими, т.е. для их организации не обязательно реальное физическое соединение между eNB.

Функции обслуживающего шлюза S - GW :

Маршрутизация передаваемых пакетов данных,

Установка качественных показателей (Quality of Service, QoS) предоставляемых услуг,

Буферизация пакетов для UE, пребывающих в состоянии Idle Mode,

Предоставление учетных данных для тарификации и оплаты выполненных услуг.

S-GW является якорной структурой, обеспечивающей мобильность абонентов. Каждую работающую UE обслуживает определенный S-GW. Теоретически UE может быть связана с несколькими пакетными сетями; тогда ее будут обслуживать несколько серверов S-GW.

Функции P-GW (Packet Data Network Gateway )

Шлюз для выхода на пакетные сети P - GW организует точку доступа к внешним IP-сетям. Соответственно P-GW является якорным шлюзом для обеспечения трафика. Если абонент имеет статический IP-адрес, то P-GW его активизирует. В случае, если абонент должен получить на время сеанса связи динамический IP-адрес, P-GW запрашивает его с сервера DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) или сам выполняет необходимые функции DHCP, после чего обеспечивает доставку IP-адреса абоненту. В состав P-GW входит PCEF (Policy and Charging Enforcement Function), который входит обеспечивает качественные характеристики услуг на внешнем соединении через интерфейс Sgi и фильтрацию пакетов данных. При обслуживании абонента в домашней сети функции P-GW и S-GW могут выполнять как два разных, так и одно устройство. Интерфейс S5 представляет собой туннельное соединение GPRS или Proxy Mobile Ipv6. Если P-GW и S-GW находятся в разных сетях (например, при обслуживании абонента в роуминге), то интерфейс S5 заменяют интерфейсом S8.

Функции MME (Mobility Management Entity )

Управляющий блок ММЕ прежде всего поддерживает выполнение процедур протокола Mobility Management: обеспечение безопасности работы в сети при подключении UE и выбор S-GW, P-GW. ММЕ связан с HSS своей сети посредством интерфейса S6a. Интерфейс S10, соединяющий различные ММЕ, позволяет обслуживать UE при перемещениях абонента, а также при его нахождении в роуминге.

Функции PCRF

Policy and Charging Resource Function (PCRF) по сути представляет собой управляющий сервер, обеспечивающий централизованное управление ресурсами сети, учет и тарификацию предоставляемых услуг. Как только появляется запрос на новое активное соединение, эта информация поступает на PCRF. Он оценивает имеющиеся в его распоряжении ресурсы сети и направляет в PCEF шлюза P-GW команды, устанавливающие требования к качеству услуг и к их тарификации.