LTE

Denna sida är under konstruktion och ej färdig ännu och därför kan väsentliga detaljer fortfarande saknas.

4G eller ej

Kallas ofta för "4G" i folkmun men det beror på hur man definierar 4G egentligen. En definition handlar om att hastigheten måste vara 100 Mbit/s minst, men den definitionen gör att LTE egentligen inte uppfyller kravet på att vara ett 4G-system. LTE som den är i dag uppfyller inte detta krav man når ca 80 MBit/s i dagens system som bäst, i stället är det LTE-Advanced som kommer uppfylla detta krav.

En annan definition handlar om den tekniska infrastrukturen. 4G är då det första mobiltelesystemet som är helt och hållet paketorienterat och därmed saknar inbyggda protokoll för samtalstrafik. Med en sådan definition är kanske även vissa installationer som baseras på Evolved Packet Core också i så fall 4G. Backbone i dessa nät bygger på en ren paketorienterad backhaul där det inte ens går att sätta upp kretskoppel.

Telefonsamtal förs i stället över genom att de paketiseras och skickas som VoIP dvs Voice over IP. Det gör att det finns många tänkbara standarder för hur man skall koda talöverföringen och ännu har man inte enats inom LTE-sfären för vad som skall gälla om man vill transportera samtal över LTE-nätet. De flesta operatörer i dag kör alltså ingen voice i sitt LTE-nät alls utan enbart data.

Radiogränssnittet

Det radiointerface som används i LTE kallas för E-UTRA och står för Evolved UMTS Terrestrial Radio Access eller Evolved Universal Terrestrial Radio Access (åtminstone i tidiga utgåvor av 3GPPs arbete om LTE). Denna specifikation ger detaljerad information om hur man modulerar de radiosignaler som LTE använder sig av.

Modulation

Modulationen i LTE är av typen OFDMA (Orthogonal Frequency Domain Multiple Access) och innebär att man skapar ortogonalitet genom att modulera ett antal FM-carriers med 15 kHz lucka med symboler som är ca 66,67 µs styck. Symboltakten är alltså nära 1/15 kHz och därmed uppstår ortogonaliteten.

Varje subcarrier i LTE moduleras med olika modulationstyp beroende på användning och datakanalens kvalitet från QPSK upp till 64-QAM. Även nätets signaleringsinformation kodas med relativt högt kodschema.

Varje carrier är 15 kHz bred och dessa organiseras tidsmässigt i 7 symboler vilket innebär att ett resursblock är 0,5 ms långt i tid och 12 carriers i frekvens. Detta är en minsta allokerbar enhet i ett LTE-system för dataöverföring. Naturligtvis kan man aggregera ett större antal resursblock både i frekvens och i tid för högre överföringshastighet.

Bandbredden som används är olika och konfigurerbar för de flesta radiobasstationer (e-NodeB) och standardiserad till följande:

Bandbredd och radioresurser i LTE

Bandbredd	Resursblock	Subcarriers	Använd BW	RSRP mot RSSI
1,4 MHz	6	72	1,08	18,57
3 MHz	15	180	2,70	22,55
5 MHz	25	300	4,50	25,74
10 MHz	50	600	9,00	27,78
15 MHz	75	900	13,50	29,54
20 MHz	100	1200	18,00	30,79

Att mäta effekt på LTE-signal

Effektmätning på en LTE-signal är inte helt enkel. Det kommer sig av att alla subcarriers som tillhör ett resursblock (RB) som ej används i en viss tid kommer inte sända och det innebär att en signal med lågt datainnehåll kommer att visa en mycket låg effekt om man mäter RMS.

I nedlänken finns det alltid synkroniseringssignaler och lite annan information som rör cellen som UE använder sig av för att synkronisera mm. Dessa signaler schemaläggs på ett sådant sätt att de använder sig av vissa positioner i ett resursblock. Därför finns det vissa resursblock och därmed subcarriers som sänder vid varje given tidpunkt i signalen men för att mäta dessa behöver man titta på hela signalen med en spektralanalysator samt titta på peak-värden.

Varje subcarrier i signalen sänder dock med sin maxeffekt varje gång den sänder. Det innebär att man kan mäta peak-effekt över ett antal svep med en spektrumanalysator för att få en uppfattning om effekten som basen använder när den sänder. Skillnaden i effekt på en 10 MHz bred carrier mellan maxlast och ingen last i cellen när man mäter RMS är 28 dB.

Om man ställer in sin spektrumanalysator att mäta med peak-hold samt genomför ett antal svep mellan 20-50 stycken får man så småningom fram en totalsignal som visar hur effekten ser ut om basen skulle sända med full effekt.

Signalbrusförhållande för LTE

LTE har ju ett antal sätt att modulera och felkoda signalen. Felkodningen som används är en variant av FEC (forward error correction) och kan väljas beroende på kanalkvalitet. Nedan är en tabell över modulationsindex och signalbrusförhållandet som krävs för varje steg skall hålla god kvalitet.

För en felfrekvens på 10E-4, dvs ett fel per 10 000 symboler eller 0,01% får vi en tabell enligt följande. Det anses som en god standard inom industrin att hålla detta medan i praktiken finns det så mycket Forward Error Correction (FER) i datat att betydligt sämre Bit Error Rate (BER) kan accepteras.

MCS	SINR(dB)	Effektivitetsmått
QPSK 1/3	-0,75	4,00
QPSK 1/2	1,50	6,00
QPSK 2/3	3,50	8,00
16QAM 1/2	7,00	12,00
16QAM 2/3	9,50	16,01
16QAM 4/5	11,50	19,20
64QAM 1/2	11,50	21,00
64QAM 2/3	14,70	24,01

RSRP och signalstyrka

RSRP [dBm]	Kvalitetsgrad	SINR [dB]	MCS
> -40	För stark signal	92	64QAM
> -89	Mycket bra signal	43	64QAM
> -97	Stark signal	35	64QAM
> -106	God signal	26	64QAM
> -113	Svag signal	19	64QAM
> -121	Dålig signal	11	16QAM 2/3, 4/5, 64QAM 1/2, 2/3
> -129	Mycket dålig signal	3	QPSK 1/2, 2/3, 16QAM 1/2, 2/3
> -134	Svåranvändbar signal	-2	QPSK 1/3, 1/2
> -140	Oanvändbar signal	-8	N/A