長期的進化(LTE) は、主にアプリケーションの要件を満たすために作成されたモバイル通信テクノロジーです。 マシンツーマシン (M2M) またはモノのインターネット (IoT) 接続性.
1. LTEとはどういう意味ですか?
LTE は 3G の改良版であることを目的としていました, しかしさらなる発展により, 制作者の本来の目的を超えてしまった. 3.9Gのみの予定だった, しかし、継続的な機能強化により、後続のバージョンは完全 4G になりました。.
TD-LTE と LTE FDD は、バージョンの点で LTE の 2 つの主要なバリエーションです。. 2Gネットワークと3Gネットワークに応じて、2つのシステムはさまざまな方法で使用されます. 例えば, China Mobile が TD-LTE を採用する理由は、TE-LTE が China Mobile が独自に構築した 3G ネットワークでうまく機能するためです。. Unicom と Telecom は、2 つのバージョンを単独で、または 2 つのバージョンを組み合わせて自由に利用できます。.
2. LTE-Mとは何の略ですか?
Lte-m と呼ばれるワイヤレス インターフェイスにより、接続が容易になります。 IoT 適度なデータ伝送速度要件を持つ M2M デバイス. Let-m は低電力ワイドエリアです (ごめんなさい) テクノロジー. 2G などの従来のセルラー通信テクノロジーとの比較, 3G, LTE以上, この技術により、バッテリー寿命が延長され、建物内をより広範囲にカバーできるようになります。. 主な特徴は次のとおりです。:
- あらゆる動作範囲と車内でのスイッチング
- エネルギー使用量が少ない,
- 構造内のより多くのカバレッジ
- VoLTEをサポート
エンドデバイスがグリッドに直接リンクされていない場合でも, 最長寿命のバッテリー 10 1 回の充電で何年も使用できるため、導入されたデバイスのメンテナンスコストを削減できます。.
このインターフェースは、ある程度の人間とコンピュータの対話を必要とするアプリケーションに利用できます。, 留置ソリューションや警報パネルなどの特定の健康および安全用途など, VoLTE音声対応のおかげで (4G+ HD 音声) 能力.
3. LTE CAT Mとは
あ 低電力広域 (ごめんなさい) テクノロジー LTE Cat Mと呼ばれる, 一般にLTE-Mと呼ばれます, 携帯電話技術を使用して「大規模なモノのインターネット」を実現することを目的としています, あるいは数千億 (!) モノのインターネットデバイスの. CatM2 の採用はまだ数年先なので, 「CatM」という用語は主に CatM1 を指します.
LTEネットワークに接続された各機器の機能を分離するため, LTE の無線技術には「カテゴリー」が採用されています。 CatM1 として知られるデバイス ファミリは、制約された 1.4MHz チャネルを使用して動作します。, 記録されたダウンロード速度は 589Kbps 範囲、アップリンク速度は 1.1Mbps (3GPP バージョン 14). Cat4 デバイスとは対照的に, キャリアアグリゲーションを採用し、最大 150Mbps のダウンロード速度を提供する場合があります。, Cat1 デバイスは最大 10Mbps のダウンロード速度をサポートできます. 低速 (300ダウンリンク 375Kbps/アップリンク 375Kbps) 古い Cat-M モジュールでも利用可能.
4. LTE-Mの仕組み
バージョン内 13 3GPP規格の, これは、 ナローバンドのモノのインターネット (NBIoT またはLTE Cat NB1, ライセンスされたスペクトル内の両方の LPWA テクノロジー), lt-m は最初に LTE Cat M1 として発表されました. 3GPP の第 14 版では、LTE Cat M2 標準が作成されました. LTE Cat M2 は次のように拡張されます。 5 MHz, LTE Cat M1 は、次の帯域幅でデータを配信します。 1.4 MHz. この規格により、次の分野が進歩します。:
データ転送速度
LTE Cat M1 は多くの人に最適です IoTアプリケーション 最大で処理できるため、低から中程度のデータ転送速度のニーズに対応します。 375 半二重モードでのアップリンクおよびダウンリンク速度 KB/秒. LTE Cat M2 は、データ スループットをピーク アップロード レートまで向上させます。 2.6 MB/秒とピークダウンロード速度 2.4 MB/秒, 比較的高いデータ転送速度を必要とするアプリケーションにも LTE-M の使用を拡大, ビデオ監視など. リモートワイヤレスファームウェアアップデート (足) も速いです, もっと効率的, この速度では必要なバッテリー充電量が少なくて済みます. LWM2M (軽量M2M), モノのインターネット アプリケーション向けの小型軽量プロトコル, FOTA アップデート用に U-Blox によってサポートされています.
可動性
現在有効になっているモバイル特性をバージョンごとに比較 13 LTE-Mの, バージョン 14 LTE-M にはいくつかの利点があります, 消費電力の削減と完全なモビリティを含む (周波数内および周波数間で) モバイルアプリ向け. 高速LTEと同様に基地局間のハンドオーバーを管理するため, モバイルのユースケースでは、LTE-M が NB-IoT よりも優れています. LTE-M デバイスは次のように機能します。 セルラー 電話が切れることはありません, 例えば, 車両が地点 A から地点 B に移動するために多くの個別のネットワーク ユニットを通過する必要がある場合. その代わり, 新しいネットワークユニットに到着後, NB-IoT デバイスは最終的に新しい接続を作成する必要があります.
5. LTE-Mテクノロジー: CAT-M1およびCAT-M2
LTE CATの特徴 1
- レイテンシが低い (50 100ミリ秒まで)
- LTEの中速規格
- 大量の帯域幅を必要とする IoT アプリケーションに適しています
- 建物の浸透率の向上
- 全二重 FDD/TDD および VoLTE のサポート (LTE音声サービス)
- 適切なデータのアップリンクおよびダウンリンク速度を満たします
- IoT およびM2M通信がサポートされています.
- 3G と 2G には下位互換性があります.
- データ転送効率の向上
- ダウンリンク (10MB/秒) そしてアップリンク (5MB/秒)
- 音声アシスタント
- 使い方が簡単
- 屋内の保護
- モバイルデバイスのサポート
- バッテリー寿命を延ばすために消費電力が最適化されました (まで 5 年)
- 低電力スタンバイおよびスリープモードがサポートされています.
- 遠隔操作用の機器
- わずかな費用
NB-IoT/CAT-M2
NB-IoTですが (CAT-M2としても知られています) CAT-M と同様の機能を実行します, DSSS変調を採用しています. NB-IoT は LTE スペクトルでは機能できないため, 通信事業者はテクノロジーを導入するために、より多くの前払い金を支払わなければなりません.
通常, 他のインフラストラクチャのゲートウェイは、センサー データを収集し、その後プライマリ サーバーに接続するために使用されます。. しかし, プライマリサーバーは取得します センサーデータ すぐに, NB-IoTテクノロジーのおかげで. さらに, NB-IoT はゲートウェイが不要なため、より安価なソリューションとみなされます. 結果として, ファーウェイ, エリクソン, クアルコム, とボーダフォンはNB-IoT商用アプリケーションに多額の投資を行っています. 終わりまでに 2018, 世界のいくつかの地域では、NB-IoT および LTE-M 基地局が配備されることが予想されます, シエラワイヤレスによると.
6. LTE-MとNB-IoTの違い
パフォーマンスの遅延
NB-IoT テクノロジーの 2 つの利点は、低エネルギー使用量と厳しい環境における優れた信頼性です。. NB-IoT は、LTE-M よりも非常に低いネットワーク遅延を必要とするアプリケーションには適していません。. LTE-M の遅延は多くの場合、 100 に 150 ミリ秒, Nb-IoT の遅延は通常以下です 10 秒 (について 1.6 に 10 秒).
デバイスのモビリティ
NB-IoT は、LTE-M と比較して完全にモビリティを実現するわけではありません, 音声もサポートしています. それは「完全にシームレスなモビリティ」のLTE-Mです。 NB-IoT は引き続きモバイル資産やデバイスに利用できます; 私たちが時々聞くように, それは単に限られているだけです. トラッカーを備えたリアルタイム NB-IoT アプリケーション, 自転車シェアリング用のアプリ, 環境用途 モバイルコンポーネントを使用するがスループットが低い, およびインテリジェントな物流はいくつかの例です. 固定資産, スマートメーターやPOS端末など, NB-IoT でのみ使用されるわけではありませんが、よく使用されます。.
エネルギー効率
LTE-Mとの比較, NB-IoT は、エネルギーと消費電力の低減をより重視しており、10 年以上のバッテリー寿命を実現できる可能性があります。.
浸透
NB-IoTを使う, 単一の信号を使用するため、送信電力密度の向上が可能です。, 200帯域幅が小さい KHz または 180KHz 狭帯域. 深い浸透力を高めます (全体的なカバレッジが向上します) LTE-M およびその他の改善点. インテリア取材用, LTE-Mも使える, NB-IoTの方が優れていますが.
適用範囲に関する技術的な詳細, 到着, そして浸透の深さ: NB-IoT の最大結合損失は次のとおりです。 164 dB, これは 20 dB の改善 GPRSのリンクバジェット.
7. LTEとLTE-Mの違いは何ですか
当面の 2 つの問題には 3GPP が推奨する 2 つの解決策があります: LTE-u (LTEアンライセンス) およびLTE-M (LTE - マシンツーマシン).
LTE-u の基本的な目的は、現在のネットワーク速度に対処することです, 容量, ユーザー機器のオンデマンドの矛盾. キャリアアグリゲーションプランにはスペクトルが必要です, そして、このニーズを満たすのに十分な承認されたスペクトルが存在しないため、, R13 は認可された代替品を提案します: スペクトルをプライマリキャリアとして使用する. キャリアアグリゲーションの効果を達成し、速度と容量を向上させるため, 無許可の 5G スペクトルは補助キャリアとして使用されます.
別の代替案, 主にモノのインターネット向け, LTE-Mです, これは R12 で提案され、R13 で拡張される予定です. 言い換えると, LTE スペクトルはシステムを簡素化し、モノのインターネットの低消費電力と互換性を持たせるために使用されます。, 高いレイテンシー, そしてパフォーマンスが悪い.
現在の新しいトレンドに適応しながら、ワイヤレス業界における 3GPP の揺るぎない地位を維持するために提案されている代替案は 2 つだけです.
8. LTEネットワークのカバー範囲はどこまでですか
適用範囲を決定する要因
LTE システムの信号はアップリンク方向とダウンリンク方向に分割される場合があります. アップリンクのカバレッジ, または端末から供給される信号のカバレッジ, 信号送信強度の顕著な違いにより、基地局のカバレッジが決まります。.
基地局は端末から信号を受信したことをどのように判断するのでしょうか, それから? SINR, または信号対雑音比, この場合、主信号指示として使用されます。.
カバレッジを決定する上で最も重要な要素は SINR です
言い換えると, 基地局が受信した端末信号のSINRが最低限の基準を満たしていること. この例の端末はカバレッジ境界上にあります, これはカバーエリアの最大値に相当します.
SINR に影響を与える要因
地球は球形であるため、地球の曲率を乗り越えるのに十分な高さがあるのは基地局またはユーザーだけです. 一般的な基地局アンテナの吊り下げ高さは次のとおりです。 30 メートル, カバー距離はおよそ 20 km. しかし, 計算によると、基地局または端末の高さが 2 km, 最大カバー距離は約 100 メートルまで拡張される可能性があります。 160 km.
ところで, エリクソンは機内で専用端末を使用してLTEをテストした. しかし, 端末を風船の上に距離を置いて取り付ける 2 kmも実用性が高い.
2キロメートルの山の上に基地局を建設するという選択肢もある, 黄山の頂上など, 160キロメートルの地域をカバーするために, 浙江省とほぼ同等.
基地局が 1 つとその下にユーザーが 1 人だけ存在するという事実, 干渉なし I、ノイズのみ N, より重要な要件です. なのでTAを活用しなくても, SINRは劣化しない.
一般的なネットワークでは、各基地局の下に複数の基地局とユーザーが存在します。. 隣接するユーザーからの干渉を防ぐために TA メカニズムを使用する必要がある, そしてその最大処理能力は 100 キロメートル, 「100キロ」という言葉の由来はここから.
TAの処理能力を拡張する
TAが不十分だと思われる場合, から学ぶこともできます GSM TA の処理能力を向上させる処理アプローチ.
9. LTEの帯域幅とは何ですか
LTE-M, 最近鉄道輸送に使用されている新進気鋭の技術, 1785MHz と 1805MHz の間で最大 20M の帯域幅しか利用できません, 左右の周波数帯域は両方とも他の通信システムですでに使用されています. したがって, 周波数分離帯域を省略, 使用可能な帯域幅, 地上で使用する場合, ちょうど15Mか10Mです. オイルとも共有する必要があります, 電気, および運輸部門. 古典的な地下鉄の地下セクションの上流と下流は、別々のチューブ内の物理的障壁によって分離されています. 同じ周波数で動作する複数のセルのネットワークを使用することが可能, アップストリームとダウンストリームがそれぞれ最大 20M の帯域幅を占有する. 上位回線と下位回線は 10M または 15M の帯域幅を共有しており、それらの間に物理的な分離はありません。, クラウド レールは、単一の穴と複線の場合、単一のセルでのみカバーできます。, 地下鉄に似ているため、LTE-M は現在 CBTC および PIS システムのみを処理できます。. しかし, LTE-M TETRAシステムに代わる独自のクラスタシステムを搭載, それはコストを下げる.
10. LTE-M通信プロトコルの概要
LTEプロトコルアーキテクチャ
ユーザー プレーン プロトコル スタックとコントロール プレーン プロトコル スタックは、E-UTRAN システムのエア インターフェイス プロトコル スタックの 2 つのサブセットです。. 物理層 (PHY), 報道規制 (マック), ワイヤレスリンク制御 (RLC), およびパケットデータの集約 (PDCP) ユーザー プレーン プロトコル スタックを構成する 4 つの層です. ネットワーク側の eNode B エンティティで, これらのサブレイヤーは終了します.
LTE システムはデータ処理プロセスを多くのプロトコル レベルに分割します。. いくつかのプロトコル層エンティティは、エア インターフェイス経由で配信される前に、ダウンリンク データ送信に使用される IP パケットを処理します。. LTE ネットワークにおけるダウンリンク伝送のプロトコル アーキテクチャ全体を上の図に示します。.
実際の設計では、チップのパフォーマンスを最大限に表現するために多くの方法が使用されます. コーディングとデコーディング, 変調と復調, マルチアンテナマッピング, その他の通信物理層操作はすべて物理層で実行されます。. プロトコルの最も洗練されたレイヤーは、最も多くの製品テストが行われるレイヤーでもあります. ハードウェアと連携する必要があり、ハードウェアと強く結びついています。.
- MAC層: アップストリームとダウンストリームのスケジューリングと HARQ 再送信を管理します. 再送信とスケジューリングが適切に行われる可能性がある, レートは製品全体に対して表示されます, つまりL2の本質はそこにある.
- NAS層: UEとMME間の情報転送を処理します. ユーザーまたはコントロールに関する情報が素材に含まれる場合があります. これにはユーザー管理も含まれます, セキュリティ管理, およびセッション管理. AS層, これを NAS 層の背後にあると呼んでいます, eNode Bに対して透過的です. 添付の画像に見られるように, eNode B にはこの階層化プロトコルがありません; したがって、すべての NAS 通信はそこを通過します。.
- RLC層: 高レベルのデータセグメンテーションと接続性を担当します, 再送処理, そして順次送信.
- RRC層: eNode B の最も重要なシグナリング プロトコル, 端末間のさまざまな操作をサポート. 無線リソースアルゴリズムを含む, 広い意味で、現実世界のアプリケーションにおけるワイヤレスの動作を支配するもの.
- PDCP層: 無線インターフェイスがブロードキャストする必要があるビット トラフィックの量を減らすためにヘッダーを圧縮する役割を果たします。.
11. LTE周波数の導入
3GPPによって制定された標準団体, LTEと5Gを担当する, LTE-mです (機械の長期的な進化) NB-IoTと (ナローバンドのモノのインターネット). これらは、通信事業者に現在のモバイル インフラストラクチャを使用して、モバイルの広範な利用を促進する機会を提供します。 IoTデバイス. 彼らは信頼でき、安全であり、使命の範囲内である限り、信頼できるレベルのサービスを提供できます。.
マシンツーマシン (M2M) コミュニケーション, MTCと呼ばれることもあります, NB-IoT と MTC の両方を含む. 資産追跡などのプログラムの実装を支援する場合があります。, 環境モニタリング, そしてスマートシティ. 最初から, 通信事業者はこれまで、特定の IoT アプリケーションに 2G および 3G ネットワークを利用してきました。, フリート監視など. LTE-M と NB-IoT はどちらも長期間にわたって少量のデータを転送できます, しかし, IoT デバイスとは異なります. したがって、他の携帯電話規格に比べて複雑さやコストが低くなります。. 変換: デバイスのバッテリー寿命は最長で持続します。 10 超低消費電力のため、何年も使用可能. これらのネットワークは、次の理由から、低電力 WAN と呼ばれることがよくあります。 (LPWAN).
12. LTE技術のメリット
- LTE 通信技術には、以前の無線通信技術に比べて多くの利点があります, 通信速度の速さも含めて, 幅広いネットワークスペクトル, 柔軟なコミュニケーション, 強力な端末機能, 高い知能, 良い互換性, より付加価値の高いコミュニケーションサービスを, 高い通信品質, 高周波帯域効率.
- 高い通信速度: LTEの下りピークレートは100Mbit/s, アップリンクのピークレートは50MBit/sです, 3G無線通信システムに比べて数倍高速です。. LTE 通信テクノロジーは可変帯域幅を提供します, 最大20MHz.
- 高いスペクトル効率: 3G無線通信システムとの比較, LTE通信技術はキャリアアグリゲーションによりスペクトル効率を大幅に向上, OFDM, およびその他のテクノロジー. アップリンクのスペクトル効率が達成できる 2.5 ビット/秒, ダウンリンクのスペクトル効率が達成できる一方で、 5 ビット/秒 (s.hz).
- LTE無線通信システムは、アーキテクチャ全体で高いデータレートを備えたパケット交換に基づいています。, 低遅延, パケット ドメイン サービスの最適化が主な目標です.
- QoS保証: 無線通信アプリケーションごとに異なる QoS 仕様がある. 厳格な QoS メカニズムを通じて, LTE無線通信システムにより、さまざまなサービスの品質を保証, リアルタイムサービスを含む (VoIP) そしてネットワークサーフィン.
- 低遅延: ユーザープレーン内, 一方向の伝送遅延は次の値よりも短いです 5 MS. コントロール プレーン間の通過時間は 50 ミリ秒未満, スリープ状態からアクティブ状態への移行. 移行中, ドウェル状態とアクティブ状態の間の経過時間は 100ms 未満.
- 良好な収束: 次世代ネットワーク (NGN) 建築, LTE無線通信方式を採用しているもの, ～との収束と共存を可能にする WI-FI およびその他の無線通信技術, 多層無線ネットワーク環境の形成. LTE無線通信システムにより、より充実したモバイルサービスにも対応, マルチメディア情報など, ビデオ通話, ブロードバンドデータ伝送, 会議テレビ, もっと. ユーザーは必要な情報サービスをすぐに入手できます.
- 高い柔軟性: LTE無線通信システムはオールIPネットワークアーキテクチャを採用, システムネットワークアーキテクチャはフラットです, システムのネットワーク化と拡張の柔軟性が高い. LTE 通信テクノロジーはペアまたはアンペアのスペクトルをサポートしており、柔軟に構成できます。 1.25 MHzから 20 MHz帯域幅.
13. LTEはどこで使われているのか? LTEアプリケーション.
TE-M の主な利点はセキュリティです. SIMチップ, 回路基板に統合され、鍵と署名を設定するために工場で準備される場合があります。, 電話にリンクされたデバイスに必要です. これらの埋め込みキーは、SIM カード用にセットアップした後はデバイスに物理的にアクセスしない限り変更できません。.
認証および NSasuiteBaES-256 暗号化サービスは、セキュリティ モジュール SIM によって提供されます.
LTE-M は、電力損失が発生した場合でも接続を維持できるという利点もあります。. 携帯電話ネットワークに接続しているため、, 彼にはアクセスポイントは必要ありません (AP), IoT デバイスのバッテリーが正常に機能している限り、リンクされたままになります。.
このため, セルラーIoT接続は重要な分野で広く採用されています, フリート管理を含む, 家庭とオフィスのセキュリティ, そしてその 送電網.
