Seminário: LTEJoão Pedro Pietrzaki Cerutti

Pedro Victor Duarte de Souza

LTE◦ O que é?◦ Principais Características◦ Evoluções de Tecnologias Celular◦ Arquitetura Básica◦ Camada Física

Estrutura de Quadros Elementos de Recurso Interface Aérea

OFDMA SC-FDMA MIMO

◦ O Mercado◦ LTE x WiMax◦ LTE Advanced (4G)

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Long Term Evolution Padronizado pelo grupo 3GPP (Third

Generation Partnership Project) Começou a ser desenvolvido em 2004 Evolução do 3G (“3.9G”) Releases 8 e 9

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Operação total em comutação por pacotes Aumentar oferta de serviços por preço mais baixo Arquitetura simplificada Baixo consumo de potência por parte dos terminais móveis RTT (Round Trip Time) abaixo de 10mseg e Access Delay

abaixo de 300 mseg Taxa de pico para o downlink de até 100 Mbps Taxa de pico para o uplink de até 50 Mbps Possibilidade de handover e roaming com tecnologias

legadas (GSM, releases anteriores do UMTS e CDMA2000) Alocação de diferentes larguras de banda (1.25, 2.5, 5, 10,

15 e 20 MHz) e aquisição de novas bandas de frequência

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Dois principais padrões:

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System): padronizado pelo 3GPP

CDMA 2000 (EV-DO): padronizado pelo 3GPP2

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CDMA: Code Division Muitiple Access

EV-DO: Evolution - Data Optimized

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WCDMA: Wideband CDMAHSDPA: High-Speed Downlink Packet AccessHSPA: High-Speed Packet AccessHSPA+: Evolution of HSPALTE: Long Term Evolution

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1XRTT: 1x Radio Transmition Tecnology

GPRS: General Packet Radio Service

EDGE: Enhenced Data rates for Global Evolution

TDMA: Time Division Multiple Access

PDC: Personal Digital Cellular

IDEN: Integrated Digital Enhanced Network

TD-SDMA: padrão chinês

WIMAX: Worldwide Interoperability Microwave Access

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PCRF:Policy and Charging Resource FunctionP-GW: Packet Data Network GatewaySAE: Service Architecture EvolutionHSS: Home Subscriber ServiceEPC: Evolved Packet CoreS-GW: Serving GatewayMME: Mobility Management EvolutionE-UTRAN: Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network

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RNC: Radio Network Controller

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MME/UPE: Mobility Management Evolution/ User Plane Entity

A tecnologia LTE apresenta ótima performance em um tamanho de célula de até 5 km, sendo possível demonstrar serviço eficaz em células com raio de até 30 km. Um desempenho limitado fica disponível em células com tamanho de raio de até 100 km.

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IMS: IP Multimedia Subsystem

Estrutura de Quadro Elementos de Recursos Blocos de Recursos Interface Aérea

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São definidos dois tipos de estrutura de quadro para o LTE,um aplicável para FDD e outro para TDD

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TDD: Time Division DuplexFDD: Frequency Division Duplex

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Duas formas de acesso múltiplo são usadas. No downlink:

◦ OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)

No uplink:◦ SC-FDMA (Single Carrier Frequency Multiple

Access)

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Ortogonalidade entre as subportadoras

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Utiliza prefixo cíclico para evitar ISI e ICI causados pelo espalhamentode retardo devido ao desvanecimento

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Essa técnica é usada na face aérea como múltiplo acesso para o downlink, ela se destaca por:Excelente desempenho em canais com presença de fading seletivo em frequência;Baixa complexidade do receptor banda base;Boas propriedades espectrais e gerenciamento de múltiplas larguras de banda;Compatibilidade com receptores avançados e novas tecnologias de antenas.

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Utilizada como forma de acesso no uplink.Vantagem: economia de bateria do móvel

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Downlink:◦ 2 antenas de transmissão ◦ 2 antenas de recepção

Uplink:◦ Multiplas antenas na estação de base◦ Uma única antena nos terminais móveis

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SU-MIMO: Single User Multiple Input Multiple OutputMU-MIMO: Multi-User Multiple Input Multiple Output

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Crescente demanda (voz/dados/vídeo). Aumento no número de dispositivos

conectados. Necessidade de aumento da taxas de

transmissão. Evolução natural da redes.

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Evolução das tecnologias: busca em aprimorar a experiência do usuário.

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O maior problema do mercado atualmente, é a ausência de banda disponível.

Na prática, banda mínima 5 MHz e banda máxima 20 MHz.

O ITU sugere uma opção: Banda em 2,5 GHz

Essa banda tem sido a mais procurada.

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Outra solução: Nos EUA, a antiga banda de TV analógica (700 MHz) foi leiloada e a Verizon tem conseguido com sucesso implementar redes 4G.

A primeira empresa a implantar uma rede LTE foi a TeliaSonera em dezembro de 2009.

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Em 5 de dezembro de 2010, a empresa inaugurou sua primeira rede LTE em 39 regiões metropolitanas cobrindo mais de 110 milhões de pessoas.

Suas modernas redes podem alcançar velocidades até 10 vezes maiores do que as redes 3G.

A empresa pretende ampliar largamente sua área de cobertura, chegando a até 175 centros metropolitanos até o final do ano de 2011.

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A expectativa da empresa é conectar uma diversidade de aparelhos eletrônicos e outros equipamentos.

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A empresa norte americana AT&T iniciou a implantação da tecnologia LTE em outubro de 2010 com suporte simultâneo a HSPA+ em seus principais centros comerciais, expandindo para outras localidades nos próximos meses.

No final de 2009, a empresa Vodafone iniciou os testes de suas primeiras redes com tecnologia LTE na Alemanha como solução para levar serviços de banda-larga para a zona rural. A expectativa é que todo o território alemão esteja coberto até o final de 2011.

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Em termos globais, a Telefônica iniciou testes em 2010, tanto em bandas de 800 MHz quanto em 2,6 GHz na Europa e na América Latina.

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Redes 3G começaram a ser ampliadas recentemente.

A ingressão da tecnologia 4G deve demorar principalmente devido ao gasto das operadoras móveis na atualização das redes.

A Anatel deve, até o final do ano, leiloar a banda de 2,5 GHz.

Deve-se utilizar também a banda de TV analógica, mas estará ocupado até 2016.

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A expectativa é que se tenham redes 4G LTE em 2014 primeiramente nas cidades sedes da Copa do Mundo.

A empresa RFS (Radio Frequency Systems) já anunciou soluções para o mercado brasileiro e América Latina.

A empresa coreana TK Telecom demonstrou interesse em entrar no mercado brasileiro 4G.

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Vs

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Concorrentes? Sim e não. Ambos podem ser utilizados em telefonia

móvel e banda-larga móvel. Espectros coincidem, a princípio, em 2,5

GHz. WiMax: até 128 Mbps downstream e 56

Mbps upstream. LTE: até 100 Mbps downstream e 50 Mbps

upstream.

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Como praticamente todas as operadoras de telefonia móvel adotaram LTE, este padrão deve se firmar neste nicho.

Já WiMax se firma em serviços de banda-larga móvel, em que o último trecho é ar.

Portanto, ambos padrões devem coexistir.

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Rigorosamente, LTE não atinge os requisitos do ITU para 4G.

A evolução do LTE, LTE Advanced, atinge satisfatoriamente.

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A evolução consiste essencialmente em melhorias nas E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)

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Melhorias:◦ Utilização da técnica Carrier

Aggregation, que possibilita agregar espectro não contíguo.

◦ Utilização de relay : intermediador entre UE e eNode B que processa informação (codifica/decodifica, modulação/demodulação, correção de erros, etc)

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Melhorias:◦ Aplicação de Coordinated Multipoint : UE se

conecta com vários eNode B, melhorando comunicação nas bordas e aumentando a taxa de transmissão.

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Obrigado!!

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