Мобильная связь на пути к 6G

Мобильная связь на пути к 6G

Научно-популярный

Автор:

Степутин А. Н., Николаев А. Д.

Файл:Naputik6g.JPG

Обложка издания

Предмет:

Мобильная связь

Направление:

Справочник

Опубликовано:

2017

Язык оригинала:

русский

Издание:

Издательство:

Инфра-инженерия

Страниц:

796796 стр. <br />

Носитель:

Книга

«Мобильная связь на пути к 6G» (англ. Mobile communication on the road to 6g) — подробный справочник по мобильной связи, её технологиям и перспективам развития.

Аннотация

В книге рассмотрены основные тренды развития отрасли мобильной связи: (M2M/IoT/IoE), стратегии перехода к и место реализации SDN/NFV в сетях, кэширование трафика, концепция совместного использование операторами сетевой инфраструктуры, инновационные подходы использования частотного спектра, обеспечение публичной безопасности и другие.

Приведены основные этапы развития технологий мобильной связи, включая 3G/4G, а также наработки в области сетей 5G. Выполнен сравнительный анализ существующих и перспективных технологий. Дано описание архитектуры сетей LTE/LTE-A/LTE-A Pro. Рассмотрены различные сценарии гетерогенных сетей, возможности использования нелицензированного спектра.

В книге также изложены аспекты планирования и оптимизации сетей LTE, обеспечения качества обслуживания и безопасности. Рассмотрены вопросы подключения инфраструктуры оператора мобильной связи, место и роль транспортных сетей. Проанализированы экономические и маркетинговые аспекты функционирования сетей мобильной связи, представлены бизнес-модели сетей существующих и перспективных технологий.

Книга является универсальным справочником и теоретической базой для разработки и проектирования сетей мобильной связи существующих и будущих поколений. Может быть рекомендована в качестве настольной книги специалистам всех уровней в области телекоммуникаций: руководителям, менеджерам, научным работникам, аспирантам, экономистам, маркетологам и тем, кто интересуется текущим состоянием и перспективами развития отрасли мобильной связи. Книга также будет полезна в качестве учебно-практического пособия для студентов учебных заведений, обучающихся по профильным направлениям и специальностям.

Краткое содержание

Глава 1. Краткая история развития мобильной связи

Глава 2. Принципы функционирования сетей мобильной связи стандарта LTE

Глава 3. Технология LTE-Advanced (LTE-A)

Глава 4. Структура и характеристики передающих и приемных устройств стандарта LTE/LTE-Advanced (LTE/LTE-A)

Глава 5. Гетерогенные сети (HetNet)

Глава 6. Планирование сетей мобильной связи стандарта LTE

Глава 7. Транспортные сети в архитектуре сетей мобильной связи. Принципы организации и функционирования

Глава 8. Качество обслуживания (QoS) в сетях мобильной связи стандарта LTE

Глава 9. Тарификация и биллинг в сети оператора мобильной связи

Глава 10. Услуги в сетях мобильной связи стандарта LTE

Глава 11. Основные финансово-экономические показатели деятельности оператора мобильной связи

Глава 12. Безопасность в сетях мобильной связи стандарта LTE

Глава 13. Принципы функционирования системы СОРМ в сетях стандарта LTE/LTE-Advanced

Глава 14. Основные тренды и перспективы развития отрасли мобильной связи

Глава 15. Технология пятого поколения мобильной связи (5G)

Глава 16. 6G

Подробное содержание

[показать]Подробное содержание  

Глава 1. Краткая история развития мобильной связи

1.1. Что такое «поколение» мобильной связи?

1.2. Первое поколение мобильной связи (1G)

1.3. Второе поколение мобильной связи (2G)

1.4. Третье поколение мобильной связи (3G)

1.5. Четвертое поколение мобильной связи (4G)

1.6. Пятое поколение мобильной связи (5G)

1.7. Сравнение различных поколений мобильной связи

1.8. Стандартизация сетей мобильной связи

1.9. Принципы работы со спецификациями 3GPP

Глава 2. Принципы функционирования сетей мобильной связи стандарта LTE

2.1. Термины и определения

2.2. Архитектура сетей стандарта LTE

2.3. Архитектура совмещенных сетей связи (2G/3G/4G)

2.4. Режимы работы абонентского терминала (UE) в E-UTRAN

2.5. Нумерация и идентификация в сетях LTE

2.6. Построение и функционирование радиоинтерфейса сетей стандарта LTE

       2.6.1. Технология OFDM

       2.6.2. SC-FDMA

2.7. Организация каналов в E-UTRAN

2.8. Интерфейсы и стеки протоколов LTE

       2.8.1. LTE радио протокол

       2.8.2. Интерфейсы и стеки протоколов ядра сети

2.9. Аспекты применения и реализации MIMO технологии

       2.9.1. Общие сведения о технологии MIMO

       2.9.2. Конфигурации антенн MIMO

2.10. Координация межсотовой интерференции (ICIC)

2.11. Частотные диапазоны

Глава 3. Технология LTE-Advanced (LTE-A)

3.1. Термины и определения

3.2. Общая информация о технологии LTE-A

3.3. Агрегирование частотного спектра в LTE-A

       3.3.1. Предпосылки агрегирования спектра

       3.3.2. Категории агрегирования спектра

       3.3.3. Принципы агрегирования

       3.3.4. Правила агрегирования

       3.3.5. Сценарии использования агрегации полос

       3.3.5. Улучшения в агрегации частотного спектра в Rel’12 и Rel’13

3.4. Усовершенствованная схема передачи на линии вверх

3.5. Антенные технологии LTE-Advanced

3.6. Координированная передача/прием

       3.6.1. Применение технологии CoMP для линии вниз

       3.6.2. Координированный прием данных

3.7. Передача с ретрансляцией (Relaying)

3.8. Двойное соединение (Dual Connectivity)

3.9. Прямое соединение (Sidelink)

3.10. Другие инновационные технологии в LTE-Advanced/LTE-Advanced Pro

3.11. Сравнительная оценка радиоинтерфейсов UMTS, LTE и LTE-Advanced

Глава 4. Структура и характеристики передающих и приемных устройств стандарта LTE/LTE-Advanced (LTE/LTE-A)

4.1. Термины и определения

4.2. Структура передающих и приемных устройств в LTE

4.3. Архитектура передатчика абонентских устройств при агрегированном спектре

4.4. Архитектура приемника и передатчика базовых станций при агрегированном спектре

4.4. Категории абонентского оборудования

4.5. Эволюция абонентских терминалов и экранов

Глава 5. Гетерогенные сети (HetNet)

5.1. Термины и определения

5.2. Актуальность проблемы разгрузки сетей мобильной связи

5.3. Разгрузка сетей мобильной связи с помощью технологии Wi-Fi (Wi-Fi Offloading)

       5.3.1. Анализ технических характеристик стандартов Wi-Fi, предназначенных для разгрузки сетей мобильной связи

       5.3.2. Общие принципы построения и функционирования гетерогенной сети LTE/Wi-Fi

       5.3.3. Функциональные элементы сети для реализации механизма разгрузки через Wi-Fi

5.4. Перспективы использования нелицензированного спектра в сетях LTE

5.5. Технология малых сот

       5.5.1. Место малых сот в гетерогенной структуре

       5.5.2. Минимизация интерференции

       5.5.3. Пример реализации и применения гетерогенных сетей

5.6. Сети с HeNB

5.7. Распределенные антенные системы

5.8. Решения транспортной сети для подключения малых сот LTE

Глава 6. Планирование сетей мобильной связи стандарта LTE

6.1. Термины и определения

6.2. Особенности планирования сетей стандарта LTE

6.3. Планирование параметров сетей LTE

       6.3.1. Распределение идентификаторов физических сот (PCI)

       6.3.2. Планирование кодовых последовательностей в опорных сигналах линии вверх

       6.3.3. Планирование параметров канала PRACH

6.4. Частотное планирование сетей LTE

6.5. Расчет энергетического бюджета радиолинии в сетях LTE

6.6. Расчет количества мест расположения базовых станций

       6.6.1. Определение зоны покрытия

       6.6.2. Баланс покрытия

6.7. Оценка средней пропускной способности и емкости сети

6.8. Процедура оптимизации сети

6.9. Концепция самоорганизующихся сетей (SON)

       6.9.1. Общие сведения о технологии SON

       6.9.2. Самоконфигурация

       6.9.3. Самооптимизация

       6.9.4. Самовосстановление

       6.9.5. Другие функции SON

6.10. Планирование гетерогенных сетей

6.11. Сравнительный анализ планирования сетей мобильной связи различных поколений

Глава 7. Транспортные сети в архитектуре сетей мобильной связи. Принципы организации и функционирования

7.1. Термины и определения

7.2. Место транспортных сетей в структуре сетей мобильной связи

7.3. Актуальность проблемы построения современной транспортной сети, удовлетворяющей потребностям операторов мобильной связи

7.4. Требования к транспортным сетям

7.5. Технологии транспортных сетей

       7.5.1. Плезиохронная цифровая иерархия (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH)

       7.5.2. Синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH)

       7.5.3. Режим асинхронной передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM)

       7.5.4. Ethernet

       7.5.5. Frame Relay (FR)

       7.5.6. Multiprotocol label switching (MPLS)

       7.5.7 Перспективы технологий мультиплексирования

7.6. Линии связи (линейная сторона, LA) по типу среды прохождения сигнала

       7.6.1. Беспроводные каналы передачи

       7.6.2. Проводные каналы передачи

7.7. Optical Transport Network (OTN)

7.8. Переход к сетям NGN

7.9. Проектирование транспортных сетей

7.10. Транспортные сети будущего

Глава 8. Качество обслуживания (QoS) в сетях мобильной связи стандарта LTE

8.1. Термины и определения

8.2. Принципы управления качеством обслуживания в сетях LTE

8.3. Показатели, определяющие качество обслуживания в сетях LTE

8.4. Эволюция количества классов QoS в Release 14

8.5. Управление качеством обслуживания в сетях LTE

8.6. Процедура организации сквозных каналов

8.7. Процедура изменения параметров качества сквозного канала

8.8. Процедура модификации сквозных каналов по запросам UE

8.9. Качество обслуживания в гетерогенных сетях

Глава 9. Тарификация и биллинг в сети оператора мобильной связи

9.1. Основные термины и определения

9.2. Общая информация о биллинговой системе оператора мобильной связи

9.3. Принципы управления качеством и тарификацией в сетях 3GPP

9.4. Особенности тарификации при применении PCRF

Глава 10. Услуги в сетях мобильной связи стандарта LTE

10.1. Основные термины и определения

10.2. Классификация услуг в сетях мобильной связи

10.3. Голосовые услуги в сетях LTE

         10.3.1. Особенности передачи речи в сети LTE

         10.3.2. Технология CSFB

         10.3.3. Технология VoLGA

         10.3.4. Технология VoLTE

         10.3.5. Технология SR-VCC

         10.3.6. OTT-сервисы

         10.3.7. Сравнение технологий передачи речи в LTE

         10.3.8 Технология VoWi-Fi. Wi-Fi Calling. WFC

         10.3.9 Технология RCS

10.4. Передача коротких сообщений в LTE

         10.4.1. Передача SMS через IMS

         10.4.2. Передача SMS через SGs-интерфейс

10.5. MMS в LTE

10.6. Определение местоположения

         10.6.1. Основная задача позиционирования абонентских терминалов

         10.6.2. Критерии оценки методов позиционирования

         10.6.3. Мотивация реализации услуг позиционирования

         10.6.4. Структура сети мобильной связи LTE с поддержкой функции позиционирования

         10.6.5. Методы позиционирования в LTE

         10.6.6. Позиционирование в гетерогенных сетях LTE/Wi-Fi

10.7. Особенности межмашинного взаимодействия в LTE (M2M)

         10.7.1. Общие сведения о M2M

         10.7.2. Беспроводные технологии M2M

         10.7.3. Структура сети LTE с поддержкой M2M

         10.7.4. Категории устройств M2M

         10.7.5. Контроль за перегрузками в M2M

         10.7.6. Перспективы развития M2M. Прогноз 3GPP

10.8. eMBMS

         10.8.1. Актуальность технологии eMBMS

         10.8.2. Архитектура eMBMS

         10.8.3. Зона MBSFN

         10.8.4. Новые каналы для eMBMS

10.9. Портируемость мобильных номеров (MNP)

Глава 11. Основные финансово-экономические показатели деятельности оператора мобильной связи

11.1. Термины и определения

11.2. Приоритетные направления развития рынка мобильной связи

11.3. CAPEX и OPEX

11.4. TCO

11.5. ROI

11.6. Финансовая отчетность

11.7. Финансовые термины

11.8. Денежный поток

11.9. Интерконнект

         11.9.1. Присоединение сетей электросвязи

         11.9.2. Варианты инициирования/завершения вызова

         11.9.3. Маршрутизация трафика

11.10. Показатели качественного развития клиентской абонентской базы

11.11. Исследования спектра лояльности абонентской базы

Глава 12. Безопасность в сетях мобильной связи стандарта LTE

12.1. Термины и определения

12.2. Принципы безопасности в сетях LTE

Глава 13. Принципы функционирования системы СОРМ в сетях стандарта LTE/LTE-Advanced

13.1. Термины и определения

13.2. Структура системы COPM в сетях с коммутацией пакетов

Глава 14. Основные тренды и перспективы развития отрасли мобильной связи

14.1. Термины и определения

14.2. Виртуализация сетевой инфраструктуры

         14.2.1. Актуальность вопросов виртуализации сетевой инфраструктуры

         14.2.2. Общие сведения о виртуализации сетевой инфраструктуры

         14.2.3. Обзор технологий виртуализации

         14.2.4. Программно-определяемая базовая сеть (SDN)

         14.2.5. Виртуализация сетевых функций (NFV)

         14.2.6. Виртуализация сети радиодоступа сетей мобильной связи

         14.2.7. Виртуализация ядра сети

14.3. Совместное использование операторами сетевой инфраструктуры

         14.3.1. Актуальность задачи совмещения сетевой инфраструктуры

         14.3.2. Принципы совместного использования сетевой инфраструктуры

         14.3.3. Управление мобильностью в сетях LTE с совмещенной сетью радиодоступа

14.2. Big Data – новый подход к данным

         14.4.1. Источники и предпосылки возникновения Big Data

         14.4.2. Проблемы, стоящие перед системами хранения массивных данных

         14.4.3. Основные концепции Big Data

         14.4.5. Технология объектного хранения Big Data

         14.4.6. Обработка Big Data

         14.4.7. Структура Hadoop

         14.4.8. Примеры реализации концепции Big Data в мобильной связи

14.5. Интернет вещей (IoT)

         14.5.1. Эволюция «Интернета вещей»

         14.5.2. Архитектура сетей IoT

         14.5.3. Классификация IoT

         14.5.4. Области применения IoT

14.6. Инновационные подходы в выделении и использовании частотного спектра

         14.6.1.  Экономические аспекты регулирования использования радиочастотного спектра

         14.6.2. Схемы доступа к спектру и режимы авторизации спектра операторов мобильной связи

         14.6.3. Принцип лицензионного совместного использования спектра

         14.6.4. Взаимодействие между операторами в режиме лицензированного и нелицензируемого доступа

14.7. Организация профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР) на основе сетей мобильной связи стандарта LTE

         14.7.1. Группы потребителей ПМР

         14.7.2. Требования к сетям LTE для обеспечения ПМР

         14.7.3. Технологические решение LTE для сетей ПМР

         14.7.4. Варианты внедрения сетей ПМР на базе сетей стандарта LTE

         14.7.5. Частотные аспекты внедрения ПМР на основе сетей LTE

14.8. Кэширование трафика

Глава 15. Технология пятого поколения мобильной связи (5G)

15.1. Термины и определения

15.2. Предпосылки появления 5G

15.3. Стандартизация сетей 5G

15.4. Пути эволюции сетей мобильной связи к технологии 5G

15.5. Требования, предъявляемые к сетям пятого поколения

15.6. Услуги в 5G

15.7. Разработчики 5G

15.8. Ключевые решения и потенциальные технологические компоненты сетей 5G

         15.8.1. Архитектура сетей 5G

         15.8.2. Логическая архитектура подсистемы радиодоступа

         15.8.3. Режим D2D

         15.8.4. Использование Massive MIMO в сетях 5G

         15.8.5. Облачная инфраструктура

         15.8.6. Двигающиеся сетевые элементы

         15.8.7. Частотный, временной и полный дуплексы

15.9. Концепция реализации опорной сети в 5G

15.10. Гибкие транспортные сети в сетях 5G

15.11. Конкурентные предложения по радиоинтерфейсу в 5G

15.12. Частотные аспекты функционирования сетей 5G

          15.12.1. Критерии поиска новых полос частот для сетей 5G

          15.12.2. Совместное использование спектра в режиме лицензированного совместного доступа LSA в сетях 5G

15.13. Качество обслуживания (QoS) в 5G

15.14. Бизнес-модели деятельности операторов 5G

15.15. Особенности абонентских терминалов в сетях 5G

Глава 16. Будущее мобильной связи. На пути к сетям шестого поколения (6G)

16.1. Термины и определения

16.2. Предпосылки появления 6G

16.3. Перспективные услуги и технологии, требующие 6G

16.4. Проблемы при внедрении 6G

16.5. Технологические решения 6G

Поддержка издания Комитетом по связи и информатизации Санкт-Петербурга

Файл:Авторы.jpg

Авторы книги и Д. П. Чамара (в центре)

Издание поддержано Комитетом по информатизации и связи Санкт-Петербурга. Предисловие к книге написал лично председатель Комитета — Денис Петрович Чамара. На прошедшей после выхода в свет книги встрече с авторами были затронуты вопросы дальнейшей поддержки издания.

Пресса о книге

Вестник Связи:

На книгу получены рецензии и отзывы научных сотрудников и руководителей отрасли. В частности: СПбГУТ, РАЕН, ПАО «МТС», НПП «Монитех», АО «Северен Телеком», клуб ИТ директоров CIO club Санкт-Петербурга, CarIoT, Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы и другие.

COMNEWS

В книге выполнен комплексный анализ отрасли мобильной связи: рассмотрены технические, экономические и маркетинговые аспекты функционирования сетей сотовой связи как существующих, так и перспективных технологий.

PCMagazine

Издание книги поддержал Комитет по информатизации и связи Санкт-Петербурга.

Мобильные телекоммуникации

Сотрудники Петербургского Главпочтамта с некоторым трепетом приняли к отправке ценную бандероль на имя Министра связи и массовых коммуникаций РФ Н. А. Никифорова. Таким образом авторы — Антон Степутин и Алексей Николаев — преподнесли в подарок Министру свою новую книгу.

Рецензии

• «В монографии „Мобильная связь на пути к 6G“ содержатся 16 тем. Материал четко структурирован по тематике глав. Ключевые термины имеют доступное объяснение. Предлагаемые примеры содержат достаточное количество иллюстраций». (М. А. Сиверс, доктор технических наук, почетный профессор СПбГУТ)
• «Актуальность тематики не вызывает сомнения, поскольку она посвящена глубокому комплексному анализу состояния и тенденциям развития отрасли мобильной связи. Авторы последовательно анализируют и всесторонне рассматривают различные аспекты функционирования отрасли». (М. Е. Седых, Генеральный директор компании CARiOT)
• «Видно, что авторы разбираются в вопросе, изучили и сопоставили большое количество данных. Среди рассмотренных тем: транспортные сети, биллинг, технологии Wi-Fi, loT, HetNet, LTE. Понравились исследования авторов на тему будущего мобильной связи. Думаю, что книгу будут с удовольствием читать гуманитарии, так как по ней абсолютно реально научиться всем тонкостям мобильной связи с нуля». (В. Е. Балин, Заместитель технического директора АО «Северен Телеком»)