LTE Advanced технологиясының мүмкіншіліктері мен ерекшеліктерін зерттеу
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
1 МСТ 2.702-75. Электр сұлбаларын орындау ережелері. М.: Стандарттар, 1985.
2 МСТ 2.708-81. Цифрлік есептеу техникасының электр сұлбаларын орындау ережелері. М.: Стандарттар, 1981.
3 ҚР МЖМБС 5.04.019 -2008 Қазақстан Республикасының мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандарты. Жоғары кәсіптік білім. Бакалавриат. Негізгі ережелері.
4 ҚР МЖМБС 5.03.016 -2009. Жоғары оқу орындарындағы дипломдық жұмыстарды орындау ережелері.
5 МСТ 2.701-84. Сұлбалар. Түрлері мен типтері. Орындау үшін жалпы талаптар. М.: Стандарттар, 1984.
6 МСТ 7.1-84. Ақпараттық, кітапханалық және баспалар бойынша стандарттар жүйесі. Құжаттың кітапханалық жазбасы. Қолданылған әдебиеттер тізімін жазудың жалпы талаптары мен ережелері. М.: Стандарттар, 1984.
7 МСТ 21.406-88 (2002). Құрылыс үшін жобалық құжаттардың жүйесі. Сұлбалардағы және жобалардағы шартты графикалық белгілеулер.
8 МСТ Р 21.1703-2000. Құрылыстың жобалау құжаттарының жүйесі. Байланыстың өткізгіштік құралдарының жұмыстық құжаттарын орындаудың ережелері.
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыста Қазақстанның өндірістік салаларындағы М2М желілеріне рұқсат алу үшін LTE Advanced технологиясы бойынша желілік қызметтерді ұйымдастыру - үрдісі зерттеліп, машина - және - машина Machine-to-Machine (M2M) - машина - аралық ақпарат алмасу технологиясының өндірістік салалардағы орны мен рөлі айқындалды. Cонымен қатар, оны жүзеге асырылудың құрылымдық желілері анықталды. LTE Advanced технологиясын қолдану арқылы М2М желісі үшін қажетті шарттар және жүзеге асырудың түрлеріне талдау жүргізілді. Long Term Evolution Advanced (LTE - A) желісі ауқымында да M2M технологиясының қолданыс мүміндіктері кеңейе түсетінін болжай отырып, осы мәселе қарастырылды.
АННОТАЦИЯ
В дипломной работе определены место и роль в производственных сферах считающейся на сегодня перспективной технологией от машины к машине, или машина-и-машина Machine-to-Machine (М2М) - межмашинных обмена информацией и взаимодействия.. Этому ожиданию есть вполне обоснованные причины.Рассмотрен также частный случай М2М технология D2D (Device-to-Device) - обмена информацией межустройственных парах, которая, в свою очередь, восходит к человеко-машинной интерактивной технологии, известной в кибернетической науке и являющейся наиболее изученным понятием.
ABSTRACT
In the thesis the place and a role in production spheres by the perspective technology which is considered for today from the car to the car, or the car - and - the Machine-to-Machine (M2M) car - intermachine exchange of information and interaction are defined. To this expectation there are quite reasonable reasons. Also special case of M2M D2D (Device-to-Device) technology - exchange of information the mezhustroystvennykh couples which, in turn, goes back to the human-machine interactive technology known in cybernetic science and being the most studied concept is considered.
АББРЕВИАТУРА
OFDMA - Orthogonal frequency - division multiple access - Ортогональное подразделение частоты многократный доступ - Ортогональ бөлімшесінің қайтара қатынасу жиілігі
LTE, LTE - A - Long Term Evolution (Advanced) - ұзақ уақыт дамудың (озық) үлгісі
LTP - Line Print Terminal - Параллельді интерфейстің Халықаралық стандарты
M2M - Machine-to-Machine - машина-және-машина қарым-қатынасы
MIMO - Multiple Input Multiple Output - Улучшенная многоантенная поддержка - Жетілдірілген көп антенналық қолдау
CoMP - Координированные многоточечныетехнологии передачи приема;
HetNets - Heterogeneous network - Улучшенная поддержка гетерогенного сетевого развертывания - Гетерогендік бейнеленетін қолдау, желілік өрістету
3GPP-3rd Generation Partnership Project - Партнерский проект ETSI, занимающийся стандартизацией в области системы 3G - 3G саласында стандарттаумен айналысатын ETSI әріптестік жобасы
H2H - human-to-human-сервер - человек - құрылғы адам
CDMA - Code Division Multiple Access - Көптік қатынастың кодтық бөлгіші
PersonalAreaNetwork (PAN) - Персональная сеть-Дербес желі
XMPP - Extensible Messaging and Presence Protocol - Расширяемый протокол передачи сообщений и присутствия - Хабарларды жіберу және кеңейтілген хаттама
IoT - Internet of Things - Интернет вещей - Заттар Интернеті
SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition - Контролирующий контроль и сбор данных - Бақылаушы бақылау мен деректерді жинау
GSM-Global System for Mobile communication - Глобальная Система для Мобильной связи - Мобильді байланыс үшін глобальды жүйе
UMTS - Universal Mobile Telecommunication System - универсальная система мобильной связи - универсалды мобильді байланыс жүйесі
GSA - GlobalmobileSuppliersAssociation-Ас социация поставщиков глобальная система - Ғаламдық жүйе берушілердің қауымдастығы
COM - Component Object Model - Құрауыштардың нысанды үлгісі
HSDPA - High-Speed Downlink Packet Access - Ең жоғары жылдамдықтағы пакеттік байланыс
ARM - Advanced RISC Machine - Командалар жиынтығынан тұратын дамыған машина
LTP - Line Print Terminal - Параллельді интерфейстің Халықаралық стандарты
RAM - Random Access Memory - Оперативті жады
USB - Universal Serial Bus - Универсалды реттік шина
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
11
1
LTE - Advanced технологиясын қарастыру.
16
1.1
LTE - A ерекшеліктері мен LTE - A технологиясынан айырмашылығын бақылау
16
1.2
Жүйелік талаптарды зерттеу
17
2
LTE - A желілерінде OFDMA және SC - FDMA технологияларын қарастыру
19
2.1
Шығыс арнаның мінездемесі: OFDMA
19
2.2
Жоғарылайтын арнаның мінездемесі: SC - FDMA
20
2.3
LTE - Advanced стандартымен қолдаулы функцияларды қарастыру
21
2.4
Салмақ түсірушілер агрегациясын танып білу (СА)
21
3
LTE - A желісіндегі MIMO технологиясының маңызы
22
3.1
Үйлестірілген көпнүктелі (CoMP) таратуқабылдау технологияларын зерттеу
25
3.2
Гетерогенді желіні өрістетудің жақсартылған қолдауын қарастыру
26
3.3
M2M желілерінің құрылу принциптері және архитектураларын қарастыру
27
3.4
М2М трафик моделінің құрылымы және шамадан тыс жүктерді басқару
29
4
М2М желілерінің LTE - A қолжетімділік желісін пайдаланудағы даму.
34
4.1
М2М желілерінің LTE - A қолжетімділік желісін пайдаланудағы даму перспективтілігін саралау
34
4.2
LTE - A және М2М даму беталыстарын зерттер сұрақтарын талдау
37
4.3
М2М трафигін классификациялау және оның белгіленген байланыс желілері мен жылжымалы желілеріндегі өсімін болжау
40
5
ҚР - ғы М2М желілерінің дамуында LTE - A қолжетімділік желісін пайдалануының келешегін негіздеу
44
5.1
LTE(LTE - A)3GPP және M2M желілерінің өзара әрекеттесу үрдістерін саралау
44
5.2
6
Машина аралық байланыстың көмегімен LTE-A ақпарат таратушы газ тасымалдаушыларының схемасын құру
Жобаның экономикалық бөлімі
48
59
Қорытынды
70
7
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Глоссарий
73
74
КІРІСПЕ
Қазақстанның өндірістік салаларындағы M2M желілеріне рұқсат алу үшін LTE Advanced технологиясы бойынша желілік қызметтерді ұйымдастыру, практикалық қолданыста M2M (Machine-to-Machine) технологиясының келешегі зор екендігіне бүгіндері мамандардаң көздері жетіп отыр. Бұл машина-және-машина - аралық ақпарат алмасу және де өзара әсерлесу технологиясының өндірістік салаларға да ене бастағаны белгілі.
Америка ғалымы Клод Шенноның берген анықтамасында: М2М платформасы қосымшалар үшін орнатылған интерфейстердің редакторын қамтиды. Ол тінтуірдің көмегімен нысандарды, диаграммаларды, есептерді, кестелерді және интерфейс карточкаларын жасайтын құралы болып табылады. Ол тіпті интерфейс компоненттерін серверқұрылғы деректерімен қоса құрастырғанда еш бағдарламауды талап етпейді [8, 326 бет].
Машина және машина (Machine-to-Machine, M2M ) - машиналардың бір-бірімен қарым-қатынасы, біржақты немесе екіжақты тәртіппен әрекеттесуіне мүмкіндік беретін технологияның жалпы атауы. Ондай қарым-қатынас сымды немесе сымсыз болып келетін датчиктік мониторинг жүйесінің жұмысы кезінде болуы мүмкін (температура анықтау, ресурстарды түгендеу, орналасуы тағайындау). Мысалы, банкоматта чек кітапшасының немесе қолма-қол төленетін қағаз ақшаның бітіп қалуы туралы төлем-алым терминалдарының автоматты GSM-желілерінде сервермен ақпарат алмасу, сондай-ақ, керісінше, терминалға қолма-қол төлем ретінде түскен ақша тым көп болып кеткен жағдайда инкассатордың келуін талап ету туралы ақпаратпен алмасуды айтуға болады. ГЛОНАССGPS [12] жүйелері негізіндегі жылжымалы мобильді нысандардың орын тебуін навигациялық-бағдарлауда, денсаулық сақтаудың қашықтан жұмыс істейтін мобильді-жедел жүйелерінің жұмысын ұйымдастыруда, өнеркәсіптік, өндірістік телеметрия жүйелерінің жұмысын автоматтандыруда (энергетикалық, коммуналдық, азаматтық қорғаныс) M2M технологиясы кең қолданыс табуда.
LTE технологиясы жыл санап дамуын жалғастыруда. Операторлар ақпарат тасымалдауда LTE-A технологиясын қабылдау арқылы олардың қолданыстағы желілерінде тасымал жылдамдығын арттыруда айтарлықтай табысқа - прогреске қол жеткізуде. 2014 жылдың қазанында кейбір операторлар 22 LTE-A желісін іске қосты және де технологияны жүзеге асыруды 47 желіге жеткізуді ұстанатынын білеміз. Қазіргі заманғы M2M нарығының мәселесі өзара машина және машина іс-қимыл түрінің қауіпсіздігі. Бұл орайда шетелдік, Далман.Э және Фурускар.А. сынды ғалымдардың пікірін ескерсек: Серверлер мен агенттер арасындағы барлық байланыс қауіпсіз SSL байланысы арқылы орнатылғаны жөн және олар GPRS3GLTE жер-серіктік арналарын қиыстыру үшін нығыздалуы керек [3, 15 бет].
Шын мәнінде, LTE қабылдаған 110 әлем елінде 237 мобильдік нарықтық желілмен шектеледі, сол елдер оның ізашары болса, Қазақстан осы технологияны басқаларға қарағанда тезірек енгізуді мақсат тұтуда, бірақ біз әлі алдағы онжылдықта LTE технологиясын енгізуді одан әрі жеделдетуіміз қажет. Қазіргі уақытта оның өм циклының технологиялық желілік бастапқы сатысын ғана өттік. Демек, бұл дегеніміз LTE саласы үшін әлі елеулі өсім мүмкіндігі барын ғана білдіреді. Қазақстан секілді әлемде 158 елдер кем дегенде бір LTE операторы жақын арада болады дегендей нәтижеге талпынуда.
Отандық ғалым Алибаева С.А. пікірін ескерсек: Көптеген M2M платформасына қарағанда, масштабталатын ARM негізделген Linux бір борттық компьютерлерге жұмыс істейтін микро серверлердің мыңдаған жиынтығы, сондай-ақ бұлттық құрылғылар миллиондаған жиынтығы. Бірегей көп деңгейлі таратылған сәулет сізге барлық кешенді және дәстүрлі серверлер арасындағы нақты қарым-қатынас - PEER орнатуға мүмкіндік береді. Бұл бірнеше деңгейде бөлінген бірнеше серверлер арасындағы теңестіру жүйесін функциялық пайдалануда шексіз ауқымдылығын қамтамасыз етеді [7, 105 бет]
Дипломдық жұмыстың өзектілігі. Телекоммуникациялық қызметтер - заманауи өндіріс пен қызметтер сферасы нарығында туындайтын мақсатты тапсырмаларды басқару мен автоматты түрде шешу үшін деректер жіберу технологиясына негізделген машиналар арасындағы байланыс қызметі (machine-to-machine немесе mobile-to-machine, M2M) нарығының жаңа сегментінің ерекшеліктері қарастырылған.. М2М компаниясының өндірістік қызметін, бизнес-модельдерін экономикалық қарым-қатынастарын телекоммуникацияның реттелетін базасының тұрғысынан зерттеу өзекті және өткір тапсырма тудыртып отыр, оның шешімінен М2М қызметтері сегментінің жаңа нарығының қалыптасу тиімділігі тәуелді. М2М қызметтері М2М соңғы құрылғыларын біріктіретін, адамның қатысуынсыз немесе шектеулі қатысуымен, немесе адамның соңғы пайдаланушы ретінде шектеулі әрекетімен жұмыс істейтін М2М желілерін қолданумен ұсынылады. М2М желілері адамның соңғы қолданушы ретінде М2М желісіне кірудің типтік емес бастаушысы болуымен сипатталады. Қазіргі таңда Еуропалық Одақ (ЕО) аясында М2М қызметтерін енгізу мен ұсынудың бес келешекті бизнес-модельдері стандартталған және анықталған:
Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы. Барлық Қазақстандық М2М - шешімдерін пайдаланушыларды алты негізгі сегментке бөлуге болады: мониторинг және автокөлікті басқару, ТКШ және өнеркәсіп, қауіпсіздік, банктар және төлем жүйелері, вендинг және сауда, басқа қызметтер және М2М сервистері. ГЛОНАСС навигациялық жүйесінің көмегімен көлік мониторингін қамтамасыз ету бойынша бағдарламаны жүзеге асыруға байланысты қазіргі уақытта бірінші сегмент ең перспективті болып саналады, содан кейін барып ТКШ сегменті жүреді. Бұдан басқа, деректерді жіберудің жоғары жылдамдығына және тұрақты ғаламтор-қосылуға мүмкіндік беретін ұялы байланыстың үшінші және төртінші ұрпақтары желілерінің дамуы нәтижесінде М2М нарығының қауіпсіздік сегментіне жататын бейне бақылау сервистеріне сұраныс ұлғайды.
Бүгінгі күнде көлемі әр жыл сайын артатын М2М үлкен инвестицияларды тартуды талап ететін дамудың өте перспективті бағыты болып табылады.
Дипломдық жұмыста шешімін тапқан ғылыми мәселенің қазіргі жағдайын бағалау:
M2M бүгінде қолданылған технологиялар мен опараторлардың бизнес-модельдері,реттелуі әртүрлі факторлардың әсерінен өзгеруде. Әлемдік масштабта М2М-ге қосылушылар 2010-2012 жылдар аралығында143,7 млн-ға жетті.
Қытайда М2М-ге қосылушылар саны АҚШ-нан көп , 2013 жылы Қытай М2М-ның әлемдік нарықта алдыңғы орында болады деген сенімде. 2013 жылдың соңында М2М қосылушылары 45 млн-ға жетпек,ал 2017 жылдың соңында 138 млн өосылушы болады деген болжам бар. Күтілгендей,бұл денсаулық сақтау саласы мен транстпортта қолданушылардың қызметін кең ауқымда қолдайды. Одан басқа,қытай өндірушілерінің өнімдері модульдер өндірісінің аймағында,құрылғылар дизайнын құрауда, желілік қызмет көрсету салаларында алдыңғы орындарды алады.
18 жылға қарай М2М қызметтері Қазақстанда 1 млн-нан астам құрылғыны құрайды. Мұндай ақпаратты Kapital.kz порталына Кар-Тел ЖШС жеткізген
Дипломдық жұмыстың мақсаты. Қолданыстағы фиксирленген және жылжымалы байланыс желілеріндегі М2М трафиктерінің классификацияларының ерекшеліктерін зерттеп, Қазақстанның өндірістік салаларында М2М желілеріне LTE Advanced технологиясы бойынша рұқсат алу үшін желілік қызметтерді ұйымдастырудың тиімді шешімін жобалап, негізгі шараларын анықтау.
Алдымызға қойылған мақсатқа жету үшін келесідей міндеттерді қарастырамыз:
- Дипломдық жұмыстың тақырыбы бойынша ғылыми және зерттеу әдебиеттерін, мағлұматтарын іздеу, сараптау, талдау;
- LTE Advanced технологиясының мүмкіншіліктері мен ерекшеліктерін зерттеу;
- М2М желілерінің архитектурасы мен құрылу принциптерін және машинааралық байланысудың мәселелерін қарастыру;
- Шет ел, Ресей Федерациясы және Қазақстан Республикасында LTE - Advanced қатынас желісін қолданғандағы М2М желісінің келешектегі дамуына анализ жасау;
- LTE-А желі деректерін тарату үшін газ таратқыш ұйымында машинааралық байланыс моделін жасау;
- Жобаланатын желінің техникалық-экономикалық негіздемесін талдау
Дипломдық жұмыстың зерттеу нысаны. M2M немесе LTE Advanced желілік концепциясына негізделген технологиялар.
Дипломдық жұмыстың теориялық негізі ретінде M2M немесе LTE Advanced желілік концепциясына негізделген технологияларды қамтуға арналған ғылыми-пактикалық бағыттар мен шетелдік В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук, В.М. Вишневский, С.Л. Портной, И.В. Шахнович сынды ғалымдардың зерттеулері есептеледі.
Дипломдық жұмыстың методологиялық негіздерін В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук, В.М. Вишневский, С.Л. Портной, И.В. Шахнович сынды шет елдік ғалымдардың ғылыми еңбектері мен зерттеулері және де отандық мамандарК.Б. Базылов, К.Б. Аманжолова, С.А. Алибаева, Ғ.И. Мұхамедрахимованың еңбектері құрайды.
Дипломдық жұмысты орындаудың практикалық базасы: GlobalGasNetworks ЖШС: - Астана қаласы,Есіл ауданы 56,95 көшесінің Назарбаев университеті Тұран даңғылында орналасқан.
Дипломдық жұмыстың құрылымы: Кіріспе, Аббревиатура қысқартулар, негізгі бөлім, қорытынды, пайдаланалыған әдебиеттер тізімі және глоссарий құрайды. Кіріспе 5 беттен, негізгі бөлім 56 беттен, қорытынды 3 беттен тұрады, библиографиялық әдебиеттер саны - 30 .
Дипломдық жұмыстың негізгі бөлімінде, мәнін, мазмұнын, әдістемесін және орындалған жұмыстың негізгі нәтижелерін көрсететін мәліметтер келтірілген.
Кіріспе дипломдық жұмыс тақырыбының өзектілігінің, ғылыми жаңалығының және тәжірибелік мәнділігінің негіздемесі құрайды. Шешілетін ғылыми мәселенің заманауи жағдайына баға берілді, сонымен қатар дипломдық жұмыстың мақсаты, міндеті мен нысаны қарастырылды. Дипломдық жұмыстың теориялық және әдістемелік негізі және дипломдық жұмысты жазу тәжірибелік базасы сипатталды.
Негізгі бөлім 3 тараудан және экономикалық, техникалық қауіпсіздік бөлімдерінен тұрады.
Бірінші тарау - теориялық.Бұл тарауда ғылыми, теориялық, тәжірибелік және басқа да әдебиет көздері негізінде ғылыми-теориялық аспектілер және зерттелетін мәселелердің міндеттері қаралды. Әдебиет көздерін қарау барысында бұл тарауда қарастырылып отырған мәселелердің түсінік аппараты, әдістемелік негіздері ашылды. Зертелетін тақырып бойынша қазақстандық және шетелдік ғалымдардың көзқарасына салыстырмалық баға берілді және қойылған міндетті игеру және шешуге өзіндік ықпалы мен үлесі анықталды.
Екінші тарау - аналитикалық. Арнайы ақпараттарды игеру негізінде зерттелетін нысанға жан-жақты жиынтықты сараптама жүргізіледі, нысан мен зерттеу затына сипаттама беріледі, зерттелетін нысанның, даму үрдістерінің, қолданыстағы тәжірибе кемшіліктерінің факторлары мен заңнамалары анықталады және оларды шешу жолы анықталады.
Үшінші тарауды - практикалық түйіндемелер құрайды. Бұл тарау, мәселелерді шешу жолдары, ары қарай дамыту келешегі және зерттелетін нысанның кемшіліктері анықталатын, зерттелетін мәселені теориялық және тәжірибелік зерттеу негізіндегі баптардан тұрады.
Төртінші тарау - тіршілік әрекеті мен еңбекті қорғау қауіпсіздігін ұйымдастыруға арналады.
Бесінші бөлім - жобаның техника-экономикалық ерекшелігі тақырыбына арналады. Жабдық шығындары мен жүйенің уақыт өтімділігі есептелінеді.
Қорытынды - дипломдық зерттеудің нәтижелері, қойылған міңдеттердің шешімін толықтай бағалау бойынша қысқаша қорытындыдан, сарапталатын зерттеу нысаны бойынша ұсыныстардантұрады.
Қолданылған әдебиеттер тізімі пайданылған ғылыми, оқу, периодтық, статистикалық, электрондық және басқа да көздердің тізбесін құрайды: әдебиет көздерінен тұрады.
1 LTE-ADVANCED ТЕХНОЛОГИЯСЫНА ШОЛУ
1.1 LTE - A ерекшеліктері және LTE - A-дан айырмашылықтары
LTE - A (Release 10) LTE - A нұсқасының жетілдірілген моделі болып табылады әрі IMT-Advanced мақсаттары мен талаптарына сәйкес келеді. Аталмыш технология 1 Гбитс және 500 Мбитс-ке дейін төмендетілетін және жоғарылайтын арналар үшін деректерді тарату жылдамдығын арттыруды көздеп отыр. LTE-A технологиясы қолданушылар санының артуы мен LTE-A (Release 8) технологиясымен салыстырғанда болып отыратын кідірістерді оңтайлы түрде басқарылуын қажет етіп отыр. Бұл төмендетілетін және жоғарылайтын арналар үшін спектрдің 30 БитсГц және 15 БитсГц жоғары ықпал мен тиімділікке қол жеткізуі үшін қажетті болып отыр. LTE-A технологиясында бір контактімен байланыс жасайтын ұяшықтың қолданушылық өткізгіштік ерекшелігі күшейе түскен және де бұл ұяшықта бірқалыпты қолданушылық қолжетімділікке қол жеткізу үшін қарастырылған жағдай болып табылады. Бұл 350 кмсағ-тан 500 кмсағ-қа дейінгі жылдамдықта топтың жұмыстық жиілігінен тәуелсіз түрде ұяшық бойымен болатын мобильдік байланысты күшейтуді қатамасыз етеді [1].
LTE-A LTE-A жүйесімен қайырмалы үйлесімділікте және LTE-A технологиясының Ues-пен бірге болатын қолдауына ие LTE-A 100 МГц-ке дейінгі кең өткізгіштік қабілетке ие болуы мүмкін деп күтілуде. Бұл сәйкесінше жұп саналатын және жұп емес топтарға арналған FDD және TDD дуплексіне ие болуға мүмкіншілік береді. LTE-A желіні бірлесе қолдану мен бұрыннан бар ескірген радио-қолжетімділік технологияларымен деректер таратудан құралған. Сонымен қатар, LTE-A технологиясында инфрақұрылымның төмен өрістеу құны қарастырылған [2].
1.2.1 Жүйелік талаптар
LTE- Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) жүйесін дамытуға бағытталған. Оның дамуы мобильдік технологияның төртінші буынына(4G) қол жеткізуге ұмтылады [3].
3GPP жобасы IMT заманауи талаптарына LTE-A сипаттамаларының көмегі арқылы сай болуға тырысып бақты. Бұл сипаттама IMT заманауи талаптарына қарағанда біршама дамыған. IMT-Advanced талаптарын орындау LTE-A Release 8 сипаттамаларымен салыстырғанда білінер-білінбес секіріс байқатты. 3GPP жобалау үшін біршама биік мақсаттар қою қажет екендігін түсінді [4].
Кесте 1 - LTE-A және LTE-Advanced технологияларын салыстыру
LTE-A
LTE-A
LTE-A алдыңғы 3G жүйесімен қайырмалы үйлесімділкке ие емес,ол 3GPP Release 8 стандартының бір бөлігі болып есептелінеді.
LTE-A LTE-A технологиясымен қайырмалы үйлесімділікте және 3GPP Release 10 стандартының бір бқлігі болып табылады .
LTE-A 326 Мбит с-на дейінгі жылдамдықта MIMO 4 x 4 қолдана отырып деректер таратуға арналған , ал 172 Мбитcжылдамдықта MIMO 2 x 2 пайдалана отырып.
LTE-A 3G қарағанда 40 есе жылдамырақ. Оған қоса, 8 х 8 антеннасын төмендетілген арнада, ал 4 х 4 антеннасын жоғарылайтын арнада пайдаланады.
LTE-A толық өнімділікті арттыру үшін 5 км-ге дейінгі диапазонды қамтиды.
LTE-A LTE-A секілді талаптарға ие, бірақ микро-ұяшықтардағы өрістеуді оңтайландыруды қажет етеді.
LTE-A технологиясының басты ерекшелігі - бұл оның аз кідіріс жасай отырып жоғары өткізгіштік қабілетке ие болуы.
LTE-A IP, мобильдік байланыс үшін қажеттболатын жоғарғы жылдамдықты ұсынады. LTE-A қолданушыларының орташа өткізгіштік қабілетінен 3 есе артықсаналатын өткізгіштік қабілетке ие.
LTE-A технологиясының мобильдік қолдауы ұялы желі арқылы 300 кмсағ және 500 кмсағ-қа дейінгі әртүрлі қозғалмалы жылдамдыққа ие бола алады, сәйкесінше жиілік диапазонына тәуелді.
LTE-A үшін LTE-A технологиясына қолданылатын қозғалмалы жылдамдық тән; LTE-A спектр бөлінісін әртүрлі көлемде қолданады, бұл жоғары өнімділікке жету үшін қажет.
1.25 МГц-тен 20 МГц-ке дейінгі кеңейтілген жолақ ені.
Төмендетілген арнада 100 МГц өткізу жолағына ие және 40 МГц жоғарылайтын арнада .
LTE-A технологиясының деректер тарату жылдамдығы төмендетілген арнада 100 Мбитс, ал жоғарылайтын арнада 50 Мбитс.
LTE-A төмендетілген арна үшін деректер таратудың ең жоғарғы жылдамдығы 1 Гбитс, ал жоғарылайтын арна үшін 500 Мбитс құрайды .
Өткізгіштік қабілет үшін LTE-A кемінде әр ұяшық бойынша 200 пайдаланушысы бар, және де бұл белсенді жағдайда 5МГц-ке дейін бөліну спектрінде тұр.
LTE-A үшін өткізгіштік қабілет кемінде 300 пайдаланушыны құрайды және 5 МГц-ке дейінгі ешқандай белсенді DRX болмайды.
Ең үлкен масштабты өткізгіш жолағы үшін 1.3, 3,5,10 және 20 МГц жиіліктері ұтымды және 100с кем емес байланысты орнатудың кідіріс
В LTE-A масштабты өткізгіштік қабілет 20-дан 100 МГц-ке дейін және байланысты орнатудың кідіріс уақыты 20 мс.
1.2.1 Жүйелік талаптар
LTE- Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) жүйесін дамытуға бағытталған. Оның дамуы мобильдік технологияның төртінші буынына(4G) қол жеткізуге ұмтылады [3].
3GPP жобасы IMT заманауи талаптарына LTE-A сипаттамаларының көмегі арқылы сай болуға тырысып бақты. Бұл сипаттама IMT заманауи талаптарына қарағанда біршама дамыған. IMT-Advanced талаптарын орындау LTE-ARelease 8 сипаттамаларымен салыстырғанда білінер-білінбес секіріс байқатты. 3GPP жобалау үшін біршама биік мақсаттар қою қажет екендігін түсінді [4].
LTE-A зерттеу шеңберінде төмендегідей салалар ізделінді [5]:
- Өткізгіштік қабілет және ұяшықтың шетіндегі өнімділік (деректер және VoIP);
- Бақылаушы және пайдаланушы жазықтыққа арналған кідіріс;
- Спектрлік тиімділіктің шыңы (деректер тарату жылдамдығының ең жоғарғы деңгейі);
- Радиожиілікті (RF) аспектілер.
3GPP зерттеуінің нәтижелері - LTE-A үшін қарастырылған технологиялық құрауыштар талаптарға қол жеткізе алатынын , тіпті аталған талаптарды арттыруы мүмкін деген қорытындыны көрсетті. Тасымалдаушылардың (CA) агрегациялар комбинациясы тәуелсіз релиз болып табылады [6].
Тасымалдаушылардың агрегациясымен қатар, LTE-A өзге де бірнеше функцияларды атқарады: тарату мен қабылдаудың үйлестірілген қолдауы, гетерогендік желі (HetNet) мен ретрансляция тораптарының (HetNet) қолдауы. Сонымен қатар, LTE-A MIMO жүйесіне өзгертулер енгізеді. Бұл технологиялар келесі бөлімдерде сипатталған [6].
Cурет 1 LTE-A желісінің жазық архитектурада негізделген технологиясы көрсетілген, базалық станциялар жетілдірілген пакеттік тірек желіге (EPC) тікелей жалғанған [7].
Сурет 1 - LTE-A желісінің архитектурасы [5]
2 LTE-A ЖЕЛІСІНДЕГІ OFDMA ЖӘНЕ SC-ОFDMА ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
2.1Төмендетілген арна: OFDMA
OFDMА іштасымалдаушыларға арналған аз жиілікті диапазондарды пайдаланады және олар толықтай деректер таратумен салыстырғанда, аз қуатпен жиіліктің барлық жолақтарына деректер тасымалдайды. OFDMA берілген жоғарғы деректер тарату жылдамдығымен жүйенің жоғарғы өнімділігін қамтамасыз етеді. Бұл сұлбада спектр бірқалыпты ортогональды таржолақты іштасымалдаушылардың қатарына бөлінеді; 15 кГц жиілікте таратылған әр іш тасымалдаушымен және модуляцияның сай символдарымен. 1 символдың ұзақтылығын алу үшін іш тасымалдаушының саны жиіліктер аумағына ортогональды түрде таратылады. Тасымалдаушылардың (ICI) бөгеуілдерінен қорғану үшін және спектрді тиімді пайдалану үшін, іш тасымалдаушы спектрдің бір жоғарғы деңгейі басқа іш тасымалдаушылардың нөлдіктерімен сай болуы қажет, оған қоса нөлдік ICI құруы тиіс. Бұл 2 суретте көрсетілген [4].
Сурет 2 - Көптеген қолжетімділігі бар жүйедегі іштасымалдаушылар
Ресурстар 2-метрлік ресурстық блоктарда орналасқан (RBS). Атап өту қажет, бір RB - бөліне алатын ең аз өлшем, шама. 1 RB 12 іш тасымалдаушылардан және 7 OFDM символдарынан тұрады (ресурстың 84 элементі, REs). Бір RB 1 уақытша интервалды алады және 180 кГц өткізгіштік қабілетіне ие. Пайдаланушыға бөлінген RBS саны қолда бар ресурстар мен арна жағдайына байланысты серпімді түрде түрленіп отырады. Басқаша сөзбен айтқанда, RBS саны әр қолданушыға бекітіледі және деректерді тарату жылдамдығы мен буфердің жағдайы қызмет көрсету типіне байланысты тәуелді
Сурет 3 - LTE-A төмендетілген байланыс сызығындағы ресурстық
Сурет 4 - LTE-A технологиясының физикалық жиіліктік-уақытша ресурсы
2.1.2 Жоғарылайтын арна: SC-FDMA
Терминалдың энергиясын үнемдеу мақсатында LTE-A Uplink Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA)-ты пайдаланады. Осылай болуының себебі - жоғарылайтын тарату сызықтарына төмен PAPR қажет, және де бұл жағдайда оның жоғары жылдамдықта деректер таратуындағы қажеттілігін ескеруге тиіспіз. Жоғарылайтын байланыс сызықтары үшін, SC-FDMA сай әрі тиімдірек, себебі ол төмен қуат пен төмен тарату қуатын жұмсайды, бұл өз кезегінде жаңа технологиялар үшін маңызы өте үлкен.
SC-FDMA OFDMA технологиясымен бірге көптеген ұқсастықтарға ие: әрқайсысы 0.5 мс-тан 20 уақыт интервалдары бар.
SC-FDMA технологиясындағы ресурстық блоктар бір-біріне ұқсас, 15 КГц іш тасымалдаушылар, әр ресурстық блокта 12 іш тасымалдаушылар (180 КГц). Енді керісінше, SC-FDMA технологиясында символдар іш тасымалдаушылардың астарына ауысады, ал OFDMA технологиясында әр іш тасымалдаушы бір символды құрайды [8].
LTE-A жоғарылайтын арнасында талап етілген жоғарғы деректер тарату жылдамдығы болуы үшін символ периоды азаюы тиіс, бұл слоттағы символдардың санын қамтамасыз етеді, нәтижесінде белгінің өткізгіштік қабілеті ұлғаяды [9].
2.1.3 LTE-Advanced стандартымен қолдаулы функциялар
Сүбелі себеп, неге LTE-ARelease 10 рет LTE-Advanced болып аталынады? Себебі ол IMT-Advanced талаптарымен қатар, радио қол жетімділіктің үйлестірілген технологиясына ие [7].
Одан бөлек, LTE-Advanced ең маңызды саналатын функцияларының кей түрлері төменде көрсетілген:
1 Салмақ түсірушілердің агрегациясы (CA);
2 Жетілдірілген және жақсартылған көп антенналы қолдау ( MIMO);
3 Біріктірілген көп нүктелі таратуқабылдау технологиялары (CoMP);
4 Гетерогенді желінің күшеюінің жетілдірілген қолдауы (HetNets);
5 Ретрансляция.
2.1.4 Салмақ түсірушілердің агрегациясы (CA)
Алдыңғы нұсқаларында айтарлықтай иілгіштік болғанымен, LTE-A (Release 10) технологиясы көр нәрсеге мүмкіндік береді және де 100 МГц-ке дейін жететін өткізгіш жолағының көзқарасымен қарағанда қажетті иілгіштік қабілетті көрсетеді, сонымен қатар алдыңғы технологиялармен кері үйлесімділікке ие [8].
СА көпкешенді салмақ түсіруші агрегацияларға негізделген , сонымен қатар оларды мобильді терминалдарға тарату үшін пайдаланады және де керісінше. Олар 5 таратушы компоненттерге дейін біріге алады, бұл олар жиілікті диапазонда болған кезде не болмаса олай болмаған кезде. Спектрді фрагменттеу барынша жоғары деректер тарату жылдамдығын береді, бұл үлкен компоненттің барлық кішігірім фрагменттерінің үйлесімділігінің нәтижесінде болады [6]. Компонентті тасымалдаушылардың жолағының ені 1.4, 3.5, 10, 15 немесе 20 МГц және салмақ түсіру агрегациясында ең көп 5 салмақ түсіруші компонент бола алады. Ең жоғарғы деңгейдегі өткізгіштік қабілет 100 МГц-ты құрайды; рұқсат етілген біріктірілген іш тасымалдаушылардың саны жоғары көтерілетін және төмендетілетін арналарда алуан түрлі болады, бірақ жоғарылайтын байланыс сызығындағы іш тасымалдаушы компоненттердің саны төмендетілген арнадағы компоненттерімен салыстырғанда көп бола алмайды. Айта кеткен жөн, LTE-A өткізгіш жолағында агрегацияның көмегімен кері үйлесімділіктің сақталуы ұлғаяды. 1.5 [7] суретте көрсетілгендей, іштасымалдаушының агрегациясы Release 8 Release 9 бір мезетте FDD дуплексінің іштасымалдаушы агрегациясымен сипатталып отыр.
Сурет 5 - FDD салмақ түсірушілерінің агрегациясы
Іш тасымалдаушының агрегацияларының жоспарларын күшейту барысында 4 негізгі құбылыс байқалды және анықталды; бұл- іштасымалдаушылардың іргелес агрегациясы (ConСА) және іштасымалдаушылардың іргелес емес агрегациясы (NConCA) - жалғыз және көптеген спектр диапазондарына, сәйкесінше TDD және FDD технологияларын пайдалана отырып. Яғни, СоnСА-TDD, СоnСА- FDD, NConСА-TDD и NConСА-FDD [10].
3 LTE-A желісіндегі MIMO технологиясы
LTE-A өмірлік маңызы бар компоненттерінің мақсаттарын шешудегі негізгі шешімі мульти-антенналар болып табылады және ол деректерді таратудың жоғарғы жылдамдығын басқаруында маңызды рөл атқарады және жүйе деңгейінде үлкен өнімділікке ие. Жүйенің жетілдірілген көптеген кірістірулері мен шешімдері маңызды болып табылады, себебі күшейтудің басты әдісі болып есептелінеді және де тарату жүйесінің екі ұшында да антенналарды пайдаланады, сонымен қатар екі жақ шетте таратады әрі қабылдайды. MIMO технологиясының LTE-A жүйесінде қолданылатын негізгі компоненттері LTE-A үлкен бірегейлі маңызы бар деп есептелінеді. Кей компоненттер: бағытталу диаграммасының құрылуы, кеңістікті мультиплекстеу [8]. MIMO технологиясының бұл негізгі компоненттері кеңейтілген немесе жетілдірілген жүйелердегі әдістердің әртүрлі амалдарында пайдалы және LTE-A түгелдей дерлік қолжетімді. Бұл ой MIMO үшін бейімделген селекция негізінде жұмыс жасайды, коммутация сұлбасы 6 - суретте көрсетілген. Оған қоса, кеңейтілген MIMO мульти-антеннаның конфигурациясы 8 х 8 дейін төмендетілген арнада болады, ал жоғарылайтын арнада 4 х 4 дейін болады. Таратылудың мультиплексті кеңістікте тіркелуі- абсолютті жоғарғы деңгейдегі деректер тарату жылдамдығын жақсартуда ең қажеттісі болып табылады [11].
Сурет 6 - Гетерогенді желіні өрістетудің жетілдірілген қолдауы
Мобильді деректерге деген сұраныс артқанға байланысты, бірнеше жиіліктер диапазондары бар, әр түрлі радиоқатынас технологияларын қолданумен және әр түрлі өлшемді қамту аймақтары бар базалық станцияларды пайдаланумен гетерогенді желілік архитектура операторларға алға жылжуға мүмкіндік беретін жалғыз шешім болып табылады. 1.7 суретте үлкен көлемдегі деректерді жіберу мен деректерді жіберудің жоғары жылдамдығын қолдау тұрғысынан желінің мүмкіндіктерін арттыратын аз қуатты пико ұялардың орнатылуы көрсетілген [16].
Сурет 7 - HetNet желісінің өрістеуі
Телекоммуникация саласында үрей тудыратын статистикалық деректер жақсы мәлім, олар деректерді жіберу сұранысына жатады, әсіресе адамдар көп орналасқан жерлерде сұраныс көп болады. Жоғары сұраныс базалық станцияларды (БС) орналастыру тығыздығының артуына әкеледі және MIMO есебінен спектральды тиімділік артады. Дегенмен, ерте ме, кеш пе, жаңа базаларды өрістету мүмкіндігі жиіліктерді қайта қолдану арқылы және қымбаттылықтың әсерінен шегіне жетеді, және оларды үлкен қалалардорнату тиімсіз болмайды [17].
Кішкентай БС-тердің тігіссіз (көрінбейтін) кішігірім интеграциясы басты тапсырмалардың бірі болып саналады: оларды орнату, макро және микро БС-тердің интерференциясынан болатын жіберу жылдамдығы сияқты тиімділіктің негізгі көрсеткіштеріне кері әсер тигізуі мүмкін [17].
Макро БС-ті түсіру үшін адамдар көп орналасқан жерлерде орнатылатын кішкентай БС-тердің үлкен саны жеткілікті, бірақ олардың өрістету талаптары мен шығындары кіріктірілген тоқ көзінің әсерінен төмен болуы мүмкін [17]
3GPP Release 10-да ретрансляция функциясы бар, ол мобильді терминалдарға желімен eNodeB донорлы торабымен сымсыз байланыс бойынша қосылған ретрансляция торабы арқылы, LTE-A радиоқатынас технологиясы мен LTE-A спектрін қолданумен, 8 суретте көрсетілгендей деректер алмасуға мүмкіндік береді. Терминал тұрғысынан ретрансляция торабы қарапайым базалық станцияны білдіреді. Бұл ескірген пайдаланушы құрылғылары да ретрансляция торабы арқылы желіге қосыла алатынын білдіреді. Ретрансляция функциясы LTE-A желісінің қамтылуын жылдам және экономикалық тиімді кеңейтудің бір тәсілі бола алады. Бұл жерге қызмет көрсету аймағын кеңейту, деректерді жіберу жылдамдығын арттыру кіреді [13].
Сурет 8 - LTE-A технологиясындағы ретрансляциялау функциясы
HetNet типтерінің аясында, территорияны қамту мен өткізу жылдамдығын арттыруға бағытталған ретрансляция тұжырымдары LTE-A-ның маңызды элементі болды. Ретрансляцияны қолдану ретрансляциялық тораптарды (RNS) қолдану есебінен мүмкін болды. Ретрансляциялық операция деректерді жіберудің жоғары жылдамдықтары үшін мүмкіндіктерді кеңейту құралдарын ұсынады. RN базалық станцияның төмен қуатына ие (30 дБм) және, демек, терминал мен инфрақұрылымның арасындағы қашықтық азаяды. RN кең макро-желілерде қолданылады. Бұдан басқа, ретрансляцияны қолдану шығындарды қысқарту және энергия пайдалануды азайту тұрғысынан пайдалы. 3GPP спецификациясындағы Release 10-да ретрансляция келесі әрекеттерді қамтамасыз етуге бағытталған [9]:
- Жаңа аудандарда қамтуды ұсынуды жақсарту;
- Уақытша мақсаттар үшін желілік өрістету;
- Ұяшық шеттерінің өткізу қабілетін арттыру;
- Деректерді жіберудің жоғарғы дәрежесі;
- Топтық мобильділікті енгізу.
Сурет 9 - Ретрансляцияның түбегейлі сұлбасы
Қазіргі таңда 3GPP-де ретрансляция протоколдарының әр түрлі деңгейлері бар бірнеше ретранслятор типтерін қарастырады. Бұл протоколдар PC функционалдық қабілетін анықтайды. Төменде осы деңгейге жататын протоколдар аталған [10].
1 Деңгей (L1). Аталған деңгейдегі протокол PC-да ретрансляторлардың (қайталаушылардың) сигналды қабылдау, күшейту және жіберу қосымша түзілімдерсіз болатын қарапайым функциясын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Мұндай PC қарапайым жүзеге асырумен және сигнал кідірісінің төмен қатынасымен жабдықталған, бірақ сонымен қатар кемшіліктері де бар. Олар, пайдалы сигналды күшейтумен қатар, шулар мен ішкі кедергілермен күшейтілген.
2 Деңгей (L2). Осы деңгейдегі протоколы бар PC қол жеткізуді бақылау (MAC) функцияларын орындауға, жіберуді оңтайландыру және шу мен ішкі жүйелік кедергілердің алдын алу мақсатында радиосигналдың сапасына байланысты қабылданған сигналды қайта кодтауға қабілетті. Дегенмен, бұл әрекет сигналдың кідіріс уақытының артуына әкеледі.
3 Деңгей (L3). Осы деңгейдегі протоколы бар PC базалық станция мен eNodeB функционалдығы бойынша ұқсас және мобильділікті басқаруды қамтамасыз ете алады, басқаша айтқанда хэндовер. Осы арқылы сигналдың күрделілігі мен құны, сонымен қатар кідірісі артады.
3GPP-да стандартизация кезінде ретрансляциялық станциялардың басқа да классификациясын қарастырады. Пайдаланушы терминалының ақпараттануы тұрғысынан, PC-ның екі түрін ажыратады: 1 түрі - мөлдір емес, сонымен қатар 2-ші түр - мөлдір PC. PC мөлдір пайдаланушы терминалы eNodeB-пен ретрансляциялық станция арқылы әрекеттесетінін білмейді. Осындай рәсімдер көмегімен басқару деректері мен сигналдарының бөлінуі жүзеге асады. Абоненттік терминал eNodeB қамту аймағында орналасқан және одан сигналдар қабылдайды, ал деректер ағынын ретрансляциялық станциялар арқылы алады. Мұндай сценарий басқару және байланысты жоспарлау командаларын жіберуде кідірістерді азайтуға мүмкіндік береді.
LTE-A технологиясы төртінші ұрпақ (4G) стандарты критерийлеріне сәйкес келеді. 4G стандартына 100 Мбитc-тан кем емес деректерді жіберу жылдамдығын үлестіре алатын технологиялар кіреді [14].
Пайдаланушылар үшін LTE-A - бұл жоғары жылдамдықты желілік технология. Бүкіл әлемдегі желілік операторлар үшін бұл абоненттерге ұсыныстар сапасын бір уақытта арттыру кезінде шығындарды қысқарту үшін өздерінің инфрақұрылымдарын жеңілдетудің тәсілі. Желілік операторлар LTE-A-ны ең озық желілік технология деп атайды. 65 ең үлкен желілік операторлар дәл LTE-A бағытында дамуды жоспарлауда [14].
Сурет 10 - LTE-A технологиясының эволюциясы
LTE-A технологияларының бір артықшылығы, төртінші ұрпақ технологияларына жататын WiMAX технологияларына қарағанда, LTE-A желісі 2G және 3G құрылғыларын қолдайды [7].
Бірақ, аталған технологияның барлық артықшылықтарына қарамастан, LTE-A-ға жылдам өту бірнеше факторларға байланысты жүзеге асырылмайды. Біріншіден, аталған технологияның барлық артықшылықтарын алу үшін арнайы құрылғы мен жүйелердің модернизациясы қажет. Екіншіден, LTE-A технологиясының абоненттеріне аталған технологияның жұмысын қолдайтын құрылғылар алу керек. Бұл факторлар аталған технологияның салыстырмалы жаңа және енді енгізіле бастағанымен және мемлекеттің барлық территориясын қамтымайтындығымен түсіндіріледі [15].
Сонымен қатар қазіргі уақытта LTE-A технологияларының қызмет көрсету құны бұған дейінгі ұрпақтардың құнынан жоғары екенін айта кеткен жөн. Сондықтант әр абонент өзіне не маңыздырақ екенін өзі шешеді - жоғары жылдамдық немесе үнемділік. Бірақ, жақын арадағы болжам бойынша технологиялардың таралу деңгейіне байланысты қызмет көрсетуге бағаларын төмендету жоспарлануда және жақын болашақта технология барлығына қолжетімді болады [12].
3.1.3 M2M желілерінің архитектурасы және құрылу принциптері
Machine-to-Machine немесе Mobile-to-Machine - M2M - бұл
байланыс технологияларының көмегімен құрылғылардың (машиналардың) әрекеттесуі.
Үшінші және төртінші ұрпақтың UMTSLTE-AEPS мобильді байланыс заманауи желілерінің және GSM (Evolved EDGE) жетілдірілген технологиясы бар желілердің технологиялық мүмкіндіктерінің қарқынды дамуы пайдаланушылар жағындағы сұраныстан озып отыр және операторларды іргелес нарықтарға назар аудартуға мәжбүрлейді. Осындай нарықтардың қатарына болашақта Machine-to-Machine немесе Mobile-to-Machine (M2M) қызметтер нарығы қосыла алады [13].
M2M қызметтер нарығы бизнес-үрдістерді автоматтандыру және әр түрлі облыстарда және заманауи қоғам қызметінде ақпараттық және технологиялық үрдістерді басқаруға бағытталған қосымша қызметтер кешенін құру үшін телекоммуникациялық және ақпараттық технологияларды біріктіреді [13].
M2M қызметтері мобильдік, сонымен қатар M2M тіркелген құрылғыларына көрсетіледі. Сонымен қатар M2M қызметтерінің сервис-провайдерлері өздерінің бизнес-модельдерінде тіркелген абоненттік құрылғыларға қызмет көрсету кезінде мобильді желілердің инфрақұрылымын қолданады. M2M қызметтері әр түрлі сферада қолданылады - қауіпсіздік жүйелері, медицина, транспорт, өндіріс үрдістерін автоматтандыру [13].
Қазіргі таңда жердегі халық саны 6 млрд-тан асты, ал мобильді желілерді пайдаланушылардың саны 5 млрд-қа жетті, бұл байланыс қызметтері нарығының даму шарты мен қажеттіліктерін қалыптастырды. Өзара ақпарат алмасуды және автоматты режімде адамның араласуынсыз байланыс арнасын қолдану негізінде басқаруды талап ететін әр түрлі машиналар мен құрылғылардың саны жетекші маркетологтармен бағаланады, олар 50-70 млрд бірліктен көп, бұл мобильді байланыс терминалдары санынан кем дегенде он есе көп, алайда байланыстар саны жалпы байланыстар санының 1%-нан аспайды. Бұл М2М қызметтер нарығының жарқын болашағын білдіреді [13].
M2M қызметтер нарығындағы қазіргі жағдай M2M экожүйесімен және бұл қызметтерге деген сұраныстың болуымен анықталады. M2M қызметтері ақпарат алмасу және басқару үшін екі немесе одан да көп M2M құрылғыларын автоматтандырылған қосу қызметтерін ұсынады. Ақпарат алмасу кезінде адамның қатысуы мен ішкі телекоммуникациялық үрдістерге әсері қарастырылмайды. M2M экожүйесін M2M телекоммуникациясының келесі субъекттері құрады:M2M қызметтерінің ұсынылуын қамтамасыз ететін M2M сервис-провайдерлері. M2M желілері үшін өздерінің телекоммуникациялық желілерінің инфрақұрылымын ұсынатын байланыс операторлары (мобильді немесе тіркелген). Қызметтерді соңғы пайдаланушылар - M2M қызметтерін пайдаланушылар - M2M қызметтері сервис-провайдерлерінің абоненттері сияқты [13].
M2M қызметтер нарығының потенциалы M2M желілерінің технологиялық мүмкіндіктеріне, желі инфрақұрылымының дайындығына және әрекет етуші нормативтік базаға байланысты көптеген факторлармен анықталады.
Заманауи мобильдік желілер мобильділікті қамтамасыз ету және сөйлеу қызметтерін көрсету, адам - адам - human-to-human (H2H) ytvtct сервер - адам интерфейсінде SMS, MMS, мультимедиалық хабарламаларды жіберу, деректер қосымшаларын жүктеу ағымдағы аудиобейне жіберу үшін арналған. Сондықтан H2H принципінде құрылған мобильді сымсыз байланыс желісі технологиялары мен архитектурасы М2М қызметтеріне қарағанда оңтайлы емес, бұл М2М жүйесінің негізінде байланыс желілерінің жаңа инфрақұрылымын құру қажеттігін туындатады [4].
M2M желілері соңғы құрылғыларды біріктіретін, адамның қатысуынсыз немесе шектелген қатысуымен жұмыс істейтін желі ретінде анықталады. Адам соңғы пайдаланушы ретінде M2M желісіне кірудің бастамашысы болып табылады ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1 МСТ 2.702-75. Электр сұлбаларын орындау ережелері. М.: Стандарттар, 1985.
2 МСТ 2.708-81. Цифрлік есептеу техникасының электр сұлбаларын орындау ережелері. М.: Стандарттар, 1981.
3 ҚР МЖМБС 5.04.019 -2008 Қазақстан Республикасының мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандарты. Жоғары кәсіптік білім. Бакалавриат. Негізгі ережелері.
4 ҚР МЖМБС 5.03.016 -2009. Жоғары оқу орындарындағы дипломдық жұмыстарды орындау ережелері.
5 МСТ 2.701-84. Сұлбалар. Түрлері мен типтері. Орындау үшін жалпы талаптар. М.: Стандарттар, 1984.
6 МСТ 7.1-84. Ақпараттық, кітапханалық және баспалар бойынша стандарттар жүйесі. Құжаттың кітапханалық жазбасы. Қолданылған әдебиеттер тізімін жазудың жалпы талаптары мен ережелері. М.: Стандарттар, 1984.
7 МСТ 21.406-88 (2002). Құрылыс үшін жобалық құжаттардың жүйесі. Сұлбалардағы және жобалардағы шартты графикалық белгілеулер.
8 МСТ Р 21.1703-2000. Құрылыстың жобалау құжаттарының жүйесі. Байланыстың өткізгіштік құралдарының жұмыстық құжаттарын орындаудың ережелері.
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыста Қазақстанның өндірістік салаларындағы М2М желілеріне рұқсат алу үшін LTE Advanced технологиясы бойынша желілік қызметтерді ұйымдастыру - үрдісі зерттеліп, машина - және - машина Machine-to-Machine (M2M) - машина - аралық ақпарат алмасу технологиясының өндірістік салалардағы орны мен рөлі айқындалды. Cонымен қатар, оны жүзеге асырылудың құрылымдық желілері анықталды. LTE Advanced технологиясын қолдану арқылы М2М желісі үшін қажетті шарттар және жүзеге асырудың түрлеріне талдау жүргізілді. Long Term Evolution Advanced (LTE - A) желісі ауқымында да M2M технологиясының қолданыс мүміндіктері кеңейе түсетінін болжай отырып, осы мәселе қарастырылды.
АННОТАЦИЯ
В дипломной работе определены место и роль в производственных сферах считающейся на сегодня перспективной технологией от машины к машине, или машина-и-машина Machine-to-Machine (М2М) - межмашинных обмена информацией и взаимодействия.. Этому ожиданию есть вполне обоснованные причины.Рассмотрен также частный случай М2М технология D2D (Device-to-Device) - обмена информацией межустройственных парах, которая, в свою очередь, восходит к человеко-машинной интерактивной технологии, известной в кибернетической науке и являющейся наиболее изученным понятием.
ABSTRACT
In the thesis the place and a role in production spheres by the perspective technology which is considered for today from the car to the car, or the car - and - the Machine-to-Machine (M2M) car - intermachine exchange of information and interaction are defined. To this expectation there are quite reasonable reasons. Also special case of M2M D2D (Device-to-Device) technology - exchange of information the mezhustroystvennykh couples which, in turn, goes back to the human-machine interactive technology known in cybernetic science and being the most studied concept is considered.
АББРЕВИАТУРА
OFDMA - Orthogonal frequency - division multiple access - Ортогональное подразделение частоты многократный доступ - Ортогональ бөлімшесінің қайтара қатынасу жиілігі
LTE, LTE - A - Long Term Evolution (Advanced) - ұзақ уақыт дамудың (озық) үлгісі
LTP - Line Print Terminal - Параллельді интерфейстің Халықаралық стандарты
M2M - Machine-to-Machine - машина-және-машина қарым-қатынасы
MIMO - Multiple Input Multiple Output - Улучшенная многоантенная поддержка - Жетілдірілген көп антенналық қолдау
CoMP - Координированные многоточечныетехнологии передачи приема;
HetNets - Heterogeneous network - Улучшенная поддержка гетерогенного сетевого развертывания - Гетерогендік бейнеленетін қолдау, желілік өрістету
3GPP-3rd Generation Partnership Project - Партнерский проект ETSI, занимающийся стандартизацией в области системы 3G - 3G саласында стандарттаумен айналысатын ETSI әріптестік жобасы
H2H - human-to-human-сервер - человек - құрылғы адам
CDMA - Code Division Multiple Access - Көптік қатынастың кодтық бөлгіші
PersonalAreaNetwork (PAN) - Персональная сеть-Дербес желі
XMPP - Extensible Messaging and Presence Protocol - Расширяемый протокол передачи сообщений и присутствия - Хабарларды жіберу және кеңейтілген хаттама
IoT - Internet of Things - Интернет вещей - Заттар Интернеті
SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition - Контролирующий контроль и сбор данных - Бақылаушы бақылау мен деректерді жинау
GSM-Global System for Mobile communication - Глобальная Система для Мобильной связи - Мобильді байланыс үшін глобальды жүйе
UMTS - Universal Mobile Telecommunication System - универсальная система мобильной связи - универсалды мобильді байланыс жүйесі
GSA - GlobalmobileSuppliersAssociation-Ас социация поставщиков глобальная система - Ғаламдық жүйе берушілердің қауымдастығы
COM - Component Object Model - Құрауыштардың нысанды үлгісі
HSDPA - High-Speed Downlink Packet Access - Ең жоғары жылдамдықтағы пакеттік байланыс
ARM - Advanced RISC Machine - Командалар жиынтығынан тұратын дамыған машина
LTP - Line Print Terminal - Параллельді интерфейстің Халықаралық стандарты
RAM - Random Access Memory - Оперативті жады
USB - Universal Serial Bus - Универсалды реттік шина
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
11
1
LTE - Advanced технологиясын қарастыру.
16
1.1
LTE - A ерекшеліктері мен LTE - A технологиясынан айырмашылығын бақылау
16
1.2
Жүйелік талаптарды зерттеу
17
2
LTE - A желілерінде OFDMA және SC - FDMA технологияларын қарастыру
19
2.1
Шығыс арнаның мінездемесі: OFDMA
19
2.2
Жоғарылайтын арнаның мінездемесі: SC - FDMA
20
2.3
LTE - Advanced стандартымен қолдаулы функцияларды қарастыру
21
2.4
Салмақ түсірушілер агрегациясын танып білу (СА)
21
3
LTE - A желісіндегі MIMO технологиясының маңызы
22
3.1
Үйлестірілген көпнүктелі (CoMP) таратуқабылдау технологияларын зерттеу
25
3.2
Гетерогенді желіні өрістетудің жақсартылған қолдауын қарастыру
26
3.3
M2M желілерінің құрылу принциптері және архитектураларын қарастыру
27
3.4
М2М трафик моделінің құрылымы және шамадан тыс жүктерді басқару
29
4
М2М желілерінің LTE - A қолжетімділік желісін пайдаланудағы даму.
34
4.1
М2М желілерінің LTE - A қолжетімділік желісін пайдаланудағы даму перспективтілігін саралау
34
4.2
LTE - A және М2М даму беталыстарын зерттер сұрақтарын талдау
37
4.3
М2М трафигін классификациялау және оның белгіленген байланыс желілері мен жылжымалы желілеріндегі өсімін болжау
40
5
ҚР - ғы М2М желілерінің дамуында LTE - A қолжетімділік желісін пайдалануының келешегін негіздеу
44
5.1
LTE(LTE - A)3GPP және M2M желілерінің өзара әрекеттесу үрдістерін саралау
44
5.2
6
Машина аралық байланыстың көмегімен LTE-A ақпарат таратушы газ тасымалдаушыларының схемасын құру
Жобаның экономикалық бөлімі
48
59
Қорытынды
70
7
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Глоссарий
73
74
КІРІСПЕ
Қазақстанның өндірістік салаларындағы M2M желілеріне рұқсат алу үшін LTE Advanced технологиясы бойынша желілік қызметтерді ұйымдастыру, практикалық қолданыста M2M (Machine-to-Machine) технологиясының келешегі зор екендігіне бүгіндері мамандардаң көздері жетіп отыр. Бұл машина-және-машина - аралық ақпарат алмасу және де өзара әсерлесу технологиясының өндірістік салаларға да ене бастағаны белгілі.
Америка ғалымы Клод Шенноның берген анықтамасында: М2М платформасы қосымшалар үшін орнатылған интерфейстердің редакторын қамтиды. Ол тінтуірдің көмегімен нысандарды, диаграммаларды, есептерді, кестелерді және интерфейс карточкаларын жасайтын құралы болып табылады. Ол тіпті интерфейс компоненттерін серверқұрылғы деректерімен қоса құрастырғанда еш бағдарламауды талап етпейді [8, 326 бет].
Машина және машина (Machine-to-Machine, M2M ) - машиналардың бір-бірімен қарым-қатынасы, біржақты немесе екіжақты тәртіппен әрекеттесуіне мүмкіндік беретін технологияның жалпы атауы. Ондай қарым-қатынас сымды немесе сымсыз болып келетін датчиктік мониторинг жүйесінің жұмысы кезінде болуы мүмкін (температура анықтау, ресурстарды түгендеу, орналасуы тағайындау). Мысалы, банкоматта чек кітапшасының немесе қолма-қол төленетін қағаз ақшаның бітіп қалуы туралы төлем-алым терминалдарының автоматты GSM-желілерінде сервермен ақпарат алмасу, сондай-ақ, керісінше, терминалға қолма-қол төлем ретінде түскен ақша тым көп болып кеткен жағдайда инкассатордың келуін талап ету туралы ақпаратпен алмасуды айтуға болады. ГЛОНАССGPS [12] жүйелері негізіндегі жылжымалы мобильді нысандардың орын тебуін навигациялық-бағдарлауда, денсаулық сақтаудың қашықтан жұмыс істейтін мобильді-жедел жүйелерінің жұмысын ұйымдастыруда, өнеркәсіптік, өндірістік телеметрия жүйелерінің жұмысын автоматтандыруда (энергетикалық, коммуналдық, азаматтық қорғаныс) M2M технологиясы кең қолданыс табуда.
LTE технологиясы жыл санап дамуын жалғастыруда. Операторлар ақпарат тасымалдауда LTE-A технологиясын қабылдау арқылы олардың қолданыстағы желілерінде тасымал жылдамдығын арттыруда айтарлықтай табысқа - прогреске қол жеткізуде. 2014 жылдың қазанында кейбір операторлар 22 LTE-A желісін іске қосты және де технологияны жүзеге асыруды 47 желіге жеткізуді ұстанатынын білеміз. Қазіргі заманғы M2M нарығының мәселесі өзара машина және машина іс-қимыл түрінің қауіпсіздігі. Бұл орайда шетелдік, Далман.Э және Фурускар.А. сынды ғалымдардың пікірін ескерсек: Серверлер мен агенттер арасындағы барлық байланыс қауіпсіз SSL байланысы арқылы орнатылғаны жөн және олар GPRS3GLTE жер-серіктік арналарын қиыстыру үшін нығыздалуы керек [3, 15 бет].
Шын мәнінде, LTE қабылдаған 110 әлем елінде 237 мобильдік нарықтық желілмен шектеледі, сол елдер оның ізашары болса, Қазақстан осы технологияны басқаларға қарағанда тезірек енгізуді мақсат тұтуда, бірақ біз әлі алдағы онжылдықта LTE технологиясын енгізуді одан әрі жеделдетуіміз қажет. Қазіргі уақытта оның өм циклының технологиялық желілік бастапқы сатысын ғана өттік. Демек, бұл дегеніміз LTE саласы үшін әлі елеулі өсім мүмкіндігі барын ғана білдіреді. Қазақстан секілді әлемде 158 елдер кем дегенде бір LTE операторы жақын арада болады дегендей нәтижеге талпынуда.
Отандық ғалым Алибаева С.А. пікірін ескерсек: Көптеген M2M платформасына қарағанда, масштабталатын ARM негізделген Linux бір борттық компьютерлерге жұмыс істейтін микро серверлердің мыңдаған жиынтығы, сондай-ақ бұлттық құрылғылар миллиондаған жиынтығы. Бірегей көп деңгейлі таратылған сәулет сізге барлық кешенді және дәстүрлі серверлер арасындағы нақты қарым-қатынас - PEER орнатуға мүмкіндік береді. Бұл бірнеше деңгейде бөлінген бірнеше серверлер арасындағы теңестіру жүйесін функциялық пайдалануда шексіз ауқымдылығын қамтамасыз етеді [7, 105 бет]
Дипломдық жұмыстың өзектілігі. Телекоммуникациялық қызметтер - заманауи өндіріс пен қызметтер сферасы нарығында туындайтын мақсатты тапсырмаларды басқару мен автоматты түрде шешу үшін деректер жіберу технологиясына негізделген машиналар арасындағы байланыс қызметі (machine-to-machine немесе mobile-to-machine, M2M) нарығының жаңа сегментінің ерекшеліктері қарастырылған.. М2М компаниясының өндірістік қызметін, бизнес-модельдерін экономикалық қарым-қатынастарын телекоммуникацияның реттелетін базасының тұрғысынан зерттеу өзекті және өткір тапсырма тудыртып отыр, оның шешімінен М2М қызметтері сегментінің жаңа нарығының қалыптасу тиімділігі тәуелді. М2М қызметтері М2М соңғы құрылғыларын біріктіретін, адамның қатысуынсыз немесе шектеулі қатысуымен, немесе адамның соңғы пайдаланушы ретінде шектеулі әрекетімен жұмыс істейтін М2М желілерін қолданумен ұсынылады. М2М желілері адамның соңғы қолданушы ретінде М2М желісіне кірудің типтік емес бастаушысы болуымен сипатталады. Қазіргі таңда Еуропалық Одақ (ЕО) аясында М2М қызметтерін енгізу мен ұсынудың бес келешекті бизнес-модельдері стандартталған және анықталған:
Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы. Барлық Қазақстандық М2М - шешімдерін пайдаланушыларды алты негізгі сегментке бөлуге болады: мониторинг және автокөлікті басқару, ТКШ және өнеркәсіп, қауіпсіздік, банктар және төлем жүйелері, вендинг және сауда, басқа қызметтер және М2М сервистері. ГЛОНАСС навигациялық жүйесінің көмегімен көлік мониторингін қамтамасыз ету бойынша бағдарламаны жүзеге асыруға байланысты қазіргі уақытта бірінші сегмент ең перспективті болып саналады, содан кейін барып ТКШ сегменті жүреді. Бұдан басқа, деректерді жіберудің жоғары жылдамдығына және тұрақты ғаламтор-қосылуға мүмкіндік беретін ұялы байланыстың үшінші және төртінші ұрпақтары желілерінің дамуы нәтижесінде М2М нарығының қауіпсіздік сегментіне жататын бейне бақылау сервистеріне сұраныс ұлғайды.
Бүгінгі күнде көлемі әр жыл сайын артатын М2М үлкен инвестицияларды тартуды талап ететін дамудың өте перспективті бағыты болып табылады.
Дипломдық жұмыста шешімін тапқан ғылыми мәселенің қазіргі жағдайын бағалау:
M2M бүгінде қолданылған технологиялар мен опараторлардың бизнес-модельдері,реттелуі әртүрлі факторлардың әсерінен өзгеруде. Әлемдік масштабта М2М-ге қосылушылар 2010-2012 жылдар аралығында143,7 млн-ға жетті.
Қытайда М2М-ге қосылушылар саны АҚШ-нан көп , 2013 жылы Қытай М2М-ның әлемдік нарықта алдыңғы орында болады деген сенімде. 2013 жылдың соңында М2М қосылушылары 45 млн-ға жетпек,ал 2017 жылдың соңында 138 млн өосылушы болады деген болжам бар. Күтілгендей,бұл денсаулық сақтау саласы мен транстпортта қолданушылардың қызметін кең ауқымда қолдайды. Одан басқа,қытай өндірушілерінің өнімдері модульдер өндірісінің аймағында,құрылғылар дизайнын құрауда, желілік қызмет көрсету салаларында алдыңғы орындарды алады.
18 жылға қарай М2М қызметтері Қазақстанда 1 млн-нан астам құрылғыны құрайды. Мұндай ақпаратты Kapital.kz порталына Кар-Тел ЖШС жеткізген
Дипломдық жұмыстың мақсаты. Қолданыстағы фиксирленген және жылжымалы байланыс желілеріндегі М2М трафиктерінің классификацияларының ерекшеліктерін зерттеп, Қазақстанның өндірістік салаларында М2М желілеріне LTE Advanced технологиясы бойынша рұқсат алу үшін желілік қызметтерді ұйымдастырудың тиімді шешімін жобалап, негізгі шараларын анықтау.
Алдымызға қойылған мақсатқа жету үшін келесідей міндеттерді қарастырамыз:
- Дипломдық жұмыстың тақырыбы бойынша ғылыми және зерттеу әдебиеттерін, мағлұматтарын іздеу, сараптау, талдау;
- LTE Advanced технологиясының мүмкіншіліктері мен ерекшеліктерін зерттеу;
- М2М желілерінің архитектурасы мен құрылу принциптерін және машинааралық байланысудың мәселелерін қарастыру;
- Шет ел, Ресей Федерациясы және Қазақстан Республикасында LTE - Advanced қатынас желісін қолданғандағы М2М желісінің келешектегі дамуына анализ жасау;
- LTE-А желі деректерін тарату үшін газ таратқыш ұйымында машинааралық байланыс моделін жасау;
- Жобаланатын желінің техникалық-экономикалық негіздемесін талдау
Дипломдық жұмыстың зерттеу нысаны. M2M немесе LTE Advanced желілік концепциясына негізделген технологиялар.
Дипломдық жұмыстың теориялық негізі ретінде M2M немесе LTE Advanced желілік концепциясына негізделген технологияларды қамтуға арналған ғылыми-пактикалық бағыттар мен шетелдік В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук, В.М. Вишневский, С.Л. Портной, И.В. Шахнович сынды ғалымдардың зерттеулері есептеледі.
Дипломдық жұмыстың методологиялық негіздерін В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, А.Б. Юрчук, В.М. Вишневский, С.Л. Портной, И.В. Шахнович сынды шет елдік ғалымдардың ғылыми еңбектері мен зерттеулері және де отандық мамандарК.Б. Базылов, К.Б. Аманжолова, С.А. Алибаева, Ғ.И. Мұхамедрахимованың еңбектері құрайды.
Дипломдық жұмысты орындаудың практикалық базасы: GlobalGasNetworks ЖШС: - Астана қаласы,Есіл ауданы 56,95 көшесінің Назарбаев университеті Тұран даңғылында орналасқан.
Дипломдық жұмыстың құрылымы: Кіріспе, Аббревиатура қысқартулар, негізгі бөлім, қорытынды, пайдаланалыған әдебиеттер тізімі және глоссарий құрайды. Кіріспе 5 беттен, негізгі бөлім 56 беттен, қорытынды 3 беттен тұрады, библиографиялық әдебиеттер саны - 30 .
Дипломдық жұмыстың негізгі бөлімінде, мәнін, мазмұнын, әдістемесін және орындалған жұмыстың негізгі нәтижелерін көрсететін мәліметтер келтірілген.
Кіріспе дипломдық жұмыс тақырыбының өзектілігінің, ғылыми жаңалығының және тәжірибелік мәнділігінің негіздемесі құрайды. Шешілетін ғылыми мәселенің заманауи жағдайына баға берілді, сонымен қатар дипломдық жұмыстың мақсаты, міндеті мен нысаны қарастырылды. Дипломдық жұмыстың теориялық және әдістемелік негізі және дипломдық жұмысты жазу тәжірибелік базасы сипатталды.
Негізгі бөлім 3 тараудан және экономикалық, техникалық қауіпсіздік бөлімдерінен тұрады.
Бірінші тарау - теориялық.Бұл тарауда ғылыми, теориялық, тәжірибелік және басқа да әдебиет көздері негізінде ғылыми-теориялық аспектілер және зерттелетін мәселелердің міндеттері қаралды. Әдебиет көздерін қарау барысында бұл тарауда қарастырылып отырған мәселелердің түсінік аппараты, әдістемелік негіздері ашылды. Зертелетін тақырып бойынша қазақстандық және шетелдік ғалымдардың көзқарасына салыстырмалық баға берілді және қойылған міндетті игеру және шешуге өзіндік ықпалы мен үлесі анықталды.
Екінші тарау - аналитикалық. Арнайы ақпараттарды игеру негізінде зерттелетін нысанға жан-жақты жиынтықты сараптама жүргізіледі, нысан мен зерттеу затына сипаттама беріледі, зерттелетін нысанның, даму үрдістерінің, қолданыстағы тәжірибе кемшіліктерінің факторлары мен заңнамалары анықталады және оларды шешу жолы анықталады.
Үшінші тарауды - практикалық түйіндемелер құрайды. Бұл тарау, мәселелерді шешу жолдары, ары қарай дамыту келешегі және зерттелетін нысанның кемшіліктері анықталатын, зерттелетін мәселені теориялық және тәжірибелік зерттеу негізіндегі баптардан тұрады.
Төртінші тарау - тіршілік әрекеті мен еңбекті қорғау қауіпсіздігін ұйымдастыруға арналады.
Бесінші бөлім - жобаның техника-экономикалық ерекшелігі тақырыбына арналады. Жабдық шығындары мен жүйенің уақыт өтімділігі есептелінеді.
Қорытынды - дипломдық зерттеудің нәтижелері, қойылған міңдеттердің шешімін толықтай бағалау бойынша қысқаша қорытындыдан, сарапталатын зерттеу нысаны бойынша ұсыныстардантұрады.
Қолданылған әдебиеттер тізімі пайданылған ғылыми, оқу, периодтық, статистикалық, электрондық және басқа да көздердің тізбесін құрайды: әдебиет көздерінен тұрады.
1 LTE-ADVANCED ТЕХНОЛОГИЯСЫНА ШОЛУ
1.1 LTE - A ерекшеліктері және LTE - A-дан айырмашылықтары
LTE - A (Release 10) LTE - A нұсқасының жетілдірілген моделі болып табылады әрі IMT-Advanced мақсаттары мен талаптарына сәйкес келеді. Аталмыш технология 1 Гбитс және 500 Мбитс-ке дейін төмендетілетін және жоғарылайтын арналар үшін деректерді тарату жылдамдығын арттыруды көздеп отыр. LTE-A технологиясы қолданушылар санының артуы мен LTE-A (Release 8) технологиясымен салыстырғанда болып отыратын кідірістерді оңтайлы түрде басқарылуын қажет етіп отыр. Бұл төмендетілетін және жоғарылайтын арналар үшін спектрдің 30 БитсГц және 15 БитсГц жоғары ықпал мен тиімділікке қол жеткізуі үшін қажетті болып отыр. LTE-A технологиясында бір контактімен байланыс жасайтын ұяшықтың қолданушылық өткізгіштік ерекшелігі күшейе түскен және де бұл ұяшықта бірқалыпты қолданушылық қолжетімділікке қол жеткізу үшін қарастырылған жағдай болып табылады. Бұл 350 кмсағ-тан 500 кмсағ-қа дейінгі жылдамдықта топтың жұмыстық жиілігінен тәуелсіз түрде ұяшық бойымен болатын мобильдік байланысты күшейтуді қатамасыз етеді [1].
LTE-A LTE-A жүйесімен қайырмалы үйлесімділікте және LTE-A технологиясының Ues-пен бірге болатын қолдауына ие LTE-A 100 МГц-ке дейінгі кең өткізгіштік қабілетке ие болуы мүмкін деп күтілуде. Бұл сәйкесінше жұп саналатын және жұп емес топтарға арналған FDD және TDD дуплексіне ие болуға мүмкіншілік береді. LTE-A желіні бірлесе қолдану мен бұрыннан бар ескірген радио-қолжетімділік технологияларымен деректер таратудан құралған. Сонымен қатар, LTE-A технологиясында инфрақұрылымның төмен өрістеу құны қарастырылған [2].
1.2.1 Жүйелік талаптар
LTE- Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) жүйесін дамытуға бағытталған. Оның дамуы мобильдік технологияның төртінші буынына(4G) қол жеткізуге ұмтылады [3].
3GPP жобасы IMT заманауи талаптарына LTE-A сипаттамаларының көмегі арқылы сай болуға тырысып бақты. Бұл сипаттама IMT заманауи талаптарына қарағанда біршама дамыған. IMT-Advanced талаптарын орындау LTE-A Release 8 сипаттамаларымен салыстырғанда білінер-білінбес секіріс байқатты. 3GPP жобалау үшін біршама биік мақсаттар қою қажет екендігін түсінді [4].
Кесте 1 - LTE-A және LTE-Advanced технологияларын салыстыру
LTE-A
LTE-A
LTE-A алдыңғы 3G жүйесімен қайырмалы үйлесімділкке ие емес,ол 3GPP Release 8 стандартының бір бөлігі болып есептелінеді.
LTE-A LTE-A технологиясымен қайырмалы үйлесімділікте және 3GPP Release 10 стандартының бір бқлігі болып табылады .
LTE-A 326 Мбит с-на дейінгі жылдамдықта MIMO 4 x 4 қолдана отырып деректер таратуға арналған , ал 172 Мбитcжылдамдықта MIMO 2 x 2 пайдалана отырып.
LTE-A 3G қарағанда 40 есе жылдамырақ. Оған қоса, 8 х 8 антеннасын төмендетілген арнада, ал 4 х 4 антеннасын жоғарылайтын арнада пайдаланады.
LTE-A толық өнімділікті арттыру үшін 5 км-ге дейінгі диапазонды қамтиды.
LTE-A LTE-A секілді талаптарға ие, бірақ микро-ұяшықтардағы өрістеуді оңтайландыруды қажет етеді.
LTE-A технологиясының басты ерекшелігі - бұл оның аз кідіріс жасай отырып жоғары өткізгіштік қабілетке ие болуы.
LTE-A IP, мобильдік байланыс үшін қажеттболатын жоғарғы жылдамдықты ұсынады. LTE-A қолданушыларының орташа өткізгіштік қабілетінен 3 есе артықсаналатын өткізгіштік қабілетке ие.
LTE-A технологиясының мобильдік қолдауы ұялы желі арқылы 300 кмсағ және 500 кмсағ-қа дейінгі әртүрлі қозғалмалы жылдамдыққа ие бола алады, сәйкесінше жиілік диапазонына тәуелді.
LTE-A үшін LTE-A технологиясына қолданылатын қозғалмалы жылдамдық тән; LTE-A спектр бөлінісін әртүрлі көлемде қолданады, бұл жоғары өнімділікке жету үшін қажет.
1.25 МГц-тен 20 МГц-ке дейінгі кеңейтілген жолақ ені.
Төмендетілген арнада 100 МГц өткізу жолағына ие және 40 МГц жоғарылайтын арнада .
LTE-A технологиясының деректер тарату жылдамдығы төмендетілген арнада 100 Мбитс, ал жоғарылайтын арнада 50 Мбитс.
LTE-A төмендетілген арна үшін деректер таратудың ең жоғарғы жылдамдығы 1 Гбитс, ал жоғарылайтын арна үшін 500 Мбитс құрайды .
Өткізгіштік қабілет үшін LTE-A кемінде әр ұяшық бойынша 200 пайдаланушысы бар, және де бұл белсенді жағдайда 5МГц-ке дейін бөліну спектрінде тұр.
LTE-A үшін өткізгіштік қабілет кемінде 300 пайдаланушыны құрайды және 5 МГц-ке дейінгі ешқандай белсенді DRX болмайды.
Ең үлкен масштабты өткізгіш жолағы үшін 1.3, 3,5,10 және 20 МГц жиіліктері ұтымды және 100с кем емес байланысты орнатудың кідіріс
В LTE-A масштабты өткізгіштік қабілет 20-дан 100 МГц-ке дейін және байланысты орнатудың кідіріс уақыты 20 мс.
1.2.1 Жүйелік талаптар
LTE- Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) жүйесін дамытуға бағытталған. Оның дамуы мобильдік технологияның төртінші буынына(4G) қол жеткізуге ұмтылады [3].
3GPP жобасы IMT заманауи талаптарына LTE-A сипаттамаларының көмегі арқылы сай болуға тырысып бақты. Бұл сипаттама IMT заманауи талаптарына қарағанда біршама дамыған. IMT-Advanced талаптарын орындау LTE-ARelease 8 сипаттамаларымен салыстырғанда білінер-білінбес секіріс байқатты. 3GPP жобалау үшін біршама биік мақсаттар қою қажет екендігін түсінді [4].
LTE-A зерттеу шеңберінде төмендегідей салалар ізделінді [5]:
- Өткізгіштік қабілет және ұяшықтың шетіндегі өнімділік (деректер және VoIP);
- Бақылаушы және пайдаланушы жазықтыққа арналған кідіріс;
- Спектрлік тиімділіктің шыңы (деректер тарату жылдамдығының ең жоғарғы деңгейі);
- Радиожиілікті (RF) аспектілер.
3GPP зерттеуінің нәтижелері - LTE-A үшін қарастырылған технологиялық құрауыштар талаптарға қол жеткізе алатынын , тіпті аталған талаптарды арттыруы мүмкін деген қорытындыны көрсетті. Тасымалдаушылардың (CA) агрегациялар комбинациясы тәуелсіз релиз болып табылады [6].
Тасымалдаушылардың агрегациясымен қатар, LTE-A өзге де бірнеше функцияларды атқарады: тарату мен қабылдаудың үйлестірілген қолдауы, гетерогендік желі (HetNet) мен ретрансляция тораптарының (HetNet) қолдауы. Сонымен қатар, LTE-A MIMO жүйесіне өзгертулер енгізеді. Бұл технологиялар келесі бөлімдерде сипатталған [6].
Cурет 1 LTE-A желісінің жазық архитектурада негізделген технологиясы көрсетілген, базалық станциялар жетілдірілген пакеттік тірек желіге (EPC) тікелей жалғанған [7].
Сурет 1 - LTE-A желісінің архитектурасы [5]
2 LTE-A ЖЕЛІСІНДЕГІ OFDMA ЖӘНЕ SC-ОFDMА ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
2.1Төмендетілген арна: OFDMA
OFDMА іштасымалдаушыларға арналған аз жиілікті диапазондарды пайдаланады және олар толықтай деректер таратумен салыстырғанда, аз қуатпен жиіліктің барлық жолақтарына деректер тасымалдайды. OFDMA берілген жоғарғы деректер тарату жылдамдығымен жүйенің жоғарғы өнімділігін қамтамасыз етеді. Бұл сұлбада спектр бірқалыпты ортогональды таржолақты іштасымалдаушылардың қатарына бөлінеді; 15 кГц жиілікте таратылған әр іш тасымалдаушымен және модуляцияның сай символдарымен. 1 символдың ұзақтылығын алу үшін іш тасымалдаушының саны жиіліктер аумағына ортогональды түрде таратылады. Тасымалдаушылардың (ICI) бөгеуілдерінен қорғану үшін және спектрді тиімді пайдалану үшін, іш тасымалдаушы спектрдің бір жоғарғы деңгейі басқа іш тасымалдаушылардың нөлдіктерімен сай болуы қажет, оған қоса нөлдік ICI құруы тиіс. Бұл 2 суретте көрсетілген [4].
Сурет 2 - Көптеген қолжетімділігі бар жүйедегі іштасымалдаушылар
Ресурстар 2-метрлік ресурстық блоктарда орналасқан (RBS). Атап өту қажет, бір RB - бөліне алатын ең аз өлшем, шама. 1 RB 12 іш тасымалдаушылардан және 7 OFDM символдарынан тұрады (ресурстың 84 элементі, REs). Бір RB 1 уақытша интервалды алады және 180 кГц өткізгіштік қабілетіне ие. Пайдаланушыға бөлінген RBS саны қолда бар ресурстар мен арна жағдайына байланысты серпімді түрде түрленіп отырады. Басқаша сөзбен айтқанда, RBS саны әр қолданушыға бекітіледі және деректерді тарату жылдамдығы мен буфердің жағдайы қызмет көрсету типіне байланысты тәуелді
Сурет 3 - LTE-A төмендетілген байланыс сызығындағы ресурстық
Сурет 4 - LTE-A технологиясының физикалық жиіліктік-уақытша ресурсы
2.1.2 Жоғарылайтын арна: SC-FDMA
Терминалдың энергиясын үнемдеу мақсатында LTE-A Uplink Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA)-ты пайдаланады. Осылай болуының себебі - жоғарылайтын тарату сызықтарына төмен PAPR қажет, және де бұл жағдайда оның жоғары жылдамдықта деректер таратуындағы қажеттілігін ескеруге тиіспіз. Жоғарылайтын байланыс сызықтары үшін, SC-FDMA сай әрі тиімдірек, себебі ол төмен қуат пен төмен тарату қуатын жұмсайды, бұл өз кезегінде жаңа технологиялар үшін маңызы өте үлкен.
SC-FDMA OFDMA технологиясымен бірге көптеген ұқсастықтарға ие: әрқайсысы 0.5 мс-тан 20 уақыт интервалдары бар.
SC-FDMA технологиясындағы ресурстық блоктар бір-біріне ұқсас, 15 КГц іш тасымалдаушылар, әр ресурстық блокта 12 іш тасымалдаушылар (180 КГц). Енді керісінше, SC-FDMA технологиясында символдар іш тасымалдаушылардың астарына ауысады, ал OFDMA технологиясында әр іш тасымалдаушы бір символды құрайды [8].
LTE-A жоғарылайтын арнасында талап етілген жоғарғы деректер тарату жылдамдығы болуы үшін символ периоды азаюы тиіс, бұл слоттағы символдардың санын қамтамасыз етеді, нәтижесінде белгінің өткізгіштік қабілеті ұлғаяды [9].
2.1.3 LTE-Advanced стандартымен қолдаулы функциялар
Сүбелі себеп, неге LTE-ARelease 10 рет LTE-Advanced болып аталынады? Себебі ол IMT-Advanced талаптарымен қатар, радио қол жетімділіктің үйлестірілген технологиясына ие [7].
Одан бөлек, LTE-Advanced ең маңызды саналатын функцияларының кей түрлері төменде көрсетілген:
1 Салмақ түсірушілердің агрегациясы (CA);
2 Жетілдірілген және жақсартылған көп антенналы қолдау ( MIMO);
3 Біріктірілген көп нүктелі таратуқабылдау технологиялары (CoMP);
4 Гетерогенді желінің күшеюінің жетілдірілген қолдауы (HetNets);
5 Ретрансляция.
2.1.4 Салмақ түсірушілердің агрегациясы (CA)
Алдыңғы нұсқаларында айтарлықтай иілгіштік болғанымен, LTE-A (Release 10) технологиясы көр нәрсеге мүмкіндік береді және де 100 МГц-ке дейін жететін өткізгіш жолағының көзқарасымен қарағанда қажетті иілгіштік қабілетті көрсетеді, сонымен қатар алдыңғы технологиялармен кері үйлесімділікке ие [8].
СА көпкешенді салмақ түсіруші агрегацияларға негізделген , сонымен қатар оларды мобильді терминалдарға тарату үшін пайдаланады және де керісінше. Олар 5 таратушы компоненттерге дейін біріге алады, бұл олар жиілікті диапазонда болған кезде не болмаса олай болмаған кезде. Спектрді фрагменттеу барынша жоғары деректер тарату жылдамдығын береді, бұл үлкен компоненттің барлық кішігірім фрагменттерінің үйлесімділігінің нәтижесінде болады [6]. Компонентті тасымалдаушылардың жолағының ені 1.4, 3.5, 10, 15 немесе 20 МГц және салмақ түсіру агрегациясында ең көп 5 салмақ түсіруші компонент бола алады. Ең жоғарғы деңгейдегі өткізгіштік қабілет 100 МГц-ты құрайды; рұқсат етілген біріктірілген іш тасымалдаушылардың саны жоғары көтерілетін және төмендетілетін арналарда алуан түрлі болады, бірақ жоғарылайтын байланыс сызығындағы іш тасымалдаушы компоненттердің саны төмендетілген арнадағы компоненттерімен салыстырғанда көп бола алмайды. Айта кеткен жөн, LTE-A өткізгіш жолағында агрегацияның көмегімен кері үйлесімділіктің сақталуы ұлғаяды. 1.5 [7] суретте көрсетілгендей, іштасымалдаушының агрегациясы Release 8 Release 9 бір мезетте FDD дуплексінің іштасымалдаушы агрегациясымен сипатталып отыр.
Сурет 5 - FDD салмақ түсірушілерінің агрегациясы
Іш тасымалдаушының агрегацияларының жоспарларын күшейту барысында 4 негізгі құбылыс байқалды және анықталды; бұл- іштасымалдаушылардың іргелес агрегациясы (ConСА) және іштасымалдаушылардың іргелес емес агрегациясы (NConCA) - жалғыз және көптеген спектр диапазондарына, сәйкесінше TDD және FDD технологияларын пайдалана отырып. Яғни, СоnСА-TDD, СоnСА- FDD, NConСА-TDD и NConСА-FDD [10].
3 LTE-A желісіндегі MIMO технологиясы
LTE-A өмірлік маңызы бар компоненттерінің мақсаттарын шешудегі негізгі шешімі мульти-антенналар болып табылады және ол деректерді таратудың жоғарғы жылдамдығын басқаруында маңызды рөл атқарады және жүйе деңгейінде үлкен өнімділікке ие. Жүйенің жетілдірілген көптеген кірістірулері мен шешімдері маңызды болып табылады, себебі күшейтудің басты әдісі болып есептелінеді және де тарату жүйесінің екі ұшында да антенналарды пайдаланады, сонымен қатар екі жақ шетте таратады әрі қабылдайды. MIMO технологиясының LTE-A жүйесінде қолданылатын негізгі компоненттері LTE-A үлкен бірегейлі маңызы бар деп есептелінеді. Кей компоненттер: бағытталу диаграммасының құрылуы, кеңістікті мультиплекстеу [8]. MIMO технологиясының бұл негізгі компоненттері кеңейтілген немесе жетілдірілген жүйелердегі әдістердің әртүрлі амалдарында пайдалы және LTE-A түгелдей дерлік қолжетімді. Бұл ой MIMO үшін бейімделген селекция негізінде жұмыс жасайды, коммутация сұлбасы 6 - суретте көрсетілген. Оған қоса, кеңейтілген MIMO мульти-антеннаның конфигурациясы 8 х 8 дейін төмендетілген арнада болады, ал жоғарылайтын арнада 4 х 4 дейін болады. Таратылудың мультиплексті кеңістікте тіркелуі- абсолютті жоғарғы деңгейдегі деректер тарату жылдамдығын жақсартуда ең қажеттісі болып табылады [11].
Сурет 6 - Гетерогенді желіні өрістетудің жетілдірілген қолдауы
Мобильді деректерге деген сұраныс артқанға байланысты, бірнеше жиіліктер диапазондары бар, әр түрлі радиоқатынас технологияларын қолданумен және әр түрлі өлшемді қамту аймақтары бар базалық станцияларды пайдаланумен гетерогенді желілік архитектура операторларға алға жылжуға мүмкіндік беретін жалғыз шешім болып табылады. 1.7 суретте үлкен көлемдегі деректерді жіберу мен деректерді жіберудің жоғары жылдамдығын қолдау тұрғысынан желінің мүмкіндіктерін арттыратын аз қуатты пико ұялардың орнатылуы көрсетілген [16].
Сурет 7 - HetNet желісінің өрістеуі
Телекоммуникация саласында үрей тудыратын статистикалық деректер жақсы мәлім, олар деректерді жіберу сұранысына жатады, әсіресе адамдар көп орналасқан жерлерде сұраныс көп болады. Жоғары сұраныс базалық станцияларды (БС) орналастыру тығыздығының артуына әкеледі және MIMO есебінен спектральды тиімділік артады. Дегенмен, ерте ме, кеш пе, жаңа базаларды өрістету мүмкіндігі жиіліктерді қайта қолдану арқылы және қымбаттылықтың әсерінен шегіне жетеді, және оларды үлкен қалалардорнату тиімсіз болмайды [17].
Кішкентай БС-тердің тігіссіз (көрінбейтін) кішігірім интеграциясы басты тапсырмалардың бірі болып саналады: оларды орнату, макро және микро БС-тердің интерференциясынан болатын жіберу жылдамдығы сияқты тиімділіктің негізгі көрсеткіштеріне кері әсер тигізуі мүмкін [17].
Макро БС-ті түсіру үшін адамдар көп орналасқан жерлерде орнатылатын кішкентай БС-тердің үлкен саны жеткілікті, бірақ олардың өрістету талаптары мен шығындары кіріктірілген тоқ көзінің әсерінен төмен болуы мүмкін [17]
3GPP Release 10-да ретрансляция функциясы бар, ол мобильді терминалдарға желімен eNodeB донорлы торабымен сымсыз байланыс бойынша қосылған ретрансляция торабы арқылы, LTE-A радиоқатынас технологиясы мен LTE-A спектрін қолданумен, 8 суретте көрсетілгендей деректер алмасуға мүмкіндік береді. Терминал тұрғысынан ретрансляция торабы қарапайым базалық станцияны білдіреді. Бұл ескірген пайдаланушы құрылғылары да ретрансляция торабы арқылы желіге қосыла алатынын білдіреді. Ретрансляция функциясы LTE-A желісінің қамтылуын жылдам және экономикалық тиімді кеңейтудің бір тәсілі бола алады. Бұл жерге қызмет көрсету аймағын кеңейту, деректерді жіберу жылдамдығын арттыру кіреді [13].
Сурет 8 - LTE-A технологиясындағы ретрансляциялау функциясы
HetNet типтерінің аясында, территорияны қамту мен өткізу жылдамдығын арттыруға бағытталған ретрансляция тұжырымдары LTE-A-ның маңызды элементі болды. Ретрансляцияны қолдану ретрансляциялық тораптарды (RNS) қолдану есебінен мүмкін болды. Ретрансляциялық операция деректерді жіберудің жоғары жылдамдықтары үшін мүмкіндіктерді кеңейту құралдарын ұсынады. RN базалық станцияның төмен қуатына ие (30 дБм) және, демек, терминал мен инфрақұрылымның арасындағы қашықтық азаяды. RN кең макро-желілерде қолданылады. Бұдан басқа, ретрансляцияны қолдану шығындарды қысқарту және энергия пайдалануды азайту тұрғысынан пайдалы. 3GPP спецификациясындағы Release 10-да ретрансляция келесі әрекеттерді қамтамасыз етуге бағытталған [9]:
- Жаңа аудандарда қамтуды ұсынуды жақсарту;
- Уақытша мақсаттар үшін желілік өрістету;
- Ұяшық шеттерінің өткізу қабілетін арттыру;
- Деректерді жіберудің жоғарғы дәрежесі;
- Топтық мобильділікті енгізу.
Сурет 9 - Ретрансляцияның түбегейлі сұлбасы
Қазіргі таңда 3GPP-де ретрансляция протоколдарының әр түрлі деңгейлері бар бірнеше ретранслятор типтерін қарастырады. Бұл протоколдар PC функционалдық қабілетін анықтайды. Төменде осы деңгейге жататын протоколдар аталған [10].
1 Деңгей (L1). Аталған деңгейдегі протокол PC-да ретрансляторлардың (қайталаушылардың) сигналды қабылдау, күшейту және жіберу қосымша түзілімдерсіз болатын қарапайым функциясын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Мұндай PC қарапайым жүзеге асырумен және сигнал кідірісінің төмен қатынасымен жабдықталған, бірақ сонымен қатар кемшіліктері де бар. Олар, пайдалы сигналды күшейтумен қатар, шулар мен ішкі кедергілермен күшейтілген.
2 Деңгей (L2). Осы деңгейдегі протоколы бар PC қол жеткізуді бақылау (MAC) функцияларын орындауға, жіберуді оңтайландыру және шу мен ішкі жүйелік кедергілердің алдын алу мақсатында радиосигналдың сапасына байланысты қабылданған сигналды қайта кодтауға қабілетті. Дегенмен, бұл әрекет сигналдың кідіріс уақытының артуына әкеледі.
3 Деңгей (L3). Осы деңгейдегі протоколы бар PC базалық станция мен eNodeB функционалдығы бойынша ұқсас және мобильділікті басқаруды қамтамасыз ете алады, басқаша айтқанда хэндовер. Осы арқылы сигналдың күрделілігі мен құны, сонымен қатар кідірісі артады.
3GPP-да стандартизация кезінде ретрансляциялық станциялардың басқа да классификациясын қарастырады. Пайдаланушы терминалының ақпараттануы тұрғысынан, PC-ның екі түрін ажыратады: 1 түрі - мөлдір емес, сонымен қатар 2-ші түр - мөлдір PC. PC мөлдір пайдаланушы терминалы eNodeB-пен ретрансляциялық станция арқылы әрекеттесетінін білмейді. Осындай рәсімдер көмегімен басқару деректері мен сигналдарының бөлінуі жүзеге асады. Абоненттік терминал eNodeB қамту аймағында орналасқан және одан сигналдар қабылдайды, ал деректер ағынын ретрансляциялық станциялар арқылы алады. Мұндай сценарий басқару және байланысты жоспарлау командаларын жіберуде кідірістерді азайтуға мүмкіндік береді.
LTE-A технологиясы төртінші ұрпақ (4G) стандарты критерийлеріне сәйкес келеді. 4G стандартына 100 Мбитc-тан кем емес деректерді жіберу жылдамдығын үлестіре алатын технологиялар кіреді [14].
Пайдаланушылар үшін LTE-A - бұл жоғары жылдамдықты желілік технология. Бүкіл әлемдегі желілік операторлар үшін бұл абоненттерге ұсыныстар сапасын бір уақытта арттыру кезінде шығындарды қысқарту үшін өздерінің инфрақұрылымдарын жеңілдетудің тәсілі. Желілік операторлар LTE-A-ны ең озық желілік технология деп атайды. 65 ең үлкен желілік операторлар дәл LTE-A бағытында дамуды жоспарлауда [14].
Сурет 10 - LTE-A технологиясының эволюциясы
LTE-A технологияларының бір артықшылығы, төртінші ұрпақ технологияларына жататын WiMAX технологияларына қарағанда, LTE-A желісі 2G және 3G құрылғыларын қолдайды [7].
Бірақ, аталған технологияның барлық артықшылықтарына қарамастан, LTE-A-ға жылдам өту бірнеше факторларға байланысты жүзеге асырылмайды. Біріншіден, аталған технологияның барлық артықшылықтарын алу үшін арнайы құрылғы мен жүйелердің модернизациясы қажет. Екіншіден, LTE-A технологиясының абоненттеріне аталған технологияның жұмысын қолдайтын құрылғылар алу керек. Бұл факторлар аталған технологияның салыстырмалы жаңа және енді енгізіле бастағанымен және мемлекеттің барлық территориясын қамтымайтындығымен түсіндіріледі [15].
Сонымен қатар қазіргі уақытта LTE-A технологияларының қызмет көрсету құны бұған дейінгі ұрпақтардың құнынан жоғары екенін айта кеткен жөн. Сондықтант әр абонент өзіне не маңыздырақ екенін өзі шешеді - жоғары жылдамдық немесе үнемділік. Бірақ, жақын арадағы болжам бойынша технологиялардың таралу деңгейіне байланысты қызмет көрсетуге бағаларын төмендету жоспарлануда және жақын болашақта технология барлығына қолжетімді болады [12].
3.1.3 M2M желілерінің архитектурасы және құрылу принциптері
Machine-to-Machine немесе Mobile-to-Machine - M2M - бұл
байланыс технологияларының көмегімен құрылғылардың (машиналардың) әрекеттесуі.
Үшінші және төртінші ұрпақтың UMTSLTE-AEPS мобильді байланыс заманауи желілерінің және GSM (Evolved EDGE) жетілдірілген технологиясы бар желілердің технологиялық мүмкіндіктерінің қарқынды дамуы пайдаланушылар жағындағы сұраныстан озып отыр және операторларды іргелес нарықтарға назар аудартуға мәжбүрлейді. Осындай нарықтардың қатарына болашақта Machine-to-Machine немесе Mobile-to-Machine (M2M) қызметтер нарығы қосыла алады [13].
M2M қызметтер нарығы бизнес-үрдістерді автоматтандыру және әр түрлі облыстарда және заманауи қоғам қызметінде ақпараттық және технологиялық үрдістерді басқаруға бағытталған қосымша қызметтер кешенін құру үшін телекоммуникациялық және ақпараттық технологияларды біріктіреді [13].
M2M қызметтері мобильдік, сонымен қатар M2M тіркелген құрылғыларына көрсетіледі. Сонымен қатар M2M қызметтерінің сервис-провайдерлері өздерінің бизнес-модельдерінде тіркелген абоненттік құрылғыларға қызмет көрсету кезінде мобильді желілердің инфрақұрылымын қолданады. M2M қызметтері әр түрлі сферада қолданылады - қауіпсіздік жүйелері, медицина, транспорт, өндіріс үрдістерін автоматтандыру [13].
Қазіргі таңда жердегі халық саны 6 млрд-тан асты, ал мобильді желілерді пайдаланушылардың саны 5 млрд-қа жетті, бұл байланыс қызметтері нарығының даму шарты мен қажеттіліктерін қалыптастырды. Өзара ақпарат алмасуды және автоматты режімде адамның араласуынсыз байланыс арнасын қолдану негізінде басқаруды талап ететін әр түрлі машиналар мен құрылғылардың саны жетекші маркетологтармен бағаланады, олар 50-70 млрд бірліктен көп, бұл мобильді байланыс терминалдары санынан кем дегенде он есе көп, алайда байланыстар саны жалпы байланыстар санының 1%-нан аспайды. Бұл М2М қызметтер нарығының жарқын болашағын білдіреді [13].
M2M қызметтер нарығындағы қазіргі жағдай M2M экожүйесімен және бұл қызметтерге деген сұраныстың болуымен анықталады. M2M қызметтері ақпарат алмасу және басқару үшін екі немесе одан да көп M2M құрылғыларын автоматтандырылған қосу қызметтерін ұсынады. Ақпарат алмасу кезінде адамның қатысуы мен ішкі телекоммуникациялық үрдістерге әсері қарастырылмайды. M2M экожүйесін M2M телекоммуникациясының келесі субъекттері құрады:M2M қызметтерінің ұсынылуын қамтамасыз ететін M2M сервис-провайдерлері. M2M желілері үшін өздерінің телекоммуникациялық желілерінің инфрақұрылымын ұсынатын байланыс операторлары (мобильді немесе тіркелген). Қызметтерді соңғы пайдаланушылар - M2M қызметтерін пайдаланушылар - M2M қызметтері сервис-провайдерлерінің абоненттері сияқты [13].
M2M қызметтер нарығының потенциалы M2M желілерінің технологиялық мүмкіндіктеріне, желі инфрақұрылымының дайындығына және әрекет етуші нормативтік базаға байланысты көптеген факторлармен анықталады.
Заманауи мобильдік желілер мобильділікті қамтамасыз ету және сөйлеу қызметтерін көрсету, адам - адам - human-to-human (H2H) ytvtct сервер - адам интерфейсінде SMS, MMS, мультимедиалық хабарламаларды жіберу, деректер қосымшаларын жүктеу ағымдағы аудиобейне жіберу үшін арналған. Сондықтан H2H принципінде құрылған мобильді сымсыз байланыс желісі технологиялары мен архитектурасы М2М қызметтеріне қарағанда оңтайлы емес, бұл М2М жүйесінің негізінде байланыс желілерінің жаңа инфрақұрылымын құру қажеттігін туындатады [4].
M2M желілері соңғы құрылғыларды біріктіретін, адамның қатысуынсыз немесе шектелген қатысуымен жұмыс істейтін желі ретінде анықталады. Адам соңғы пайдаланушы ретінде M2M желісіне кірудің бастамашысы болып табылады ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz