HamLTEn perusteet

HamLTE eroaa tavallisesta LTEstä siten, että ainoastaan osa on kiinnostunut toimimaan määritelmien mukaisessa 3G- ja LTE-infrastruktuurissa. Suurin kiinnostus on radiorajapintaan ja yhteensopivuuteen kaupallisten päätelaitteiden kanssa. Täten HamLTEssä voidaan jättää huomiotta infrastruktuuriin liittyvät osat. Jäljellä olevissa kerroksissa voidaan edelleen tehdä yksinkertaistuksia jotta radiorajapinnan käyttäminen tulee mahdollisimman helpoksi.

Tällä sivulla kerrotaan LTEn radiorajapinnan peruskäsitteet ilman LTEn kanssa yleensä käytettävää paksua lyhennesoppaa. Esittelen myös lyhenteet siltä osin kuin niitä tarvitaan joko ymmärtämään LTE-standardeja tai ymmärtämään mitkä osat voi jättää huomiotta. Samalla radiorajapinnan erot esimerkiksi WiFi 802.11a/b/g/n/ac -standardiin tulevat esille.

Dokumentissa on joitain viittauksia LTE-standardin kohtiin referenssimielessä toteuttajille. Niiden lukeminen perusteiden oppimisen aikana ei ole aina hyödyllistä koska standardissa ei usein kerrota miksi johonkin ratkaisuun on päädytty.

Lyhenteet (3GPP)

eNodeB tai eNB 

LTE-tukiasema

NodeB 

UMTS-tukiasema

E-UTRAN˙/ Evolved UTRAN 

LTE-radioverkko

UTRAN 

UMTS-radioverkko

PHY / Physical Layer 

Määrittelee kuka lähettää, milloin lähettää ja minkälaista signaalia lähettää. LTEssä tukiasema lähettää OFDMA-modulaatiolla ja päätelaitteet SC-FDMA-modulaatiolla

RLC / Radio Link Control 

Sopii päätelaitteen ja tukiaseman välisestä yhteydenpidosta. LTE R1-R12 vaatii että ensimmäiseksi päätelaitteen täytyy pyytää tukiasemalta lupa keskustella.

MAC / Medium Access Control 

Kun RLC:llä on sovittu lupa keskustella, tällä protokollalla tukiasema jakaa lupia päätelaitteelle lähetysvuoroista.

PDCP / Packet Data Convergence Protocol

Tämä kerros tarjoaa pakettien kryptograafinen aitouden varmistuksen ja tarvittaessa salakirjoittaa ne. Tarjoaa tarvittaessa pakettien järjestyksen takaamisen ja varmistaa että pakettia ei vahingossa toimiteta kahdesti eteenpäin. Tällä kerroksella lähetetään VoLTE, IP, ja LTE:n omat korkeamman tason protokollat.

RRC / Radio Resource Control 

Tällä protokollalla on useita pieniä tehtäviä jotka liittyvät radiolinkin ylläpitoon. Tärkeä tehtävä on lähettää päätelaitteiden lähettämät mittaukset vastaanotetuista lähetyksistä, joita tarvitaan lähetysennakon määrittämiseen.

X2AP / X2 Application Protocol 

Tärkein tehtävä on sallia liikkuminen tukiasemien välillä

PDSCH / Physical Downlink Shared Channel 

Tukiasemalta päätelaitteelle kulkeva data

PDCCH / Physical Downlink Control Channel 

Kuvaus subframen rakenteesta. Kertoo miten subframen sisältö jakaantuu eri lähetteisiin. Tarvitaan ymmärtämään tukiaseman lähete ja sisältää ohjeet milloin ja miten päätelaite lähettää.

DCI / Downlink Control Information 

PDCCH:ssa olevat ohjeet päätelaitteille varatuista alitaajuuksista.

DwPTS / Downlink Pilot Time Slot 

Tukiaseman lähettämät pilottisignaalit

UpPTS / Uplink Pilot Time Slot 

Päätelaitteiden lähettämät pilottisignaalit

SSF / Special Sub Frame 

TDD:ssä aikaväli jonka aikana vaihdetaan Downlinkistä Uplinkiin. Alussa on pieni pätkä Downlinkiä, sitten synkronointisignaalit ja lopussa pieni pätkä uplinkiä. Katso lisätietoa

GP / Guard Period

Yleiskuvaus radiorajapinnasta

TODO: Selitä PHY/RLC/MAC/PDCP/RRC/X2AP

Radiorajapinta (PHY)

Tukiaseman lähetteet koostuvat seuraavista osista:

1. Kiinteät synkronointilähetteet. 504 eri signaalivaihtoehtoa. Toistuvat 5ms:n välein 2. Tiedot järjestelmän tärkeimmistä parametreista. Toistuvat 10ms:n välein. 3. Datalähete

Tukiaseman varsinainen datalähete on sekoitettu pseudosatunnaisella bittijonolla. Lähetteet 1-2 sisältävät tiedot millä voidaan päätellä käytetty bittijono.

Muuten LTE:n datalähete koostuu 1ms:n pituisista alikehyksistä. Sen alussa on tieto seuraavan millisekunnin aikana lähettävän datan modulaatiosta ja mille päätelaitteelle se on osoitettu.

LTE:ssä yhdistyy monta spektritehokkuutta parantavaa tekniikkaa ja siinä on jätetty varaa verkkotason tehokkuuden parantamiselle. Monet näistä ovat valinnaisia joten LTE määrittelee joukon parametreja jotka päätelaitteen ja tukiaseman tulee sopia keskenään.

Jotta HamLTE olisi helpompi toteuttaa harrastajille, siihen on määritelty osajoukkoja, jotka on helpompi toteuttaa aloittelijalle. Kiinnostuneimmat luultavasti haluavat muuttaa kaikkea, joten toisaalta HamLTE:ssä on vielä enemmän joustoa kuin kaupallisessa LTE:ssä.

Lähetysvuorojen jako (MAC)

TODO

Radio Resource Control (RRC)

TODO

Radiolinkin muodostus (RLC)

TODO