torstai 15. heinäkuuta 2010

LTE tulee

3G americas
GSM-UMTS NETWORK MIGRATION TO LTE
February 2010
















Pertti Salo
Tampereen teknillinen yliopisto 2010
Tietoliikenteen jatkokoulutusseminaari
LTE kurssin lisätehtävä

Soveltamisala

Tämän artikkeli esittelee keskeisiä näkökohtia LTE-teknologian käyttöönotosta nykyisen GSM-UMTS-verkkoon. LTE on IP-pohjainen langaton tekniikka, joka merkitsee suurta mobiiliverkon muutosta, kun perinteiset piirikytkentäiset sovellukset ja palvelut siirtyvät IP-ympäristöön.
LTE avaa oven uusiin multimediapalveluihin, mutta monimutkainen puhe- ja multimedia-sovellusten käyttöönotto langattomassa verkossa ei ole vähäpätöinen tehtävä.
LTE vaatii monimutkaisen sovelluspalvelinten, laitteiden/ terminaalien ekosysteemin tukemista ja koordinointia ja vuorovaikutusta olemassa olevan teknologian kanssa.



1 ESITTELY


Nykyiset 2G-3G-operaattorit, kuten AT & T, China Telecom, China Mobile, NTT DoCoMo, Telecom Italia, T-Mobile Saksassa ja Yhdysvalloissa, Verizon ja Vodafone pitävät LTE:tä ensisijaisena langattomana tekniikkana tulevaisuudessa.
Kuitenkin Pohjois-Amerikassa LTE tekniikan toteutuminen vaatii monen vuoden työtä. Pohjois-Amerikassa aiempien teknologioiden siirtymävaiheet AMPS, TDMA-ja GSM-ja UMTS kestivät useita vuosia ja nykyistä teknologiaa pidetään ennallaan pitkän aikaa.
Esimerkiksi ensimmäinen kaupallinen UMT:sin käyttöönotto Pohjois-Amerikassa tapahtui heinäkuussa 2004, yli neljä vuotta myöhemmin vuoden 2008 lopussa, UMTS-tukiasema-asennukset Pohjois-Amerikassa eivät vielä ylittäneet GSM:ää.
Samalla tavalla, markkina-analyytikot odottavat hidasta muutosvaihetta LTE:n suuntaan.
Arvioidaan, että vuoden 2012 loppuun mennessä, LTE-tukiasemien asennusten osuus on edelleen alle 1 prosenttia koko Pohjois-Amerikan 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ja 3GPP2 langattomien tukiasemien infrastruktuurista.
Dell'Oro ennustaa, että LTE-tukiasemat jäävät selvästi alle 10 prosenttiin koko maailman 3GPP-ja 3GPP2 tukiasemista vuoden 2013 loppuun mennessä

Yleinen käsitys on, että LTE:stä tulee hallitseva langattoman tulevaisuuden teknologia, mutta LTE tulee olemaan rinnakkain nykyisten langattomien teknologioiden kanssa.
Operaattorien on suunnitteltava LTE käyttöönottoa ja sen vaikutuksia käyttämällä LTE:tä niin, että ekosysteemi koostuu 2G, 3G, ja tulevaisuudessa 4G langattomista teknologioista
Kuluu vuosia ennen kuin LTE RF kattavuus saavuttaa GSM-, GPRS-ja UMTS tason.
Operaattorien LTE käytön täytyy tarjota monen teknologian laitteet verkoissa, jotka mahdollistavat liikkuvuuden ja palvelujen jatkuvuuden GSM-, GPRS-, UMTS ja LTE verkoissa.








2 OPERAATTORIEN STRATEGIAT LTE:N KÄYTTÖÖNOTTOON



Operaattorien strategiat LTE käyttöönottoon voidaan jakaa kolmeen pääluokkaan:
1. Data only-palvelut LTE :ssä
2. Data only palvelut LTE:ssä ja 2G-3G-äänellä
3. Puhe-ja datapalvelut LTE:ssä

Operaattorit voivat käyttää yhtä tai useampaa näistä strategioista eri aikoina.
Esimerkiksi operaattori voi aluksi käyttää data-only palveluja LTE:ssä ja äänipalveluja käyttäen nykyisiä 2G-3G-järjestelmiä. Toinen operaattori voi tarjota LTE datapalveluja ja äänipalveluja 2G-3G-verkossa ja sitten myöhemmin siirtää ääniliikennettä LTE:hen. Vaihtoehtoisesti toinen operaattori voi päättää hypätä suoraan kolmanteen strategiaan, joka tarjoaa kaikki ääni-ja datapalvelut LTE:ssä eikä koskaan käytä kahta ensimmäistä vaihtoehtoa.
On erittäin epätodennäköistä operaattori voisi käyttää kolmea strategiaa käänteisessä järjestyksessä. On myös syytä huomata, että 3GPP-standardit LTE:tä varten eivät sinänsä tue puheluita. Pikemminkin LTE on langaton data, All-IP-tekniikkaa, jossa äänipalvelut ovat tulleet osin jälkikäteen ja Release 8 3GPP-standardien kautta.


2.1 Data only-palvelut

Yksinkertaistaakseen verkon kehittämistä jotkut operaattorit alkavat LTE-asennuksissa tarjota vain datapalveluja. Dell'Oro ennustaa, että alkuvuosina LTE tarjoaa ensisijaisesti data-palvelun, jota käytetään nopeaan mobiiliin laajakaistaan.
Etuna vain datapalvelujen tarjoamisesta on, että se antaa operaattoreille nopeasti käyttöön LTE:n ilman vaatimusta ääniratkaisuista. Toimijat voivat saada käyttöönottovaiheiden kokemusta LTE:stä ennen monimutkaisia äänivaatimuksia.


Yhteentoimivuus 2G-3G kanssa

Valitessaan tarjota LTE:n data only-palveluja, toimijoiden on päätettävä, sisältääkö LTE liikkuvuuden nykyisissä 2G-3G-verkoissa.. Toimijoiden täytyy päättää tarjotaanko vain LTE sopivia laitteita vai tarjotaanko LTE laitteita, jotka myös tukevat GPRS / EDGE-ja / tai UMTS-HSPA.

Kun LTE-verkot ovat käytössä, LTE RF kattavuutta voidaan rajoittaa. Siksi on odotettavissa, että suurimmat 2G-että 3G-operaattorit päättävät sallia liikkuvuuden verkkojen välillä. Kuten Dell'Oro huomauttaa toimijoiden on tuettava riittävästi tilaajia siirtymään LTE-verkkojen käyttöön olemassa olevista 3G-palveluista.
Tämä voidaan saavuttaa tarjoamalla laitteita, jotka toimivat sekä LTE että GPRS / EDGE-ja / tai UMTS-HSPA verkoissa. Vaikka tilaajat eivät pysty saavuttamaan samoja siirtonopeuksia LTE:n ulkopuolella voidaan kuitenkin tarjota suurempaa siirtonopeutta LTE alueilla



2.2 LTE datapalveluja 2G-3G-äänen kanssa

Äänipalvelut ovat edelleen suuria tulolähde langattomien verkkojen operaattoreille. Suurin osa niiden tilaajakantaa on sellaista, joille pitää tarjota LTE verkossa äänipalveluja.
Vastaava tilanne on myös niillä operaattoreilla, jotka tarjoavat Data only-palvelua LTE:ssä täydennettynä 2G-3G-puhe ja data palveluilla, jossa LTE / EDGE / UMTS mahdollistaa nopean LTE:n käyttöönoton ilman kokonaan uusia ääniratkaisuja.
Toimijoille, jotka haluavat ottaa käyttöön LTE-datapalvelut ja GSM-UMTS äänipalvelut riittää toteuttaa CS-Fallback ratkaisu ja SG rajapinta.

Korkealla tasolla, CS-Fallback mahdollistaa laitteiden toiminnan LTE verkossa ja vastaanottaa palveluja 2G-3G-runkoverkosta. Jos puhelu on hyväksytty laite suorittaa Fallback:in GSM-UMTS-verkkoon puhelun käsittelemiseksi.
CS-Fallback voi käyttää puhelujen lisäksi myös muita palveluja kuten CS-domain-palvelut, CS UDI video, SMS, LCS ja USSD.


2.3 Puhe-ja datapalvelut LTE:ssä

LTE on langaton data All-IP-tekniikka. LTE ei määrittele runkoverkkoa ja puhepalveluita, vaan on riippuvainen muiden runkoverkon tämän tekniikan toimittamisesta. 3GPP Release 8 standardi tarjoaa mekanismeja, kuten CS-Fallback, Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC) luovutuksen, jne., joita LTE-järjestelmät voivat käyttää toimiakseen olemassa olevissa ääni runkoverkoissa.
Äänipalvelustandardit LTE:ssä, kuten Volte tulevat vähitellen käyttöön. Hybridipalveluja ja vuorovaikutusta LTE ja 2G-3G-järjestelmien välillä odotetaan lyhyellä aikavälillä.
Useiden palvelujen on tarkoitus tuottaa äänipalveluja ja kehittyneitä palveluja LTE:ssä.

2.3.1 IP Multimedia Subsystems (IMS)

IMS on SIP-pohjainen (Session Initiation Protocol)-istunnon ja palvelujen valvonta-alusta, joka mahdollistaa multimediasovellusten toimituksen kaapelilaajakaistayhteyksiin tai langattomaan verkkoon. Koska LTE on langaton data "all-IP" teknologia, LTE pystyy tarjoamaan laajakaistayhteyksissä IMS tekniikkaa, jota tarvitaan SIP-pohjaisiin palveluihin (esim. ääni).
IMS otettiin ensimmäisen kerran käyttöön 3GPP Release 5 standardissa ja sitä edelsi lähes seitsemän vuoden LTE kehitystyö
Kymmenen vuotta teollisuuden panostusta on johtanut laajaan valikoimaan IMS-standardeja. Myyjillä ja operaattoreilla, jotka pyrkivät toteuttamaan IMS, VoIP-ja SMS-palvelut LTE:ssä on haasteena tunnistaa vähimmäisvalikoima äänipalveluja, lisäpalveluja ja tekstiviestipalveluja, jotka tarvitaan LTE:ssä.
Vastatakseen tähän haasteeseen, operaattorit ja laitteiden tarjoajat ovat luoneet One Voice Initiative-hankkeen. One Voice (ensimmäinen julkaistiin marraskuussa 2009) toteuttaa seuraavat: se tunnistaa vähintään pakollisia vaatimuksia ja tunnistaa valintoja siten, että end-to-end-LTE ekosysteemi voisi helposti rakentaa valmiudet UE, eUTRAN , EPC-ja IMS toimintoihin.

One Voice-aloite hyväksyttiin GSMA:ssa. GSMA: n Voice over LTE (Volte) aloiteella oli kannatusta yli 40 järjestössä mobiiliekosysteemissä mukaan lukien useita maailman johtavia matkapuhelin-operaattoreita matkapuhelinvalmistajia ja laitetoimittajia.
Liittoutumalla One Voice aloitteen taakse teollisuuden jäsenet edistävät end-to-end-LTE ekosysteemiä. Tällainen standardeihin perustuvalla ekosysteemillä varmistetaan, että tilaaja voi edelleen käyttää LTE:ssä (koska ne ovat GSM / UMTS) erilaisia puhelimia ja kyky liikkua maailmanlaajuisesti säilyttäen sekä äänipalvelut ja laajakaistaiset datapalvelut LTE:ssä.
Koska standardit äänipalveluissa LTE:ssä, jotka käyttävät IMS:iä ovat vielä kypsymässä ja siirtyminen 2G-3G-tilaajasta LTE:hen tulee aikanaan, äänipalvelut LTE:ssä täydellisellä IMS arkkitehtuurilla voidaan myöhemmin toteuttaa. Ratkaisut, kuten CS-Fallback, hybridit Voice over LTE ja 2G-3G-järjestelmissä, tai optimoidut IMS-ratkaisut tulevat aikanaan.
.


2.3.2 VOLGA

Vaikka ollaan vielä alkuvaiheessa kehitystä, Voice over LTE Generic Accessin (Volga) antaa matkapuhelinoperaattoreille mahdollisuuden toimittaa puhe-ja viestipalvelut LTE:ssä ja pääsyn verkkoihin, jotka perustuvat nykyiseen 3GPP Generic Access Network (GAN)-standardiin. Käyttämällä 3GPP GAN standardia GSM:ään, UMTS:iin ja LTE:hen, Volgalla on kyky tarjota matkapuhelimiin lähes yhdenmukaiset puhelut, tekstiviestit ja muut piirikytkentäiset palvelut.
Riippumaton Volga foorumi on perustettu tuottamaan Volga tiedot ja tuen.


3 TILAAJIEN ODOTUKSET

Kun LTE tulee, langattomien palvelujen tilaajat odottavat, että heidän LTE-laitteensa toimivat yhtä hyvin tai paremmin kuin nykyiset 2G-3G-laitteet sekä puhe-ja datapalvelut ja uudet mobiilipalvelut multimedia-sovellusten kanssa. He haluavat, että puhelin toimii kuten he ovat tottuneet, ja he haluavat uusien palvelujen toimivan perinteisellä tavalla.

Tilaajan käsitystä palvelun kokonaislaadusta kutsutaan Quality of Experience (QoE). QoE:ssä otetaan huomioon kaikki tekijät, joka vaikuttavat palveluun jaa voivat sisältää tekijöitä, kuten nopeus, kaistanleveys, ominaisuudet, kuuluvuusalue, liikkuvuus, kustannukset, personointi ja valinnat.
QoE joka vastaa tilaajan odotuksia, sisältää seuraavat ominaisuudet, jotka tulee olemaan kriittistä useimmille LTE järjestelmille:
• LTE puhelimen on tarjottava suuri troughput ja alhainen latenssi
• LTE-järjestelmän on oltava avoin ja yhdenvertainen muiden palvelujen kanssa
o LTE puhelimen on tarjottava ominaisuuksia, toiminnallisuutta ja suorituskykyä paremmin kuin edeltäjänsä langattomissa teknologioissa
• LTE puhelimen on tarjottava liikkuvuuteen liittyviä palveluja ja ”aina toiminnassa” kokemusta
o LTE puhelimen täytyy tarjota palvelua koko ajan, vaikkakin osa ajasta palvelu ei voi olla parempaa kuin 2G-3G
o Puhepalvelujen ja ominaisuuksien tulee olla voimassa, kun liikutaan
LTE palvelun alueilla ja 2G-3G-kattavuus alueilla
o Verkko on yhteensopiva eri toimijoiden alueilla sekä sisältää täydelliset roaming valmiudet
o Käyttäjän on voitava aloittaa istunto ja saada tietoa tai palveluja hetkessä
o Käyttäjän on voitava saada tietoja ja lähettää niitä ilman niiden erillistä käynnistämistä.
• Järjestelmän on kyettävä tukemaan eri suunnitelma vaihtoehtoja ja tarjota erilaisia palveluja, siirtonopeuksia.
o Tarjottujen palvelujen laadun on vastattava, mitä käyttäjä maksaa
o Riittävät tiedot olisi toimitettava käyttäjälle siitä, milloin laadukasta palvelua on ja ei ole saatavissa
• Järjestelmän pitäisi pystyä tarjoamaan uusia ja / tai rikastettuja palveluja.

3.1 Korkea troughput ja matala latenssi

Langattomassa ympäristössä on haasteellista saada aikaan yhdenmukainen palvelun laatu. Rakennusten ja muut maantieteelliset kohteet aiheuttavat häiriöitä ja heikon signaalin vahvuuden, joissa palvelua voi olla haastavaa. Lisäksi Raleigh vaimentumis-ilmiö aiheuttaa merkittäviä muutoksia suorituskykyyn radiorajapinnassa sekä äänen että datan osalta. Onneksi käyttäjillä on intuitiivinen käsitys ongelmasta. Tietenkin käyttäjät ovat onnellisempia, jos he saavat parempaa palvelua useammassa paikassa, mutta odotukset langattoman järjestelmän sisällöstä ovat joskus sellaisia, joka ei ole mahdollista kaikkialla.
LTE tarjoaa enemmän taajuuksien käytön tehokkuutta kuin aikaisemmat tekniikat. Se kaksinkertaistaa tehokkuutta lisätaajuuksilla. Aluksi tämä antaa erittäin hyvän QoE:n (ja paremmat datanopeudet ja alhaisemmat viiveet), joka vastaa yleistä laajakaistanopeutta. Kun LTE tulee suositummaksi, on kilpailua enemmän käyttäjien keskuudessa taajuuksista ja enemmän häiriöitä. Silloin on tarpeen ottaa käyttöön lisäominaisuuksia , jotta voidaan säilyttää korkea QoE voimakkaasti laajenevassa joukossa käyttäjiä.

Useita tekniikoita on käytettävissä QoE:n parantamiseksi. Näihin kuuluu parempi troughput, spektrin tehokkuus ja pienempi latenssi. Tekniikat ovat:
OFDM-tekniikka. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) yhdessä muiden lähetysrajapinnan innovaatioiden kanssa tarjoaa pienempää latenssia yhteyksissä sekä lisättyä taajuuksien käytön tehokkuutta, erityisesti uplink-yhteyksissä.
Kehittyneemmillä tasoilla MIMO. Lisätyt vastaanotto- ja välitys-polut ja taajuuksien käytön tehokkuus.
Network MIMO (suunnitellaan käyttöön LTE Advanced 3GPP Release 10). Network MIMO käyttää useita tukiasemia ja tarjoaa monipuolisia lähetyspolkuja käyttäjälle.
Etusivu NodeB, Pico Solut ja pienisoluisen säteet. On hyvin selvää, että pienemmät solut lisäävät kapasiteettia uudelleen käyttämällä taajuuksia. Kustannustehokkaan teknologian kehitys mahdollistaa kohtuuhintaisen tuen huomattavasti pienemmille soluille kriittisillä suuren liikenteen alueilla.
Korkeamman asteen modulaatio (tehnyt käytännössä osittain pienemmille soluille). mahdollistaa korkeamman datanopeuden tietyllä määrällä taajuuksia. Käyttämällä pienempää solun sädettä, voi olla käytännöllistä käyttää high-order modulaatiota hot spoteissa.
Joustavammat taajuusspekrien lähetyskonfiguraatiot. LTE tukee monenlaista signaalin lähetystaajuutta mm. 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz ja 20 MHz. Tämän avulla palveluntarjoaja pystyy käyttämään kaikkia käytettävissä olevia taajuuksia tarjoten korkeammat datanopeudet ja pienemmät viiveet kuin edellisen 3G-teknologian aikana..

Tasaisempi arkkitehtuuri. Verkon ydin LTE:ssä (kutsutaan Evolved pakettirunkoverkkoratkaisuksi - EPC) on suunniteltu minimoimaan mobiili prosessoinnit alentaen paketin käsittelyn pullonkauloja. Pienempi taajuushyppely vähentää end-to-end-latenssia ja yksinkertaistaa verkon toimintaa.

3.2 Avoimuus ja yhdenvertaiset palvelut

Kun siirrytään 2G-3G laitteesta laitteeseen, joka tukee myös LTE:tä, käyttäjät odottavat samoja palveluja mitä heillä on nyt (kutsutaan "palvelun tasa-arvoksi"), ja he odottavat, että nämä palvelut toimivat tavalla, johon he ovat tottuneet (kutsutaan "palvelun avoimuus"), riippumatta käyttötekniikasta. Lyhyesti sanottuna, käyttäjät eivät halua uudelleen oppia nykyisiä toimintoja tai menettää toiminnallisuutta uusissa laitteissa.
LTE valtuuttaa joitakin palveluja, jotka eivät toimi niin hyvin, tai ei ollenkaan, 2G-verkoissa. LTE-järjestelmän pitää täyttää ja / tai ylittää 2G-3G-järjestelmän ominaisuudet.

3.2.1 Avoimuus ja palvelujen yhdenvertaisuus

Nykyiset datapalvelut, jotka tällä hetkellä toimivat 2G-ja 3G-verkoissa toimivat yleensä avoimesti tai paremman suorituskyvyn LTE ympäristössä. LTE tarjoaa paremman troughputin, mikä nopeuttaa eniten verkko-pohjaisia sovelluksia. avoimet ja tasavertaiset datapalvelut eivät yleensä ole ongelma operaattorien siirtyessä 2G-3G-verkoista LTE:hen.
Operaattorit tarjoavat uusia datapalveluita, jotka eivät voi tehdä hyvin hitaasti (esim. 2G) verkoissa. Käyttäjä on siis noudatettava tehostettua toimintaa joitakin toimintoja käytettäessä LTE. Jotkin sovellukset vaativat Low Latency ja / tai suuria nopeuksia voidaan rajoittaa toimintansa LTE.

3.2.2 Avoimuus ja äänen yhdenvertaisuus
Ääni on edelleen keskeinen langaton sovellus. Peruspuhepalvelut, LTE VoIP tarjotaan avoimesti nykyisellä GSM-UMTS piirikytkentäisellä äänellä. Käynnissä on työ sen varmistamiseksi, että puhepalvelut toimivat piirikytkentäisen äänen ja VoIP:n välillä. Kuten myöhemmin tässä valkoisessa kirjassa, perus-puheluiden voidaan luovuttaa piirin avulla SRVCC HO tekniikkaa.

3.2.3 Avoimuus ja SMS yhdenvertaisuus

Tärkeä osa QoE:ta on laadukas palvelu, joka on saatavilla koko ajan kaikissa paikoissa. Vaikka LTE halutaan nopeasti käyttöön, se vie aikaa, että LTE saavuttaa saman kattavuuden tason kuin 2G-3G-järjestelmät. Koska LTE ei ole välittömästi saatavilla kaikkialla, on tarpeen täydentää peittoaluetta tarjoamalla yhteentoimivuuutta nykyisissä 2G-ja 3G-verkoissa.


3.3.1 Seamless service for data

Operaattorilla, joka ottaa käyttöön LTE:n, on todennäköisesti jo olemassa oleva 2G-ja / tai 3G-infrastruktuuri käyttössä. Koska heillä eivät ole täyttä LTE kattavuutta ensimmäisenä päivänä, ensimmäinen käyttöönotto kohti kehittyneempää tekniikkaa täytyy tarjota käyttäjälle suuremman nopeuden laajennukset olemassa oleviin mobiilituotteisiin.
mobiilioperattorin näkökulmasta , käyttäjällä pitäisi olla samanlainen verkko käytössään riippumatta onko kyseessä 2G-3G tai LTE (tietenkin myöhemmin käyttöliittymä on paljon nopeampi). Jos käyttäjä on liikkuvissa olosuhteissa tai eri RF-olosuhteissa, yhteys pakettiverkossa pitäisi aina jäädä päälle ja missään tapauksessa ei pitäisi olla sellaista IP-osoiteen uudelleenhakua, joka voi katkaista yhteysistunnot. Lievä pakettien katoaminen voidaan hyväksyä, jos se tapahtuu hyvin lyhyen aikaa niin, että korkeamman kerroksen protokollat tai sovelluskerros voivat selviytyä tilanteesta ilman huomattavaa haittaa.

Kolmea mekanismia, joita voidaan käyttää pakettirunkoverkossa lähes saumattoman yhteentoimivuuden saavuttamiseksi pakettipalvelujen välillä LTE:ssä ja 3GPP 2G-3G:ssä ovat:
1. Käyttämällä S-GW:tä liikkuvuus ankkurina kaikissa 3GPP radio teknologioissa, jotka on kuvattu Release 8:ssa TS 23.401 lauseke 5.5.2
2. MME:n näyttäminen 2G-3G-verkossa vain yhtenä SGSN:nä
3. Käyttää tekniikkaa samanaikaisesti Routing Area (RA) ja seuranta-alueen (TA) rekisteröinnissä, jota kutsutaan idle-mode signaloinnin vähentämiseksi tai ISR:ksi


Jotta ymmärretään, miksi verkkotuki on kriittinen, ajattele yksinkertaisinta UE-perustaista sovellusta Inter-Radio Access teknologiassa (I-RAT) Handover (HO). Tällainen täytäntöönpano perustuu koskemattomaan UE:n, joka seuraa eri radio-teknologioita ja valitsee "parhaan käytettävissä olevan" teknologian. Jos käytetty peittoalue heikkenee, UE yksinkertaisesti uudelleen valitsee sen missä parempi kattavuus on saatavilla. Ongelmana tässä lähestymistavassa on se, että koska uusi IP-osoite annetaan verkkoon liityttäessä, mikään ei takaa, että UE jatkaa käyttäen samaa IP-osoitetta. Tämän seurauksena kaikki sovelluskerroksen istunnot on hävitettävä ja kytkettävä uudelleen. Joissakin tapauksissa, kuten web-selailun, vaikutus on vähäinen. Muissa tapauksissa, kuten VPN-ja videoiden suoratoisto, koko istunto on rakennettava uudelleen.

Pakettikytkentäisen HO (PS HO) avustama verkko sallii verkon käyttää UE mittaustietoa, joka auttaa tässä prosessissa. Verkon valvonta Ho ilmoittaa UE:lle milloin RAT:n voi uudelleen ohjata. Lisäksi verkko-sign on varmistettava, että PDP yhteyksissä (2G-3G) ja EPS vaihdepölkyt (LTE) on yhdistetty toisiinsa eri RAT:ien välillä 2G-3G pakettirunkoverkkoratkaisu ja Evolved pakettirunkoverkkoratkaisu (EPC). Kohdat 5.1.1 ja 5.1.2 tarkastella kahdella tavalla, jotka on perustettu standardien saavuttamiseksi saumattoman HO välillä 2G-3G-radio ja LTE.
Ehdota parempaa käännöstä

3.3.2 Saumattoman palvelun ääni

Tilaajat vaativat jatkuvuutta äänipalveluissa LTE:n ja 2G-3G:n välillä sekä active ja idle moodin roaming toiminnossa. Tätä tukee LTE, ja siinä on kolme käytön skenaariota pohdittavana:
1. LTE tarjoaa data-only palvelun ja 2G-3G-verkko äänen.
2. LTE äänen tarjoaa VoIP IMS
3. Ääni tarjotaan LTE:ssä CSoPS (Circuit siirtyä Packet Switch) kautta
Seuraavassa tarkastellaan kutakin näistä tapauksista.

3.3.2.1 Saumaton äänikattavuus, kun LTE.tä käytetään vain dataan

Aluksi LTE-asennus tarjoaa data-only palvelun. On odotettavissa, että LTE-pohjaiset data ja ääni terminaalit otetaan käyttöön yleisesti. Tässä ympäristössä on tarpeen säätää sekä data toimintojen yhteentoimivuutta ja antaa käyttäjälle hyviä kokemuksia, kun ääni tulee 3G:n kautta ja data toimitetaan LTE:ssä. Tämä tapahtuu piirikytkentäisen Fallback:in kautta kuvattu.
Piirikytkentäinen Fallback toimii seuraavilla tavoilla:
1. Lähteville puheluille: UE aloittaa asianmukaisen siirtymisen 3G-verkkoon ja sen jälkeen voi jatkaa normaalia 3G-puhelun aloittamista
2. Saapuvissa puheluissa verkko siirtää UE:n LTE:hen. Tämä aloittaa menettelyn verkon ja UE:n kanssa siirtääkseen UE:n 3G (tai 2G) verkkoon vastaanottamaan puhelun. Jos aktiivinen dataistunto on käynnissä, se voidaan tuoda 3G-verkkoon.

3.3.2.2 Saumaton äänipeitto LTE Voip:lle

Koska 3G-verkot käyttävät yleensä piirikytkentäistä ääntä ja LTE-verkot ovat pakettipohjaisia on tarpeen säätää liikkuvuutta piirikytkentäisissä ja pakettiverkko äänipalveluissa. SRVCC ominaisuus tarjoaa nämä valmiudet sekä mobiilissa active ja idle moodissa.. Puhelut voidaan saumattomasti toimittaa joko LTE-tai 2G-3G-verkon mukaan, missä käyttäjä on aktiivinen. Jos käyttäjä on aktiivinen puhelupalveluissa ja jättää LTE:n, SRVCC mahdollistaa, että puhelu voidaan luovuttaa 2G-3G-verkkoon ilman häiriöitä.

Kun tehdään ääni handover LTE:n (IMS) ja 2G-3G:n (circuit) välillä, Sv:tä käytetään laukaisemaan MSC, joka aloittaa SRVCC siirron.
SRVCC tukee paketin siirtämistä, jos kohde-verkko 3G-tai 2G-verkko tukee puhetta ja dataa.
Jos VoIP:ia käytetään 3G:ssä, puhelun voi siirtää 3G-pakettiverkkoon ilman SRVCC:tä

3.3.2.3 Saumaton äänipeitto, kun käytetään CS:ssää PS yhteydessä

Volga tukee handoveria LTE:n ja GSM-UMTS-verkon välillä käyttäen joitakin SRVCC valmiuksia. Kun E-UTRAN tunnistaa tarpeen handoveriin mittausten perusteella saatujen raporttien perusteella, jotka on saatu mobiililaitteesta, se lähettää handover tarvitaan- viestin MME:lle, käynnistäen prosessin. MME puolestaan ilmoittaa VANC:lle että handover vaaditaan lähettämällä SRVCC PS-to-CS-viesti Sv rajapinnan kautta. VANC muuntaa tämän CS handover pyynnöksi ja lähettää sen MSC:lle ohjeena valmistautua handoveriin. Kun valmistelut on saatettu päätökseen, MSC ilmoittaa VANC:lle, että se on valmis handoveriin. VANC ilmoittaa MME:lle, joka sitten ohjaa UE:ta E-UTRAN:in kautta tekemään handoverin Geran / UTRAN:iin. Handoverin toteuttamiseksi VANC poistaa kaikki resurssit puhelulta ja neuvoo MME:tä tekemään samoin lähettämällä SRVCC PS-to-CS toteutus ilmoitus. Tässä vaiheessa, VANC voi myös rekisteröidä pois UE:n ja vapauttaa Volgan signaloinnin.

.
3.3.3 Always on-kokemus

Käyttäjät ovat yhä tottuneet always on-kokemukseen. He odottavat saavansa tietoa tai palveluja hetkessä ja saada tietoa ilman niiden lähetyspyyntöä.
Esimerkki käyttäjän tietopalvelusta on SMS.
Voidakseen tarjota always on-kokemusta, SMS-käyttäjille, 3G-verkko tukeutuu henkilöhaku teknologiaan piirikykentäisessä infrastruktuurissa.
LTE tekee tietoresurssin nopean jakamisen ja uudelleenjakamisen huomattavasti tarkemmin, nopeammin, ja vähemmän resursseja kuluttavasti. Tämä mahdollistaa palveluntarjoajia tarjoamaan todellista always on-kokemusta.
LTE;n kanssa on käytännöllistä tukea tehokkaasti useita käyttäjiä, jotka saattavat olla varsin aktiivisia ilman, että lähettävät suuria määriä dataa. Monet man-to-man ja machine-to-machine always on-käyttötapaukset tuottavat tällaisen liikenteen mallin.

3.4 Palvelutason valinta

Nykyiset 3G-asennukset eivät yleensä tarjoa asiakkailleen Quality of Service (QoS) datavaihtoehtoja. LTE-verkoissa, QoS on keskeinen painopistealue. Kun otetaan käyttöön LTE, operaattorien on mahdollisuus tarjota asiakkailleen palvelua erilaisilla QoS tasoilla.

QoS tarkoittaa kykyä neuvotella Service Level Agreement ja täyttää sopimuksen ehdot luotettavasti. Maallikon kannalta, se on mahdollisuus ostaa mitä haluat ja saada mitä olet maksanut. Käsite on tuttu käyttäjille, he neuvottelevat erilaisista internet-palveluista, he ymmärtävät saavansa tv-kanavia, joista ovat maksaneet ja he ymmärtävät maksavansa puheluista. Käyttäjät ovat turhautuneita, jos he eivät näe, mistä maksavat ja mitä saavat.
Siirtyminen LTE:hen sisältää arkkitehtuurin hallinnan lisäyksen ja QoS:n, joka vastaa käyttäjien odotuksia.

Menettelytapa tuodaan verkkoon Policy Charging and Rules Function (PCRF) kautta.Tämä antaa päätösvaiheessa mahdollisuuden sallia tai estää QoS pyyntöjä. Päätöksiä voidaan tehdä perustuen käyttäjien tilauksiin (eli Sp liitäntä HSS / SPR), hakutoimintona (eli Rx käyttöliittymän hakutoiminto), tai käyttäjän pyynnöstä.

3.5 Uudet ja lisätyt palvelut

LTE mahdollistaa palvelut korkean troughputin avulla (esim. video-palvelut), matalalla latenssilla(kuten pelit), ja laadukkaan palvelun (esimerkiksi reaaliajassa videoneuvottelut). IMS odotetaan olevan yksi ensisijainen väline tuottaa uusia palveluja.


4 Operaattorin odotukset ja näkökulmat


4.1 Laitteet

Vaikka laitteen valintaa voimakkaasti ohjaa tilaajan mieltymykset valittaessa, mitkä laitteet tarjotaan asiakaskunnalle, LTE-palvelun tarjoajien on otettava huomioon useita tekijöitä.. Kriittisiä tekijöitä ovat tarpeet käyttää multi-mode-laitteita, multi-band laitteet, kaksi pino IPv4/IPv6 ominaisuudet ja toiminnot, kuten SRVCC HO ja / tai CS-Fallback.

4.1.1 Multi-Mode laitteet

Kuten aikaisemmin on mainittu, kestää useita vuosia ennen kuin LTE RF kattavuus on sama kuin nykyisessä 2G-3G-järjestelmässä. Voidakseen tarjota tilaajille parempaa kattavuutta kuin nykyiset palvelut, operaattorien ei vain tarvitse rakentaa verkon infrastruktuurin, joka mahdollistaa 2G-3G-ja LTE rinnakkaiselon, niiden on tarjottava laitteita multi-mode-ominaisuuksin.
Laitteita, jotka tukevat GSM-HSPA-LTE:tä antaa tilaajalle eniten kykyä hankkia palvelun kautta suurin peittoalue. Niinpä multi-mode-laitteet on suurelta osin tarpeen ottaa käyttöön LTE:ssä.

4.1.2 Monitaajuuslaitteet

On olemassa useita RF-taajuus laatuluokkia LTE.ssä antamaan optimaalisen LTE kattavuuden ja siksi on tärkeää, että operattorit saavat elävän ekosysteemin päätelaitteita varten, joka tukee useita taajuuksia.
Roaming-maksut voi olla merkittäviä kustannuksia ja / tai tuloja toimijoille. Toimijoiden, joilla on erilaisia sekoitettuja taajuusalueita tarvitsevat monitaajuuspäätelaitteita. Operaattorit tarvitsevat monitaajuuslaitteiden tukea sekä niiden taajuuksien ja roaming kumppanien kirjon.
Monet taajuudet, joita käytetään jo LTE käyttöönoton alussa, rajoittuvat tietyille maantieteellisille alueille. Esimerkiksi langattomat operaattorit Euroopassa ja Aasiassa käyttävät eri taajuuksia kuin käytetään Pohjois-Amerikassa. Riippuen maasta ja operaattorista, Euroopan ja Aasian operaattorit käyttävät 900 MHz (GSM), 1800 MHz (DCS) ja / tai 2100 MHz (W-CDMA) taajuusalueita. Pohjois-Amerikassa käytetään , 700 MHz (700), 800 MHz: n (Cellular), 1700/2100 MHz (AWS), ja 1900 MHz (PCS) taajuusalueita.

On tärkeää, että ala tukee piirisarjaekosysteemiä (RF-ja baseband), joista yksi-ja monitaajuus päätelaitteet ovat riippuvaisia.
Taajuus ja / tai roaming sopimuksia tehdään yhteistyössä, jotta langattoman alan teollisuuteen saadaan lisää tehokkuutta ja laajuus ja sen asemaan päätelaitteiden saatavuus, tehokkuus ja tutustua heidän tarvitse toimivat taajuuksilla.


4.1.3 IPv4-ja IPv6

LTE merkitsee siirtymistä IPv6: een. LTE asettaa huomattavasti vaatimuksia IP-osoitteisiin. Tulee olemaan paljon enemmän laitteita ja osa näistä laitteista on kytketty päälle suurimman osa ajasta. VoIP laitteet pysyvät yhteydessä koko ajan. Tämä luo IP-osoiteen sammumisen ongelman.
On odotettavissa, että IPv6-osoitteita voidaan käyttää VoIP:iin ja muihin push-palveluihin. On myös odotettavissa, että IPv4-osoitteita tarvitaan jonkin aikaa Internet-yhteyksiin. Windows XP ja olemassa olevat Mac OS-laitteet ovat yhteensopivia vain IPv4: n kanssa, ja tämä luo tarpeen IPv4: een käyttöön LTE UE:ssa.
Koska IP-osoiteen sammumista ei voi täysin ratkaista IPv6:ssa, on odotettavissa, että monet harjoittajat joutuvat käyttämään NAT IPv4-osoitteita.


4.1.4 Muut kriittiset laitteiden mahdollisuudet

Tässä kirjassa on löydetty useita toimintaedellytyksiä joilla verkko tukee saumattomanta toimintaa 2G-3G-ja LTE:ssä. Jotta nämä verkko-ominaisuuksia toimimaan, UE on tuettava näitä ominaisuuksia. Ne ovat:
• Saumaton äänen handover LTE:n ja 3G välillä edellyttää tukea SRVCC toimintaedellytyksille.
• UE tukea tarvitaan myös CS-Fallback:iin. CS-Fallback on tapa tarjota 3G-äänipalvelu päätelaitteelle, joka tukee LTE dataa.
• Voice terminaaleissa toimivalta LTE:ltä vaaditaan paikannusvalmiuksia LTE:ssä. Olemassa olevaa Assisted Global Positioning System (AGPS) menetelmiä täydennetään eri tekniikoin.

On huomattava, että päätelaite, joka tukee Volgalla määriteltyjä puhepalveluja edellyttää myös täysin uusia ominaisuuksia, joita ei löydy nykyisistä 3G-päätelaitteista.


4.2 Tyydyttävät sääntövaatimukset

Perusvaatimuksena minkä tahansa verkon rakentamiseen on, että järjestelmä noudattaa hallinnon määräyksiä. Vaikka hallituksen asetukset vaihtelevat maittain, kolme vaatimusta, jotka on levinnyt ympäri maailmaa ovat Lawful Intercept, TTY-TDD-ja hätäpalvelut.


4.2.1 Lawful Intercept Voice

Tyydyttävät Lawful Intercept (LI) vaatimukset ovat keskeinen edellytys uusien tuotteiden ja arkkitehtuurien saamiseksi markkinoille. Verkko-operaattorien, pääsypalveluntarjoajien ja palvelujen tarjoajien on kaikkien täytettävä LI vaatimukset noudattamalla tiettyjä tietoja ja asettamalla se saataville lainvalvontaviranomaisten seurantajärjestelmiin. Jos tuote ei täytä LI vaatimuksia, sen käyttö on estetty. Seuraavissa kappaleissa kuvataan joitakin haasteita, jotka tukevat LI:ssä IMS-ääntä

• Mukautus. LI sisältää laajan valikoiman vuorovaikutteisia palveluja ja sen vaatimukset ovat usein maakohtaisia.
• Avoimuus. LI:n pitää toteuttaa ilman kohdennettuja käyttäjiä ja ilman minkäänlaista eroa palveluissa.
• Oikeudelliset rajat. IMS arkkitehtuurissa, käyttäjien pääsy palveluihin tapahtuu S-CSCF kautta omassa verkoissa. Tämä aiheuttaa uusia näkökohtia vierailuverkon LI roaming-palvelulle. Sisällön hakeminen sekä istunnossa että siirtotasolla edellyttää, että verkko-ja kotiverkko suorittaa LI.tä. LI ratkaisuilla on oltava oikeudelliset rajat, varsinkin kun ne menevät yli kansallisten rajojen.
• Vastaavuus. IMS-palvelut voidaan tarjota sovelluspalvelimilla, jotka saavat SIP-viestejä S-CSCF:ltä, kun suodatin kriteerit täyttyvät. Nämä sovelluspalvelimet tukevat LI:tä. Samoin eri mediapalvelinten, kuten IMS:n (esim. konferenssi palvelimet) on myös tuettava LI.tä. IMS:n nodien kasvu verrattuna 2G-ja 3G-ääniverkkoihin tuo uusia näkökohtia LI jakeluun.
• Legacy Interfaces. Yhdysvalloissa, Li CS domainissa käyttää ISUP:ia välittämään kantosignaalin tiedot (ääni sisältö) Li seurantakeskuksiin ja tämä tuskin muuttuu. Koska SIP on ainoa puheluvalvontaprotokolla, joka tukee IMS:ää, yhdyskäytävän solmua (yhteentoimivuus toiminto) käyttetään ISUP:ssa.
• Tietoisuus palvelusta. VoIP pakettien kaappaaminen Evolved Packet Core:en aiheuttaa haasteita palvelujen vuorovaikutukselle. Esimerkiksi LI vaatimuksiin kuuluu äänipuhelun sisällön uudelleenohjaus



4.2.2 TTY-TDD

TTY-TDD on säätelypalvelu, joka tarjoaa viestinnän puhe-ja kuulovammaisille tilaajille, jotka käyttävät TTY-TDD-laitteita. Tämä palvelu on käytössä sekä hätä-ja normaalissa käytössä. Normaalipalvelua on käytetty sekä suoraan TTY laitteiden käyttäjille ja palvelukeskusten kautta, jotka suorittavat käännöksen. Tämä palvelu on oltava yhteentoimiva PSTN:n kanssa.

4.2.3 Hätäpalvelut

LTE laitteiden on tukeuduttava olemassa olevaan 2G-3G-ääni core:een voidakseen tarjota hätäpalveluja. IMS versioon Release verisossa 8 on kykyä tunnistaa hätänumero ja antaa ohjeet päätelaitteelle sen sijaan että yhdistäisi CS domainiin. Syynä tähän varmistukseen on, että 3GPP viimeistelee seuraavat ominaisuudet:
• Kuinka tukea E911:ta päätelaitetta varten, joka ei ole rekisteröity
• Miten tarjota sijaintitietoja
• Miten asettaa E911 puhelut etusijalle ennen hätäpuheluja
• Miten tukea E911:ta rajoitetuilla alueilla (esimerkiksi, jos roaming ei sallita)


4.3 Toiminnan tehokkuus

Keskeinen tarve kaikilla verkko-operaattoreilla on kyky toimia verkoissa tehokkaasti.
Ensimmäinen tarve koskee automaation lisäämistä radio access network:in hallinnassa ja toinen käsittelee uusien tilaajien tehokasta aktivointia.

4.3.1 Itseoptimoituvat verkot

Langaton teollisuus ottaa käyttöön LTE:n tukemaan monenlaisia sovelluksia, jotka edellyttävät korkeita siirtonopeuksia ja korkea signaalimääriä, jotka noudattavat tiukkoja QoS-vaatimuksia. Useiden tukiasemien (eNBs), femtos ja Koti-eNBs käyttöönotto johtaa erittäin monimutkaiseen verkkoon, jossa useita parametreja, jotka on asetettava ja hienosäädettävä. Monimuotoisessa ympäristössä, dynaamiset ohjausparametrit tukiasemissa muuttuvat entistä nopeammin. Teknologian toimittajat voivat tarjota ratkaisuja, joiden avulla ennen kaikkea langattomien verkkojen kuluttajia voidaan palvella mahdollisimman tehokkaasti ja hyödyntää huomattavasti enemmän ominaisuuksia, joita on LTE-tekniikassa
Automaatio on verkon sisällä ja se toimii hyvin algoritmien ajoituksessa, tehonsäädössä. Suunnittelulla automaatio voidaan laajentaa muihin verkon toimintoihin .
3GPP TR36.902 on yksi keskeisistä määritelmistä jossa käsitellään Networks (SONS)(verkon optimointi). SONS automaattisesti määrittää ja optimoi verkkoja ja sillä voidaan minimoida paljon työtä ja parantaa verkon suorituskykyä. SONS tarjoaa vision, jossa tukiasemat toimivat automaattisesti vuorovaikutuksessa keskenään ja voivat tehdä itseorganisoivia toimintoja.
SON sisältää kolme keskeistä näkökohtaa: itsekonfigurointi, itseoptimointi ja itsestään paraneminen.

SON:in osalta on tärkeää, että seuraavat toiminnalliset tavoitteet voidaan saavuttaa:
1. Operattorilla on vahva luottamus ehdotetun automaation prosesseihin erittäin arvaamattomissa olosuhteissa ja minimoi riskit ja vaivat. Automaatio antaa heille tavan maksimoida verkon suorituskyky pienellä vaivalla ja pienin kustannuksin.
2. Harjoittajan on varattava mahdollisuus pitää käsiohjauksella järjestelmä.
3. SON:in toteutuksessa LTE:ssä on otettava huomioon nykyiset 2G-3G-toiminnot.
SON alkaa automatisoimalla alemman tason operatiivisia toimintoja (esim. eNodeB Plug and Play-konfigurointi), mikä vapauttaa toiminnallisia resursseja.

4.3.2 SIM provisioning ja Over-the-air aktivointi

Riippuen operaattorien LTE palvelujen strategiasta, operaattorit joutuvat päivittämään Universal Identity Cryptographic Computer (UICC), joka tarjoaa IMS-palvelut ja voivat muuttaa tapaa, jolla ne päivittävät UICC:in aktivoinnin aikaan.
Olemassa olevassa 3GPP:ssa, kuluttajat saavat UICC:in kaikki tarvittavat tiedot, jotta se voi olla toiminnallinen verkossa. Kuitenkin jotkut toimijat päivittävät UICC:in päivittääkseen USIM:in ja ISIM:in ensimmäisen verkkoyhteyden aikana prosessilla, jota kutsutaan yleisesti nimellä Over-the-Air (OTA) aktivointi. Tällä hetkellä OTA aktivointi tuottaa uuden tiedoston päivityksiä push-mekanismilla.
LTE ympäristössä, SMS:n voi toimittaa SGS käyttöliittymän kautta tai tulla SIP palveluna, joka perustuu IMS toimitukseen.

SMS tunnelointi SGS rajapinnan kautta.

Tekstiviestin tunnelointi SGS käyttöliittymän kautta säilyttää SMS palvelun käytettävissä riippumatta IMS saatavuudesta. Siksi operaattorit voivat edelleen tehdä OTA aktivointia push-mekanismilla.

SMS SIP palvelu

Tekstiviesti, joka on saatavilla vain SIP palveluna tukeutuen IMS:ään, UICC OTA aktivoinnilla ja etä ISIM:llä, ei voi tukeutua SMS lähetykseen. Yksi ratkaisu on muuttaa OTA UICC aktivoinnin aloitus push mekanismilla ja suorittaa mekanismi, joka perustuu IP:hen. Pull-mekanismilla UICC aloittaa OTA aktivointia, kun se on saatavilla verkosta ja ottamalla tietoja OTA-palvelimelta se päivittää sovellukset, kuten ISIM:in. IP-pohjainen pull OTA –mekanismi on standardoitu HTTPS:ssä GlobalPlatform:lla, se on standardoitu ETSI:ssä, ja se edellyttää laitteita, jotka tukevat Bearer Independent Protocol:aa (BIP).



4.4.1 Spektri näkökohdat

Digital Dividend spectrum initiative, taajuuksien selvitys yhdessä matkapuhelinverkon teknologian spektrin tehokkuuden kanssa tarjoaa langattomien operaattorien kapasiteetin lisäyksen (tuki enemmän tilaajia) ja parantaa samalla tilaajan kokemuksia ja tekee monia uusia palveluja mahdolliseksi.
Taajuusspektrit ovat arvokkaita matkapuhelinverkon operaattoriyhteisön keskuudessa. Lisäksi taajuuksien saatavuus ja hankkiminen lisenssillä on myös todellinen este potentiaalisille toimijoille. Tämän seurauksena on usein kova kilpailu saada lisää taajuuksia, kun se tulee saataville. Lisääntyvä liikennemäärien kasvu langattomissa teknologioissa voi merkitä sitä, että käytettävissä olevien taajuuksia yli-merkitään suhteellisen lyhyessä ajassa.
Todennäköisesti tulee kiire jakaa uusia taajuuksia LTE:ssä
Tärkeä näkökohta toimijoille, jotka ottavat käyttöön langattomia järjestelmiä on yhä suurempi määrä taajuksia ja tuki infrastruktuurille ja laitteiden myyjät.


4.4.2 Antennit

On aina parempi asentaa erillinen antenni ja erillinen RF feeder asennettaessa uusia palveluja. Tämä suositus maksimoi järjestelmän suorituskyvyn, minimoi vaikutukset olemassa oleviin järjestelmiin, poistaa vuorovaikutuksen aikana verkon optimointi, minimoi ja yksinkertaistaa toimintaa.

2G-3G langattomien toimijoiden pitää asentaa useita antenneja jokaista tukiasemaa(BTS) varten. Koska nämä antennit ovat usein vuokratulla alueella ja vaativat luvat asentaa antennitornit, hankintakulut ovat merkittäviä menoja. Myös vuokrasopimukset joskus on neuvoteltava uudelleen, ennen kuin uusi antenni voidaan lisätä nykyisiin antennijärjestelmiin.
Uusi antenni voidaan lisätä olemassa oleviin tornirakenteisiin. Analyysi saattaa osoittaa, että antennimaston rakennetta on tehostettava ennen kuin uudet antennit voidaan lisätä.

4.4.2.1 Antennijako tekniikkaa

Antennijakotekniikat voidaan jakaa jaetaan kahteen pääluokkaan: Multi-Band ja Co-Band. 2G-3G langattomat operaattorit voivat käyttää yhdistelmiä antenni jakamistekniikoista yhdistääkseen GSM ja UMTS. Tämä voisi vaikeuttaa LTE:n lisäämistä
.
Multi-band

Multi-Band tekniikat yhdistävät lähettää /vastaanottaa signaaleja eri BTS:stä, jotka toimivat eri taajuuksilla.
Multi-Band tekniikat käyttävät suodatinyhdistimiä ja multi-antenneja yhdistämään signaaleja BTS:ssä, jotka toimivat eri taajuuksilla (esim. Cellular 850 ja PCS1900.) Tähän tekniikkaan voi liittyä yksitaajuus antennin vaihtaminen kaksitaajuus- tai monitaajuusantenniin.

CO-BAND

Co-Band tekniikat yhdistvät lähettää /vastaanottaa signaaleja eri BTS:iin, jotka toimivat samalla taajuusalueella. Vastaanottosignaaleja jokaisesta antennista jaetaan BTS:ien kesken. Tämä tekniikka on melko yksinkertainen ja helppo toteuttaa, koska se koskee vain matalan tason signaalin jakamista .
Co-Band Transmit/Receive Path jakamiseen kuuluu yhdistelmä signaaleja erillisestä BTS:stä, joka toimii samalla taajuusalueella.


4.4.2.2 ANTENNIJAKOTEKNIIKAN TOTEUTUS NÄKÖKOHTIA

Antennin jakotekniikat vähentävät aikaa, kustannuksia ja monimutkaisuutta, joita aiheutuu antennien lisäämisestä mastorakenteisiin

Verkon optimointi: Järjestelmät, jotka jakavat antennit ja jakavat myös antennimallit ja kattavuuden. Tämä tarkoittaa, että antennin liikuttaminen, kallistus tai suuntakulma vaikuttaa yhteiseen järjestelmään.


4.4.3 Coreverkko ja back office uudelleenkäyttö

On toivottavaa, että operaattorit uudelleenkäyttävät olemassa olevaa GMS-UMTS verkkoaan LTE:ssä mahdollisimman paljon, kuten back officea. Uudelleenkäyttömekanismit ovat hyvin riippuvaisia valmistajista.
Uudelleenkäytössä voi viitata IMS:in hyvin hajautettuun luonteeseen ja monimutkaisuuteen, joka sisältää useita solmuja ja rajapintoja. Pitkälle hajautettu IMS:n luonne tarjoaa tehokkuutta myös valvontaan, monen toimittajan tuki, ja tehokkaita uusia ominaisuuksia. Lisäksi IMS tarjoaa avoimia rajapintoja. IMS solmukohtien käyttö ja back officen uudelleenkäyttö tarjoavat seuraavia etuja:

• Vähentää toiminnan monimutkaisuutta yhdistämällä solmut.

• Tarjoaa matalan riskin yksinkertaistamalla verkon suunnittelun ja hallinnan.

• Maksimoi verkon suorituskykyä vähentämällä ulkoisia liitäntöjä.

• Nopeuttaa LTE:n käyttöönottoa


5 RATKAISUN KUVAUS JA ANALYYSI

5.1 Ratkaisut datapalveluihin

On kolme järjestelmää, joita voidaan käyttää paketticoreverkossa, jotta saavutetaan paketin lähes saumaton yhteentoimivuus LTE ja 3GPP 2G-ja 3G pakettipalvelujen välillä:
1. S-GW:n käyttö liikkuvuusankkurina kaikille 3GPP radioteknologioille
2. MME:n käyttö 2G-3G-verkossa vain yhtenä SGSN;nä
3. Routing Area (RA) ja seuranta-alueen (TA) rekisteröintiin käytetään tekniikkaa, jota kutsutaan Idle-mode Signaling Reduction "tai ISR

5.1.1 Pakettikytkentäinen kanavanvaihto

Inter-RAT handover perustuu S-GW:n käyttöön mobiiliankkurina kaikille 3GPP radio teknologioille. Tukeakseen tätä uutta käsitettä, SGSN päivitetään tukemaan uusia S3 ja S4 rajapintoja.
Uudessa S4 käyttöliittymässä voidaan käyttää "suoraa toimittamista" niin, että down-link paketit voidaan lähettää handoverin aikana, jotta minimoidaan tietojen menetykset.


5.1.2 Pakettikytkentäinen kanavanvaihto

I-RAT yhteentoimivuus edellyttää, että SGSN päivitetään verkossa. Perusedellytys on, että MME toimii 2G-3G-verkossa vain yhtenä SGSN:nä ja P-GW käyttäytyy kuin GGSN.


5.1.3 Idle mode signalointi

Varhainen LTE:n käyttöönotto voi aiheuttaa puutteellisen kattavuuden, koska vain osa soluista päivittyy LTE:hen.
Kun UE siirtyy 2G-3G-teknologiasta LTE tekniikkaan verkkoon, UE suorittaa TAU menettelyn, joka onnistuessaan poisrekisteröi sen läsnäolon 2G-3G-verkosta ja rekisteröi sen (suositeltava) LTE-tekniikan verkkoon HSS:ssä. Kun UE siirtyy LTE alueelta 2G-3G-peittoon, se suorittaa RAU:n ja vetäytyy LTE:stä. Tämä johtaa "ping-pong" ilmiöön, johon kuuluu RAU / TAU uudelleen rekisteröinnit liikkuvan UE:n ollessa idle-tilassa.
3GPP ehdottaa tekniikkaa samanaikaiseen RA ja TA rekisteröintiin. Tämä on tekniikka, jota kutsutaan nimellä ISR. RAU tai TAU käynnistyy vain, jos UE on siirtynyt tiettyjen rekisteröityjen TA tai RA luetteloiden ulkopuolelle.
ISR käyttää verkkoa, joka kykenee tukemaan I-RAT yhteentoimivuutta siten, että S-GW.stä tulee mobiiliankkuri 3GPP teknologialle.


5.1.4 Päätelmät saumattomalle datapalvelulle

Meidän analyysimme ehdottaa LTE:n käyttöönottoon strategiaa, johon kuuluu:
• suuren kapasiteetin ja skaalautuvan MME:n käyttöönotto
• LTE kattavuus kattaa tiiviillä alueilla
• ylimääräisen signaloinnin suunnittelukapasiteetti

I-RAT ping-pong aiheuttaa vaikeuksia, kun riittävän suuri määrä multi-RAT mobiilipäätelaitteita (kuten älypuhelimet) on käytössä.
Tärkeää asia on se, että laite, joka hyödyntää LTE.tä käyttää P-GW:tä kuin ankkurina. Lukuun ottamatta alueita, joilla ei ole LTE kattavuutta, multi-mode UE, joka tukee LTE:tä käyttää P-GW/GGSN:ää makro-liikkuvuus ankkurina, kun se liittyy verkkoon.

5.2 CS-Fallback ratkaisu LTE datalle ja 2G-3G-puheensiirtoon

Toukokuun 2009 aikana LTE World Summit Berliinissä, jotkut operaattorit ilmaisivat huolensa siitä, ettei ole saatavissa tukea vanhojen puhelujen ja tekstiviestien palveluihin LTE:ssä. He ilmaisivat myös huolensa IMS-asennusten kypsyyden suhteen ja 3GPP standardien suhteen, jotka liittyvät LTE äänen monimutkaisiin tarpeisiin mobiiliympäristössä.
Näiden ongelmien ratkaisuna 3GPP on kehittänyt järjestelmää, jota kutsutaan CS-Fallback, joka perustuu 2G-3G-verkko tarjoamaan puhelinpalveluun. CS-Fallback ansiosta tilaajat voivat siirtyä 2G-3G-piirikytkentäiseen verkkoon vastaanottamaan puhepalveluja.
Toteuttaakseen CS-Fallback:in toimijoiden on tarjottava CS-Fallbackia tukevia laitteita ja päivittää MSC tukemaan SGS liitäntää. SGS-liitäntä tarjoaa loogista yhteyttä 2G-3G MSC:n ja LTE MME:n välille.
CS-Fallback proseduurit voidaan jakaa kolmeen ryhmään:
1. Mobility Management
2. Call Origination and Termination
3. Muut palvelut

CS-Fallback on oletusratkaisu äänelle. Kaikki puhepalvelut ajetaan edelleen CS domain kautta.


5.3 IMS-pohjaiset ratkaisut Voice over LTE:lle

3GPP on valinnut IMS:n seuraavan sukupolven arkkitehtuuriksi. on odotettavissa, että useimmat operaattorit käyttävät IMS-pohjaisia ratkaisuja tarjotessaan puhelinpalveluja LTE:ssä.
IMS:ssä on kolme keskeistä periaatetta:
1. Multimediapalvelut käyttävät SIP protokollaa
2. Multimedia älyverkkopalvelulogiikka toimii käyttäjän kotirunkoverkossa
3. IMS Runkoverkon piti olla pääsyagnostinen. Kuitenkin vuorovaikutus nykyisten tekniikoiden kanssa vaatii erityisiä toimintoja IMS verkkossa.


5.3.1 SRVCC Handover yhteyden jatkuvuutta varten

SRVCC handover on siirto-ominaisuus verkoissa, joissa toteutetaan puhepalveluja IMS:n avulla, mutta jolla ei ole täydellinen LTE kattavuus. SRVCC Handover avulla 2G-3G-piirikytkentäinen
verkko sallii puhelun signaalitoiminnot kun käyttäjä poistuu LTE kuuluvuusalueella.
Tärkein vaatimus SRVCC handoverille on palvelujen jatkuvuus, tai ainakin yhteystoiminnon jatkuvuus. Palvelun jatkuvuus tarkoittaa sitä, että kun meneillään oleva yhteys on muuttanut 2G-3G-piirikytkentäiseen verkkoon, kaikki palvelut toimivat edelleen tavalla, joka on läpinäkyvä käyttäjälle. Yhteys jatkuvuus tarkoittaa sitä, että kaikki yhteydet säilytetään handoverin aikana, vaikka jotkut palvelut ovat muunneltuja.


5.3.2 Puhepalvelut - vuorovaikutus, vastaavuus, avoimmuus, pariteetti, yhteiskäyttö

SRVCC mahdollistaa myös lisäarvotoiminnnon, jota kutsutaan IMS keskitetyksi palveluksi (ICS), joka on 3GPP-standardia. 3GPP ICS:ssä kaikki puhepalvelut on keskitetty IMS:iin, vaikka tilaaja olisi 2G-tai 3G-verkossa. 3GPP ICS on valinnainen ominaisuus.
Kun suunnittellaan keskitettyjä palveluja ja palvelun jatkuvuutta LTE:n ja nykyisten 2G-3G-verkkojen välillä, on olennaista tarkastella kaikkia palveluita, joita tällä hetkellä tarjotaan ja työ, joka tarvitaan, jotta replikoidaan valmiuksia nykyistä ydinverkkoa varten. MSC esimerkiksi toteuttaa monia palveluja, joita liittymä ei tarvitse. Näitä ovat säädellyt palvelut, kuten LI, E911, Toll-Free Calling, paikallisen numeron siirrettävyys (LNP), ja Wireless Priority Service (WPS). Äänet ja ilmoitukset ovat laajalti käytössä antamaan toimintojen edistymistiedot, kuten soitonsiirto, pito ja koputus. On monia operaattorikohtainen palveluja, kuten yksityiset numerointisuunnitelmat, sijaintiin perustuvia palveluita, pitkän puhelun keston teardown ja soitonsiirto valvontajärjestelmiä, joista osa on toteutettu käyttäen asiakaskohtaisia sovelluksia Mobile Enhanced Logic (Camel).

Kun IMS tarjoaa palvelun, joka on jo 2G-3G:ssä, sen on tarjottava palvelun näkyvyyttä, tai ainakin palvelun pariteetti. Palvelun avoimuus tarkoittaa, että uusi versio palvelusta tarjoaa samaa käyttäjäkokemusta, vaikka sen täytäntöönpano vaihtelee. Palvelu pariteetti tarkoittaa sitä, että uusi versio palvelusta tarjoaa vertailukelpoisia ominaisuuksia, mutta käyttäjän kokemus on erilainen ja jotkut ominaisuudet saattavat puuttua.
.
IMS, SIP-ja VoIP edustaa merkittävää muutosta ääniverkossa. IMS avaa paljon rajapintoja. Vaikka IMS: n suuri määrä avoimia SIP rajapintojen tarjoaa paljon joustavuutta eri toimittajien verkkoissa se otetaan käyttöön myös uuden tason monimutkaisuutta runkoverkoissa.

IMS:n käytön etuihin ryhmitettyissä tehtävissä kuuluu:
• Parannetaan pääoman, ylläpidon ja toiminnan tehokkuutta
• Yksinkertaistaminen verkkosuunnittelussa
• Parannetaan viestien latenssia
• Footprintin vähentäminen
Piirikytkentäiset ja aiemmat VoIP teknologiat ovat olemassa vielä jonkin aikaa. IMS-pohjaiset ratkaisujen on tarjottava yhteentoimivuutta olemassa oleviin järjestelmiin.


6 Yhteenveto

Tämä dokumentti tuo esille haasteita ja ratkaisuja siirryttäessä GSM-UMTS verkosta LTE:hen. Se selvittää langattoman palvelun strategioiden toteuttamista LTE:ssä ja korostaa tärkeiden laitteiden ja verkon toimivuuden varmistamista, jotta tilaajan ja operaattorin odotukset täyttyvät siirtymäkauden aikana.
Tilaajat odottavat, että LTE tarjoaa vastaavuutta 3G:n palvelujen kanssa ja tarjoaa erinomaisen palvelun, nopeuden ja sovellukset. Lisäksi on tarjottava saumattomasti myös yhteentoimivuutta 2G-3G:n kanssa.
Tilaajat odottavat, että LTE laitteet ovat vastaavia kuin edeltäjänsä teknologia. Tämä sisältää paitsi tarpeen tarjota uusia palveluja ja parantaa suorituskykyä LTE:ssä, mutta myös tarve varmistaa nykyiset palvelut.
Keskeisiä haasteita on tarjota LTE-ääni käyttämällä IMS:ää.
Lisäksi huomattava määrä työtä tehdään, että 3GPP standardit saadaan tukemaan onnistuneesti LTE:n käyttöön ottamista. Voimakas yhteistyö teollisuudessa ajaa kohti LTE:tä, ja on selvää, että LTE lopulta on yhtä kattava kuin aiemmat teknologiat, GSM ja UMTS-HSPA.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti