Научная статья на тему 'LTE-Advanced Pro как основа для новых сценариев M2M'

LTE-Advanced Pro как основа для новых сценариев M2M Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
863
118
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АВТОМАТИЗАЦИЯ / МЕЖМАШИННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ / M2M / БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ / LTE-ADVANCED PRO / 5G

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Крейнделин Виталий Борисович, Усачев Василий Александрович

Текущие перспективы развития мобильной связи пятого поколения дают основания ожидать революцию в области межмашинного взаимодействия. Новый стандарт уже предлагает скорость соединения в несколько Гбит/с, однако это является не единственным новшеством. Переход на 5G подразумевает появление целой экосистемы, в рамках которой мобильная связь сможет быть использована более широко и разнообразно, чем сейчас. В силу того, что предполагаемый разрыв между LTE и 5G будет очень существенным, мировые производители оборудования и ведущие международные организации в сфере связи и коммуникации уже сейчас ведут активную работу по обеспечению плавного перехода на новый разрабатываемый стандарт к 2020 г. Так LTE-Advanced Pro станет технологическим мостом между настоящим и будущим. В такой ситуации важно обеспечить постепенный переход на новое оборудование. Для решения этой задачи LTE Advanced Pro максимально возможно приблизит свои параметры и характеристики к 5G. Подготовить существующее оборудование LTE-Advanced для работы в стандарте LTE-Advanced Pro возможно сделать с минимальными затратами. Nokia, Huawei и Qualcomm представляют конкретные наработки в этом направлении. Объединение несущих частот будет более масштабным: 32 несущих вместо пяти в 3GPP Release 12. Развитие MIMO приведёт к массивному MIMO 4x4. Применение данной технологии и рост степени QAM модуляции до 256 увеличит скорость передачи и позволит уменьшить физический размер передатчиков на базовых станциях. В LTE-Advanced Pro появится гибкое управление сигналом в пространстве, что повысит проникновение сети в каждом случае городской застройки. Помимо роста качества доступа к интернету с новым стандартом операторы связи смогут повысить качество обычных голосовых звонков на основе технологии VoLTE. Сценарии, в которых станет работать LTE-Advanced Pro, также будут развиваться по направлению к сближению с сценариями применения 5G. Пользовательские устройства будут держать связь и с базовыми станциями, и с другими пользовательскими устройствами. Эти устройства будут объединяться в самоорганизующиеся сети. В таком сценарии абоненты перестанут быть конечными пользователями. Теперь они станут предоставлять связь другим людям и устройствам.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «LTE-Advanced Pro как основа для новых сценариев M2M»

LTE-ADVANCED PRO КАК ОСНОВА ДЛЯ НОВЫХ СЦЕНАРИЕВ M2M

Крейнделин Виталий Борисович,

д.т.н., профессор, МТУСИ, Москва, Россия, vitkrend@gmail.com

Усачев Василий Александрович,

магистрант кафедры ИСУиА, МТУСИ, Москва, Россия, usvas.0l@gmail.com

Ключевые слова: автоматизация, межмашинное взаимодействие, M2M, беспроводные системы связи, LTE-Advanced Pro, 5G.

Текущие перспективы развития мобильной связи пятого поколения дают основания ожидать революцию в области межмашинного взаимодействия. Новый стандарт уже предлагает скорость соединения в несколько Гбит/с, однако это является не единственным новшеством. Переход на 5G подразумевает появление целой экосистемы, в рамках которой мобильная связь сможет быть использована более широко и разнообразно, чем сейчас. В силу того, что предполагаемый разрыв между LTE и 5G будет очень существенным, мировые производители оборудования и ведущие международные организации в сфере связи и коммуникации уже сейчас ведут активную работу по обеспечению плавного перехода на новый разрабатываемый стандарт к 2020 г. Так LTE-Advanced Pro станет технологическим мостом между настоящим и будущим. В такой ситуации важно обеспечить постепенный переход на новое оборудование. Для решения этой задачи LTE Advanced Pro максимально возможно приблизит свои параметры и характеристики к 5G. Подготовить существующее оборудование LTE-Advanced для работы в стандарте LTE-Advanced Pro возможно сделать с минимальными затратами. Nokia, Huawei и Qualcomm представляют конкретные наработки в этом направлении. Объединение несущих частот будет более масштабным: 32 несущих вместо пяти в 3GPP Release 12. Развитие MIMO приведёт к массивному MIMO 4x4. Применение данной технологии и рост степени QAM модуляции до 256 увеличит скорость передачи и позволит уменьшить физический размер передатчиков на базовых станциях. В LTE-Advanced Pro появится гибкое управление сигналом в пространстве, что повысит проникновение сети в каждом случае городской застройки. Помимо роста качества доступа к интернету с новым стандартом операторы связи смогут повысить качество обычных голосовых звонков на основе технологии VoLTE.

Сценарии, в которых станет работать LTE-Advanced Pro, также будут развиваться по направлению к сближению с сценариями применения 5G. Пользовательские устройства будут держать связь и с базовыми станциями, и с другими пользовательскими устройствами. Эти устройства будут объединяться в самоорганизующиеся сети. В таком сценарии абоненты перестанут быть конечными пользователями. Теперь они станут предоставлять связь другим людям и устройствам.

Для цитирования:

Крейнделин В.Б., Усачев В.А. LTE-Advanced pro как основа для новых сценариев M2M // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2017. Том 11. №3. С. 28-32.

For citation:

Kreindelin V.B., Usachev V.A. (2017). LTE-Advanced pro as a basis for new use case M2M. T-Comm, vol. 11, no.3, pp. 28-32. (in Russian)

Переход от 4G к 5G

(появление промежуточного стандарта)

Планируемое и ожидаемое появление в 2020 году нового стандарта мобильной связи помимо больших обсуждений о требованиях к новому стандарту и разработки различных сценариев применения будущих возможностей даёт и практическую пользу, которую видно уже сегодня. На сегодняшний день разработку 5G ведут несколько международных объединений (3GPP, ETSI, NGMN и другие). В них входят операторы связи и производители оборудования. Каждый участник такого сообщества предлагает своё видение сети будущего. Естественно, конкретные цифры (скорость передачи данных, время задержки и прочие) в разных источниках отличаются друг от друга.

К примеру, Nokia в своей работе "White paper LTE-Advanced Pro" [1] приводит следующие характеристики. Стандарт 5G не будет совместим с существующим LTE, Первый этап развития нового поколения будет основываться на системе управлении сетью в LTE. Устройства одновременно будут подключены к LTE и к 5G. Nokia предлагает первые варианты применения пятого поколения в 2018 году, а масштабное внедрение будет не раньше 2020. Появится серьёзная необходимость в качественных сетях LTE. Высокопроизводительный стандарт 5G может быть основан только при безупречной работе LTE.

5 G reseach

6 © ®

* . г 9

People & Things

L* Л

Smooth AG evolution

Sub 6 GHz

150 мьр!

10™

^^^^^working

ReU3...

Programmable World

Рис. 1. Параллельное развитие стандартов связи в сторону М2М и интернета вещей

А другой производитель оборудования - Qualcomm - в отчёте "Leading the path towards 5G with LTE Advanced Pro" [2] представляет возможности 5G следующим образом:

- Унификация, более объёмная платформа для полос спектра больших и меньших 6 ГГц

- Применение для новых спектров, доступных после 2020, включая преобразование из существующих.

- Полноценное использование 4G в качестве вклада в развитие 5G.

- Значительная оптимизация стоимости и повышение энергоэффект и в пост и использования.

Фирма Huawei в обзоре "4.5G. Open the Giga World" [3] полагает, что появление 5G невозможно так резко. Необходим промежуточный стандарт, который будет мостом между существующими технологиями и планируемыми. Подготовка к новому состоит из двух пунктов:

- Внедрение 4.5G как первый этап применения уже готовых технологических решений. Такие технологии могут

быть реализованы программно, не прибегая к коренным аппаратным изменениям.

- Изменение сетевой архитектуры в 4.5С. Новые стандарты будут иметь очень длительный жизненный цикл, поэтому сетевая архитектура должна быть разработана с учётом этого, чтобы она в долгосрочной перспективе оставалась актуальной и не требовала изменений. Также в 5С должно быть достигнуто меньшее время задержки и сверхвысокая пропускная способность.

Таблица 1

Роли LTE и 5G

~ ——Стандарт Параметр ' ---■___ LTE-Advanced Pro 5G

Обратная совместимость с существующим LTE Есть Нет

Управляющая среда LTE LTE

Спектр 450 МГц - 6 ГГц 3-6 ГГц

Так как это предлагают производители оборудования, то очевидно, что они могут предоставить такие характеристики своей техники. Поэтому, как только становятся достижимыми те или иные параметры, они выводятся на рынок и внедряются операторами связи. Так как 5G не будет обратно совместим с существующими стандартами, то очень важно обеспечить для пользователей плавный, незаметный переход из одного поколения беспроводной сети в другой. При длительном использовании обоих стандартов в конечном счёте пользователи сменят своё оборудование, работающее только в LTE, на новое, которое обеспечит работу или одновременно в двух стандартах, или только в 5G. Иначе ни операторы связи, ни тем более их клиенты не смогут осуществить такой существенный переход от одной технологии к другой. Для решения этих задач и появился стандарт LTE-Advanced Pro (4.5G). Развитие возможностей LTE становится крепкой основой для появления 5G.

Особенности LTE-Advanced Pro

по сравнению с LTE-Advanced

Новый стандарт LTE приведёт к ещё большей широкополосной связи, чем это есть в LTE сегодня. Возросшая пропускная способность приводит к более эффективному предоставлению услуг. Скоростная связь обеспечивается различными способами. Один из них - объединение несущих частот. Стало возможным объединять ещё больше несущих и из различных типов спектра через различные соты. Применение нелицензированных диапазонов, 4.5G делает возможным использование большого числа нелицензированных спектров, TDD/FDD разрешает меньшую задержку и подстраивающиеся настройки для нисходящего и восходящего потоков. Для анализа сигналов и подстройки передатчиков применяются трёхмерные диаграммы направленности. Используется гораздо большее число антенн. Это приведёт к масштабному применению MIMO.

В "Leading the path towards 5G with LTE Advanced Pro" [2] Qualcomm сообщает о том, что LTE-Advanced по сравнению с новым LTE Pro поддерживает более короткий временной интервал. Обычно в OFDM при FDD передавалось 14 символов в одном подкадре. Теперь вместо них передаётся всего один символ. В TDD в новой структуре подкадра

сразу после окончания сегмента данных может идти сегмент подтверждения, что сокращает время передачи.

LTE-Advanced способен объединять до 5 диапазонов шириной по 20 МГц, говорится в отчёте Qualcomm [2]. Это даёт высокую пиковую скорость передачи данных и более низкую задержку. Улучшается пользовательский опыт всех абонентов, возрастает мощность и эффективность сети, полностью используются частотные диапазоны.

Nokia Networks в |1| сообщает, что LTE-Advanced Pro обеспечивает объединение несущих частот и расширение спектра происходит несколькими способами: возможно объединить до 32 несущих, одновременное соединение с различными сетями, одновременное использование FDD/TDD, работа устройств в лицензированном спектре и не лицензированном.

LTE

3GPP Meases В-S

LTE-Advanced

Э№Р Releases 10-12

LTE-Advanced Pro

3GPP Release 13-

го

I

x32

Рис. 2. Объединение несущих частот в различных версиях LTE

Работа в нелицензированной полосе 5 МГц отлично подходит для применения в малых сетях, например, корпоративная, находящаяся в одном здании, или на небольшой территории, например, стадион. Возможно, что данный способ позволит получить общую ширину спектра до 50 МГц. Объединение с лицензированным спектром также повысит производительность. Сюда же можно отнести и использование других стандартов беспроводной связи, таких как Wi-Fi, MulliFire.

По мнению Qualcomm [2], расширение LTE нелицензи-рованным спектром и технологией вспомогательного доступа (Licensed Assisted Access — LAA) в 2 раза повысит ёмкость по сравнению с Wi-Fi, обогатит пользовательский опыт, сделает управление единой сетью LTE более простым, во многих случая совместная работа с Wi-Fi улучшит производительность, Развитие LAA способствует переходу к 5G.

Huawei в документе "4.5G. Open the Giga World" [3] определили гри основных сетевых возможности для эффективной поддержки приложений. Они с высокой пропускной способностью до нескольких Гбит/с, с короткой конечной задержкой около 10 мс и массовыми подключениями до 100 000 подключений на один км". Цель сетей 4.5G - плавный переход от сетей 4G с учетом ключевых возможностей. Набор ключевых технологий 4.5G в настоящее время определяется в целях обеспечения доступности этих возможностей.

Отличительной особенностью нового стандарта является развитие технологии MIMO. В обзоре "Overview of Fnll-Dimension MIMO in LTE-Advanced Pro" [4| приводится описание развития LTE-Advanced Pro. Так в частности стала применятся технология Full-Dimension MIMO (FD MIMO).

Эволюция MIMO позволяет устанавливать на базовые станции большее число антенн, чем при LTE и LTE-Advanced. В теории, при росте количества антенн корреляция между двумя каналами стремится к нулю. Как результат этого нисходящими потоками можно легко управлять с помощью простого линейного предварительного кодирования. А многопользовательская интерференция в восходящем потоке легко устраняется с обычного объединённого приёмника. Это работает при сильном сигнале, когда имеется достоверная информация о состоянии капала. В режиме TDD этого добиться легче, чем при FDD.

Другой особенностью FD-MIMO, о которой рассказывается в обзоре [4], является поляризация антенн в двух плоскостях, Активные антенны представляют собой плоские двумерные решётки. В этих антенных системах производится управление различными усилителями, А конструкция сетки антенны позволяет регулировать радиоволну в вертикальной и в горизонтальной плоскости, т.е. происходит управление распространением волны в трёхмерном пространстве. Например, вертикальное положение антенн обеспечивает лучший сигнал в городах с высотной застройкой. Также данная сетчатая конструкция даёт преимущество в количестве антенн. Возможно установить большее число антенн без увеличения занимаемого пространства.

В том же обзоре "Overview of Fnll-Dimension MIMO in LTE-Advanced Pro" [4| приводится пример улучшения связи при использовании FD-MIMO. В [4] рассмотрена ситуация, когда 64 линейные антенные решетки развернуты в горизонтальном направлении, в соответствии с общим предположением о том, что расстояние между антенной равна половине длины волны QJ2), и работает система LTE с использованием несущей частоты 2 ГГц. Оборудование занимает в пространстве Зм. Из-за ограниченных возможностей крыши или мачты, выделение такого места было бы обременительно для большинства сотовых станций. В отличие от этого, когда антенны расположены в виде квадратной решетки, требуется относительно небольшое пространство (например, 1,0 х 0,5 м с двойной поляризацией 8 * 8 антенной решетки).

На первом этапе FD-MIMO используется 16 антенн (сетка 8x8). В дальнейшем это число возрастёт.

В комплексе рост числа антенн и усложнение модуляции требуют уверенного приёма сигнала. При слабом сигнала с большим показателем С и гнал/Шум (SN II) применение QAM-256 становится невозможным. При плохом, некачественном определении отдельных сигналов оборудование автоматически станет работать с меньшим показателем модуляции, что повлечёт за собой падение скорости. Во избежание этого необходимо тщательно и детально отнестись к этапу моделирования воздушного канала передачи данных, который используют все мобильные устройства и большинство устройств, задействованных в системах межмашинного взаимодействия. Результаты таких исследований помогут при проектировании архитектуры сети 5G и существенно упростят этап разворачивания сети.

Кроме того, различные исследования и разработки ("White paper LTE-Advanced Pro" от Nokia [1] и "4.5G, Opening Giga Mobile World, Empowering Vertical Markets" от Huawei [5J) показывают, что устаревшие терминалы 4G будет иметь возможность доступа к сети 4.5G. Однако терминалы 4G не смогут использовать все возможности 4.5G.

Очевидно, что 4.5G является мостом между текущей сетью LTE-Advanced и сетью 5G, которая придёт в 2020 г.

sd-10 I й(Ьп I HtHÎ 1 Btbn Л RcM

2010 20(12 201 * 20Î16 2018 2Cp

' comrT>efc.i(iliol1 out Gtt'l -IV, cemmertlaftlIuji etZOls 5G commertialroll oljT (ï'ZQZO

I'iic. 3. Хронология развития беспроводной связи

Развитие 4.5G операторами

Стандартизация 4.5G была завершена в октябре 2015 года, 3GPP утвердила LTE-Advànced Pro в эволюции развития технологий LTE и LTE-Advanced [6]. Более десятка ведущих мировых операторов приступили к развертыванию 4.5G в ограниченных коммерческих сетях или сетях для тестирования. Huawei Technologies в своей презентации "4.5G, Opening Giga Mobile World, Empowering Vertical Markets" [5| на международной выставке в феврале 2016 заявила о том, что в 2016 г. ожидает запуска более 60 коммерческих сетей стандарта 4.5G во всем мире.

Число необходимых соединений растет феноменальными темпами. Во всём мире 4 миллиарда человек, не имеющих доступа к Интернету, и один миллиард, который не имеет телефонной связи вовсе. Это означает, что текущий охват связью по-прежнему должен расти. Другая проблема заключается в том, что средний объём данных каждого пользователя постоянно возрастает. Основным источником трафика является просмотр видео. В документе Huawci Technologies [5] приводится статистика YouTube за 2014 год, согласно которой 50% всего трафика видео пришлось на мобильные устройства. Новые услуги, такие как 2К/4К видео, виртуальная реальность, дополненная реальность, применение беспилотных летательных аппаратов и другие, которые могут появиться в ближайшие два-три года, представляют собой еще более трудные задачи, чем стоящие перед нами сегодня. По оценкам mLAB Huawei, приведённым в "4.5G, Opening Giga Mobile World, Empowering Vertical Markets" [5j, ожидается более 6,7 млрд. абонентов мобильной связи к 2020 г. Также каждый пользователь будет потреблять и генерировать мобильный трафик объёмом около 5 ГБ в месяц.

4.5G также значительно улучшит опыт мобильного обслуживания. 4.5G ставит перед собой следующие задачи:

использовать VoLTE Plus для дальнейшего улучшения связи VoLTE на границе сети;

Voke СоМР extends coverage by 2d В « ^ ф »

Relaxed BdCWiaul

ш

AMRC «tends coverage by 1dB

W В

*

=}, +ldB -л

2ÎSStbjK 1265ича

AMRC : Д1ЛВ1И1* Multi-JUií Control

Рис. 4. Улучшение связи в VoLTE Plus

использовать VoLTE Plus для обеспечения качества VoLTE при помехах, при смене ЕС и в сценариях с высоким уровнем трафика;

— 4.5G также должно ввести новые методы кодирования, с которыми столкнулись в ОТТ-сервисах (Skype, Whatsapp, Viber и пр), 3GPP стандартизировала улучшенный голосовой кодек сервис (EVS) в Release 12, EVS кодер-декодер поддерживает полосу пропускания звука в 20 КГц (МРЗ качество) и имеет высокую устойчивость к задержке, джиттеру и потери пакетов. 4.5G будет продолжать оптимизировать производительность радио-интерфейса на основе EVS кодека, будет улучшать покрытие для более высокого качества передачи голоса, а также для обеспечения высокого качества голоса в случае высокого трафика.

Также в феврале 2016 Huawei Technologies в презентации "4.5G, Opening Giga Mobile World, Empowering Vertical Markets" [51 сообщила, что главные мировые операторы мобильной связи заявили о крупномасштабном развертывании 4.5G сетей, которое зависит не только от готовности оборудования операторов, но и от ранней аттестации и внедрения ключевых технологий и от готовности всей отрасли в целом.

В феврале 2016 г. производитель процессоров Qualcomm представила модем Snapdragon Х16 LTE ("Welcome to the era of Gigabit Class LTE" [7]), который будет встроен в процессоры мобильных устройств. Эта разработка позволяет передавать данные со скоростью до I Гбит/с, что относится к LTE Category 16,

Новые возможности в 10 раз превосходя']- скорость, которая была на момент появления LTE. Такое достижение основано на технологии объединении несущих частот. В целом же, стала применяться более сложная комплексная обработка цифрового сигнала по сравнению с той, что была раньше. При передаче сигнала используется модуляция QAM-256, MIMO 4x4 и объединение четырёх несущих шириной 20 МГц,

Используя всё вместе, становится возможным достижение таких невероятно больших скоростей. Процессор может обрабатывать до 10 потоков данных, поступающих через 4 антенны. Скорость передачи данных в каждом потоке повышена до 100 Мбит/с за счёт применяемой модуляции QAM-256. В восходящем потоке используется полоса пропускания 2x20 МГц и QAM-64, что позволяет достичь 150 Мбит/с (LTE Category 13).

Также компания Huawei начала работу по коммерческому запуску 4.5G чипсетов для терминалов - приводится информация в "4.5G, Opening Giga Mobile World, Empowering Vertical Markets" [5J. Это является мощным толчком к коммерческому использованию 4.5G смарт-герминалов в 2016 г.

К концу 2015 года ведущие мировые операторы начали разворачивать 4.5G;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• Норвегия, Германия, Кувейт, Саудовская Аравия, ОАЭ, Китай, Гонконг, Япония, Канада, Сингапур и другие страны продемонстрировали скорость передачи свыше 1 Гбит на коммерческих сетях,

• Великобритания и Корея приступила к строительству национальных сетей общественной безопасности LITRA-приложений с использованием широкополосного транкового вещания.

• Страны Испания, Корея, Китай, ОАЭ и Германия начали развертывания NB-IoT, но пока не для коммерческого использования.

Предполагается, что в 2016 г. будет более 60 4.5G сетей по всему земному шару.

7Т>

COMMUNICATIONS

Сценарии M 2 M, которым пригодятся характеристики

нового стандарта

В сфере межмашинного взаимодействия LTE Pro по сравнению с LTE-Advanced расширяет список применения мобильных устройств. Qualcomm в работе "Leading ihe path towards 5G with LTE Advanced Pro" [2] делает акцент на обмен информацией между автомобилями на дороге (vehicle-to-everything communications (v2x)) и дорожной инфраструктурой, а также развитие LTE Direct ( Device-to-Devi се discovery and communications и Relays and multi-hop to extend coverage).

В новых сценариях от Qualcomm Technologies, представленных в [2], мобильные устройства перестают быть больше только конечными точками в сотовой сети. Теперь они становятся точками доступа в сеть для других вещей, как па-пример, для часов и браслетов, следящих за здоровьем. Происходит дальнейшее развитие систем M2M, С каждым релизом 3GPP повышается гибкость таких систем, их ёмкость и производительность.

Взаимодействие автомобилей на дороге строится на принципе прямого обмена информацией между объектами (LTE Direct D2D), не прибегая к сети операторов связи. Таким образом улучшается работа на больших скоростях объектов, уменьшается задержка и эф фею Доплера (из работы "Leading the path towards 5G with LTE Advanced Pro" [2]), Применение в автомобильной сфере даёт возможность отправлять сообщения от конкретной машины к другой конкретной, а также использовать широковещание при отправке важных сообщений со стороны дорожной инфраструктуры (о неких дорожных событиях, погодных явлениях и пр.). Такая технология повышает в целом и скорость потока автомобилей, и безопасность поездок. Возможна связь с носимым оборудованием, которое есть у людей, для оповещения систем автомобиля о нахождении человека на проезжей части, на пешеходном переходе. Опять же в целях снижения аварийности дорожного движения.

Помимо применения в дорожной сфере LTE Pro делает возможным применение мобильных устройств для приёма и показа цифрового ТВ, для обнаружения близлежащих устройств с помощью LTE Direct, открывается ещё больше возможней по обеспечению общественной безопасности, расширяется список допустимых задач, для которых основополагающим фактором является время задержки.

Подводя итоги, можно сказать, что LTE-Advanced Pro предоставляет лучшее покрытие, более тесную интеграцию с существующими функциями, обладает состоявшейся экосистемой, значительной прочностью и сильной защитой.

Литература

1. Nokia Networks. White paper LTE-Advanced Pro // GSA. 2015, URL: http://gsacom.com/papcr/ltc-advanced-pro-pushiiig-lte-capabilitics-towards-5g-nokia-white-paper/ (дата обращения: 22,Февраль.2016). 22 p.

2. Qualcomm Technologies Inc. Leading the path towards 5G with LTE Advanced Pro // GSA."2016. URL: http://gsacom.com/paper/2240/ (дата обращении: 22.Февраль.2016). 49 p

3. I luawei Technologies Co. Lid. 4.5G. Open the Giga World. GSA. 2015. URL: http://gsacom.com/paper/4-5g-open-the-giga-world/ (дата обращения: 27.Март.2016). 20 p.

4. И. Ji, Y. Kim. J, Lee, E, Onggosanusi, Y. Nam. J. Zhang. B. Lee. B. Shim. Overview of Full-Dimension M1MO in LTE-Advanced Pro. // Arxiv.Org. 2016. URL: https://arxiv.org/pdf/1601.00019.pdt' (дата обращения: ¡.Июнь.2016). 22 p.

5. Huawei Technologies Co. Ltd. 4.5G, Opening Giga Mobile World, Empowering Vertical Markets // MWC 2016. Barcelona. 2016. URL: www.huawei.com/minisite/4-5g/img/4.5GWhitepaper.pdf (дата обращения: 20.Май.2016) — 24 p.

6. LTE-Advanced Pro Ready to Go // 3GPP: [сайт]. [2015J. URL: http://www.3gpp.org/ news-e vents/3gpp-r»ews/1745-lte-advanced_pro (дата обращения: 20.Май.2016).

7. Welcome to the era of Gigabit Class LTF [Электронный ресурс | // Qualcomm: [сайт], [2016]. URL: https://www.qualcomm.com/ news/snapdragon/2016/02/11/welcomc-cra-gigabit-class-ltewclcomc-cra-gigabit-class-lte (дата обращения: 1,Июнь,2016).

LTE-ADVANCED PRO AS A BASIS FOR NEW USE CASE M2M

Vitaliy B. Kreindelin, Moscow technical university of communications and informatics, Moscow, Russia, vitkrend@gmail.com Vasiliy A. Usachev, Moscow technical university of communications and informatics, Moscow, Russia, usvas.01@gmail.com

Abstract

Current prospects for fifth generation of mobile communications give reasons to expect a revolution in the area of devices interaction. The new standard already offers the connection speed of several Gbit/s, but this is not the only novelty. Switching to 5G means the appearance of the new ecosystem for more wide and various use case mobile communications. Because of the expected significant diversity between LTE and 5G, the global manufacturers of the mobile equipment and leading international organizations in the sphere of communications have already started the active work to provide smooth transition to the new standard to 2020. So LTE-Advanced Pro will be a technology bridge between the present and the future. In such a situation it is important to provide a gradual transition to the new equipment. To solve this problem LTE Advanced Pro as possible bring their parameters and characteristics to 5G. Prepare the existing LTE-Advanced equipment for use in LTE-Advanced standard, the Pro can be done at minimal cost. Nokia, Huawei and Qualcomm are concrete developments in this direction. Carrier aggregation will be more ambitious: 32 carriers instead of five in the 3GPP Release 12. The development MIMO will lead to a massive MIMO 4x4. Using this technology and the growth degree QAM modulation to 256 and increase the transmission rate will reduce the physical size of the transmitters at the base stations. In LTE-Advanced Pro will be flexible signal control in space, which will increase the penetration of the network in each case of urban development. In addition to the growth of quality access to the internet with the new standard for telecom operators will be able to improve the quality of conventional voice calls based on VoLTE technology. Use case that will run LTE-Advanced Pro, will also evolve towards a rapprochement with the application scenarios 5G. User's device will keep in contact with the base stations, and other user's devices. These devices will be combined in a self-organizing network. In this use case, the callers will cease to be the end users. Now they will provide a connection to other people and devices.

Keywords: automation, machine-to-machine, M2M, wireless communication systems, LTE-Advanced Pro, 5G.

m

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.