LTE Ecuador 2

5/13/2018 LTE Ecuador 2 - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

MAESTRIA EN GESTION DE TELECOMUNICACIONES

SISTEMAS DE COMUNICACION INALAMBRICAS Y MOVILES

“LTE ANÁLISIS TECNOLÓGICO PARA SU POSIBLE IMPLEMENTACION EN ELECUADOR “

ROBERTO AGUSTIN GARCIA VELEZ.

CUENCA-ECUADOR2011-2012



1 ContenidoCAPITULO 1.........................................................................................................5

1 TECNOLOGÍA LONG TERM EVOLUTION (LTE)................................................51.1 INTRODUCCIÓN......................................................................................5

1.2 ARQUITECTURA LTE Y PROTOCOLOS......................................................8

1.2.1 EPS: Evolved Packet System............................................................9

• S-GW: System Architecture Evolution Gateway.......................................11

• P-GW o PDN-GW: Packet Data Network Gateway.....................................12

• PCRF: Policy and Charging Rules Function...............................................13

• ePDG: evolved Packet Data Gateway......................................................14

• El Servidor AAA 3GPP (Authentication, Authorization and Accounting)....15

1.2.2 E-UTRAN: Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network......15

1.2.3 UE: User equipment.......................................................................17

1.2.4 Interfaces utilizadas en LTE...........................................................18

1.2.5 Aspectos Del Sistema.....................................................................26

• Calidad de Servicio QoS...........................................................................26

• Servicios..................................................................................................30

Circuit Switched Fall-Back...........................................................................30

IP Multimedia Subsystem (IMS....................................................................31

Multimedia Telephony (MMTel)...................................................................31

Single-Radio Voice Call Continuity..............................................................32

Mobile Services Switching Center (MSC):....................................................32

1.2.6 Protocolos de las Capas superiores de LTE....................................33

1.2.7 Canales Lógicos.............................................................................34

1.2.8 Canales de Transporte...................................................................35

1.2.9 Canales Físicos...............................................................................351.3 Protocolos en UE y eNB........................................................................36

1.3.1 Capa NAS: Non-Access Stratum.....................................................37

1.3.2 Capa RRC: Radio Resource Control................................................37

1.3.3 C apa PDCP: Packet Data Convergence Protocol. ............................37

1.3.4 Capa RLC: Radio Link Control.........................................................37



1.3.5 Capa MAC de LTE...........................................................................38

1.3.6 Capa Física de LTE.........................................................................39

CAPITULO 2.......................................................................................................46

2 ANALISIS DEL MERCADO Y DE LOS SERVICIOS RELACIONADOS A LTE........46

2.1 SITUACIÓN MUNDIAL DE LAS TECNOLOGÍAS Y SERVICIOS EXISTENTES46

2.1.1 VISIÓN GENERAL DEL MERCADO DE TELEFONÍA CELULAR.............46

2.1.2 VENTAJAS DE LTE...........................................................................49

2.1.3 PROYECCIÓN DE LTE EN EL MERCADO BASADO EN LA EVOLUCIÓNDE GSM50

2.1.4 POSICIÓN COMPETITIVA DE TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS............52

2.1.5 SERVICIOS BRINDADOS POR LTE A TRAVES DE LA TELEFONIA

CELULAR.....................................................................................................522.1.6 TERMINALES...................................................................................53

2.2 MERCADO DE LA TELEFONÍA CELULAR EN EL ECUADOR......................55

2.3 ESTADO DEL SERVICIO CELULAR ECUATORIANO..................................56

2.4 MERCADO DE BANDA ANCHA ECUATORIANO.......................................56

2.5 PROYECCIÓN COMERCIAL DE LTE.........................................................57

2.5.1 PROYECCIÓN MOTOROLA...............................................................57

2.5.2 PROYECCIÓN NOKIA.......................................................................57

2.5.3 PROYECCIÓN NORTEL – LG.............................................................582.5.4 PROYECCIÓN TELIASONERA...........................................................58

CAPITULO 3.......................................................................................................61

3 FACTIBILIDAD LEGAL PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LTE EN EL ECUADOR61

3.1 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DEL SECTOR DE TELECOMUNICACIONES..................................................................................62

3.1.1 El Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de laInformación (MINTEL).................................................................................62

3.1.2 El Consejo Nacional de Telecomunicaciones (CONATEL)................62

3.1.3 La Secretaría Nacional de Telecomunicaciones (SENATEL)............62

3.1.4 La Superintendencia Nacional de Telecomunicaciones (SUPERTEL)63

3.1.5 Fondo de Desarrollo de las Telecomunicaciones (FODETEL)..........63

3.2 CONCESIONES......................................................................................64



3.2.1 CONCESIÓN CONECEL S.A..............................................................64

3.2.2 CONCESIÓN OTECEL S.A................................................................65

3.2.3 CONCESIÓN TELECSA S.A...............................................................65

3.3 LTE EN EL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO...............................................65

LTE EN EL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO



CAPITULO 1

1 TECNOLOGÍA LONG TERM EVOLUTION (LTE)

1.1 INTRODUCCIÓN.

Esta tecnología recibe también el nombre de Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) y forma parte del Release 8 de laespecificación de 3GPP.

El objetivo principal de LTE es proporcionar una alta tasa de datos, bajalatencia y optimización de paquetes, con una tecnología de acceso de radiocon un ancho de banda flexible, permitiendo a los operadores migrar sus redesde HSPA a LTE, para lo cual se dispone de una nueva arquitectura de red, quepermite soportar en movimiento un tráfico de conmutación de paquetes, congarantía de calidad de servicio a una mínima latencia.

De igual manera que los sistemas 3G coexisten con los sistemas 2G enredes integradas, LTE coexistirá con sistemas 3G y 2G. Dispositivos multimodofuncionarán a través de las redes LTE/3G o incluso a través de LTE/3G/2G,dependiendo de las circunstancias del mercado.

LTE no está basado en WCDMA al igual que UMTS, en el downlink elmétodo de acceso escogido es OFDMA y en el uplink el método de accesousado es Single Carrier Frecuency Division Multiple Access (SC-FDMA),proporcionando ortogonalidad entre usuarios, reduciendo la interferencia ymejorando la capacidad de la red. Además se incorpora el uso de múltiplesantenas.

El sistema puede operar en dos modos Frequency Division Duplex (FDD)y Time Division Duplex (TDD). LTE permite flexibilidad en el espectro, donde elancho de banda puede ser escogido entre 1.4MHz y 20MHz dependiendo de ladisponibilidad del espectro. El ancho de banda de 20MHz puede proporcionaruna tasa de datos de hasta 300Mbps en downlink y una tasa de datos de 75

Mbps en uplink [20]. Se reduce la latencia a 10ms para la transmisión de unpaquete desde la red al dispositivo del usuario.

Es necesario detallar las principales etapas evolutivas de las redes decomunicaciones móviles con el fin de tener una mejor comprensión de latecnología LTE.La arquitectura inicial de las redes celulares GSM (2G) es relativamente simple,fue diseñada para soportar servicios de voz y de conmutación de circuitos yconsta de dos partes principales:



✔ La red de acceso, diseñada para la optimización de la transmisión de vozy de datos a través de la conmutación de circuitos.

✔ El núcleo de red o Circuit Switching (CS), soporta exclusivamente a losservicios de conmutación de circuitos, incluyendo el establecimiento dellamadas, autenticación, facturación y la interoperabilidad con la Public

Switched Telephone Network (PSTN).Con la aparición de los servicios Web, la tecnología GSM fue mejorada parasoportar de una manera eficiente la transmisión de paquetes de datos.

✔ La red de acceso, fue rediseñada para soportar la transmisión depaquetes y asignación de recursos compartidos.

✔ En el núcleo de red, se añadió un dominio que soporta exclusivamenteservicios de conmutación de paquetes (Packet Switch, PS). Este nuevodominio tiene la misma función que el dominio CS, lo que significa elapoyo a la transmisión de paquetes (incluyendo la autenticación yfacturación), así como la interoperabilidad con redes de Internet públicaso privadas.

El dominio CS está conformado de un Mobile Switching Center / VisitorLocation Register (MSC/VLR) responsable del establecimiento de llamadas deextremo a extremo y de mantener la información de la localización del usuario.El Gateway MSC (GMSC) es el responsable de la interoperabilidad con la PSTN.

El PS está compuesto por el Serving GPRS Support Node (SGSN) quebásicamente desempeña el papel de un MSC/VLR para el dominio de paquetes,y el Gateway GPRS Support Node (GGSN), que es equivalente al GMSC para lainteroperabilidad con redes de paquetes externas.Además de estas dos entidades CS y PS, el núcleo de red contiene el HomeLocation Register (HLR) como se muestra en la Figura 1, el cual puede seraccedido por ambos elementos. El HLR es una parte clave en la arquitectura dered, ya que contiene toda la información relacionada con la suscripción delusuario.

La adicción de una nueva entidad en el núcleo de red (PS) implicanuevos nodos de red y por lo tanto un incremento de costos para la gestión dered. El funcionamiento de la red se vuelve más complejo, ya que la ubicacióndel terminal de usuario debe ser conocido por ambos elementos, es decir; unaduplicación de los procesos e información.



Figura 1 Arquitectura de Red 2GLa arquitectura inicial de UMTS (3G) al igual que la arquitectura de 2G

incluye las entidades PS y CS en el núcleo de red, y es añadido una nuevaentidad, llamada IP Multimedia Subsystem (IMS), la cual consiste de unaarquitectura genérica que soporta servicios de comunicación sobre equiposque utilizan SIP para la señalización y la administración de sesiones, ofrece vozsobre IP (VoIP) y provee interoperabilidad con la PSTN. Este sistema IMS seencuentra posicionado sobre el dominio de los paquetes conmutados.

Por último, la arquitectura LTE integra todas las aplicaciones a través deuna arquitectura simplificada. Siendo principales componentes: una red deacceso optimizada y un núcleo de red simplificado, esto puede ser apreciadoen la Figura 2.



Figura 2 Evolución de la Arquitectura de la Red.

1.1 ARQUITECTURA LTE Y PROTOCOLOS.

La arquitectura LTE está diseñada con el objetivo de soportar tráfico deconmutación de paquetes; con movilidad sin fisuras, calidad de servicio ymínima latencia. Presenta una arquitectura más plana y simplificada, con sólodos tipos de nodos, la cual está en contraste con los nodos de red en laarquitectura actual de los sistemas 3G. Un cambio importante es el RadioNetwork Controller (RNC), elemento de la arquitectura de red definida en elRelease 6 del 3GPP. Todos los algoritmos que están localizados en el RNC sehan incorporado en las estaciones base, conocidas como eNodeB, como seindica en la Figura 3 Además de los protocolos de radio, gestión de la

movilidad, compresión de cabecera y todas las retransmisiones de paquetes.La idea de esta estructura funcional, es mantener un núcleo de red sinconocimiento de la tecnología de acceso de radio y de su distribución.

La nueva interfaz de aire basada en OFDMA es utilizada según EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) y soportada con unnuevo núcleo IP más plano. Esta arquitectura completa es denominada como3GPP Evolved Packet System (EPS), anteriormente la arquitectura de red erallamada System Architecture Evolution (SAE).

Figura 3 Evolución de la Arquitectura 3GPP

Las principales componentes de EPS son el núcleo de red llamadoEvolved Packet Cores (EPCs) y la red de acceso LTE conocida como E-UTRAN.



La arquitectura EPC se guía por el principio de separación lógica de laseñalización y las redes de transporte de datos, está formada principalmentepor las siguientes entidades:

✔ Mobile Management Entity (MME),✔

System Architecture Evolution Gateway (S-GW),✔ Packet Data Network Gateway (P-GW o PDN-GW).

El núcleo de red está separado por un plano de usuario y el plano decontrol. El MME es el elemento del plano de control, mientras que el S-GW es elelemento del plano de usuario que une directamente la red de acceso con elnúcleo de la red.

E-UTRAN únicamente contiene un Evolved Universal Terrestrial RadioAccess Network Base Stations (también conocido como eNodeB o eNB) dondeel User Equipment (UE) se comunica con el eNB y los eNBs se comunican entre

sí y con el EPC como se muestra en la Figura 4.

Figura 4 Arquitectura Simplificada LTE



1.1.1 EPS: Evolved Packet System.Como se mencionó anteriormente, la arquitectura general EPS tiene dos

componentes distintos: la red de acceso y el núcleo de red. La red de acceso esla Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN), basada en lastecnologías OFDMA y SC-FDMA. El núcleo de red es llamado Evolved Packet

Core (EPC), éste es diferente al núcleo de red de UMTS. El núcleo de red deUMTS y LTE respectivamente, se basa desde un principio en la evolución delnúcleo de red utilizado en GSM/GPRS. Aunque el núcleo de red utilizado porUMTS está muy cerca del original de GSM/GPRS, LTE es una evolución radicalde éste núcleo de red.

Todas las interfaces de red están basadas en protocolos IP. Los eNBsestán interconectados entre sí por medio de la interfaz X2 y a su vez estáninterconectados a través de la interfaz S1 al EPC, más específicamente a laMME y a la S-GW como indica la Figura 5.

Figura 5 Interfaces definidas en LTE

• MME: Mobility Management Entity.

MME es el principal elemento que maneja el plano de control en el EPC.Este nodo realiza funciones similares al Serving GPRS Support Node (SGSN) enanteriores versiones del sistema 3GPP. El MME maneja funciones de seguridad;



autentica y autoriza al UE, basado en la información que obtiene del HomeSubscriber Server (HSS) a través de la interfaz S6a.

Los protocolos para la gestión de movilidad y la administración desesiones se realizan en el MME a través del Nonaccess Stratum (NAS11). Y son

llevados a cabo entre el UE y el MME sobre el Stream Control TransmissionProtocol (SCTP12). NAS consiste del protocolo EPS Mobility Management (EMM)y del protocolo EPS Session Management (ESM). EMM establece procedimientosde control de movilidad y seguridad y el ESM es responsable del manejo de loscontextos de la portadora EPS. Para realizar estas funciones existen variasinterfaces que se definen para la MME, la cual se conecta a los eNBs mediantela interfaz S1-MME y la S-GW mediante la interfaz S11, como muestra la Figura6.

Figura 6 Interfaces definidas para la MME

Los protocolos NAS alojados en el MME también especifican losprocedimientos para el control de movilidad entre LTE y otras redes 3GPP oredes de acceso no 3GPP. En el caso de movilidad entre LTE y otras redes3GPP, se lo realiza mediante la interfaz S3, desde el SGSN hasta el MME.

11 Nonaccess Stratum (NAS): es el más alto estrato del plano de control entrela UE y la MME en la interfaz de radio. 12 Stream Control Transmission Protocol(SCTP): protocolo de comunicación de la capa de transporte que proveeconfiabilidad, control de flujo. Es una tecnología orientada a conexión.

El término MME pool es introducido con el fin de facilitar el cambio deMME durante el handover. Los UEs cambian de MME cuando cambian de áreade servicio. El contenido de la MME antigua es transmitido a la nueva MME através de la interfaz S10.



• S-GW: System Architecture Evolution Gateway.S-GW es el nodo del plano de usuario que une la red de acceso con el

núcleo de la red. Tiene como función proveer el enrutamiento y reenvío de

paquetes de datos al usuario mediante la interfaz S1-U. Se conecta al P-GWcon la interfaz S5 si el usuario no está en roaming y con la interfaz S8 si elusuario está en roaming y recibe instrucciones de la MME a través de lainterface S11. Actúa como un asegurador de movilidad local cuando existehandover entre eNBs y como un asegurador de movilidad entre LTE y otrastecnologías 3GPP mediante la interfaz S4. En la Figura 7 se muestra lasinterfaces definidas para S-GW.

Figura 3.7 Interfaces definidas para la S-GW

Es responsable de las rutas de datos y de la compresión deencabezados IP, encriptación de los streams de datos del usuario y terminaciónde ruta de datos y de los triggers paging (en español disparadores depaginación) cuando el UE entra en modo idle, además es responsable dealmacenar el contenido del UE. En caso de “Lawful interception”13, el S-GWrealiza replicación del tráfico de usuario.

• P-GW o PDN-GW: Packet Data Network Gateway.P-GW provee conectividad a las Redes de Paquetes de Datos (Packet

Data Network en inglés, PDN), tiene funciones similares al Gateway GPRSSupport Node (GGSN) en anteriores versiones del sistema 3GPP, con ladiferencia que el P-GW funciona como el principal punto de movilidad. El P-GWes el punto de interconexión a redes IP externas a través de la interfaz de SGi yes conectado mediante la interfaz S7 al Policy and Charging Rules Function



(PCRF) para obtener información de las políticas de tarificación y calidad deservicio.

El P-GW incluye una funcionalidad para la asignación de dirección IP, elUE puede tener conectividad simultánea con más de una P-GW para acceder a

múltiples PDNs, el P¬GW se elige de acuerdo a la red destino de una sesión. Tiene soporte de carga, filtrado de paquetes para cada usuario, LawfulInterception, detección de paquetes y soporte de QoS para los usuarios finalesde servicios IP.

La principal función del P-GW, es actuar como soporte de movilidadentre las tecnologías 3GPP y las tecnologías no 3GPP como WiMAX, 3GPP2 yWLAN a través de un conjunto de interfaces.

Las redes no 3GPP se dividen en: Trusted (Confiables) y Untrusted (Noconfiables), el operador decide a quien permite o no su conexión. Las redes

Trusted, corresponden a las redes que son controladas por los operadores opor entidades como un operador local o un proveedor de servicios, las redesUntrusted son las redes controladas por entidades para uso interno, puede serpor ejemplo el uso de una WLAN pública con conexión a P-GW sobre el Internetpúblico.

Monitorización de los datos de los usuarios para enviarlos a las autoridades para su inspección.

P-GW utiliza varias interfaces que sirven para la conexión con las redes Trusted y Untrusted. El P-GW se conecta a las redes Trusted mediante la

interfaz S2a, mientras que la interfaz que conecta a las redes Untrusted es lainterfaz S2b, ésta interfaz no está directamente conectada a las red, sino a unnodo lógico llamado evolved Packet Data Gateway (ePDG), éste es unaevolución del Packet Data Gateway (PDG) que se especifica en versionesanteriores de los estándares 3GPP. Para asegurar la comunicación entre el UE yel ePDG se establecen túneles encriptados, creando una asociación lógicaentre el UE y el ePDG. La interfaz Wn es la encargada de la conexión del ePDGa la red no 3GPP Untrusted.

Además de las soluciones de movilidad basadas en la red para redes Trusted y Untrusted, también existe una solución de movilidad basada en el

cliente la cual utiliza la interfaz S2c que está conectada entre el P-GW y eldispositivo móvil. Esto quiere decir, que se crea una solución que no requiere elapoyo específico de la red de acceso no 3GPP.



• PCRF: Policy and Charging Rules Function.PCRF es el elemento de la red responsable de la política y control de

carga (en inglés, Policy and Charging Control, PCC). Gestiona y provisiona losservicios en términos de QoS y tarificación aplicadas al tráfico de usuario.Proporciona información al P-GW, esta información es llamada reglas PCC. El

PCRF no es un elemento específico de esta nueva arquitectura, fue definido enel Release 7 del 3GPP.

EL PCRF se conecta a servidores de aplicaciones externas mediante lainterfaz Rx, envía información de servicio, que incluyen requerimientos yparámetros relacionados con el flujo IP. En la Figura 8 se ilustra las interfacesdefinidas para la P-GW y para el PCRF.

Figura 3.8 Interfaces definidas para la P-GW y PCRF

• ePDG: evolved Packet Data Gateway.

ePDG es una evolución del PDG que se especifica en las versionesanteriores del 3GPP. Su función es establecer un túnel seguro para la



transmisión de datos con el terminal usando IPSec y un filtro para el tráfico noautorizado. Se introduce la interfaz Wm, con el propósito de intercambiar lainformación del usuario desde el 3GPP AAA Server al ePDG.

• HSS: Home Subscriber Server.

El HSS está conformado por el Home Location Register (HLR) y elAuthentication Center (AuC), funciones que ya estaban presentes en las redesde versiones anteriores del 3GPP.

El HLR se encarga de almacenar y actualizar cuando sea necesario, labase de datos que contiene toda la información de suscripción de usuario (laidentificación, direccionamiento y la información de perfil de usuario).

El AuC se encarga de generar la seguridad de la información, la cual esdada al HLR y a su vez es comunicada a las otras entidades de la red. Estainformación es usada principalmente para la autenticación entre los terminales

y la red y para el cifrado y protección de la integridad de la ruta de radio,asegurando la señalización y los datos transmitidos entre la red y el terminal.

• El Servidor AAA 3GPP (Authentication, Authorization andAccounting).El Servidor AAA 3GPP ofrece mecanismos de autenticación y control de

acceso basado en los protocolos IETF. Su función es actuar como una unidadde inter¬funcionamiento entre las redes 3GPP con el estándar IETF, el cualcontrola las redes WLAN, garantizando seguridad. Este servidor puede ser un

componente dentro del HSS o puede ser un equipo independiente que seconecta al HSS mediante la interfaz Wx.

Las interfaces Ta y Wa conectan al servidor AAA 3GPP con las redes no3GPP Trusted y Untrusted respectivamente como muestra la Figura 9.



Figura 9 Interfaces definidas para el Servidor AAA 3GPP

1.1.2 E-UTRAN: Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network.

Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) estáformada por los eNBs, que son las estaciones base de LTE y estándirectamente conectados al núcleo de la red mediante la interfaz S1. Estainterfaz se divide en dos planos; plano de usuario y de control, el plano deusuario, se interconecta con el S-GW, mediante la interfaz S1-U y al plano decontrol, se interconecta con el MME, mediante la interfaz S1¬MME. Los eNBs

están conectados entre sí mediante la interfaz X2, minimizando la pérdida depaquetes causada por la movilidad del usuario a través de la red de acceso. Enla Figura 10 se muestra la arquitectura simplificada de la E-UTRAN.

E-UTRAN es la evolución de la red de acceso UTRAN especificada enversiones anteriores de los estándares 3GPP, la E-UTRAN integra todas lascaracterísticas del RNC de manera distribuida entre el eNB y las entidades MMEy S-GW.



Figura 10 Arquitectura simplificada E-UTRAN

La E-UTRAN alberga las funciones descritas a continuación:

✔ Transferencia de datos del usuario a través de la E-UTRAN entre lasinterfaces S1 yUu.

✔ Canal de radio cifrado y descifrado, protege la información transmitida, deterceros no autorizados.

✔ Protección de integridad, protege la información transmitida de laalteración, de terceros no autorizados.

✔ Compresión de cabecera, proporciona una compresión de cabecera de lacapa de red, transporte o una combinación de protocolos de capassuperiores como TCP/IP y RTP/UDP/IP.

✔ Funciones de control de movilidad: Handover, Paging y Posicionamiento.

✔ Handover, gestiona la movilidad de la interfaz de radio, se utiliza paramantener la calidad de servicio solicitado por el EPC. El handoverpuede ser dirigido a o desde otro sistema.

✔ Paging, proporciona un mecanismo al UE para contactar la E-UTRANcuando el UE está en estado idle.

✔ Posicionamiento, está siendo diseñado para proporcionar informaciónsobre la ubicación física del UE.

✔ Coordinación de interferencia entre celdas, mantener bajo control la

interferencia entre celdas.✔ Configuración de la conexión y liberación, mantener y gestionar la

configuración de conexión y liberación de extremo a extremo.✔ Balanceo de carga.✔ Distribución de los mensajes NAS de forma transparente para los protocolos

Radio Resource Control (RRC) y S1 Application (S1-AP).✔ Selección del nodo NAS, selección del MME/S-GWs para el UE.



✔ Sincronización, mantener la sincronización entre los diferentes nodos de lared.

✔ Compartición de la red de acceso, permite compartir múltiples Public LandMobile Networks (PLMNs) una red de acceso. Tiene un mecanismo paradirigir al UE a la PLMN adecuada.

✔ Multimedia Broadcast and Multicast Service (MBMS), permite transmitir losmismos datos a múltiples receptores.

✔ Seguimiento del subscriptor y del equipo, dar seguimiento a los equipos delabonado. El seguimiento inicia en el núcleo de la red y es transferido en lasinterfaces X2 o S1 durante el handover.

El Evolved NodeB (eNB), es la única entidad de la E-UTRAN que interactúacon el UE a través de la interfaz LTE-Uu. Está formada por las capas: Physical(PHY), Medium Access Control (MAC), Radio Link Control (RLC) y Packet Data

Control Protocol (PDCP) y RRC. Los protocolos de plano de usuario (PHY, MAC,RLC, PDCP) se implementan en el servicio de portadora con el fin de llevar losdatos del usuario. Los protocolos del plano de control (PHY, MAC, RLC, PDCP,RRC) controlan la portadora y la conexión entre el UE y la red.

1.1.1 UE: User equipment.UE es el dispositivo que el usuario utiliza para la comunicación con la

red. Normalmente se trata de un dispositivo portátil como un teléfonointeligente o una tarjeta de datos, como las que se utilizan actualmente en las

redes 2G y 3G.

Consiste de un stack de protocolos de plano de usuario y de plano decontrol. El plano de usuario consta de las capas PHY, MAC, RLC y PDCP, que secomunican con los eNBs a través de la conexión inalámbrica. El plano decontrol además de constar de los protocolos del plano de usuario, consta de losprotocolos NAS y RRC. NAS en el UE se comunica directamente con NAS en elMME, y el RRC en el UE se comunica directamente con el RRC en el eNB, comose muestra en la Figura 11.



Figura 11 Protocolos del plano de usuario y del plano de usuario

El UE contiene un módulo de identificación llamado Universal SubscriberIdentity Module (USIM), que es una aplicación que se ejecuta en una tarjetainteligente desmontable, llamada Universal Integrated Circuit Card (UICC). ElUSIM es usado para identificar y autenticar al usuario mediante claves deseguridad que permiten proteger la comunicación.

Para la tecnología LTE el UE puede estar en uno de los siguientes tresestados: LTE_Detached, LTE_Active y LTE_Idle.

✔ LTE_Detached: Es un estado transitorio en el que el UE es encendido yestá en el proceso de búsqueda y registro a la red.

✔ LTE_Active: En este estado el UE se registra en la red y tiene unaconexión RRC con el eNB. La red conoce la celda a la cual el UEpertenece y puede transmitir y recibir datos del UE.

✔ LTE_Idle: En este estado el UE está en modo de conservación de energía,donde el UE no está transmitiendo o recibiendo paquetes. En esteestado, ningún contenido se almacena en el eNB y la ubicación del UEsolo se conoce en el MME.

1.1.1 Interfaces utilizadas en LTE.Con el fin de apoyar la comunicación entre LTE y las tecnologías UTRAN yGERAN, se han definido las siguientes interfaces en la nueva arquitectura EPS.



✔ LTE-Uu: Punto de referencia de la interfaz de radio definida entre el UE y eleNB.

Figura 12 Punto de referencia LTE-Uu

✔ X2: Punto de referencia encargado de soportar el intercambio deinformación de señalización entre los eNBs. Se definen dos puntos dereferencia X2-C y X2-U. X2-C es una interfaz de señalización. Se defineentre eNBs para el transporte del protocolo de plano de control (X2-Application). X2-U transporta los paquetes de datos del usuario entre eNBsy utiliza el protocolo GTP para generar los túneles de transmisión.

Figura 13 Punto de referencia X2

✔ S1-MME: Punto de referencia para el plano de control entre E-UTRAN y MME.NAS es transportado sobre S1-AP. Utiliza el protocolo de transporte SCTP.



Figura 14 Punto de referencia S1-MME

✔ S1-U: Punto de referencia para el plano de usuario entre E-UTRAN y S-GW.Utiliza el protocolo GPRS Tunnelling Protocol -User Plane (GTP-U) paraenviar los paquetes de datos del usuario final a través de túneles. Utiliza elprotocolo de transporte User Datagram Protocol (UDP).

Figura 15 Punto de Referencia S1-U

✔ S3: Punto de referencia entre SGSN y MME que permite al usuario y alportador el intercambio de información de movilidad entre las redes 3GPP

(UTRAN/GERAN) en estado activo y/o inactivo. Se basa en el protocolo GTPversion 2-Control plane (GTPv2-C).



Figura 16 Punto de Referencia S3

✔ S4: Punto de referencia para el plano de usuario relacionado con el control yapoyo de movilidad entre SGSN y S-GW. Se divide en dos partes S4-C yS4¬U las cuales están basadas en GTPv2-C y GTPv1-U respectivamente.Provee un túnel al plano de usuario entre EPC y SGSN.


✔ S5/S8: Punto de referencia entre S-GW y P-GW. Es utilizado por el S-GWpara la reubicación del UE. Provee un túnel al plano de usuario. S8 es unavariante de la interfaz S5. S5/8-C y S5/8-U son versiones basadas en GTPv2-C y GTPv1-U respectivamente.



Figura 18 Punto de Referencia S5/S8

✔ S6a: Punto de referencia entre MME y HSS que permite la transferencia dedatos de suscripción y autenticación para la autenticación y autorización deacceso del usuario a los servicios del EPS. Está basado en el protocoloDiameter.

Figura 19 Punto de Referencia S6a

✔ S7: Punto de referencia para proporcionar la transferencia de reglas depolítica y carga (QoS) desde PCRF a Policy and Charging EnforcementFunction (PCEF) en el P-GW sobre la interfaz Gx. Gx está basado en elprotocolo Diameter.



Figura 20 Punto de Referencia Gx

✔ S10: Punto de referencia entre MMEs para la reubicación del MME ytransferencia de información del anterior MME al nuevo MME. Está basadoen GTPv2-C.


✔ S11: Punto de referencia entre MME y S-GW, se utiliza para establecer

conectividad IP para los usuarios LTE a través de de las estaciones base yconectividad de las Gateways. Está basado en GTPv2-C.




✔ S2a: Punto de referencia para el plano de usuario relacionado con el controly apoyo de movilidad entre las redes no 3GPP Trusted y P-GW. Está basadoen Proxy Mobile IPv6 (PMIP14) y para apoyar con los accesos nocompatibles con PMIP utiliza Mobile IPv4.

✔ S2b: Punto de referencia para el plano de usuario relacionado con el controly apoyo de movilidad entre el ePDG y el P-GW. Basado en el PMIP.

✔ S2c: Punto de referencia para el plano de usuario relacionado con el controly apoyo de movilidad entre el UE y el P-GW. Este punto de referencia seaplicará sobre las redes de acceso No 3GPP Trusted y/o Untrusted y/o lasredes 3GPP: Está basado en el protocolo DS-MIPv615 .

✔ SGi: Punto de referencia entre P-GW y la red de paquetes de datos. Esta red

puede ser de un operador externo de una red de paquetes de datos públicao privada o un intraoperator de una red de paquetes de datos, por ejemplo,para la prestación de servicios IMS.

14 Proxy Mobile Internet Protocol (PMIP): Protocolo de movilidad basado en lared. Es una modificación del protocolo Mobile Internet Protocol v6 (MIPv6). 15

Dual Stack MIPv6 (DSMIPv6): Es una extensión del MIPv6 que está siendodefinida en el IETF, permite a las redes móviles usar IPv4 e IPv6.

✔ Rx: Punto de referencia entre PCRF y servidores de aplicaciones externas.

✔ Wn: Punto de referencia entre las redes no 3GPP y ePGD.En la Figura 23 se muestra la arquitectura simplificada LTE con sus respectivasentidades e interfaces.



Figura 23 Arquitectura Simplificada LTE



1.1.1 Aspectos Del Sistema.

• Calidad de Servicio QoS.El desarrollo del modelo de la portadora SAE y el concepto de calidad deservicio comenzó con las mejoras de los sistemas existentes 3GPP. Una

característica importante de cualquier red de paquetes es la prestación de unmecanismo de QoS, que permite la diferenciación del flujo de paquetesbasados en requerimientos de QoS. En EPS, el flujo de QoS es llamadoportadora EPS, la cual se establece entre el UE y el P-GW como se muestra enla Figura 24 .

Figura 24 Arquitectura de los Servicios de Portadora EPS

La portadora EPS proporciona un servicio de conectividad al UE con laPDN, controlando el nivel de QoS. Existen dos tipos de portadoras EPS, laportadora por defecto y la portadora dedicada.

Cada UE que es registrado en el sistema tiene al menos una portadora,llamada portadora por defecto, que permite continuar la comunicación que yaha sido establecida. Esta portadora tiene una capacidad muy básica deproporcionar QoS. Los diferentes requisitos de calidad de servicio para elcontrol de la portadora exigen establecer una portadora EPS adicional, llamadaportadora dedicada. La portadora por defecto es una portadora connonguaranteed bit rate (en español, con tasa de bit no garantizada, non-GBR),



puede sufrir pérdidas de paquetes. Una portadora dedicada con guaranteed bitrate (en español, con tasa de bit garantizada, GBR), garantiza parámetros deuna máxima tasa de bit.

Una portadora EPS tiene una relación uno a uno con las siguientes

portadoras de las capas inferiores: la Portadora de Radio, la Portadora S1 y laPortadora S5/S8.

La Portadora de Datos de Radio es usada para transportar paquetes deuna portadora EPS entre eNB y UE. Cada flujo IP es asociado con una portadoraEPS diferente y la red puede priorizar el tráfico. Cuando se recibe un paquete IPdesde el Internet, P-GW realiza una clasificación de paquetes basada en ciertosparámetros predefinidos y envía una portadora EPS apropiada.

La Portadora S1 es usada para transportar paquetes de una portadoraEPS entre eNB y EPC, específicamente S-GW sobre la interfaz S1-U. Y la

Portadora S5/S8 es usada para transportar paquetes de una portadora EPSentre S-GW y P-GW.

Cada portadora EPS (GBR y non-GBR) se asocia con los siguientesparámetros de de QoS a nivel de portadora:

✔ QoS Class Identifier (QCI): es un índice se utiliza como referencia a unconjunto de parámetros de acceso a la red relacionados con la calidad deservicio, para la transmisión entre el terminal y el eNB y que han sidopre¬configurados por el operador.

✔

Allocation and Retention Priority (ARP): El objetivo principal es decidir si unrequerimiento de establecimiento o modificación de portadora puede seraceptado o debe ser rechazado en el caso de limitación de recursos.

Cada portadora GBR (portadora que requiere servicios con QoSgarantizados, tales como voz o streaming) es, además, asociada con lossiguientes parámetros de QoS a nivel de portadora:

✔ Guaranteed Bit Rate (GBR): la tasa de bit que se espera que seaproporcionada por una portadora GBR.

GBR denota la tasa de bit del tráfico por portadora, mientras que Aggregate

Maximum Bit Rate (AMBR) denota una tasa de bit o trafico por grupo deportadoras.

• Seguridad.

Se definen cinco grupos de función de seguridad:



1. Seguridad de Acceso a la red (I): proporcionan a los usuarios un accesoseguro a los servicios y protege contra los ataques a las interfaces deacceso.

2. Seguridad de Dominio de Red (II): permite a los nodos un intercambioseguro de datos de señalización y datos de usuario, y protege contra los

ataques de la red de telefonía fija.3. Seguridad de Dominio de Usuario (III): provee un acceso seguro a las

estaciones móviles.4. Seguridad de Dominio de Aplicación (IV): permiten a las aplicaciones en

el usuario y en el dominio del proveedor el intercambio seguro demensajes.

5. Visibilidad y capacidad de configuración de seguridad (V): permite alusuario informarse si una característica de seguridad está enfuncionamiento o no y si el uso y la prestación de los serviciosdependerá de dicha característica.

La Figura 25 presenta una información general sobre la Arquitectura deSeguridad.

Figura 25 Información General de la Arquitectura de Seguridad

La seguridad SAE/LTE define una nueva arquitectura con la jerarquía declave extendida. Se prohíbe el acceso de la tarjeta SIM (Subscriber IdentityModule) pero utiliza USIM (Universal Subscriber Identity Module). Con claves de



longitud de 128 bits y para el uso futuro existe posibilidad de añadir claves de256 bits. La autenticación del suscriptor es a través del procedimiento AKAentre UE y MME. EPS AKA es el procedimiento de autenticación y acuerdo declaves que se utilizarán en la E-UTRAN. Se introduce el elemento AdditionalAccess Security Management Entity (ASME) en MME, para proteger la

señalización NAS, las claves utilizadas para la protección NAS son diferentes eneNB y EPC, esto hace que sea imposible extraer la clave de EPC usando laclave de eNB. Las claves CK/IK se limitan a la red doméstica y ASME recibe laclave derivada (KASME) para la autenticación con UE. ASME pasa esta clave aMME y también envía claves derivadas de KASME a eNB. MME conserva lasclaves cuando UE va a estado idle.

Cuando UE entra en estado conectado, las claves de eNB son enviadas aeNB desde EPC. Si las claves son detectadas como corruptas. UE reinicia elprocedimiento de acceso a la interfaz aire. Las claves NAS y KeNB sonderivadas desde KASME. Desde KeNB, eNB y UE se derivan las claves UP y

RRC. Las claves NAS son usadas para la protección del tráfico NAS, la clave UPes usada para la protección del tráfico del plano de usuario y la clave RRC esusada solo para la protección del trafico RRC.

La jerarquía de clave extendida permite un rápido handover intra-LTE.Las claves son compartidas entre eNBs durante el handover. Para loshandovers entre E-UTRAN y sistemas 2G/3G, el intercambio de claves es entreSGSN y MME. Para hadovers de UTRAN/GERAN a E-UTRAN, SGSN envía CK/IK aMME para derivar KASME pero en dirección opuesta, MME deriva CK/IK deKASME y lo envía a SGSN como se muestra en la Figura 26.



Figura 26 Jerarquía de claves

• Servicios.EPC permite al operador de la red móvil ofrecer al usuario, un nuevo

conjunto de servicios a través de su arquitectura plana. Proporciona una serie

de características al operador a fin de apoyar el aprovisionamiento,supervisión, control y cobro de estos servicios. A continuación se dará unabreve descripción de los servicios que EPC permite.

Servicio de Datos

LTE y EPC han sido diseñados para permitir servicios IP, lo que significa,en teoría, que cualquier aplicación que necesite comunicación IP, puede utilizarel servicio de acceso IP que ofrece EPC. Las aplicaciones del cliente y del



servidor residen en el terminal y en el servidor de la red, respectivamente. Elpapel de la red de acceso y del núcleo de red es proveer comunicación IP entredos puntos finales. Las aplicaciones IP accesibles para los usuarios móviles através del servicio de acceso IP EPC pueden ser:

las proporcionadas por el operador móvil,las que residen en una red IP corporativa, olas de acceso a través de internet

Estas aplicaciones pueden coexistir, el usuario final puede acceder acualquier aplicación siempre y cuando esté basada en IP.

Servicio de Conmutación de Circuitos

Uno de los temas que aún no se ha definido para EPS es la administraciónde los servicios de conmutación de circuitos. Existen varias opciones, entre

ellas las siguientes:Circuit Switched Fall-Back (CSFB)Voice over IP Multimedia Subsystem (VoIMS)Single-radio voice call continuity (SRVCC)

Circuit Switched Fall-Back define un mecanismo para el uso de una red deconmutación de circuitos para proporcionar servicios de voz en una red LTE.CSFB permite al suscriptor el traspaso a la red de circuitos para recibirservicios de voz y luego regresar a LTE cuando se haya terminado.

La Figura 27 muestra la arquitectura de CSFB. Cuando un suscriptor deseahacer una llamada de voz, UE hace una solicitud de servicio a la red LTE, lacual coordina con la red 3GPP de versiones anteriores para redirigir al UE a lared de conmutación de circuitos (CS).



Figura 27 Arquitectura CS Fall-Back

IP Multimedia Subsystem (IMS ) fue diseñado originalmente por 3GPP con el

fin de permitir servicios multimedia basados en IP sobre los sistemas GSM yWCDMA, pero más tarde fue ampliado para soportar otras redes de acceso. Elconcepto IMS se basa en el protocolo SIP. Este protocolo fue diseñado por elIETF como un protocolo de señalización.

Multimedia Telephony (MMTel) ha sido diseñado para ofrecer llamadas devoz usando IMS. Ofrece más posibilidades que una llamada de voz en una redde conmutación de circuitos. Es una elección para ofrecer servicios de vozcuando se está dentro de la cobertura LTE, sin embargo, no se puede confiaren el hecho que la cobertura LTE esté presente cuando el usuario realice una

llamada de voz. Ya que existen algunos factores que no lo permiten:Otras redes de acceso complementan el acceso a la red LTE en términosde cobertura,El dispositivo utilizado para realiza la llamada de voz es compatible conéstas tecnologías de acceso,Es posible handovers entre sistemas



Sin embargo, existen tres diferentes casos que deben ser considerados para eluso de MMTel:

✔ Una llamada de voz se establece cuando el usuario está dentro de lacobertura LTE y no se mueve fuera de ésta durante la llamada. En este caso

MMTel se utilizará para proveer el servicio de voz sobre LTE.✔ Una llamada de voz se establece cuando se está fuera de la cobertura LTE,la llamada entonces se establece mediante el acceso de conmutación decircuitos, por ejemplo, con la tecnología GSM. La llamada se puede convertiren una llamada basada en SIP y manipulada por el sistema IMS, o puede sermanejada como una llamada tradicional de conmutación de circuitos por elMSC.

✔ Una llamada de voz se establece cuando el usuario está dentro de lacobertura LTE y se mueve fuera de ésta durante la llamada. Puede soportarservicios de voz IMS/MMTel, si se maneja a través de handover de paquetesentre LTE y otros sistemas (WCDMA/HSPA or eHRPD), el servicio de voz

continua siendo un servicio basado en IP y manipulado por lainfraestructura IMS. Si este no es el caso, son necesarias medidasespecíficas para garantizar la continuidad del servicio cuando se pierde lacobertura LTE. La solución 3GPP para esto, es llamada Single-Radio VoiceCall Continuity (SRVCC).

Single-Radio Voice Call Continuity (SRVCC) define una solución de comolas llamadas de voz basadas en IP pueden ser entregadas de un sistema “A” aun sistema “B” que permite a la llamada de voz utilizar procedimientos deconmutación de circuitos. 3GPP ha especificado las siguientes combinacionespara SRVCC (de un sistema “A” a un sistema “B”):

LTE a GSMLTE a WCDMAWCDMA (HSPA) a GSMLTE a 1xRTT.

La red LTE determina que la llamada de voz tiene que ser trasladada a undominio de circuitos.

Esta notifica al servidor MSC16 y se inicia un handover de la portadora de

voz de LTE a la red de circuitos. El servidor MSC establece una ruta deportadora para el móvil en la red y notifica al núcleo IMS que la llamada se estámoviendo del dominio de paquetes al de circuitos. El núcleo IMS realiza lasfunciones necesarias para el interfuncionamiento. Cuando el móvil llega a lared, esta cambia de un proceso de VoIP a un circuito de voz, y continúa lallamada. En la Figura 28 se muestra la arquitectura SRVCC.



Mobile Services Switching Center (MSC): es una parte central de la dela arquitectura de red de conmutación de circuitos.

Figura 28 Arquitectura SRVCC con dominio de circuitos 3GPP

1.1.1 Protocolos de las Capas superiores de LTE.La arquitectura general de los protocolos de la interfaz de radio de LTE

se muestra en la Figura 29. Existen un conjunto de protocolos de plano deusuario y de plano de control en el eNB y UE, además de protocolos en elnúcleo de red que son transparentes a las capas de radio.

La comunicación entre capas se establece a través de canales. Cada canal secaracteriza por un cierto conjunto de parámetros y funciones. E-UTRANpresenta tres tipos de canales:

Los canales lógicos (lo que se transmite),canales de transporte (como se transmite) ycanales físicos



Figura 29 Arquitectura general de los protocolos de la interfaz deradio de LTE

1.1.1 Canales Lógicos

Los canales lógicos permiten la transferencia de datos de los serviciosofrecidos por los protocolos de la interfaz de radio de las capas superiores.Existen dos tipos de canales lógicos: canales de control y de tráfico.

Los canales lógicos de control se utilizan para la transferencia de informacióndel plano de control:

✔ Broadcast Control Channel (BCCH): utilizado para difundir lainformación del sistema E-UTRAN a los terminales presentes en la celda

de radio.✔ Paging Control Channel (PCCH): transfiere la información de paging

cuando UE no es localizado.✔ Common Control Channel (CCCH): utilizado por UE cuando UE no

tiene conexión RRC.



✔ Multicast Control Channel (MCCH): utilizado para la transmisión deinformación de Multimedia Broadcast and Multicast Service (MBMS)desde la red a uno o varios terminales.

✔ Dedicated Control Channel (DCCH): es un canal bidireccional punto apunto, utilizado por un terminal determinado para la conexión RRC.

Los canales lógicos de tráfico se utilizan para la transferencia de informacióndel plano de usuario:

✔ Dedicated Traffic Channel (DTCH): es un canal bidireccional punto apunto, que se utiliza entre un terminal determinado y la red. Soporta latransmisión de datos de usuario.

✔ Multicast Traffic Channel (MTCH): es un canal de datos punto amultipunto que permite la transmisión del tráfico de datos entre la red y

uno o varios terminales.

1.1.1 Canales de TransporteLos canales de transporte describen cómo y con qué características la

información es transmitida por la interfaz radio. Los canales de transporte seclasifican en dos categorías, canales de transporte para downlink y los canalesde transporte para uplink.

Los canales de transporte para downlink son los siguientes:

✔ Broadcast Channel (BCH): transmite información a toda el área dela celda con un formato de trasporte fijo. Está asociado con el canallógico BCCH.

✔ Downlink Shared Channel (DL-SCH): es el principal canal dedownlink de transferencia de datos de control o de tráfico del usuario.Es utilizado por muchos canales lógicos.

✔ Paging Channel (PCH): transmite información a toda el área de lacelda, soporta una recepción discontinua permitiendo el ahorro deenergía al terminal. Está asociado con el canal lógico PCCH.

✔ Multicast Channel (MCH): proporciona soporte para MulticastBroadcast -Single Frequency Network (MB-SFN) con una asignaciónde recursos semi-estática. Está asociado con el canal lógico MCCH.

Los canales de transporte para uplink son los siguientes:



✔ Uplink Shared Channel (UL-SCH): es el principal canal de uplinkde transferencia de datos de control o de tráfico del usuario. Esutilizado por muchos canales lógicos.

✔ Random Access Channel (RACH): utilizado para los requerimientosde acceso aleatorio.

1.1.1 Canales FísicosLos canales de transporte están conectados con los canales físicos. Los

canales físicos se clasifican en dos categorías, canales físicos para downlink ylos canales físicos para uplink.

Los canales físicos para downlink son los siguientes:

✔ Physical Downlink Shared Channel (PDSCH): lleva los datos deusuario y de señalización a las capas superiores. Es utilizado paratransmisión unicast y funciones de paging.

✔ Physical Downlink Control Channel (PDCCH): lleva la información decontrol de acceso.

✔ Physical Multicast Channel (PMCH): lleva información de multicast ybroadcast.

✔ Physical Broadcast Channel (PBCH): lleva la información del sistemapara UEs que requieren acceder a la red.

✔ Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH): informa a UE

el tipo de modulación del canal (número de símbolos OFDM).✔ Physical Hybrid ARQ Indicator Channel (PHICH): se utiliza parainformar el estado de Hybrid ARQ.

Los canales físicos para downlink son los siguientes:

✔ Physical Uplink Shared Channel (PUSCH): Cumple las mismasfunciones que el canal físico PDSCH, pero en este caso en el proceso deuplink.

✔ Physical Uplink Control Channel (PUCCH): utilizado para enviar

información de señalización (ARQ, ACK, NACK).✔ Physical Random Access Channel (PRACH): se utiliza para las

funciones de acceso aleatorio.

1.1 Protocolos en UE y eNBLos protocolos en UE son los siguientes:



NAS: Non Access StratumRRC: Radio Resource ControlPDCP: Packet Data Convergence ProtocolRLC: Radio Link ControlMAC: Medium Access Control

PHY: Physical Layer

Los protocolos en eNB son los siguientes:

RRC: Radio Resource ControlPDCP: Packet Data Convergence ProtocolRLC: Radio Link ControlMAC: Medium Access ControlPHY: Physical Layer

1.1.1 Capa NAS: Non-Access Stratum.

Non-Access Stratum (NAS) contiene todas las funciones y protocolos quese usan directamente entre UE y el núcleo de la red, específicamente con MME,para el establecimiento de control de señalización, realiza la autenticación, elcontrol de seguridad y gestión de movilidad. Los protocolos NAS sontransparentes para el acceso a la red.

1.1.2 Capa RRC: Radio Resource Control.Radio Resource Control (RRC) es un protocolo de señalización, cuya

función principal es la de administrar la conexión entre el terminal y la red E-UTRAN. Para lograr esto, se han definido estados del protocolo RRC, cada unode ellos corresponde a los estados de conexión y describe cómo la red y el

terminal manejan funciones de movilidad del terminal, procesamiento demensajes y broadcast de la información del sistema.

En la nueva arquitectura E-UTRAN se presentan sólo dos estadosRRC_IDLE y

RRC_CONNECTED.

En el estado RRC_IDLE, el UE vigila un canal que detecta las llamadasentrantes, adquiere información del sistema y realiza la medición y selecciónde las celdas vecinas. Además la movilidad es controlada por UE. En el estado

RRC_CONNECTED hay una conexión activa entre el terminal y el eNB, el UEenvía y recibe datos a y desde la red y la movilidad es controlada por la red.

1.1.3 Capa PDCP: Packet Data Convergence Protocol.Packet Data Convergence Protocol (PDCP) se encarga principalmente de lacompresión y descompresión de los paquetes IP, cifrado de datos yseñalización. Además apoya la movilidad sin perdidas en el caso de handoverentre eNBs.



Una de las diferencias en LTE con respecto a WCDMA, es que la capa PDCP seencontraba en el núcleo de la red, ahora se encuentra en eNB.

1.1.4 Capa RLC: Radio Link Control.Radio Link Control tiene las funciones de transferencia de Payload Data

Units (PDUs) entre UE y eNB con segmentación si es necesario. Aplicacorrección de errores a través de la Solicitud de repetición automática (eninglés, Automatic Repeat Request, ARQ) para los datos recibidos,concatenación, entrega en secuencia y detección de duplicados.

RLC propone tres modos de transmisión: Transparent Mode (TM),Unacknowledged Mode (UM) y Acknowledged Mode (AM).

El modo de TM es la más simple, ya que no cambia o altera los datos dela capa superior. Este modo se utiliza normalmente para las transmisiones delcanal lógico BCCH o PCCH, que no requiere tratamiento específico de la capa

RLC. La entidad de TM recibe datos de las capas superiores y simplemente laspasa a la capa MAC. No existe cabecera RLC, segmentación o concatenación dedatos.

El modo UM permite la detección de pérdida de paquetes, la entidad quelo recibe, puede detectar que un paquete RLC no ha sido recibidocorrectamente y establece la reordenación o re ensamblaje de los paquetes,esto es posible realizarlo ya que posee un número de secuencia en elencabezado de paquete RLC. La reordenación se refiere a la re secuenciaciónde los paquetes debido a que no se recibieron en orden y el re ensamblaje serealiza cuando un paquete de la capa superior se ha segmentado.

Este modo puede aplicarse a cualquier canal lógico dedicado o multicast,dependiendo del tipo de aplicaciones.

El modo AM es el más complejo. Proporciona, además de las funcionesde UM, la retransmisión, si se pierden PDUs como resultado de operaciones delas capas inferiores. Los datos AM también se pueden volver a segmentar paraadaptarse a la capa física y poder ser retransmitidos. El encabezado contieneinformación de los paquetes recibidos correctamente en el lado del receptor,

junto con los números de secuencia, como en UM.

El modo AM sólo se aplica a los canales lógicos DCCH o DTCH.1.1.5 Capa MAC de LTE.

La capa Medium Access Control (MAC) es un protocolo que se ejecuta enUE y eNB. Se comporta de diferente manera dependiendo donde se ejecute,generalmente en eNB da órdenes y en UE responde a ellas. Como su nombre loindica, MAC controla el acceso al medio de transmisión compartido.

Las principales funciones de la capa MAC son:



✔ Multiplexación de PDUs RLC desde uno o más canales lógicos en bloquesde transporte. Estos se entregan a la capa física sobre los canales detransporte.

✔ Demultiplexación de PDUs RLC desde uno o más canales lógicos debloques de transporte. Estos se entregan desde la capa física sobre los

canales de transporte.✔ Presentación de informes de medición de tráfico.✔ Corrección de errores a través de Hybrid ARQ (HARQ), para controlar el

uplink y downlink de las retransmisiones en la capa física manejadas enel eNB.

✔ Decidir cuál UE podrá enviar y recibir datos en los recursos compartidosfísicos (sólo en la MAC de eNB)

✔ Selección del formato de transporte, es decir, elegir un tipo demodulación y codificación que se utilizará para enviar datos a UE (sóloen la MAC de eNB).

✔ Manejo de prioridad entre los canales lógicos de un terminal y entreterminales.

• Manejo de Prioridad

El manejo de prioridad se refiere al proceso de selección de paquetes dediferentes colas de espera para presentarlos a la capa física para latransmisión en la interfaz de radio. Este proceso cuenta con los diferentesflujos de información a transmitir con su prioridad, así como la repetición depaquetes en el caso de que un paquete transmitido no sea recibido en el otroextremo. Por esta razón el manejo de prioridad está estrechamente unido a laHARQ.

• HARQ

ARQ es un protocolo de control de errores que se usa con el acuse derecibo positivo (en inglés, positive acknowledgments ACK) y con el acuse derecibo negativo (en inglés, negative acknowledgments NACK) para lograr unamayor confiabilidad en la trasmisión de los datos. HARQ es una variación deARQ, donde utiliza Forward Error Correction (FEC) para codificar los datos ymejorar el rendimiento del esquema ARQ.

HARQ en LTE considera Incremental Redundancy (IR) y ChaseCombining. IR reduce gradualmente la tasa de codificación en cadaretransmisión mediante el envío de bits de redundancia adicionales. ChaseCombining, almacena los paquetes erróneos en un buffer y los valorescorrespondientes a nivel de bit se combinan de acuerdo a los pesos de la señalrecibida a ruido (SNR).



HARQ puede ser síncrona o asíncrona. En el downlink, HARQ está basadaen retransmisiones asíncronas con parámetros de transmisión adaptativa,mientras que en el uplink, HARQ está basada en retransmisiones síncronas.

HARQ en LTE es similar a los de HSDPA (para la transmisión de

downlink)ya HSUPA (para la transmisión de uplink).SCHEDULING

El acceso a la red LTE, se basa en la transmisión del canal compartido.eNB tiene un programador (scheduler) que controla los recursos de tiempo-frecuencia durante un tiempo determinado para el uplink y downlink. Elprogramador asigna dinámicamente los recursos a los terminales.Dependiendo de las condiciones del canal, el programador selecciona la mejormultiplexación para UE.

1.1.1 Capa Física de LTE.

La capa física cubre la transmisión de downlink desde eNB a UE, y latransmisión de uplink desde UE a eNB. Ofrece servicios de transporte de datosa las capas superiores.

Se espera que la capa física realice las siguientes funciones:

✔ Detección de errores en el canal de transporte e indicaciones a las capassuperiores.

✔ Codificación y Decodificación FEC a los canales de transporte.✔ HARQ.✔ Asignación de los símbolos codificados a los canales físicos.✔

Fuente de ponderación de los canales físicos.✔ Modulación y demodulación de los canales físicos.✔ Frecuencia y sincronización de tiempo.✔ Características de Medidas de radio e indicaciones a las capas

superiores.✔ Multiple Input Multiple Output (MIMO).✔ Beamforming.✔ Procesamiento RF.

La capa física soporta dos esquemas de múltiple acceso: OFDMA en eldownlink y SC-FDMA en el uplink. Y se presentan dos modos duplex: FDD que

soporta full duplex y half duplex y TDD. Aunque en el downlink y uplink seutilizan diferentes esquemas de múltiple acceso, estos comparten unaestructura de trama común. La estructura de la trama define dos tipos: tipo 1para FDD y tipo 2 para TDD.

Estructura la Trama

La Figura 3.30 muestra la estructura de trama LTE Tipo 1 es definidapara el modo FDD full duplex y half duplex. Cada trama tiene una longitud total



de 10 ms y está formada por 10 subtramas. Cada subtrama contiene 2 slots,por lo tanto la trama contiene en total 20 slots numerados del 0 al 19. Cadauno de estos slots tiene una longitud de 0.5ms. En FDD, el uplink y downlinktienen la misma estructura de trama pero se utiliza un espectro diferente, esdecir, los 20 slots se utilizan para el uplink o los 20 slots se utilizan para el

downlink.

Figura 30 Estructura de Trama LTE Tipo 1

La Figura 31 muestra la estructura de trama LTE Tipo 2 es definida para elmodo TDD. Cada trama tiene una longitud total de 10 ms y está formada por 2medias tramas. Cada media trama contiene 5 Subtramas.

La Subtrama #1 y la Subtrama #6 son subtramas especiales, y constan de tres

campos: Downlink Pilot Time Slot (DwPTS), Guard Period (GP) y Uplink Pilot Time Slot (UpPTS). La longitud total de estos tres campos es de 1ms. Lasdemás subtramas, que no son subtramas especiales contienen 2 slots, cadauno de estos slots tiene una longitud de 0.5ms.

DwPTS y las subtramas #0 y #5 se reservan siempre para downlink. UpTS y lassubtramas #2 y #7 están reservadas para uplink.



Figura 31 Estructura de Trama LTE Tipo 2

Esquemas de Múltiple Acceso

OFDMA es un esquema elegido para el downlink para E-UTRAN. OFDMAes una tecnología que resiste bien a múltiples trayectos, permite una altaeficiencia espectral, compatible con MIMO y reduce la complejidad deimplementación.

En el sistema OFDMA, el espectro es dividido en múltiples portadoras,llamadas subportadoras, cada una de estas subportadoras es moduladaindependientemente.

La señal utilizada en LTE comprende un máximo de 2048 subportadoras

con un espaciamiento ∆f = 15kHz. Un bloque de recursos está formado por 12subportadoras en el dominio de la frecuencia y un slot en el dominio deltiempo. El ancho de banda del bloque de recursos es de 180kHz. El tamaño deeste bloque es el mismo para todos los anchos de banda. El número de bloquesde recursos para diferentes anchos de banda se presentan en la Tabla 3.1.

Tabla 1 Número de bloques de recursos para diferentes anchos debanda

Para cada símbolo OFDMA, se añade un prefijo cíclico, que permite evitar

interferencia entre símbolos. Un slot downlink consta de 6 o 7 símbolos OFDMAdependiendo de si el prefijo cíclico es configurado como extendido o normal

como muestra la Figura 32.

Ancho de Banda del Canal [MHz] 1.4 3 5 10 15 20

Número de bloques de recursos 6 15 25 50 75 100



Figura 32 Bloque de Recursos Downlink

Utiliza señales físicas que terminan o se originan en la capa física, paraestimar la respuesta al impulso del canal y para la sincronización del tiempo yfrecuencia, a estas señales se las llama símbolos de referencia.

Los datos se asignan a UE en términos de bloques de recursos. En eldominio de la frecuencia se asignan bloques de recursos enteros, estos notienen que ser adyacentes entre sí. En el dominio del tiempo la decisión descheduling se hace desde la estación base eNB, cada transmisión se la realizaen un intervalo de tiempo de 1ms. La Figura33 muestra un ejemplo para laasignación de datos de diferentes usuarios.



Figura 33 Multiplexación tiempo – frecuencia OFDMA

La transmisión uplink LTE para los modos FDD y TDD está basada en SC-FDMA con prefijo cíclico, utiliza la misma estructura de trama que en downlink.Del mismo modo, el espacio entre subportadoras es ∆f = 15kHz. Las señalesSC-FDMA tienen mejores propiedades PAPR17 comparadas con las señalesOFDMA.

La estructura de la subtrama para el uplink contiene seis Bloques largos(LB, por sus siglas en inglés) y dos Bloques cortos (SB, por sus siglas en inglés).Los Bloques largos son usados para la transmisión de datos, mientras que losbloques cortos son usados para las señales de referencia.

Los esquemas de modulación soportados tanto en el downlink como enel uplink son QPSK, 16QAM y 64QAM. La implementación de 64QAM en eluplink es opcional para los dispositivos.

Múltiples Antenas

El uso de múltiples antenas en el receptor y en el transmisor es latecnología clave para llegar a los objetivos más competitivos en el rendimientode LTE y se utilizan de diferentes maneras. Para downlink comprende: transmitdiversity, spatial multiplexing, beamforming.



En el caso del modo transmit diversity, cada antena transmite el mismo flujode información, pero con diferente código. LTE emplea Space Frequency BlockCoding (SFBC) como un esquema de transmit diversity. Una matriz especial esaplicada en el lado del transmisor, en la etapa de precodificación. En undeterminado momento, la antena transmite los mismos símbolos de datos,

pero con diferente codificación y subportadora. Este modo incrementa larobustez de transmisión, permite que la señal sea más resistente al fading ypuede mejorar el rendimiento en condiciones de baja SNR.

El efecto de un alto Peak Average Power Ratio (PAPR) en la transmisión desímbolos OFDM da como resultado un spectral spreading (interferencia entrecanales adyacentes) y un alto BER (bit error rate).

Spatial multiplexing permite transmitir diferentes flujos de datos

simultáneamente en un mismo bloque de recursos. Estos flujos de datospueden pertenecer a un único usuario (single user MIMO / SU-MIMO) odiferentes usuarios (multi user MIMO / MU¬MIMO) como se muestra n la Figura34. Mientras SU-MIMO incrementa la velocidad de datos de un usuario, MU-MIMO permite incrementar la capacidad (más usuarios por celda). Spatialmultiplexing es solo posible si el canal de radio móvil lo permite.

Figura 34 Técnicas de múltiples antenas

Beamforming, este modo se utiliza para LTE TDD. Permite la mayordireccionalidad de la potencia de las antenas, lo cual mejora la recepción SNR,aumenta la cobertura y capacidad del sistema.

En el uplink solo una antena de transmisión está disponible en UE comose muestra en la Figura 35. Sin embargo, con múltiples antenas receptoras en



eNB, MU-MIMO puede ser soportada, donde múltiples terminales de usuariospueden transmitir simultáneamente en un mismo bloque de recursos.

Figura 35 MU-MIMO para Uplink

Tabla 2 Características técnicas de LTE

LTE (3GPP R8)TECNOLOGÍA DE ACCESO DL*: OFDMA UL*: SC-FDMA

MODO DE ACCESO FDD y TDDVELOCIDAD DL: 300 Mbps UL: 75 Mbps

ANCHO DE BANDA DELCANAL

1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz

MOVILIDAD DEL USUARIO 350 km/h



CAPITULO 2

1 ANALISIS DEL MERCADO Y DE LOS SERVICIOSRELACIONADOS A LTE.

La creciente demanda de servicios basados en los sistemas detelecomunicaciones inalámbricos y los requerimientos técnicos para ofrecerlosson factores que los operadores deben tomar en cuenta, para lo cual susesfuerzos deben estar centrados en satisfacer tales necesidades, se debendiseñar estrategias para implementar nuevas tecnologías con lo que seofrecerá calidad en los diferentes servicios fundamentados en las

telecomunicaciones.En el presente capítulo se analizarán varios aspectos, entre ellos las directricesde las tecnologías que tiene la telefonía celular mundial y en el Ecuadormediante estadísticas basadas en el organismo 4G Américas y en el Ecuadorcon los entes relacionados con la telefonía celular.

1.1 SITUACIÓN MUNDIAL DE LAS TECNOLOGÍAS Y SERVICIOS EXISTENTES

LTE se presenta como una tecnología que ofrecerá mayor velocidad de

transferencia de datos y el soporte de servicios como Internet móvil, televisión,etc,

Varios de los servicios que requieren un ancho de banda considerablecomo por ejemplo video bajo demanda se verán beneficiados con laimplementación de LTE.

1.1.1 VISIÓN GENERAL DEL MERCADO DE TELEFONÍA CELULAR

A continuación se presenta una visión general del mercado de la telefoníacelular en el mundo y la tendencia para migrar hacia nuevas tecnologías.

En la figura 3.2 se muestra un alto porcentaje de penetración a nivel mundialque tienen las redes GSM y su evolución frente a CDMA y otras tecnologíasimplantadas en el sector de telecomunicaciones, lo que permite a LTEproyectarse como una de las mejores opciones para migrar en el futuro debidoa su amplia cantidad de usuarios en redes GSM-UMTS.



Figura 36 Estadísticas mundiales de suscriptores de telefonía celular a

finales del 2011

En la última década a nivel mundial se puede apreciar un crecimientoexponencial de los usuarios de telefonía celular lo que influye directamente enla penetración de la telefonía celular en cada uno de los países. Se consideraque diariamente aumenta más de un millón de usuarios, lo que indica la fuerzaque está tomando la telefonía celular y los servicios que ella ofrece LTE tiene laventaja de ser una evolución natural de GSM cuyas redes abarcan la mayoríadel mercado mundial que registra un crecimiento muy importante Figura 37.

Figura 37 Crecimiento en América de tecnologías móviles



La figura 38 muestra que en el hemisferio occidental también existe una fuertepenetración de la

Tecnología GSM y su evolución a UMTS.

Figura 38 Crecimiento Anual UMTS-HSPA

A medida que avanza la tecnología se presentan nuevos y mejores serviciosmultimedia.

En Latinoamérica también existe un crecimiento de líneas telefónicas móvilesque muestra una apertura hacia el campo de las telecomunicaciones lo quehace que toda la región pueda acceder a nuevos servicios, no solo 3G, sinotambién hacia nuevas tecnologías 4G.

Cabe señalar que las redes GSM son las que tienen un predominio en AméricaLatina tal como lo muestra la figura 39



Figura 39 Crecimiento de tecnologías en América Latina

1.1.2 VENTAJAS DE LTE

✔ Prestación de servicios mediante conmutación de paquetes (incluyendo lascomunicaciones de voz, VoIP).

✔ Aumento significativo de la velocidad de acceso.✔ Mejora del uso del espectro para hacer una gestión más eficiente del

mismo, lo que incluiría la posibilidad de ofrecer servicios de unicast ybroadcast.

✔ Reducción del coste de despliegue de la red radio y de migración desdeversiones anteriores del estándar.

✔ Mejora de la eficiencia espectral..✔ Mejor integración con los estándares abiertos.✔ Permite actualizar redes ya existentes como WCDMA y HSDPA.✔

Capacidad para ofrecer nuevos y mejores servicios.En la figura 40, Motorola presenta en barras de tiempo la descarga de unarchivo AVI de 350MB en 2 minutos, tamaño de un episodio típico de televisión.



Figura 40 Representación de la descarga de un archivo de 350Mb

Figura 41 Previsiones tecnológica América Latina 2011-2016

1.1.1 PROYECCIÓN DE LTE EN EL MERCADO BASADO EN LA EVOLUCIÓNDE GSM

La tecnología de las redes GSM registra un crecimiento sostenido de losusuarios hacia tecnologías como UMTS/HSPA con el 80% del mercado mundialque ayudará con la implementación de LTE ofreciéndole una importantecantidad de usuarios potenciales.En la figura 3.7 presenta una proyección mundial del crecimiento de lastecnologías hasta el año 2014.



En las figuras 42 y 43 se muestra un pronóstico mundial de tecnologíaspara el 2016 por lo que, de acuerdo al organismo 3GPP, las tecnologíasGSM/EDGE, UMTS/HSPA tiene una considerable participación en el mercadomundial, esto hace que LTE sea considerada como una de las tecnologías congrandes opciones de posicionamiento en el mercado.

Figura 42 Tecnología adoptada por los usuarios

LTE muestra no solo ventajas tecnológicas, también lo hace desde elpunto de vista de mercado, debido a la cantidad de usuarios que poseen sus

tecnologías predecesoras como UMTS-HSPA.

Figura 43 Tendencia de incremento de la Tecnología LTE.



El Dr. Peter Meissner, Funcionario Operativo de NGMN (Next Generation MobileNetworks) menciona que “Evaluaciones tecnológicas intensivas y detalladasseñalan a la LTE/SAE del 3GPP como la primera tecnología que cumpleampliamente con sus recomendaciones y cuenta con la aprobación de suDirectorio”

La NGMN asegura un lanzamiento comercial exitoso de redes móviles de bandaancha del futuro, como LTE, debido a los nuevos servicios que ofrecerán.

Operadores globales líderes como AT&T, China Telecom, China Mobile, NTTDoCoMo, Telecom Italia, T-Mobile Alemania, Verizon y Vodafone realizaronanuncios sobre los planes de implementación de LTE, como muestra de talinterés están los diferentes esfuerzos que se muestran en los ensayos ypruebas con tecnología LTE. En diciembre del 2009, la operadora Telia Sonera,es la primera a nivel mundial que ofrece al mercado una red con tecnologíaLTE.

1.1.2 POSICIÓN COMPETITIVA DE TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS

Tabla 3 Posición Competitiva de las Tecnologías inalámbricas.

TECNOLOGÍAEDGE/HSPA/LTE CDMA/UMB IEEE 802,16e WIMAX

SUSCRIPTORES Sobre 4,7 billones adiciembre del 2009.

3,51 millonescon uncrecimiento lento

Menos de 100millones en el 2012

COBERTURA Mundial Mundial conexcepción enEuropaOccidental.

Mundial

DISPOSITIVOS Amplia selección dedispositivosGSM/EDGE/UMTS/HSPA

Amplia selecciónde dispositivos1xRTT/EV-DO

Ninguno aún

TECNOLOGÍADE RADIO

TDMA altamenteoptimizado para EDGE,

CDMA altamenteoptimizado para HSPA,OFDMA altamenteoptimizado para LTE

CDMA altamenteoptimizado para

Rev 0/A/B,OFDMAaltamenteoptimizado paraRev C

OFDMA optimizado 1y OFDMA altamente

optimizado.



1.1.3 SERVICIOS BRINDADOS POR LTE A TRAVES DE LA TELEFONIA CELULAR

LTE se presenta como una tecnología que ofrecerá a los suscriptores unaexperiencia de usuario muy similar a lo que tenemos con conexiones xDSL ocableadas tales como:

✔ High Definition (HD) video streaming .-El usuario será capaz decargar y descargar videos de alta calidad en tiempo real desde cualquierlugar, utilizando su teléfono móvil o incluso una cámara de vídeo LTE.

✔ Video Blogging .-El usuario tendrá la posibilidad de subir videos asitios de redes sociales, gracias al aumento de la tasa de datos en uplinkde LTE.

✔ Videoconferencia .-El usuario tiene la posibilidad de realizar unacomunicación simultánea bidireccional de audio y video, gracias a labaja latencia que ofrece LTE.

✔ Sincronización con otros dispositivos .-Los usuarios LTE seráncapaces de mantener todos sus dispositivos continuamentesincronizados, por ejemplo, si se toma una fotografía con un dispositivoLTE automáticamente se sincroniza y envía una copia a su computadorade casa.

✔ Web en tiempo real .-Debido a las altas tasas de transmisión, elusuario puede navegar vía Web en tiempo real.

✔ Juegos en línea en tiempo real .-Gracias a la baja latencia de LTEserá posible realizarlos en cualquier lugar.

✔ Aplicaciones P2P .-Intercambio de archivos a bajo costo.

La figura 44 muestra las diferentes aplicaciones que LTE ofrecerá a una mayorvelocidad dando al usuario la capacidad de acceder a servicios eficientes.

Figura 44 Servicios que LTE ofrecerá a una mayor velocidad96



1.1.1 TERMINALES.La industria de las telecomunicaciones, donde forman parte de ella,

operadores, fabricantes y distribuidores, debe atravesar un proceso decambios para lograr el despliegue hacia LTE, y además tiene que lanzar almercado una amplia oferta de nuevos dispositivos que soporten esta

tecnología.

Al momento ya se comienza a divisar los primeros despliegues de LTE ypor lo tanto, es necesario que los dispositivos terminales acompañen esteavance. Según un informe de la Asociación de Proveedores Globales Móviles(Global mobile Suppliers Association, GSA), existen 98 dispositivos y módulosequipados con LTE. Respecto a los nuevos dispositivos más desarrollados, seencuentran: enrutadores, módems USB, teléfonos, tabletas y portátiles. [31]

Actualmente, ya existen en el mercado algunos terminales a la venta,entre ellos tenemos: los teléfonos HTC ThunderBolt comercializado por Verizon

y Samsung Craft comercializado por MetroPCS, la tableta BlackBerry PlayBookdisponible en Estados Unidos y Canadá y el módem Huawei E398 disponible enSuecia. La comercialización de estos dispositivos es limitada, en AméricaLatina, ninguna de estas terminales esta a la venta. Uno de los inconvenientesen la adquisición de estos equipos, es el alto costo.

En la Figura 44 y 45 se presentan algunos de los dispositivos disponibles en elmercado y como va evolucionando la capacidad conforme la tecnologia.



Figura 45 Dispositivos que soportan LTE



Figura 46 Evoluciones de dispositivos, tecnologías y aplicaciones queimpulsan la explosión de LTE

1.2 MERCADO DE LA TELEFONÍA CELULAR EN EL ECUADOR

El sector de la telefonía móvil en el Ecuador es fundamental para elcrecimiento del país y según Roberto Aspiazu, director ejecutivo de Empresasde Telecomunicaciones, la telefonía móvil representa entre un 5% y 6% delproducto interno bruto (PIB).

AÑOS

TOTALLÍNEASACTIVASCONECEL

S.A.

TOTALLÍNEASACTIVASOTECEL

S.A.

TOTALLÍNEASACTIVAS

TELECSA

TOTALLÍNEASACTIVASNACIONAL

POBLACIÓN

NACIONAL*

DENSIDADNACIONAL LÍNEAS

ACTIVAS

Año2008

8,156,359 3,211,922

323,967 11,692,248

13,805,095

85%

ene-09 8,287,484 3,173,204

330,269 11,790,957

13,821,681

85%

feb-09 8,388,534 3,176,502

334,341 11,899,377

13,838,287

86%

mar-09 8,463,534 3,257,699 334,341 12,055,574 13,854,913 87%

abr-09 8,541,054 3,262,702

331,256 12,135,012

13,871,559

87%

may-09 8,631,581 3,307,629

335,725 12,274,935

13,888,225

88%

jun-09 8,692,970 3,329,956

347,752 12,370,678

13,904,911

89%

jul-09 8,757,321 3,385,733

353,557 12,496,611

13,921,617

90%

ago-09 8,815,709 3,466,213

356,327 12,638,249

13,938,343

91%

sep-09 8,889,565 3,532,685

356,327 12,778,577

13,955,090

92%



oct-09 8,979,559 3,594,896

356,327 12,930,782

13,971,856

93%

nov-09 9,085,049 3,645,994

356,9 13,087,943

13,988,642

94%

dic-09 9,291,268 3,806,432

356,9 13,454,600

14,005,449

96%

ene-10 9,413,020 3,868,567

356,9 13,638,487

14,021,963

97%

feb-10 9,514,599 3,904,390

353,181 13,772,170

14,038,497

98%

mar-10 9,628,485 3,935,607

357,344 13,921,436

14,055,051

99%

abr-10 9,719,643 3,984,045

355,675 14,059,363

14,071,624

100%

may-10 9,814,475 4,039,162

355,675 14,209,312

14,088,216

101%

Ago-10 10,100,770

4,108,651

339,718 14,549,139

14,138,111

103%

Nov-10 10,349,269

4,221,593

320,319 14,891,181

14,188,182

105%

Tabla 4 Estadísticas de Telefonía Móvilhttp://3gamericas.org/documents/2007_Rysavy_091007.pdf

1.3 ESTADO DEL SERVICIO CELULAR ECUATORIANO

Los servicios de telefonía celular en el Ecuador son brindados por tresoperadoras, en un mercado que en los últimos años ha demostrado uncrecimiento importante y por tanto es fundamental que se analice laapreciación de ellos frente a varios servicios. A continuación se detallarán losresultados que permitirán tener un panorama general de aspectos como lacalidad de los servicios además creará la visión para implantar nuevastecnologías.

1.4 MERCADO DE BANDA ANCHA ECUATORIANO

Los servicios de banda ancha presentan un crecimiento importante entoda la región de Latinoamérica siendo la que registró el más alto crecimiento



mundial en el cuarto trimestre del 2008. Presentó una tasa de crecimientosecuencial trimestral de 7.55% es decir 26 millones de suscriptores de bandaancha .

El mercado de banda ancha esta siendo explotado principalmente porempresas con tecnologías alámbricas como ADSL y Cable Módem, más aun

cuando se observa publicidad por parte del CNT114 para acceder al servicio deInternet denominado Fast Boy y el ingreso de la empresa TELMEX conpaquetes 3 y 2 Play; por lo tanto las operadoras de telefonía celular debenimplementar nuevas tecnologías a bajos costos y posicionarse en el mercado.

Claro también realiza una campaña para ofertar servicios 3.5 G con lassiguientes características: excepcional claridad de voz, comunicación conmejores niveles de seguridad, alta velocidad de transmisión de datos yroaming internacional automático.

Se debe tomar en cuenta que, de acuerdo a la página web de Porta, lacobertura3.5 G en Quito se encuentra disponible en Conocoto Cumbayá, San Antonio dePichincha, Sangolquí y Tumbaco115 .

Por su parte el FODETEL incrementará los proyectos de acceso aconectividad, se espera para el 2012 que el 100% de establecimientoseducativos fiscales urbanos y el 55% de los rurales cuenten con servicio deInternet. En ese lapso, las prestaciones de la telefonía fija crecerán del 13,3 al19% y de la telefonía móvil del 73 al 90%, a nivel nacional116 .

1.5 PROYECCIÓN COMERCIAL DE LTE

1.5.1 PROYECCIÓN MOTOROLAEl primer lanzamiento comercial de las soluciones LTE de Motorola se

considera que se comercializarán a finales del 2009, lo que incluirá productospara espectros en las bandas de 700MHz y 2.6GHZ para permitir a losoperadores extender la cobertura y la capacidad de sus redes en sus esfuerzospor satisfacer la creciente demanda de servicios de banda ancha móvil.

Motorola está asociado con diversos operadores en América del Norte,Europa y la Región de Asia para el desarrollo de pruebas de campo de latecnología LTE. Desde el punto de vista de los dispositivos, la incorporaciónmasiva de LTE a los mismos no se producirá hasta 2011 y lo primero que se

podrá ver, según el estudio de ABI es dispositivos USB con LTE que podránconectarse a notebooks para pasar después a telefonía móvil y otros equipos.

Otra de las predicciones de ABI Research, anunciada a mediados deenero del 2009, es que para 2013 habrá 32 millones de usuarios LTE en todo elmundo.

Corporación Nacional de Telecomunicaciones.www.porta.net/162,5359.php 116

http://www.conatel.gob.ec/site_conatel/





1.5.2 PROYECCIÓN NOKIA

Figura 47 Tendencia industrial de LTE

Este fabricante ha manifestado su interés en la tecnología LTE, y seproyecta que para el año 2010 se comercializará teléfonos móviles con estatecnología la que se la considera como una mejor opción respecto a WiMax.

http://www.buzzmovil.es/nokia-planea-lanzar-dispositivos-lte-en-2010/

En el Mobile World Congress 2011 celebrado en España Barcelona(España) Nokia Siemens Networks realizó exposiciones de la futura bandaancha que ofrecerá LTE conjuntamente con el fabricante de terminalesQualcomm, esta interoperabilidad hace que el despliegue comercial se realicelo más pronto posible.

Matthias Reiss, Director de LTE Radio de Nokia Siemens Networkscomenta que “La interoperabilidad entre la infraestructura y los terminales esun elemento fundamental de toda tecnología, especialmente en el caso detecnología nueva como LTE. A medida que se acerquen las implementaciones

comerciales, Nokia Siemens Networks llevará a cabo campañas deinteroperabilidad con todas las plataformas de terminales que se lancen enproductos comerciales. Creemos que la temprana cooperación con losfabricantes de plataformas como Qualcomm nos ayudará a ofrecer unasolución más estable, integral y de mayor calidad a nuestros clientes, y ahacerlo con más rapidez





1.5.3 PROYECCIÓN NORTEL – LGLas demostraciones del funcionamiento de LTE han sido todo un éxito en

diferentes servicios en lo que respecta a mejorar la calidad de se4rvicio en: elacceso web, acceso a video, llamadas VoIP.La red que se la utilizó como demostración tuvo varios emplazamientos ymúltiples áreas de cobertura en base al eNodeB todo esto basado en elestándar 3GPP Release 8.

Estos son logros para acelerar la comercialización de LTE; se considera,según estas compañías, que la homologación y la adquisición de estatecnología se la realizarán el año 2010.118 www.nokiasiemensnetworks.com.

1.5.4 PROYECCIÓN TELIASONERA

La primera red comercial de LTE fue puesta en funcionamiento el 14 dediciembre del 2009, por la compañía Sueco-Finlandesa Telia Sonera, con lamarca NetCom, en dos capitales escandinavas Estocolmo y Oslo, a pesar quesu cobertura se limita a los centros de estas dos ciudades se considera quetendrá una capacidad para 450.000 potenciales usuarios.

TELIA SONERA se adelanta a los despliegues de su competencia, NTTDoCoMo y Verizon Wireless, con sus anunciados lanzamientos en 2009 e iniciosdel 2010 respectivamente.

La primera red comercial LTE funciona en base a modems fabricados porSamsung (Dongle GT-B3710), figura 3.22, infraestructura de red de Huawei, enOslo y Ericsson, en Estocolmo, a una frecuencia de 2,6 GHz.Uno de los problemas que se presentan en el despliegue, es la compatibilidadde los módems con tecnologías 3G.

En el 2010, Telia Sonera, continuará con la expansión de la red en otrasciudades de Suecia y Noruega, además de la implementación de una red LTEen Finlandia para lo cual ya adquirió la licencia de la banda 2,6 GHz.



Figura 48 Modem LTE dongle GT-B3710 de Samsunghttp://www.samsunghub.com/2009/12/14/samsung-gt-b3710-lte-usb-dongle-now-available/

Las compañías de varios países también muestran su interés porimplementar redes LTE, tal como lo muestra el anexo H; 130 operadoras devarios países a nivel mundial, mediante publicaciones muestran su compromiso

con las redes LTE, estos compromisos van desde ensayos, despliegues,migración, etc .

Se estima que LTE tendrá un crecimiento importante al ofrecercomercialmente su red, debido a todas las ventajas y servicios que ofrece apesar de tener a Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access),como su más fuerte competencia.

El mercado mundial de las comunicaciones móviles están marcadas pordos rumbos: el acceso al Internet y el aumento de redes inalámbricas por loque se presentan una amplia gama de servicios de telefonía móvil, razón por lacual es importante conocer el estado del mercado de telefonía móvil

ecuatoriano para realizar las correspondientes inversiones en tecnología.

Al mercado ecuatoriano se lo considera como uno de los másimportantes de la región, lo que demanda la mejora de varios servicios yaexistentes y la demanda de otros, es por esa razón que las operadoras, deacuerdo a lo que se manifiesto en las últimas concesiones de telefonía celular,deben realizar inversiones en infraestructura para dar cabida a nuevastecnologías como LTE; solo así podrán presentar al usuario nuevos servicios debanda ancha como la videoconferencia, juegos on line, etc.

Las operadoras tienen en sus manos el reto de no quedarse fuera delavance mundial en cuanto a implementación de nuevas tecnologías, es así que

Telia Sonera es pionera en implementar LTE a nivel mundial haciendo que lospaíses nórdicos cuenten ya con este tipo de red.

Muchos son los avances que se están dando en esta tecnología y muchoes lo que se confía que LTE llegue a ser, una verdadera tecnología 4G.

Las soluciones que varios fabricantes dan para implementar LTE sonmuy importantes y presentan al operador alternativas en infraestructura paramigrar hacia redes de cuarta generación. Entre estas empresas se encuentranMotorota y Nokia que ofertan productos que operan con varias tecnologíaspermitiendo un viable acceso a nuevas tecnologías.

A pesar de las ventajas que brindan los operadores; y considerando laopinión de varios analistas de Telesemana.com y la empresa de planeación yoptimización de redes celulares Aircom International, implementar una red LTEaun no es conveniente, debido a que es mejor implementar redes HSPA+ yaque los costos se difieren mucho al implementar LTE y HSPA+. Por ejemplo siun operador del Reino Unido quisiera implementar una red LTE, el costo seríaunos 750 millones de dólares, según estimaciones de Aircom. A su vez, lamisma implementación con HSPA+ sería de 250 millones de dólares en unperiodo de 12 meses de implementación este estimado no parece incluir el



precio adicional del espectro para LTE, estamos esperando confirmación porparte de Aircom.

La misma situación para un operador de Estados Unidos durante los 12primeros meses de implementación supondría un ahorro en el CAPEX entre LTEy HSPA+ de 1.190 millones de dólares a favor de la segunda tecnología.

Por lo que la inversión en una red HSPA+ es la solución más viable y eloperador puede recuperar la inversión en tres años, plazo en el cual se podríapensar en implementar LTE.



CAPITULO 3

1 FACTIBILIDAD LEGAL PARA LA IMPLEMENTACIÓN DELTE EN EL ECUADOR

Para que una tecnología sea implementada en el Ecuador, además detomar en cuenta aspectos tecnológicos, se debe considerar los aspectosregulatorios como la licitación de bandas en las que LTE puede serimplementada.

El 13 de agosto de 2009, el Presidente de la República, Economista

Rafael Correa Delgado, mediante Decreto Ejecutivo Nº 8, creó el Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información; se lo creó paracoordinar acciones de apoyo y asesoría para garantizar el acceso igualitario alos servicios que tienen que ver con el área de telecomunicación, para de estaforma asegurar el avance hacia la Sociedad de la Información y así el buenvivir de la población ecuatoriana.

Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Informacióntiene como misión “Ser el órgano rector del desarrollo de las Tecnologías de laInformación y Comunicación en el Ecuador, que emite políticas, planesgenerales y realiza el seguimiento y evaluación de su implementación,coordinando acciones de asesoría y apoyo para garantizar el acceso igualitario

a los servicios y promover su uso efectivo, eficiente y eficaz, que asegure eldesarrollo armónico de la sociedad de la información para el buen vivir de todala población.”123Entre sus objetivos están:✔ Establecer y coordinar la política del sector de las telecomunicaciones,

orientada a satisfacer las necesidades de toda la población;✔ Desarrollar los planes de manera concertada con la Agencia de Regulación

y Control de las Telecomunicaciones y con la ciudadanía;✔ Garantizar la masificación de las Tecnologías de la Información y

Comunicación en la población del Ecuador, incrementando y mejorando laInfraestructura de Telecomunicaciones;

✔ Apoyar y facilitar la gestión de la Agencia de Regulación y Control de las

Telecomunicaciones para el cumplimiento del Plan Nacional de Desarrollo;✔ Funcionar como enlace entre la gestión del sector y las decisiones

presidenciales;✔ Diseñar y ejecutar programas y proyectos específicos de corto y mediano

plazo, que respondan a las políticas de desarrollo del sector;✔ Liderar los procesos de diseño, creación, implantación, desarrollo y

actualización de un Sistema de Información de las Telecomunicaciones;✔ Realizar investigaciones aplicadas, informes y estudios específicos del

sector de las telecomunicaciones y de las condiciones socio-económicas



que determinan su desarrollo, que permitan el diseño, la formulación,implementación y evaluación de las políticas sectoriales y el desarrolloinstitucional;

✔ Identificar, coordinar y obtener recursos de cooperación, nacionales ointernacionales, alineándolos con las políticas de desarrollo de lastelecomunicaciones; y,

✔ Realizar el monitoreo, seguimiento y evaluación a las políticas, planes,programas y proyectos del sector de las telecomunicaciones.

http://www.mintel.gov.ec/mision.html



En el registro oficial N.º 010 del lunes 24 de agosto de 2009, se publicael decreto de la creación del Ministerio de telecomunicaciones y de la Sociedadde la Información, además se decreta la fusión del Consejo Nacional de Radio y

Televisión -CONARTEL-al Consejo Nacional de Telecomunicaciones-CONATEL.

Las competencias, atribuciones, funciones, representaciones y

delegaciones constantes en leyes, reglamentos y demás instrumentosnormativos y atribuidas al CONARTEL serán desarrolladas, cumplidas yejercidas por el CONATEL, en los mismos términos constantes en la Ley deRadiodifusión y Televisión y demás normas secundarias.124

1.1 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DEL SECTOR DETELECOMUNICACIONES

1.1.1 El Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la

Información (MINTEL)

El Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información(MINTEL) tiene la misión de coordinar las acciones de apoyo y asesoría paragarantizar la conectividad y el acceso igualitario a los servicios detelecomunicaciones/TIC con el objetivo de avanzar a la consolidación de laSociedad de la Información y el Buen Vivir de la población ecuatoriana.Esta cartera de Estado, se encarga de apoyar el proceso de mejoramiento delos servicios que prestan los diferentes actores del sector detelecomunicaciones, coordina las acciones a través de políticas y proyectos delEstado tendientes a promocionar la Sociedad de la Información y delConocimiento y las TIC. Ejerce la representación del Estado ante los

Organismos Internacionales de Telecomunicaciones.

1.1.2 El Consejo Nacional de Telecomunicaciones (CONATEL)

El Consejo Nacional de Telecomunicaciones (CONATEL) es el organismoencargado de hacer cumplir las políticas de Estado; entregar concesiones ypermisos para la prestación de servicios de telecomunicaciones y utilizacióndel espectro radioeléctrico; y, emitir las normas técnicas para la operación yprestación de los servicios de telecomunicaciones por parte de las empresaspúblicas y privadas. Lo preside el titular del MINTEL.

1.1.3 La Secretaría Nacional de Telecomunicaciones (SENATEL)

La Secretaría Nacional de Telecomunicaciones (SENATEL) es elorganismo encargado de la ejecución de la política de telecomunicaciones en elpaís. Entre sus principales funciones están: Cumplir y hacer cumplir lasResoluciones del CONATEL; ejercer la gestión y administración del espectroradioeléctrico; elaborar el Plan Nacional de Desarrollo de las

Telecomunicaciones; elaborar el Plan de Frecuencias y de uso del espectro



Regulación y ControlInstitucionesAdscritas y

Relacionadas.

CONATEL

CN T

MINTEL

SENATEL

TELECSAEL

TELEGRAFOSUPERTE

LCORREOS DEL

ECUADORRTV

ECUADORFODETE

L

radioeléctrico; elaborar las normas de regulación y control de equipos yservicios de telecomunicaciones; elaborar los Planes Técnicos Fundamentalespara la operación de los servicios; conocer los pliegos tarifarios de los serviciosde telecomunicaciones abiertos a la correspondencia pública propuestos porlos operadores; suscribir los contratos de concesión para la explotación deservicios de telecomunicaciones; suscribir los contratos de autorización y/o

concesión para el uso del espectro radioeléctrico; y, El sector de las Telecomunicaciones ECUADOR 4 otorgar la autorización necesaria para lainterconexión de las redes. Su titular es nombrado por el Ejecutivo.

1.1.4 La Superintendencia Nacional de Telecomunicaciones(SUPERTEL)

La Superintendencia Nacional de Telecomunicaciones (SUPERTEL) es elorganismo de control. Entre sus funciones están: el control y monitoreo delespectro radioeléctrico; el control de los operadores que exploten servicios detelecomunicaciones; supervisar el cumplimiento de los contratos de concesiónpara la explotación de los servicios de telecomunicaciones; supervisar elcumplimiento de las normas de homologación y regulación; controlar laaplicación de los pliegos tarifarios aprobados; controlar que el mercado de lastelecomunicaciones se desarrolle en un marco de libre competencia, con lasexcepciones señaladas en esta Ley; y, juzgar a las empresas que incurran enlas infracciones señaladas en la Ley y aplicar las sanciones en los casos quecorrespondan. Su titular es nombrado por la función legislativa o AsambleaNacional.

1.1.5 Fondo de Desarrollo de las Telecomunicaciones (FODETEL)

La administración del Fondo para el Desarrollo de Telecomunicacionesen Áreas Rurales y Urbano Marginales (FODETEL) es responsabilidad delMINTEL. El Fondo cuenta con recursos que se destinan exclusivamente afinanciar los proyectos que formen parte del servicio universal. Para elfinanciamiento de este Fondo, todos los prestadores de servicios detelecomunicaciones con título habilitante aportan una contribución anual del



Figura 49 Estructura Organizacional Sector de lasTelecomunicaciones.

http:// w w w.cona te l.g o v.ec/site_conatel/index.php

1.2 CONCESIONESLa concesión es la delegación del Estado para la instalación, prestación y

explotación de los servicios finales y portadores de telecomunicaciones y la

asignación de uso de frecuencias del espectro radioeléctrico correspondiente,mediante la suscripción de un contrato autorizado por el CONATEL y celebradopor la Secretaría Nacional de Telecomunicaciones, con una persona natural o

jurídica domiciliada en el Ecuador y que tenga capacidad legal, técnica yfinanciera131

130 Ley especial de Telecomunicaciones reformada.

.

Concesión se entiende al Contrato mediante el cual se otorga a unapersona natural o jurídica el derecho a explotar servicios de

Telecomunicaciones132 .

El proceso de adjudicación de cierto grupo de frecuencias se lo realizamediante el proceso de subastas públicas, con una duración de la concesión de15 años, con lo que se le otorga al operador el título habilitante para el uso delespectro radioeléctrico.

Existen tres operadoras de telefonía celular en el Ecuador CONECEL S.A.(CLARO), OTECEL S.A (MOVISTAR), TELECSA S.A. (ALEGRO PCS), los cuales paraofrecer servicios móviles avanzados deben tener su respectiva concesión.

1.2.1 CONCESIÓN CONECEL S.A.CONECEL S.A. inicio su nuevo proceso de concesión el 26 de Agosto del 2008.La concesión se la valoró en 480 millones de dólares, de los cuales a la firmadel contrato se realizó el pago inicial de 289 millones. Esta cifra se calculó enfunción de un Modelo Matemático, que toma en cuenta alrededor de 40distintas variables para modelar el negocio y determinar el antes mencionadovalor referencial de la concesión, y que incluía el pago inicial de 289 millones

http://www.conatel.gov.ec/site_conatel/index.php





así como el pago del 2.93% de los ingresos facturados y percibidos durante los15 años de concesión.

En esta concesión se acordó la entrega de 35 MHz del espectro, 25 MHz en labanda de los 850 MHz y 10 MHz en la banda de 1900 MHz, además de un

régimen sancionatorio disuasivo que permitirá garantizar la calidad de losservicios así como obligaciones respecto a los derechos de los usuarios y unplan mínimo de expansión en los ejes viales de todo el territorio ecuatorianoque obligan al operador a ampliar su cobertura en 650Km133 .

Con la resolución 455 del Consejo Nacional de Telecomunicaciones, CONATEL,tomada en la sesión del 14 de agosto del 2008, sus Miembros aprobaron elcontenido definitivo del contrato de concesión entre el Estado Ecuatoriano y laOperadora Móvil CONECEL S.A.134 .

Cabe señalar que contempla también en esta concesión protección hacia el

abonado representado en los servicios, su calidad, tarifas y cobertura.Representa para LTE una puerta abierta a su implementación debido a queexiste apertura para el establecimiento de nuevas tecnologías y susrespectivos servicios, además del uso de dispositivos convergentes.

1.2.2 CONCESIÓN OTECEL S.A.Por su parte OTECEL S.A. negocio su concesión por un monto aproximado de206 millones de dólares con ventajas hacia el usuario, pues se establece untecho tarifario de 0.22 centavos de dólar (sin incluir interconexión) además deofrecer servicios de calidad al igual que se lo estableció con CONECEL S.A.

La concesión estará vigente hasta el año 2023, y comprende el uso de 25 MHzen la banda de 850 MHz y 10 MHz en la banda de 1900 MHz.

El contrato también contempla la obligatoriedad de la portabilidad numérica.

Cabe señalar que los contratos aportan a la ejecución de proyectos sociales detelecomunicaciones mediante el 1 % de la facturación anual al fondo dedesarrollo de las telecomunicaciones, lo que garantiza la inclusión de mayorpoblación en los servicios de telecomunicaciones.

El valor de la concesión será cancelada con un pago inicial de 60 millones, y un

pago adicional de 30 millones a ser pagados en el plazo en el lapso de un año ypagos indexados a los ingresos anuales de la operadora durante los 15 años.

OTECEL S.A. está en la obligación de cumplir con un mínimo de inversión entecnología mejorando y creando nuevos servicios de telecomunicaciones.



1.2.3 CONCESIÓN TELECSA S.A. TELECSA recibió su concesión el 3 de abril de 2003, para la prestación delServicio Móvil Avanzado de Telecomunicaciones (SMA), por un lapso de 15años y entró a operar en diciembre del mismo año, creada por las empresas detelefonía fija del estado ecuatoriano ANDINATEL Y PACIFICTEL.

La concesión comprende el uso de las frecuencias esenciales en la banda C-C`además de 10 MHz en la banda F-F`.

La concesión otorgada deberá por tanto ser revisada al culminar los 15 años devigencia del contrato de concesión.

1.3 LTE EN EL ESPECTRO RADIOELÉCTRICOEl espectro radio eléctrico de acuerdo a la Ley Especial de Telecomunicacioneses un recurso natural propiedad exclusiva del Estado y como tal constituye unbien de dominio público, inalienable e imprescriptible cuya, gestión,

administración y control corresponde al Estado135 .Lo fundamental en este aspecto es encontrar espectro para el despliegue deLTE, los últimos contratos firmados entre el Estado Ecuatoriano y losoperadores OTECEL S.A. y CONECEL S.A. muestran el apoyo frente a lasinnovaciones que se puedan dar a nuevas tecnologías.

135 Articulo 2 Ley Especial de Telecomunicaciones.

El reto más importante al que se enfrenta LTE es justamente el aspectoregulatorio, así lo muestra la figura 4.2 que publica el grupo Telesemana enuna encuesta realizada en Marzo del 2010.

LTE tiene como ventaja que puede ser implementada en varias frecuencias,pero es importante señalar que se deben tener en cuenta aspectos como:terminales de usuario, elementos de red, disponibilidad de espectro, etc.

De acuerdo a varios gestores de la implementación de LTE se menciona queexisten dos bandas para implementar LTE esto es: 2.5 GHz (propuesta por elmercado europeo) y 700 MHz (operadores de Estados Unidos). El problema quepresenta la segunda banda es que se debería migrar hacia la televisión digitalpara liberar esa banda.

Varias pruebas de LTE, como las de Motorota, se las han realizado en labanda de 700MHz y 2.6 GHz, bajo este escenario en el Ecuador, una de lasopciones para la implementación está en que se deberían modificar esasbandas para dar apertura a una licitación y un posterior establecimiento de latecnología LTE en dichas frecuencias.

Otra de las opciones y la más acertada, es la migración de las redescelulares hacia LTE en las bandas ya adjudicadas, como la de 850 y 1900 MHz.



Cabe señalar que las bandas de frecuencias mas bajas ofrecen una mejorcobertura y mejor propagación; Motorola con su eNode B flexible permitirá alos operadores desplegar tecnologíaLTE en varias frecuencias, con la modificación de ciertos elementos de radio, loque permitirá soportar muchas bandas de espectro.

A continuación se presentan las bandas designadas por 3GPP para eldespliegue de LTE.

Nombre3GPP Espectrototal

Uplink [MHz]

Downlink [MHz]

2100 2 x 60 MHz 1920-1980 2110-21701900 2 x 60 MHz 1850-1910 1930-19901800 2 x 75 MHz 1710-1785 1805-1880

1700/2100 2 x 45 MHz 1710-1755 2110-2155850 2 x 25 MHZ 824-849 869-894800 2 x 10 MHz 830-840 875-885

2600 2 x 70 MHz 2500-2570 2620-2690900 2 x 35 MHz 880-915 925-9601700 2 x 35 MHZ 1750-1785 1845-1880

Tabla 5 Bandas designadas por 3GPP para el despliegue de LTE

Para llegar a implementar LTE se debería realizar la liberación y licitaciónde cualquiera de las bandas de frecuencias además de considerar la banda defrecuencia en la que funcionarían los terminales. Dichas frecuencias semuestran en la figura 4.3.



Pero en la WRC-07 (World Radiocommunication Conference), sedeterminó otra banda que puede ofrecer mejoras en la cobertura como lo es labanda de los 700 MHz (698-806)

La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) (WRC ‘07) presentóla decisión de utilizar la banda de 700 MHz (698-862 MHz) para el despliegue

de LTE.Pero en el Ecuador lo mas factible es implementar LTE en la banda de 2.5 GHzdebido a que la banda de 700 MHz se encuentra actualmente usada porservicios de radiodifusión tal como lo muestra la figura 4.3.

Figura 4.3. Uso de bandas de frecuencia desde 600 MHz hasta 800MHZ138 .

Todas las inversiones que los operadores realicen en tecnología,dependen de las bandas de frecuencias disponibles, es aquí en donde los entesreguladores juegan un papel importante para el acceso a nuevas tecnologías.138http://www.conatel.gov.ec/site_conatel/index.php?option=com_content&view=article&id=152:espectro&catid=39:frecuencias&Itemid=164



Para la implementación de tecnologías como LTE se deben licitar bandasde espectro a las operadoras de telefonía celular y no colocarles los llamados“topes de espectro” que hacen que los beneficiados de la licitación de bandasno sean precisamente las operadoras sino empresas que compiten con latelefonía celular; por ejemplo Chile licitó la banda de los 700MHz/2100MHz y elente regulador coloco un tope de espectro a los operadores con lo que ellos

quedaron fuera en una posible adjudicación de estas bandas y mas bien elbeneficiado fue NEXTEL, CRT (operador de TV cable), otro ejemplo es Méxicocon la misma situación de topes de espectro en la licitación de las bandas1900MHz, 1,7 GHz y 2,1 GHz.

Uno de los retos del ente regulador ecuatoriano es licitar las bandas quese necesitan para implementar LTE; si bien las bandas de 700 MHZ y 2.5 GHzestán siendo usadas se podrían realizar cambios para dar apertura a laliberación de estas bandas así por ejemplo con la migración de la televisiónanalógica a la digital se pueden liberar la banda de 2,1 GHz y así ofertarla a losoperadores para implementar LTE, si bien es bueno dar tiempo a que lastecnologías 4G se consoliden no podemos quedar fuera de la evolucióntecnológica que se da a nivel mundial

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

LTE es una gran opción para los operadores al permitir ofrecer a sususuarios una amplia gama de servicios multimedia, más aún considerando quela tendencia presente en la región de Latinoamérica y Ecuador es la tecnologíaGSM/UMTS/HSPA por lo tanto se tiene un gran mercado que trabaja con estatendencia, lo que facilita acceder a una futura migración hacia LTE.Los fabricantes presentan al mercado soluciones tecnologías para unamigración relativamente fácil; en los anexos se muestra estaciones base quesoportan varias gamas de frecuencia además de ser multiestándar lo quepermite tener una reducción considerable en antenas móviles y así un ahorroen la migración hacia LTE.LTE podrá ser implementada en el Ecuador después de varios años debido aque en el 2011 se espera su despliegue comercial masivo en ciertos paísesdesarrollados como Estados Unidos en el que existe un verdadero compromisopor parte de sus proveedores de tecnología celular para ofrecer facilidades yponerla en funcionamiento lo más pronto posible, es así que fabricantes tomancomo una realidad muy próxima la implementación de LTE, dejando de lado enmuchos casos la implementación de Wimax.LTE responde de manera eficiente frente a los requerimientos de nuevosservicios como el intenet móvil, videoconferencia, juegos on line, debido a quepresenta baja latencia, velocidades altas de conexión y eficiencia espectral.Las proyecciones que se realizan de LTE, en la página web 4G Américas,presentan una ambiente favorable, razón por la cual se la puede considerarcomo una buena opción para implementarla en el futuro; una muestra son loscompromisos de varios países y operadoras, en un número de más de 120, quemuestran su interés por implementar LTE.



LTE seguramente heredará muchos usuarios de tecnologías GSM/UMTS/HSPA,lo que le da una ventaja frente a otras tecnologías, ya que la posicionan en unmercado ya existente y fuerte cuyas redes tienen un crecimiento anual de 105millones de usuarios.Desde el punto de vista de mercado es factible para los operadores realizaruna inversión en la tecnología LTE, ya que existe un crecimiento vertiginoso de

usuarios de telefonía móvil, por lo tanto existe un aumento de tráfico, ademásde una expectativa hacia la aparición de nuevos servicios y aplicaciones comovideoconferencia, internet móvil, video llamada, descarga de archivosmultimedia, video llamada, televisión móvil, juegos el línea a un precioasequible. Sin embargo es recomendable migrar a redes HSPA para explotardebidamente las redes predecesoras a LTE.El espectro radioeléctrico definido para LTE descrito en el capítulo 4, en sumayoría se encuentra ocupado por otros sistemas, por lo tanto para utilizarloes necesario se realice una liberación de esas porciones de espectro y seguirun proceso de concesión para la implementación de LTE en beneficio delusuario que podrá acceder a nuevos servicios.Los últimos contratos de concesión por parte de las operadoras Movistar yPorta ofrecen facilidades para que los usuarios puedan disfrutar de nuevos ynovedosos servicios como video-llamada; además existe el compromiso de lasoperadoras de realizar inversiones lo que permitirá mejora servicios a través dela implementación de nuevas tecnologías.Antes de implementar LTE es importante explotar debidamente las redesactuales para recuperar las inversiones ya realizadas, además se debe tener encuenta que existen redes intermedias como HSPA las cuales son menoscostosas que LTE, razón por la cual el operador debe considerar una evoluciónpaulatina y así aprovechar los beneficios de redes predecesoras.5.2 RECOMENDACIONESSe recomienda a los entes reguladores dar apertura a la licitación de variasbandas de frecuencia mostradas en este proyecto de titulación, para laimplementación de LTE en el Ecuador, lo que implica implementar planes demigración de tecnologías que se encuentran actualmente brindando serviciosen estas bandas de frecuencias aprovechando aspectos como la migración detelevisión analógica a televisión digital.Los operadores de telefonía celular deben ser protagonistas en el incrementodel acceso a Internet, presentando planes con tarifas asequibles y servicios concalidad para apoyar al crecimiento de suscriptores de Internet a nivel nacional.Se recomienda que las operadoras de telefonía celular realicen inversionestecnológicas, lo que consta en los nuevos contratos de concesión, para brindarmejor cobertura del las redes de tercera generación así como también de las3.5 para crear brindar a un mayor sector de la población nuevos servicios paraluego pensar en una evolución hacia tecnologías como LTE.Se recomienda que en próximos proyectos de titulación se realice unacomparación de LTE con su principal competidora, Wimax, debido a queexisten similitudes y diferencias en aspectos como lo político, tecnológico y decostos.Se recomienda a todos los actores del sector de las telecomunicaciones comocentros de educación, entidades regulatorias, etc, capacitarse en el avance delas tecnologías inalámbricas hacia la cuarta generación como LTE que seproyecta como la gran tecnología del futuro



En función de los resultados obtenidos en las encuestas acerca de estado de latelefonía celular en el Ecuador, se recomienda a las operadoras mejorar losservicios ya existentes e implementar nuevos servicios con tarifas reducidas.para lograr que exista una mayor penetración de la telefonía celular y mayorsatisfacción a nivel de usuarios.



La evolución tecnológica, la globalización, la integración de la sociedad y lastecnologíasde información y comunicación, entre otros factores, obliga a que lastelecomunicacionesen el Ecuador estén a la par con su evolución, mejorando la calidad de vida de

loshabitantes y así garantizar un desarrollo de la sociedad.La aplicación de nuevas tecnologías ayudaría a optimizar el uso de lainfraestructura,orientándola hacia la convergencia de servicios, a la implementación denuevas redes yhacia la inversión en sectores menos atendidos.En el presente documento, se realiza un análisis sistemático de la tecnologíaLong TermEvolution como el siguiente paso hacia las redes de Cuarta Generación. Sepresenta endetalle su arquitectura, características, protocolos y otros aspectosfundamentales, con elfin de dar al lector un entendimiento más amplio sobre esta tecnología.Además se analizadiferentes aspectos a tomar en cuenta para su posible implementación en elpaís, aspectoseconómicos, sociales, tecnológicos y regulatorios.

1G Primera Generación2G Segunda Generación3G Tercera Generación3GPP Third Generation Partnership Project 3GPP2 Third Generation Partnership Project 24G Cuarta GeneraciónAAA Authentication, Authorization and AccountingACK AcknowledgmentsAM Acknowledged ModeAMBR Aggregate Maximum Bit RateAMPS Advanced Mobile Phone SystemARIB Association of Radio Industries and BusinessesARP Allocation and Retention Priority ARQ Automatic Repeat RequestASME Additional Access Security Management Entity ATIS Alliance for Telecommunications Industry SolutionsAuC Authentication Center BCCH Broadcast Control ChannelBCH Broadcast ChannelBWA Broadband Wireless AccessCCCH Common Control ChannelCCSA China Communications Standards AssociationCS Circuit SwitchingCSFB Circuit Switched Fall-Back DCCH Dedicated Control Channel



DL-SCH Downlink Shared ChannelDOCSIS Data Over Cable Service Interface SpecificationDTCH Dedicated Traffic ChannelDwPTS Downlink Pilot Time Slot EDGE Enhanced Data rates for GSM of Evolution EMM EPS Mobility Management

eNB Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network BaseStationsEPC Evolved Packet CoreePDG evolved Packet Data Gateway EPS Evolved Packet SystemESM EPS Session Management ETSI European Telecommunications Standards InstituteE-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio AccessE-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network EV-DO Evolution Data OptimizedFDD Frequency Division DuplexingFD-LTE Frecuency-Division LTEFEC Forward Error CorrectionGBR Guaranteed Bit RateGGSN Gateway GPRS Support NodeGMSC Gateway Mobile Switching Center GP Guard PeriodGPRS General Packet Radio ServiceGSA Global mobile Suppliers AssociationGSM Global System for Mobile CommunicationsGTP GPRS Tunnelling ProtocolGTP-U GTP - User PlaneGTPv2-C GTP version 2 - Control planeHARQ Hybrid ARQHD High DefinitionHLR Home Location Register HRPD High Rate Packet DataHSDPA High Speed Downlink Packet AccessHSPA High Speed Packet AccessHSPA+ HSPA EvolutionHSS Home Subscriber Server HSUPA High Speed Uplink Packet AccessIEEE Institute of Electrical and Electronics EngineersIETF Internet Engineering Task ForceIMS IP Multimedia SubsystemIMT-2000 International Mobile Telecommunications - 2000IMT-Advanced International Mobile Telecommunications - AdvancedIP Internet ProtocolIR Incremental Redundancy IS-95 Interim Standard-95ITU International Telecommunication UnionLMDS Local Multipoint Distribution SystemsLOS Line of sight LTE Long Term Evolution



LTE-Advanced Long Term Evolution - AdvancedMAC Medium Access ControlMBMS Multimedia Broadcast Multicast ServiceMB-SFN Multicast Broadcast - Single Frequency Network MCCH Multicast Control ChannelMCH Multicast Channel

MIMO Multiple Input Multiple Output MMDS Mutichannel Multipoint Distribution ServiceMME Mobile Management Entity MMTel Multimedia Telephony MSC Mobile Switching Center MTCH Multicast Traffic ChannelMU-MIMO Multi user MIMONACK Negative acknowledgmentsNAS Nonaccess StratumNGN Next Generation NetwowksNLOS Non Line of sight OFDMA Orthogonal Frecuency Division Multiple AccessPBCH Physical Broadcast ChannelPCC Policy and Charging ControlPCCH Paging Control ChannelPCFICH Physical Control Format Indicator ChannelPCH Paging ChannelPCRF Policy and Charging Rules FunctionPDCCH Physical Downlink Control ChannelPDCP Packet Data Convergence ProtocolPDG Packet Data Gateway PDN Packet Data Network PDSCH Physical Downlink Shared ChannelPDU Payload Data Unit P-GW Packet Data Network Gateway PHICH Physical Hybrid ARQ Indicator ChannelPHY PhysicalPLMN Public Land Mobile Network PMCH Physical Multicast ChannelPRACH Physical Random Access ChannelPS Packet SwitchPSTN Public Switched Telephone Network PUCCH Physical Uplink Control ChannelPUSCH Physical Uplink Shared ChannelQCI QoS Class Identifier QoS Quality of ServiceRACH Random Access ChannelRLC Radio Link ControlRNC Radio Network Controller RRC Radio Resource ControlSAE System Architecture EvolutionSC-FDMA Single Carrier Frecuency Division Multiple AccessSCTP Stream Control Transmission ProtocolSFBC Space Frequency Block Coding



SGSN Serving GPRS Support NodeS-GW System Architecture Evolution Gateway SIP Session Initiation ProtocololSMA Service Movil AdvancedSNR Signal to noise ratioSRVCC Single-radio voice call continuity

STMC Servicio de Telefonía Móvil CelularSU-MIMO Single user MIMOTDD Time Division Duplex TD-LTE Time-Division LTETIA Telecommunications Industry AssociationTP Transparent ModeTTA Telecommunications Technology AssociationTTC Telecommunication Technology CommitteeUDP User Datagram ProtocolUE User Equipment UICC Universal Integrated Circuit CardUL-SCH Uplink Shared ChannelUM Unacknowledged ModeUMB Ultra Mobile BroadbandUMTS Universal Mobile Telecommunications SystemUpPTS Uplink Pilot Time Slot USIM Universal Subscriber Identity ModuleUTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network VLR Visitor Location Register VoIMS VoIP Multimedia SubsystemVoIP Voice over IPWCDMA Wide Code Division Multiple AccessWiMAX Worldwide Interoperability for Microwave AccessWMAN Wireless Metropolitan Area Network

LTE Ecuador 2

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