Jakie są różne typy kanałów w LTE?

W technologii Long-Term Evolution (LTE), która jest standardem bezprzewodowej komunikacji szerokopasmowej, różne typy kanałów odgrywają kluczową rolę w efektywnym przesyłaniu danych i informacjach sterujących. Kanały te są podzielone na różne kategorie, aby zapewnić sprawne funkcjonowanie sieci LTE.

1. Kanały fizyczne:

Kanały fizyczne to rzeczywiste częstotliwości radiowe i przedziały czasowe wykorzystywane do bezprzewodowego przesyłania danych i informacji kontrolnych. Stanowią one podstawę komunikacji LTE. Oto główne kanały fizyczne w LTE:

Fizyczny współdzielony kanał łącza w dół (PDSCH):PDSCH służy do transmisji danych w łączu w dół ze stacji bazowej (eNodeB) do urządzenia użytkownika (UE). Przenosi dane użytkowników i jest niezbędnym kanałem świadczenia usług szybkiej transmisji danych.
Fizyczny współdzielony kanał łącza zwrotnego (PUSCH):PUSCH jest odpowiednikiem PDSCH do transmisji danych w łączu w górę. Przenosi dane z UE do eNodeB. PUSCH ma kluczowe znaczenie dla umożliwienia dwukierunkowej komunikacji.
Fizyczny kanał kontrolny łącza w dół (PDCCH):PDCCH przenosi informacje sterujące dla komunikacji w łączu w dół. Odpowiada za przesyłanie informacji o alokacji zasobów, planowanie transmisji danych i inne sygnały sterujące.
Fizyczny kanał kontrolny łącza zwrotnego (PUCCH):PUCCH jest odpowiednikiem PDCCH w łączu w górę. Przenosi informacje kontrolne z UE do eNodeB, w tym raporty o jakości kanału, potwierdzenia (ACK/NACK) i żądania planowania.
Fizyczny kanał nadawczy (PBCH):PBCH jest odpowiedzialny za rozgłaszanie niezbędnych informacji systemowych do wszystkich UE w komórce. Pomaga UE zsynchronizować się z siecią i uzyskać dostęp do kluczowych parametrów sieci.

2. Kanały logiczne:

Kanały logiczne to abstrakcje używane do kategoryzacji informacji przesyłanych kanałami fizycznymi. Służą różnym celom w komunikacji LTE. Oto główne typy kanałów logicznych:

Kanał kontroli transmisji (BCCH):BCCH przenosi informacje systemowe, które są w sposób ciągły transmitowane do UE. Informacje te obejmują tożsamość komórki, informacje PLMN (Public Land Mobile Network) i parametry systemu.
Wspólny kanał sterujący (CCCH):CCCH obejmuje dwa podtypy:
- Kanał dostępu swobodnego (RACH): UE używają RACH do żądania dostępu do sieci i inicjowania procedury konfiguracji połączenia.
- Kanał przywoławczy (PCCH): PCCH jest używany przez sieć do powiadamiania UE o przychodzących połączeniach lub wiadomościach.
Dedykowany kanał sterujący (DCCH):DCCH jest używany do dedykowanej sygnalizacji sterującej pomiędzy siecią a określonym UE. Przenosi komunikaty związane z konfiguracją połączeń, przekazywaniem połączeń i innymi dedykowanymi funkcjami kontrolnymi.
Dedykowany kanał ruchu (DTCH):DTCH przenosi dane użytkownika pomiędzy siecią a określonym UE po ustanowieniu połączenia. Służy do transmisji głosu i danych.

3. Kanały transportowe:

Kanały transportowe zapewniają środki do transportu danych pomiędzy różnymi elementami sieci i są niezbędne do wydajnego przesyłania danych w LTE. Można je sklasyfikować w następujący sposób:

Kanały transportowe łącza w dół:
- Wspólny kanał łącza w dół (DL-SCH):DL-SCH służy do przenoszenia danych użytkownika z eNodeB do UE. Jest multipleksowany za pomocą PDSCH.
- Kanał kontrolny łącza w dół (DL-CCCH):DL-CCCH przenosi informacje kontrolne w łączu pobierającym, w tym komunikaty RRC (Radio Resource Control) dotyczące konfiguracji i zwolnienia połączenia.
Kanały transportowe łącza w górę:
- Kanał współdzielony łącza zwrotnego (UL-SCH):UL-SCH przenosi dane użytkownika z UE do eNodeB. Jest multipleksowany za pomocą PUSCH.
- Kanał sterowania łączem w górę (UL-CCCH):UL-CCCH przenosi informacje kontrolne w łączu w górę, w tym komunikaty RRC inicjowane przez UE.

4. Kanały informacji kontrolnej:

Kanały informacji sterującej są odpowiedzialne za przekazywanie krytycznych komunikatów sterujących pomiędzy siecią a urządzeniami UE. Odgrywają istotną rolę w zarządzaniu siecią i alokacji zasobów:

Główny blok informacyjny (MIB):Baza MIB jest przesyłana w kanale PBCH i zawiera istotne informacje systemowe, które umożliwiają UE wstępną synchronizację z siecią.
Blok informacji o systemie (SIB):SIB są przesyłane w kanale PDSCH i dostarczają szczegółowych informacji o systemie, takich jak parametry ponownego wyboru komórki, informacje o komórkach sąsiednich i inne.
Konfiguracja połączenia RRC (RRCConnectionSetup):Kanał ten jest częścią DL-CCCH i służy do ustanawiania połączenia RRC pomiędzy UE a siecią.
Rekonfiguracja połączenia RRC (RRCConnectionReconfiguration):Kanał ten, również będący częścią DL-CCCH, służy do modyfikowania parametrów połączenia RRC podczas aktywnego połączenia.

5. Kanały synchronizacji:

Kanały synchronizacji są niezbędne do zapewnienia, że UE mogą zsynchronizować swoje taktowanie i częstotliwość z eNodeB. Dwa kluczowe kanały synchronizacji w LTE to:

Główny sygnał synchronizacji (PSS):PSS pomaga UE zsynchronizować ich częstotliwość z eNodeB. Pomaga w wyszukiwaniu komórek i wstępnej identyfikacji komórek.
Wtórny sygnał synchronizacji (SSS):SSS jest używany w połączeniu z PSS, aby pomóc UE zidentyfikować fizyczną tożsamość komórki i zakończyć proces synchronizacji.

6. Kanały pomiarowe:

Kanały pomiarowe służą do zbierania informacji o sąsiednich komórkach i jakości sygnału, co ma kluczowe znaczenie przy wyborze komórki i decyzjach o przekazaniu:

Sygnał odniesienia (RS):RS jest przesyłany zarówno w łączu w dół, jak i w łączu w górę i jest używany przez UE do pomiaru jakości odbieranego sygnału. Pomaga w wyborze komórek, przekazywaniu i kształtowaniu wiązki.

Są to główne typy kanałów w LTE, z których każdy służy określonemu celowi, polegającemu na umożliwieniu wydajnej komunikacji pomiędzy siecią a sprzętem użytkownika. Zrozumienie tych kanałów jest niezbędne do projektowania, wdrażania i optymalizacji sieci LTE w celu zapewnienia niezawodnych i szybkich usług komunikacji bezprzewodowej.