Сравнение технологий LTE и HSPA+

Основное различие между системами HSPA+ и LTE — методы радиодоступа. В HSPA,+ как и в UMTS/HSPA, применяется множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), а в LTE — множественный доступ на базе ортогонального частотного мультиплексирования (OFDMA). Однако в обеих системах применяется множество одних и тех же передовых радиотехнологий: адаптация системы к радиоканалу, многоантенные системы (MIMO) и т. д., что и позволяет им конкурировать друг с другом.

На линии вниз радиоинтерфейса LTE используется метод множественного доступа с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDMA — Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Использование множества узкополосных поднесущих, ортогональных между собой, позволяет совместить достоинства узкополосного и широкополосного методов передачи сигналов, и в то же время избежать недостатков этих методов: OFDM эффективно справляется с межсимвольной интерференцией и с частотно-селективными замираниями.

При этом очень эффективно используются частотные ресурсы, несмотря на то, что спектры поднесущих OFDM перекрываются, сигналы, передаваемые на разных поднесущих, остаются ортогональными. При использовании OFDM можно без труда адаптировать систему к доступной оператору системной полосе: 1,4 МГц, 3 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц — при фиксированном разносе между поднесущими 15 кГц. Множественный доступ OFDMA предусматривает гибкое выделение абонентам частотно-временных ресурсных блоков. Абонентский терминал оценивает характеристики принимаемого сигнала и возвращает на базовую станцию отчет, включающий среди прочего индикатор качества канала (CQI — Channel Quality Indicator). Базовая станция анализирует принятые от терминалов индикаторы CQI, учитывает обеспечиваемую ими пропускную способность и принимает решение о количестве выделяемых каждому из них ресурсных блоков, обеспечивая некоторый компромисс между очередностью обслуживания абонентов и агрегатной пропускной способностью сектора. Повышение спектральной и / или энергетической эффективности также гарантируется использованием многоантенных систем, в LTE на линии вниз могут использоваться схемы MIMO размерности до 4×4: пространственное мультиплексирование с обратной связью и рангом передачи 2, многопользовательское MIMO, пространственно-частотная разнесенная передача, адаптивное формирование луча диаграммы направленности многоэлементной антенны. Кроме того, в LTE можно максимально учесть условия распространения радиоволн в канале связи и адаптировать к ним систему путем выбора наиболее подходящей схемы модуляции и кодирования (MCS — Modulation and Coding Scheme). Квадратурная амплитудная модуляция QPSK/16QAM/64QAM может комбинироваться с помехоустойчивым кодированием с различными скоростями. Среди доступных 29 схем MCS выбирается та, которая в данных условиях распространения радиоволн обеспечивает максимальную пропускную способность. При высоком отношении сигнал-шум может использоваться скорость кодирования, близкая к 1. Часть из перечисленных выше средств повышения эффективности радиоинтерфейса доступна также и на линии вниз HSPA+, но с некоторыми отличиями. Спецификации Release 7 добавили к функциям HSDPA возможность поддержки 64QAM и MIMO 2×2, но со следующими ограничениями: в режиме MIMO максимальный порядок модуляции — 16QAM, модуляция 64QAM может использоваться базовыми станциями в традиционном режиме SISO (Single-Input-Single-Output). Сочетание 64QAM и MIMO 2×2 стало возможным в следующей версии HSPA+, Release 8. Следует отметить, что даже при неизменном методе радиодоступа — CDMA, в системах HSPA+ не будет обеспечиваться полная совместимость с существующим абонентским оборудованием — терминалы HSDPA не поддерживают 64QAM и MIMO. Для реализации этой функциональности требуются новые терминалы. В настоящее время существует множество технологий БСПД, наиболее часто известных пользователям по их маркетинговым названиям, таким как LTE, Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth. Каждая технология обладает определёнными характеристиками, которые определяют её область применения. Применительно к беспроводным сетям масштаба города WMAN технология LTE имеет следующие ключевые преимущества по сравнению с другими системами: — Производительность. Характеристики радиопокрытия, спектральной эффективности и емкости сети LTE значительно выше характеристик WiMax, HSPA+. — Масштабы рынка. Значительное превосходство технологии радиодоступа стандарта LTE над технологиями 3GPP предыдущих поколений безусловно является существенным аргументом в пользу революционного сценария развития беспроводных сетей передачи данных в будущем.