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4G LTE avanzado

4G LTE avanzado


Los servicios celulares LTE básicos y de evolución a largo plazo se lanzaron alrededor de 2010 con algunas implementaciones avanzadas mucho antes de esto. Nunca se pensó que esta forma inicial de LTE proporcionaría el rendimiento completo deseado. Esto requirió algunos elementos adicionales que estaban en lo que se denominó LTE Advanced.

LTE Advanced, LTE-A incorporó una serie de nuevas técnicas que permitieron al sistema proporcionar velocidades de datos mucho más altas y también un rendimiento mucho mejor, particularmente en los bordes de la celda y otras áreas donde el rendimiento normalmente no habría sido tan bueno.

LTE Advanced tardó algunos años más en desarrollarse y desplegarse por completo en las redes, pero cuando se introdujo, habilitó sus muchas funciones avanzadas para proporcionar mejoras significativas sobre LTE básico.

Historial de desarrollo avanzado de LTE

Con la tecnología 3G establecida, era obvio que el ritmo de desarrollo de la tecnología celular no debería disminuir. Como resultado, se comenzaron a investigar las ideas iniciales para el desarrollo de un nuevo sistema 4G. En una de las primeras investigaciones que tuvo lugar el 25 de diciembre de 2006 con información dada a conocer a la prensa el 9 de febrero de 2007, NTT DoCoMo detalló información sobre los ensayos en los que pudieron enviar datos a velocidades de hasta aproximadamente 5 Gbit / s en el enlace descendente dentro de un Ancho de banda de 100 MHz a una estación móvil que se mueve a 10 km / h. El esquema utilizó varias tecnologías para lograr esto, incluido el factor de dispersión variable, el múltiplex por división de frecuencia ortogonal, MIMO, múltiples entradas, múltiples salidas y detección de máxima probabilidad. Los detalles de estas nuevas pruebas 4G se pasaron a 3GPP para su consideración.

En 2008, 3GPP llevó a cabo dos talleres sobre IMT Advanced, donde se recopilaron los "Requisitos para futuros avances para E-UTRA". El informe técnico resultante 36.913 se publicó en junio de 2008 y se presentó al UIT-R definiendo el sistema LTE-Advanced como su propuesta para IMT-Advanced.

El UIT-R también estableció una serie de hitos para garantizar que el desarrollo de LTE Advanced también se lleve a cabo de manera oportuna.


Hitos clave en el desarrollo de 4G LTE-Advanced
HitoFecha
Emitir invitación para proponer tecnologías de interfaz de radio.Marzo de 2008
Fecha límite de la UIT para la presentación de tecnologías de interfaz de radio propuestas.Octubre de 2009
Fecha límite para el informe de evaluación a la UIT.Junio ​​de 2010
Decisión sobre el marco de características clave de las tecnologías avanzadas de interfaz de radio IMT.Octubre de 2010
Finalización del desarrollo de recomendaciones de especificaciones de interfaz radioeléctrica.Febrero de 2011

Comparación de LTE-A con otras tecnologías

Para ver cómo LTE Advanced, LTE-A proporcionó una mejora significativa en el rendimiento, a veces es interesante comparar su capacidad con otros servicios celulares.


Comparación de LTE-A con otras tecnologías celulares
WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSDPA / HSUPA
HSPA +LTELTE avanzado
(IMT avanzado)
Velocidad máxima de enlace descendente
bps
384 mil14 M28 M100 millones1G
Velocidad máxima de enlace ascendente
bps
128 k5,7 M11 M50 M500 M
Latencia
Tiempo de viaje
aprox.
150 ms100 ms50 ms (máx.)~ 10 msmenos de 5 ms
Lanzamientos 3GPPRel 99/4Rel 5/6Rel 7Rel 8Rel 10
Aproximadamente años de implementación inicial2003 / 42005/6 HSDPA
2007/8 HSUPA
2008 / 92009 / 102014 / 15
Metodología de accesoCDMACDMACDMAOFDMA / SC-FDMAOFDMA / SC-FDMA

Funciones clave de LTE Advanced

Con el trabajo comenzando en LTE Advanced, una serie de requisitos clave y características clave están saliendo a la luz. Aunque aún no se ha fijado en las especificaciones, existen muchos objetivos de alto nivel para la nueva especificación LTE Advanced. Estos deberán ser verificados y queda mucho trabajo por realizar en las especificaciones antes de que se arreglen. Actualmente, algunos de los principales objetivos de los titulares de LTE Advanced se pueden ver a continuación:

  • Velocidades máximas de datos: enlace descendente - 1 Gbps; enlace ascendente - 500 Mbps.
  • Eficiencia del espectro: 3 veces mayor que LTE.
  • Eficacia máxima del espectro: enlace descendente - 30 bps / Hz; enlace ascendente - 15 bps / Hz.
  • Uso del espectro: la capacidad de admitir el uso de ancho de banda escalable y la agregación del espectro cuando es necesario utilizar espectro no contiguo.
  • Latencia: de inactivo a conectado en menos de 50 ms y luego menos de 5 ms en un sentido para la transmisión de paquetes individuales.
  • El rendimiento del usuario del borde de la celda será el doble que el de LTE.
  • El rendimiento promedio del usuario es 3 veces mayor que el de LTE.
  • Movilidad: igual que en LTE
  • Compatibilidad: LTE Advanced podrá interfuncionar con sistemas heredados LTE y 3GPP.

Estos son muchos de los objetivos de desarrollo de LTE Advanced. Sus cifras reales y la implementación real de las mismas deberán elaborarse durante la etapa de especificación del sistema.

Tecnologías avanzadas LTE

Hay una serie de tecnologías clave que permitirán a LTE Advanced lograr las altas tasas de rendimiento de datos que se requieren. MIMO y OFDM son dos de las tecnologías base que serán habilitadoras. Junto con estos, se emplearán otras técnicas y tecnologías.

  • Múltiplex por división de frecuencia ortogonal, OFDM OFDM forma la base del portador de radio. Junto con él está OFDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal) junto con SC-FDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal de Canal Único). Estos se utilizarán en un formato híbrido. Sin embargo, la base de todos estos esquemas de acceso es OFDM.

    Nota sobre OFDM:

    Múltiplex por división de frecuencia ortogonal, OFDM es una forma de formato de señal que utiliza una gran cantidad de portadoras espaciadas cercanas que se modulan con un flujo de datos de baja velocidad. Normalmente, se esperaría que las señales con espacios reducidos interfieran entre sí, pero al hacer que las señales sean ortogonales entre sí, no hay interferencia mutua. Los datos que se transmitirán se comparten entre todas las portadoras y esto proporciona resistencia contra el desvanecimiento selectivo de los efectos de múltiples rutas.

    Leer más sobre OFDM, multiplexación por división de frecuencia ortogonal.

  • Entrada múltiple Salida múltiple, MIMO: Uno de los otros habilitadores clave para LTE Advanced que es común a LTE es MIMO. Este esquema también es utilizado por muchas otras tecnologías, incluidas WiMAX y Wi-Fi - 802.11n. MIMO - Multiple Input Multiple Output permite que las velocidades de datos alcanzadas se incrementen más allá de lo que normalmente permitiría el portador de radio básico.

    Nota sobre MIMO:

    MIMO es una forma de tecnología de antena que utiliza múltiples antenas para permitir que las señales que viajan a través de diferentes rutas como resultado de reflexiones, etc., se separen y su capacidad se utilice para mejorar el rendimiento de datos y / o la relación señal / ruido, mejorando así rendimiento de sistema.

    Leer más sobre Tecnología MIMO

    Para LTE Advanced, es probable que el uso de MIMO implique técnicas adicionales y más avanzadas, incluido el uso de antenas adicionales en la matriz para permitir el uso de rutas adicionales, aunque a medida que aumenta el número de antenas, aumenta la sobrecarga y el retorno por adicional. el camino es menor.

    Además del aumento del número de antenas, es probable que se puedan utilizar técnicas como la formación de haces para permitir que la cobertura de la antena se enfoque donde se necesita.

  • Agregación de transportistas, CA: Dado que muchos operadores no tienen suficiente espectro contiguo para proporcionar los anchos de banda necesarios para las velocidades de datos muy altas, se ha desarrollado un esquema conocido como agregación de portadoras. Al utilizar esta tecnología, los operadores pueden utilizar múltiples canales en las mismas bandas o en diferentes áreas del espectro para proporcionar el ancho de banda requerido.
  • Multipunto coordinado: Uno de los problemas clave con muchos sistemas celulares es el bajo rendimiento en los bordes de la celda. La interferencia de las celdas adyacentes junto con la mala calidad de la señal conducen a una reducción de las velocidades de datos. Para LTE-Advanced se ha introducido un esquema conocido como multipunto coordinado.
  • Retransmisión LTE: La retransmisión LTE es un esquema que permite que las señales sean enviadas por estaciones remotas desde una estación base principal para mejorar la cobertura.
  • Dispositivo a dispositivo, D2D: LTE D2D es una instalación que ha sido solicitada por varios usuarios, en particular los servicios de emergencia. Permite un acceso rápido y rápido a través de la comunicación directa, una instalación que es esencial para los servicios de emergencia cuando pueden estar en el lugar de un incidente.

LTE-Advanced ha podido proporcionar algunas mejoras significativas en el rendimiento. No solo la red de acceso por radio ha experimentado actualizaciones y mejoras, sino también la red central.

El resultado de todas las actualizaciones es que los usuarios ven mejoras significativas en el rendimiento con LTE Advanced. También los operadores ven mayores retornos. El costo por bit se reduce y, con las velocidades más rápidas, los usuarios tienden a consumir más datos, lo que aumenta los ingresos. En consecuencia, LTE-Advanced ha proporcionado mejoras tanto a los usuarios como a los operadores, así como a los que brindan servicios adicionales.

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Ver el vídeo: - MIMO TECHNIQUES - CAPACITY u0026 COVERAGE ENHANCEMENT IN 4G LTE (Octubre 2020).