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4G LTE CoMP, koordinierter Mehrpunkt

4G LTE CoMP, koordinierter Mehrpunkt


4G LTE CoMP, Coordinated Multipoint wird verwendet, um eine verbesserte Leistung bereitzustellen, insbesondere an Zellenrändern, indem die Fähigkeit von mehr als einer Basisstation genutzt wird, um die Kommunikation zu ermöglichen.

LTE CoMP verwendet eine Reihe verschiedener Techniken, um das Senden und Empfangen eines UE zu und von einer Vielzahl verschiedener Basisstationen dynamisch zu koordinieren. Ziel ist es, die Gesamtqualität für den Benutzer zu verbessern und die Auslastung des Netzwerks zu verbessern.

Tatsächlich verwendet LTE CoMP das, was zuvor als Interzellinterferenz angesehen wurde, um eine verbesserte Leistung bereitzustellen.

Im Laufe der Jahre wurde die Bedeutung von Interzellinterferenzen, ICI und verschiedenen Techniken aus den Tagen von GSM erkannt, um seine Auswirkungen abzuschwächen. Hier wurden Interferenzmittelungstechniken wie Frequenzsprung verwendet. Mit fortschreitender Technologie haben jedoch viel engere und effektivere Methoden zur Bekämpfung und Nutzung der Störungen Unterstützung erhalten.

LTE CoMP - die Vorteile

Obwohl LTE Advanced CoMP, Coordinated Multipoint ein komplexer Satz von Techniken ist, bringt es sowohl dem Benutzer als auch dem Netzbetreiber viele Vorteile.

  • Bessere Auslastung des Netzwerks: Durch die gleichzeitige Bereitstellung von Verbindungen zu mehreren Basisstationen mithilfe von CoMP können Daten zur besseren Ressourcennutzung über am wenigsten belastete Basisstationen übertragen werden.
  • Bietet verbesserte Empfangsleistung: Die Verwendung mehrerer Mobilfunkstandorte für jede Verbindung bedeutet, dass der Gesamtempfang verbessert wird und die Anzahl der abgebrochenen Anrufe verringert werden sollte.
  • Der Empfang mehrerer Standorte erhöht die Empfangsleistung: Durch den gemeinsamen Empfang von mehreren Basisstationen oder Standorten mithilfe von LTE Coordinated Multipoint-Techniken kann die Gesamtempfangsleistung am Mobilteil erhöht werden.
  • Interferenzreduzierung: Durch die Verwendung spezieller Kombinationstechniken ist es möglich, die Interferenz eher konstruktiv als destruktiv zu nutzen, wodurch die Interferenzpegel verringert werden.

Was ist LTE CoMP? - die Grundlagen

Koordiniertes Senden und Empfangen von Mehrpunktpunkten bezieht sich tatsächlich auf eine breite Palette von Techniken, die eine dynamische Koordination oder Senden und Empfangen mit mehreren geografisch getrennten eNBs ermöglichen. Ziel ist es, die Gesamtsystemleistung zu verbessern, die Ressourcen effektiver zu nutzen und die Servicequalität der Endbenutzer zu verbessern.

Einer der Schlüsselparameter für LTE insgesamt und insbesondere für 4G LTE Advanced sind die erreichbaren hohen Datenraten. Diese Datenraten sind relativ einfach in der Nähe der Basisstation zu halten, aber mit zunehmenden Entfernungen werden sie schwieriger zu pflegen.

Offensichtlich sind die Zellkanten die größte Herausforderung. Aufgrund der Entfernung von der Basisstation (eNB) ist das Signal nicht nur weniger stark, sondern es ist auch wahrscheinlich, dass die Interferenzpegel von benachbarten eNBs höher sind, da das UE näher an ihnen liegt.

4G LTE CoMP, Coordinated Multipoint erfordert eine enge Koordination zwischen einer Reihe von geografisch getrennten eNBs. Sie koordinieren dynamisch, um eine gemeinsame Planung und Übertragung zu ermöglichen und die gemeinsame Verarbeitung der empfangenen Signale zu beweisen. Auf diese Weise kann ein UE am Rand einer Zelle von zwei oder mehr eNBs bedient werden, um den Empfang / die Übertragung von Signalen zu verbessern und den Durchsatz insbesondere unter Zellenrandbedingungen zu erhöhen.

Im Wesentlichen fällt 4G LTE CoMP, Coordinated Multipoint, in zwei Hauptkategorien:

  • Gemeinsame Bearbeitung: Eine gemeinsame Verarbeitung findet statt, wenn mehrere Einheiten - Basisstationen - koordiniert sind, die gleichzeitig zu oder von UEs senden oder empfangen.
  • Koordinierte Planung oder Beamforming: Dies wird oft als CS / CB (koordinierte Planung / koordinierte Strahlformung) bezeichnet und ist eine Form der Koordination, bei der ein UE mit einer einzelnen Sende- oder Empfangspunkt-Basisstation sendet. Die Kommunikation erfolgt jedoch mit einem Kontrollaustausch zwischen mehreren koordinierten Einheiten.

Um einen dieser Modi zu erreichen, ist eine sehr detaillierte Rückmeldung der Kanaleigenschaften auf schnelle Weise erforderlich, damit die Änderungen vorgenommen werden können. Die andere Anforderung besteht in einer sehr engen Koordination zwischen den eNBs, um die Kombination von Daten oder das schnelle Umschalten der Zellen zu erleichtern.

Die für koordiniertes Mehrpunkt-CoMP verwendeten Techniken sind für den Uplink und den Downlink sehr unterschiedlich. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass sich die eNBs in einem Netzwerk befinden, das mit anderen eNBs verbunden ist, während die Mobilteile oder UEs einzelne Elemente sind.

Downlink LTE CoMP

Der Downlink-LTE-CoMP erfordert eine dynamische Koordination zwischen mehreren geografisch getrennten eNBs, die an das UE senden. Die zwei Formate des koordinierten Mehrpunkts können für den Downlink unterteilt werden:

  • Gemeinsame Verarbeitungsschemata für die Übertragung im Downlink: Unter Verwendung dieses Elements von LTE CoMP werden Daten gleichzeitig von einer Anzahl verschiedener eNBs an das UE übertragen. Ziel ist es, die Qualität und Stärke des empfangenen Signals zu verbessern. Es kann auch das Ziel haben, Störungen von Übertragungen, die für andere UEs bestimmt sind, aktiv zu unterdrücken.

    Diese Form des koordinierten Mehrpunkts stellt eine hohe Anforderung an das Backhaul-Netzwerk, da die an das UE zu übertragenden Daten an jeden eNB gesendet werden müssen, der sie an das UE überträgt. Dies kann die Datenmenge im Netzwerk leicht verdoppeln oder verdreifachen, abhängig davon, wie viele eNBs die Daten senden. Darüber hinaus müssen gemeinsame Verarbeitungsdaten zwischen allen am CoMP-Bereich beteiligten eNBs gesendet werden.

  • Koordinierte Planung und / oder Strahlformung: Unter Verwendung dieses Konzepts werden Daten zu einem einzelnen UE von einem eNB übertragen. Die Planungsentscheidungen sowie etwaige Strahlen werden koordiniert, um die möglicherweise erzeugte Interferenz zu steuern.

    Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass die Anforderungen an die Koordination über das Backhaul-Netzwerk aus zwei Gründen erheblich reduziert werden:

    • UE-Daten müssen nicht von mehreren eNBs übertragen werden und müssen daher nur an einen eNB geleitet werden.
    • Nur Planungsentscheidungen und Details von Strahlen müssen zwischen mehreren eNBs koordiniert werden.

Uplink LTE CoMP

  • Gemeinsamer Empfang und Bearbeitung: Das Grundkonzept dieses Formats besteht darin, Antennen an verschiedenen Standorten einzusetzen. Durch Koordination zwischen den verschiedenen eNBs ist es möglich, ein virtuelles Antennenarray zu bilden. Die von den eNBs empfangenen Signale werden dann kombiniert und verarbeitet, um das endgültige Ausgangssignal zu erzeugen. Diese Technik ermöglicht es, dass Signale mit sehr geringer Stärke oder durch Interferenzen in einigen Bereichen maskierter Signale mit wenigen Fehlern empfangen werden.

    Der Hauptnachteil dieser Technik besteht darin, dass große Datenmengen zwischen den eNBs übertragen werden müssen, damit sie funktioniert.

  • Koordinierte Planung: Dieses Schema koordiniert die Planungsentscheidungen zwischen den ENBs, um Interferenzen zu minimieren.

    Wie im Fall des Downlinks stellt dieses Format eine stark reduzierte Last im Backhaul-Netzwerk bereit, da nur die Planungsdaten zwischen den verschiedenen eNBs übertragen werden müssen, die miteinander koordinieren.

Allgemeine Anforderungen an LTE CoMP

Eine der Hauptanforderungen für LTE ist, dass es eine sehr geringe Latenz bieten kann. Die zusätzliche Verarbeitung, die für den Empfang und die Übertragung mehrerer Standorte erforderlich ist, kann zu erheblichen Verzögerungen führen. Dies könnte sich aus der Notwendigkeit der zusätzlichen Verarbeitung sowie der Kommunikation zwischen den verschiedenen Standorten ergeben.

Um dies zu überwinden, wird erwartet, dass die verschiedenen Standorte in Form eines zentralisierten RAN oder C-RAN miteinander verbunden werden können.

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