Cuarta Generacin LTE

Cuarta Generacin LTEAdriana Cornejo Christian Cordero 4GLong Term Evolution (LTE)E-UTRAN (Red de Acceso Terrestre Evolved universal), introducido en 3GPP R8, es la parte de acceso del Sistema de Paquetes Evolucionado (EPS). Los principales requisitos para la nueva red de acceso son una alta eficiencia espectral, las altas tasas de datos, corto tiempo de ida y vuelta, as como flexibilidad en la frecuencia y ancho de banda.

Estandarizacin Esta tecnologa recibe tambin el nombre de Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) y forma parte del Release 8 de la especificacin de 3GPPLos requisitos de IMT-Advanced para tasa de datos de 100 Mbps para alta movilidad y de 1 Gbps para baja movilidad son las razones por las que LTE no es realmente un sistema verdaderamente 4G.LTE se considera como una tecnologa 4G porque usa un nuevo mtodo de acceso, OFDM.

ObjetivoEl objetivo principal de LTE es proporcionar una alta tasa de datos, baja latencia y optimizacin de paquetes, con una tecnologa de acceso de radio con un ancho de banda flexible.

Permite a los operadores migrar sus redes de HSPA a LTE, para lo cual se dispone de una nueva arquitectura de red, que permite soportar en movimiento un trfico de conmutacin de paquetes, con garanta de calidad de servicio a una mnima latencia.

Caractersticas Bsicas

Multiplexacin En downlink el mtodo de acceso escogido es OFDMA y en el uplink el mtodo de acceso usado es Single Carrier Frecuency Division Multiple Access (SC-FDMA), proporcionando ortogonalidad entre usuarios, reduciendo la interferencia y mejorando la capacidad de la red. Adems se incorpora el uso de mltiples antenas. El sistema puede operar en dos modos Frequency Division Duplex (FDD) y Time Division Duplex (TDD).RequisitosAcceso de banda ancha mvil yeficienciade ancho de banda: trfico de datos.Alta capacidad de red: uso eficiente de mltiplestcnicasde acceso, unido a avanzados sistemas deantenasconocidas como Smart or Intelligent Antennas.Conectividad y roaming a travs de redes heterogneas: conectividad y handover en redes heterogneas. Los handover permite una adecuada transicin a 4G con el objeto de garantizar su adecuada masificacin y viabilidad comercial.Altacalidadde servicio: Permitiendo soporte para las aplicaciones multimedia (audio en tiempo real, datos de altavelocidad, HDTV,televisinmvil, etc.).Arquitectura LTELa arquitectura LTE est diseada con el objetivo de soportar trfico de conmutacin de paquetes; con movilidad sin fisuras, calidad de servicio y mnima latencia. Presenta una arquitectura ms plana y simplificada, con slo dos tipos de nodos; El ncleo de red llamado Evolved Packet Cores (EPCs) y la red de acceso conocida como E-UTRAN, la arquitectura completa es denominada como 3GPP Evolved Packet System (EPS).Arquitectura

ElementosEvolved Packet Core (EPC)La arquitectura EPC se gua por el principio de separacin lgica de la sealizacin y las redes de transporte de datos.

Elementos EPCMobile Management Entity (MME), es el principal elemento que maneja el plano de control en el EPC. Proporciona gestin de movilidad y la administracin de sesiones se realizan en el MME. System Architecture Evolution Gateway (S-GW), es el nodo del plano de usuario que une la red de acceso con el ncleo de la red. Acta como un asegurador de movilidad local cuando existe handover entre eNBs y como un asegurador de movilidad entre LTE y otras tecnologas 3GPP. Packet Data Network Gateway (P-GW o PDN-GW). el punto de interconexin a redes IP externas. PCRF: Policy and Charging Rules Function (PCRF), es el elemento de la red responsable de la poltica y control de carga. Gestiona y provisiona los servicios en trminos de QoS y tarificacin aplicadas al trfico de usuario. Evolved Packet Data Gateway (ePDG), establece un tnel seguro para la transmisin de datos con el terminal. Home Subscriber Server (HSS), almacena y actualiza, la base de datos que contiene toda la informacin de suscripcin de usuario.

Elementos E-UTRANEvolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) E-UTRAN nicamente contiene un Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network Base Stations (tambin conocido como eNodeB o eNB) donde el User Equipment (UE) se comunica con el eNB y los eNBs se comunican entre s y con el EPC.

Elementos de UsuarioServicios que OfreceServicio de Datos:Diseado para permitir servicios IP, lo que significa, que cualquier aplicacin que necesite comunicacin IP, puede utilizar el servicio de acceso IP.

ServiciosServicio de Conmutacin de CircuitosEjemplo: Circuit Switched Fall-Back (CSFB) define un mecanismo para el uso de una red de conmutacin de circuitos para proporcionar servicios de voz en una red LTE.Permite al suscriptor el traspaso a la red de circuitos para recibir servicios de voz y luego regresar a LTE cuando se haya terminado. Cuando un suscriptor desea hacer una llamada de voz, UE hace una solicitud de servicio a la red LTE, la cual coordina con la red 3GPP de versiones anteriores para redirigir al UE a la red de conmutacin de circuitos (CS).

AccesoOFDMA es un esquema elegido para el downlinkpara posibilidades que una llamada de voz en una red de E-UTRAN.OFDMA es una tecnologa que resiste conmutacin de circuitos.Es una eleccin para bien a mltiples trayectos, permite una alta eficiencia ofrecer servicios de voz cuando se est dentro de la espectral, compatible con MIMO y reduce la complejidad de implementacin.Las seales SC-FDMA tienen mejores propiedades Peak Average Power Ratio (PAPR).Los esquemas de modulacin soportados tanto en el downlink como en el uplink son QPSK, 16QAM y 64QAM.AntenasEl uso de mltiples antenas en el receptor y en el transmisor es la tecnologa clave para llegar a los objetivos ms competitivos en el rendimiento de LTE y se utilizan de diferentes maneras. Para downlink comprende: transmit diversity, spatial multiplexing, beamforming.

DiversidadEn el caso del modo transmit diversity, cada antena transmite el mismo flujo de informacin, pero con diferente cdigo.Una matriz especial es aplicada en el lado del transmisor, en la etapa de precodificacin. En un determinado momento, la antena transmite los mismos smbolos de datos, pero con diferente codificacin y subportadora. Multiplexacin EspacialSpatial multiplexing permite transmitir diferentes flujos de datos simultneamente en un mismo bloque de recursos. Estos flujos de datos pueden pertenecer a un nico usuario (single user MIMO / SU-MIMO) o diferentes usuarios (multi user MIMO / MU-MIMO).

SU-MIMO incrementa la velocidad de datos de un usuario.MU-MIMO permite incrementar la capacidad (ms usuarios por celda).BeamformingBeamforming, este modo se utiliza para LTE TDD. Permite la mayor direccionalidad de la potencia de las antenas, lo cual mejora la recepcin SNR, aumenta la cobertura y capacidad del sistema. AplicacionesHigh Definition (HD) video streaming Video Blogging Videoconferencia Sincronizacin con otros dispositivos Web en tiempo real Juegos en lnea en tiempo real Aplicaciones P2PArquitecturaCDMAGSMUMTS

PDNMMEeNodeB

Comparacin con Tecnologas Anteriores

Conclusiones4G se refiere a la arquitectura de red, que se basa exclusivamente en el dominio de paquetes. En este caso el cambio no viene por avances y mejoras en las tecnologas de radiocomunicaciones, sino por los habidos en las redes fijas.LTE es una tecnologa inalmbrica basada en IP, con una infraestructura diseada para ser tan simple como sea posible de implementar y operar, ofreciendo un alto rendimiento y baja latencia en un entorno mvil, con velocidades de hasta 300Mbps en downlink y de 75Mbps en uplink con un ancho de banda de 20MHz

Bibliografahttp://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/98-ltehttp://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11983/fichero/Cap%EDtulo+2+-+LTE.pdfhttp://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/4700/2/T-ESPE-032817-A.pdf