Μελέτη συστήματος LTE και LTE-Advanced για κινητές επικοινωνίες τέταρτης γενιάς.

Abstract

H παρούσα πτυχιακή αναφέρεται στην τεχνολογία τέταρτης γενιάς, δηλαδή στο Long Term Evolution (LTE) και LTE-Advanced. Γίνεται μια ιστορική αναδρομή στα προηγούμενα συστήματα κινητής τηλεφωνίας, GSM και WCDMA. Στην συνέχεια, περιγράφεται η αρχιτεκτονική του LTE και τα πρωτόκολλα επικοινωνιών του. Γίνεται αναφορά στα προβλήματα του ασύρματου καναλιού (εξασθένιση και διασυμβολικές παρεμβολές) και πώς αυτά αντιμετωπίζονται με τις ψηφιακές τεχνικές εκτίμησης καναλιού, ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων. Ακόμα, περιγράφεται η Πολλαπλή Πρόσβαση με Ορθογωνική Πολυπλεξία Διαίρεσης Συχνότητας, OFDMA και οι τεχνικές πολλαπλών κεραιών: Επεξεργασία Διαφορισμού, Χωρική Πολύπλεξη και Beamforming. Στη συνέχεια περιγράφονται τα λογικά, μεταφοράς και φυσικά κανάλια. Επιπλέον παρουσιάζεται η Διαδικασία Αναγνώρισης Κυψέλης και οι διαδικασίες λήψης και εκπομπής πακέτων δεδομένων, καθώς και η διαδικασία αίτησης του κινητού για απόκτηση πόρων του δικτύου. Τέλος, αναφέρεται στα πρωτόκολλα Ελέγχου Πρόσβασης στο Μέσο (MAC) και Ελέγχου Ραδιοζεύξης (RLC) του Επιπέδου 2 και στις διαδικασίες ενεργοποίησης και απενεργοποίησης του κινητού.

This work focuses on the fourth generation technology, namely the Long Term Evolution (LTE) and LTE-Advanced. Firstly, there is a historical overview of the former mobile telephone systems, GSM and WCDMA. Secondly, there is an analysis of the architecture of LTE and its communication protocols. The wireless channel’s problems (fading and inter-symbol interference) are also examined and emphasis is given on how they can be solved with the help of the digital techniques of channel estimation, error detection and correction. Furthermore, there is a description of the Orthogonal Division Multiple Access, OFDMA and multiple antenna techniques: Diversity Processing, Spatial Multiplexing and Beamforming. The logical, transport and physical channels are examined, as well. The Cell Acquisition Procedure and the packet data transmission and reception procedures are also presented, along with the mobile’s request procedure for obtaining network resources. Last, there is a reference to the Layer’s 2 Medium Access Control (MAC) and Radio Link Control (RLC) protocols and the mobile’s power-on and power-off procedures.