REDES DE ÚLTIMA GERAÇÃO LTE

Fabrícia Nascimento Graça

Professor : Ildelano Ferreira e SilvaDisciplina: Padrões de telefonia Móvel

INTRODUÇÃO

As normas do UMTS LTE (Long Term Evolution) são realizadas pelo grupo 3gpp – 3rd generation partnership project (www.3gpp.org) que também foi responsável pelas especificações UMTS desde a sua versão inicial, Release 99, liberada no ano 2000.

Nestes mais de 10 anos de desenvolvimento do UMTS, já tivemos 6 releases já lançados (até novembro de 2009):

Em 2000 – Release 99 Em 2001 – Release 4 Em 2002 – Release 5 Em 2004 – Release 6 Em 2007 – Release 7 Em 2008 – Release 8 (UMTS LTE)

HISTÓRICO LTE – ESPECIFIAÇÕES 3GPP

HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO

MIGRAÇÃO PARA LTE e 4G - TENDÊNCIA

LTE

Evolução das

interfaces de acesso

aéreo

A tecnologia LTE nasceu com a seguinte lista de pontos chave:

– Operação total em comutação de pacotes IP – no LTE a idéia é abandonar totalmente a comutação por circuitos e tratar todo tráfego por “packet switching” otimizado.

– RTT (Round Trip Time) abaixo de 10 mseg e Access Delay abaixo de 300 mseg.

– Taxa de pico para o uplink (enlace reverso) de até 50 Mbps. – Taxa de pico para o downlink (enlace direto) de até 100 Mbps. – Possibilidade de handover e reselection com tecnologias legadas

(GSM, releases anteriores do UMTS e CDMA2000) – Diferentes larguras de banda (1,25, 2,5, 5, 10, 15 e 20 MHz)

compatibilidade e interoperabilidade com outras tecnologias. – Capacidade de tráfego de 2 a 4 vezes maior do que o Release 6

UMTS.

REDES LTE – TOTALMENTE IP

CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS

LTE – 3GPP

COMPARANDO OUTRAS TECNOLOGIAS

TAXAS SUPER 3G E 4G

ARQUITETURA UMTS LTE

4 grandes domínios:

UE – User Equipment E-UTRAN – Evolved

UMTS Terrestrial Radio

Access Network EPC – Evolved Packet

Core Network

Services

ARQUITETURA UMTS LTE

E-UTRAN e EPC - supressão do antigo RNC e uma mudança de sigla do NodeB para eNodeB.

E-UTRAN é composta de uma rede mesh de eNodeBs que se comunicam através da interface X2. No EPC temos diversos equipamentos como MME, S-GW, HSS, P-GW e PCRF.

MME - Mobility Management Entity e é o elemento de controle principal no EPC. Autenticação, segurança, gerenciamento de mobilidade, gerenciamento de perfil do usuário, conexão e autorização de serviços.

S-GW - Serving Gateway - gerenciamento e comutação dos túneis do User Plane.

ARQUITETURA UMTS LTE

ARQUITETURA UMTS LTE

P-GW - Packet Data Network Gateway - roteador de borda entre o EPS e redes de pacotes externas. Filtragem e controle de pacotes requeridos para os serviços em questão. Tipicamente, o P-GW aloca endereços IP para o UE, comunicação com outros hosts em redes externas (como é o caso da Internet).

PCRF - Policy and Charging Resource Funcion responsável pelo PCC – Policy and Charging Control. O PCRF decide quando e como se deve gerenciar os serviços em termos de QoS e dá informações a respeito para o P-GW e se é aplicável para o S-GW.

HSS - Home Subscriber Server - banco de dados de registro do usuário. Funções equivalentes às do HLR, do AuC e do EIR antigos.

PRINCÍPIOS DE TOPOLOGIA

MACRO,FEMTO,SMALL CELLS - COBERTURA

TOPOLOGIAS E CAPACIDADE DE DADOS

ANTENAS MIMO: Multiple Input Multiple Output

A técnica MIMO essencialmente emprega antenas múltiplas no receptor e no transmissor para utilizar favoravelmente os múltiplos percursos.

Os esquemas MIMO empregados no LTE são diferentes no uplink e no downlink:

– No downlink, a configuração de duas antenas transmissoras na estação base e duas antenas receptoras no terminal do usuário é a configuração padrão.

– Para o uplink, o LTE utiliza o que é conhecido como MU-MIMO, ou Multi-User MIMO. Apresenta o eNodeB com múltiplas antenas e o móvel transmitindo em apenas uma, o que reduz o custo do móvel. Durante a operação, os vários móveis transmitem simultaneamente nos mesmos canais, porém a interferência mútua é baixa devido aos padrões de piloto ortogonais utilizados (SDMA – Spatial Domain Multiple Access).

MIMO SISTEMA

CAPACIDADE POR TIPO DE MIMO

ANTENAS LTE MIMO DESIGN

Dual Band & Wide Band

Interference ReductionMIMO

Capacity Improvementwith FrequencyMIMO

SmartBeam CapacityLoad Balance

MIMO

DualPolMIMO

MIMO UPLINK

O LTE utiliza uma solução OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)

OFDM - Um fluxo de dados de alta capacidade é dividido em múltiplos fluxos paralelos com baixas taxas de transmissão. Cada um dos fluxos de dados menores é então mapeado para uma subportadora de dados individual e modulada utilizando alguns tipos de PSK (Phase Shift Keying) ou QAM (Quadrature Amplitude Modulation), isto é, BSPK, QPSK, 16QAM ou 64QAM

OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)

OFDM - Subportadoras

OFDMA

- OFDMA também utiliza múltiplas subportadoras sobrepostas. A principal diferença do OFDM está na subdivisão das subportadoras em grupos, onde cada grupo é chamado de sub-canal.

- As subportadoras que formam um sub-canal não precisam ser adjacentes, No fluxo de transmissão descendente (downlink), os sub-canais podem ser requisitados por diferentes receptores. No fluxo de transmissão ascendente (uplink), um transmissor pode ser associado a um ou mais sub-canais.

OFDMA

- Com OFDMA, vários Subscriber Stations transmitem no mesmo timeslot, sobre vários sub-canais

OFDM

SC-FDMA UPLINK

SC-FDMA UP LINK

BLOCOS DE RECURSO E BANDA

FAIXAS DE FREQUÊNCIAS FDD E TDD

EFICIÊNCIA ESPECTRAL LTE E HSPA+

CATEGORIA EQUIPAMENTOS USUÁRIO

EQUIPAMENTOS USUÁRIO LTE ou 4G

Para utilizar o 4G é necessário ter um aparelho compatível com a tecnologia e com a frequência utilizada no Brasil, de 2,6 GHz.

MODELOS DE APARELHOS LTE

OBRIGADO