LTE Radio Interface for 3G Wireless Mobile Systems

Nakon uvođenja brzog paketskog pristupa (HSPA), slijedeći veliki korak u daljnjoj evoluciji mobilnih sustava treće generacije poznat je pod nazivom dugoročna evolucija 3G sustava (3G Long Term Evolution, 3G LTE). Ovaj rad objašnjava što potiče tu evoluciju, uz osvrt na potrebe korisnika usluga, zahtjeve za povećanim kapacitetom mreža, ograničenja današnje tehnologije kao i normizacijske aktivnosti unutar 3GPP-a. Uz kratki prikaz evolucije arhitekture sustava, poseban naglasak dan je na fizički sloj LTE sustava, uključujući detalje oko strukture kanala, OFDM modulacije, višestrukog pristupa u silaznoj (OFDMA) i uzlaznoj svezi (SC-FDMA), te korištenja MIMO antenskih tehnika. Osnovnu tema rada predstavlja dimenzioniranje LTE radijskog sučelja. Objašnjene su glavne karakteristike širokopojasnog radijskog kanala, definiran je proračun veze, te prikazana metoda proračuna pokrivanja i kapaciteta LTE sustava u silaznoj i uzlaznoj vezi. Usporedbom rezultata LTE i HSPA dimenzioniranja prikazan je potencijal koji pružaju ovi evolucijski koraci u razvoju 3G sustava i njihovoj ulozi osnovnih tehnologija za pružanje usluga mobilnog širokopojasnog pristupa.After implementation of High Speed Packet Access (HSPA), next big step in further evolution of 3rd generation mobile systems (3G) is known as Long Term Evolution (LTE). This thesis explains main drivers for this evolution, giving an overview on end user demands, network demands for increased capacity, limitations of today's technologies as well as standardization activities in 3GPP. An overview of System Architecture Evolution (SAE) is followed by detailed description of LTE physical layer, with an emphasis on channel structure, OFDM modulation, multiple access techniques used both in downlink (OFDMA) and uplink (SC-FDMA) and on applied multi-layered antenna techniques (MIMO). Main topic of this thesis is LTE radio interface dimensioning. Main characteristics of the wideband radio channel are explained and link budget is defined. A method for the LTE downlink and uplink coverage and capacity calculations is presented. Results of LTE and HSPA dimensioning are compared, illustrating the potential of new evolution steps in development of 3G system and their role as the main technologies for providing mobile broadband services