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1 Redes y Servicios Módulo II. Redes multiservicio conmutadas Tema 4. Redes móviles Parte C. Redes 3G y B3G

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Redes y Serviciosy

Módulo II. Redes multiservicio conmutadas

Tema 4. Redes móvilesParte C. Redes 3G y B3G

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Tema 4. Redes móviles 2

Motivación

• Camino evolutivo

2G 2.xG 3G 3.xG 4 G4.G

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Tema 4. Redes móviles 3

Motivación de la estructura

• HSDPA y HSUPA son mejoras de UMTS• Para comprenderlas mejor empezamos por laPara comprenderlas mejor, empezamos por la

versión más sencilla de UMTS…

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Tema 4. Redes móviles 4

Índice

Fundamentos

FundamentosFundamentos

HSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTEHSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTE

ArquitecturaNovedades Novedades

Servicios

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosRequisitos iniciales

• Velocidades de 64 Kbit/s - 2 Mbit/s (en baja movilidad)• Amplia gama de servicios de voz datos y multimediaAmplia gama de servicios de voz, datos y multimedia• Transmisión de datos en Conmutación de Circuitos y de

PaquetesPaquetes• Itinerancia internacional

Soporte para varias conexiones simultaneas• Soporte para varias conexiones simultaneas• Alto nivel de calidad y alto grado de seguridad

d d d f d l• Uso de WCDMA. Mayor capacidad y uso eficiente del espectro que los sistemas anteriores

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosEstructura celular

• No hay reutilización de frecuenciasfrecuencias

• ¿Cómo acceder al medio radio compartido?▫ W-CDMA FDD▫ TD-CDMA TDD▫ ODMA (Opportunity▫ ODMA (Opportunity

Driven Multiple Access)

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosEstructura celular

• Diferentes tipos de células

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosBandas de funcionamiento y BWRFRF

• Anchura de banda de los canales de RF = 5MHz• FDD

QPSK

▫ 1.920 MHz – 1.980 MHz sentido ascendenteBW = 60 MHz

2 110 MH 2 170 MH tid d d t▫ 2.110 MHz – 2.170 MHz sentido descendenteBW = 60 MHz

▫ 12 portadoras FDD12 portadoras FDD• TDD ▫ 1.900 MHz – 1.920 MHz y 2.010 MHz – 2.025 MHz

QPSK

BW = 15+20 MHz = 35 MHz ▫ 7 portadoras TDD▫ Tráfico asimétrico puede configurarse diferente nº de▫ Tráfico asimétrico puede configurarse diferente nº de

intervalos para DL y UL

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosOrganización de las transmisiones

• Tramas de 10ms de duración▫ 15 intervalos de transmisión15 intervalos de transmisión

• Supertramas de 72 tramas• Supertramas de 72 tramas

• 1 intervalo de transmisión = 2 560 chips• 1 intervalo de transmisión = 2.560 chips

Int #1 Int #2 Int #15

Tr #1 Tr #2 Tr #i Tr #72

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosOrganización de las transmisiones

• FDD▫ La estructura de intervalos de tiempo NO separa p p

canales físicos diferentes, como en GSM▫ Los canales físicos pueden transmitirse sobre una

i d d d f ió dmisma portadora, tomando cada uno una fracción de la potencia total

• TDD• TDD ▫ La transmisión se identifica por la frecuencia

portadora, el código CDMA empleado y el intervalo deportadora, el código CDMA empleado y el intervalo de tiempo en que se efectúa

▫ La división de tiempo sí tiene significado de separación de canales

▫ Se hace reparto de los 15 timeslots entre DL y UL

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio. W-CDMA (DS)

• A cada comunicación se le asigna un “código” distinto de forma que el receptor que conoce el códigoreceptor, que conoce el código, puede extraer la información:

• ¿Cómo?▫ Cada bit de la señal de datos se

multiplica por un código (secuencia o “chip”)

▫ La duración del chip (TC) es menor que la del bit de información (Tb)

▫ La señal resulta ensanchadaLa señal resulta ensanchada. BRF = 5MHz 3,84 Mchips/sVentajas:

Má i i t f i- Más inmune a interferencias- Más robusto frente a escuchas…

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio. W-CDMA (DS)

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio

• Requisitos de calidad para el servicio i para cadaconexión k.

▫ Ki : Número total de conexiones para el servicio i▫ S: Servicios considerados

W Chi t 3 84 M h▫ W: Chip rate = 3.84 Mchps.▫ νi ,k : Factor de utilización de la conexión k del servicio i▫ Ri ,k : Régimen binario de la conexión k del servicio ig▫ pi ,k : Potencia de la señal k del servicio i▫ ITotal : Interferencia total del sistema▫ (Eb/No)i k : Valor mínimo de la energía de bit sobre el ruido▫ (Eb/No)i ,k : Valor mínimo de la energía de bit sobre el ruido

necesaria en la conexión k del servicio i

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio

• Y el factor de carga total del UL de la conexión k del servicio i:servicio i:

• Si consideramos todas las conexiones de todos los i iservicios:

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio

• SF: Spreading Factor o Ganancia de ProcesadoW

SF

▫ W: Tasa de chip (3 84 Mchip/s en UMTS)

νRgSF

bP ==

▫ W: Tasa de chip (3,84 Mchip/s en UMTS)▫ ν: Factor de utilización• η: Factor de carga• η: Factor de carga▫ Lo que aporta mi conexión al ruido total

Al final lo que asignamos es la cantidad de interferenciaAl final lo que asignamos es la cantidad de interferencia que un nuevo usuario puede añadir al sistema

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio

• Capacidad / cobertura▫ Influencia del factor de carga▫ Respiración celular▫ Influencia de la tasa binaria

“H d it ” “S ft it ”▫ “Hard capacity”, “Soft capacity”Hard capacity- Capacidad de la celda sin considerar la interferencia de las p

adyacentes.- Limitada por recursos hardware, podría haber bloqueoSoft capacitySoft capacity- No tiene un valor máximo fijo porque está determinada por la

interferencia debido a la reutilización de frecuencia- El nº global de canales disponibles es mayor que el medio porque- El nº global de canales disponibles es mayor que el medio porque

celdas adyacentes comparten parte de la misma interferencia

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio

pT j ≥ pT jU ≈ eb

⎛ ⎜

⎞ ⎟ ⋅

1 ⋅ pn ⋅ lb pT , j ≥ pT , j n0⎝

⎜ ⎠ ⎟

SF 1−ηlb

SFW

η ≡ Factor de carga =

SF = gP =

Rbν = 1 − pn

pn + pi

• ¿Influencia del factor de carga? ▫ Respiración celular¿I fl i d l t bi i ?• ¿Influencia de la tasa binaria?▫ “Soft capacity”

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio

• Respiración celular▫ Cell breathingCell breathing

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosAcceso radio. Capacidad

Sistema 2G Sistema 3G

La capacidad para gestionar tráfico La capacidad para gestionar trafico está fijada en la fase de diseño NO es constante (soft capacity)

Depende del número de canales disponible en la célula

Es un sistema limitado por interferencia:disponible en la célula

Es un sistema limitado por canalinterferencia:la capacidad depende del número de usuarios activos en la célula

Si todos los canales de una célula están ocupados, un nuevo intento de llamada se pierde, porque no se

Puede utilizar recursos de células vecinas

pueden utilizar los recursos de otras células vecinas

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosTraspaso

Sistema 2G Sistema 3G

Traspaso sin continuidad Traspaso con continuidad

Un solo tipo:• Hard handover

Varios tipos:• Hard handover• Soft handoverSoft handover• Softer handover

• Soft handover: ▫ Existe un intervalo de tiempo en el que el móvil está

conectado a 2 células• Softer handover:

• Existe un intervalo de tiempo en el que el móvil está• Existe un intervalo de tiempo en el que el móvil está conectado a 2 sectores del mismo emplazamiento

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosTraspaso

Soft handover Softer handover

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UMTS: Fundamentos

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UMTS: FundamentosComparativa. Ventajas e inconvenientes

Ventajas Inconvenientes

Reutilización muy fuerte de los recursos (Cluster El sistema es más con N=1 célula) complejo

W-CDMA (DS) permite utilizar la misma portadora simultáneamente por varios usuarios sin más que

Requieres técnicas de:• Control de potenciasimultáneamente por varios usuarios sin más que

utilizar un código adecuado que, en recepción, permite separar la comunicación de interés de todas las demás

Control de potencia• Control de admisión, …

todas las demás

Sistema ágil y flexible:• Capacidad variable• Utilizar recursos libres de otras células vecinas• Varias modalidades de traspasos con continuidadcontinuidad

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Tema 4. Redes móviles 23

Índice

Fundamentos

FundamentosFundamentos

HSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTEHSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTE

ArquitecturaNovedades Novedades

Servicios

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UMTS: Arquitectura

• UTRAN (UMTS Terrestrial Radio AccessTerrestrial Radio Access Network)

• Red Troncal (Core)Red Troncal (Core)▫ Inicialmente aprovecha la

red troncal de GSM/GPRS: CN-CS (CoreNetwork, Circuit Switch) y CN-PS

▫ Evolución hacia All-IP

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UMTS: Arquitectura

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UMTS: ArquitecturaDominios

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UMTS: Arquitectura

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UMTS: ArquitecturaEstratos

• A nivel funcional, se utiliza el concepto de “estrato” que se define como el conjunto dedefine como el conjunto de protocolos que permiten llevar a cabo las funciones

d ñnecesarias para desempeñar los servicios de red

• Los servicios, en general, gpueden estar proporcionados por uno o varios dominios

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Tema 4. Redes móviles

UMTS: Arquitectura

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UMTS: ArquitecturaEvolución hacia 4G

Versión Año ResumenRelease 99 2000 Se especifica la primera versión de UMTS en la

que se incorpora W-CDMA en la interfaz radioRelease 4 2001 Empieza a añadir aspectos relacionados con all-IPRelease 5 2002 Introduce IMS y HSDPARelease 5 2002 Introduce IMS y HSDPARelease 6 2004 Integra conexión con redes W-LAN y añade

HSUPARelease 7 Hoy Los objetivos actuales son reducir la latencia,

mejorar la QoS y aplicaciones en tiempo real como VoIPcomo VoIPHSPA+(High Speed Packet Access Evolution)

Release 8 En desarrollo LTE / SAE (4G)

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Tema 4. Redes móviles 28

Índice

Fundamentos

FundamentosFundamentos

HSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTEHSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTE

ArquitecturaNovedades Novedades

Servicios

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Tema 4. Redes móviles 29

UMTS: Servicios• Posibilidad de negociar la calidad asociada a un determinado

servicio –Quality of Service (QoS)–▫ Implica una negociación dinámica de los parámetros que▫ Implica una negociación dinámica de los parámetros que

permiten el establecimiento de la portadora radio (Radio Bearer, RB).

▫ Proceso de negociación:▫ Proceso de negociación: Se inicia siempre en el terminal móvil –UE (User Equipment)–. Éste envía una solicitud para utilizar recursos de red La red comprueba si puede proporcionar los recursos solicitados.La red comprueba si puede proporcionar los recursos solicitados. Ésta puede garantizarlos (ofreciendo un conjunto reducido de los mismos), o bien puede rechazar la solicitud El teminal móvil puede entonces aceptar o rechazar las modificaciones ofrecidas (También cabe la posibilidad de una re-negociación de los parámetros, mientras la conexión esté activa, si las necesidades de la aplicación cambian)aplicación cambian).

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Tema 4. Redes móviles 30

UMTS: Servicios1. Servicios conversacionales en tiempo real.

Son servicios con requisitos de retardo muy restrictivos, sin almacenamiento temporal (no buffering), tráfico simétrico, y tasa de bits garantizada. Se utiliza

l f í l i l l id l f íen telefonía vocal convencional y en la videotelefonía.2. Servicios interactivos.

Son servicios en los que se solicitan datos a un equipo remoto, como por ejemplo un servidor web o la consulta de una base de datos El retardo debeejemplo un servidor web o la consulta de una base de datos. El retardo debe ser limitado pero no se requiere una respuesta en tiempo real. Sin embargo, sí es necesario que la tasa de errores sea baja, para preservar el contenido.

3. Servicios de tipo “streaming”. Se trata de servicios en los que se va reproduciendo algún tipo de contenido en el terminal según se va recibiendo de la red. Para evitar que interrupciones en la reproducción, requieren un retardo mínimo (puesto que son servicios en tiempo real). Permite almacenamiento temporal (buffering), tráfico asimétrico y p ) p ( g), ytasa de bits no garantizada.

4. Servicios Diferidos (background). Se trata de servicios en los que no existe un requisito de retardo mínimo, como por ejemplo el correo electrónico y el servicio de mensajes cortos SMS permitepor ejemplo el correo electrónico y el servicio de mensajes cortos SMS, permite almacenamiento temporal de tráfico asimétrico y no garantiza tasa de bits. Requieren que la tasa de errores sea baja preservando el contenido.

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Tema 4. Redes móviles 31

ÍndiceHSDPA y HSUPA son mejoras

Fundamentos

Fundamentos

y jde UMTS que se engloban dentro del concepto HSPA

Fundamentos

HSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTEHSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTE

ArquitecturaNovedades Novedades

Servicios

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Tema 4. Redes móviles 32

HSDPA

HSPA – HSDPA: novedadesHSDPAUL: 384 KbpsDL: 14,4 Mbps

• HSDPA es una mejora de UMTS en lo que respecta al enlace descendente de la red de acceso radio: 1 U l tid HS DSCH (Hi h S d1. Un nuevo canal compartido, HS-DSCH (High Speed

Downlink Shared CHannel), que puede ser compartido simultáneamente por varios usuarios

( )2. La utilización de un TTI (Transmission Time Interval) de 2ms, que permite una mayor velocidad de transmisión en la capa física

3. La utilización de programación rápida (Fast Scheduling) en el Nodo B

4 El uso de modulación y codificación adaptiva AMC4. El uso de modulación y codificación adaptiva, AMC (Adaptive Modulation and Coding), y

5. La utilización de retransmisiones rápidas basadas en la técnica HARQ (Hybrid Automatic Response reQuest)técnica HARQ (Hybrid Automatic Response reQuest).

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Tema 4. Redes móviles 33

HSDPA

HSPA – HSDPA: novedadesHSDPAUL: 384 KbpsDL: 14,4 Mbps

• El TTI más corto de 2ms ▫ En UMTS R99 está comprendido entre 10 y 80 ms▫ Se traduce en que el sistema reacciona más rápidamente a

variaciones en las condiciones radio o de los usuarios, y puede de forma más ágil reasignar capacidad a lospuede, de forma más ágil, reasignar capacidad a los usuarios.

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Tema 4. Redes móviles 34

HSDPA

HSPA – HSDPA: novedadesHSDPAUL: 384 KbpsDL: 14,4 Mbps

• La programación rápida (Fast Scheduling) en el Nodo B tiene como objetivo que, adaptándose a las variaciones j q , pde las condiciones radio, la estación base pueda asignar a un usuario particular, durante un periodo corto de tiempo, tanta capacidad de la celda como sea posible, o en definitiva, que pueda recibir tantos datos como las condiciones del canal radio lo permitan.

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Tema 4. Redes móviles 35

HSDPA

HSPA – HSDPA: novedadesHSDPAUL: 384 KbpsDL: 14,4 Mbps

• La técnica AMC (Adaptive Modulation and Coding) se traduce en que la modulación y los códigos se pueden cambiar de acuerdo con las variaciones de las condiciones del canal, lo que lleva a mayores velocidades de transmisión de datosde transmisión de datos. ▫ UMTS R99 utiliza sólo modulación QPSK▫ HSDPA introduce la posibilidad de utilizar la modulación 16-QAM

cuando el enlace es suficientemente robusto, lo que, finalmente, desemboca en un incremento de la velocidad de transmisión de datos

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Tema 4. Redes móviles 36

HSDPA

HSPA – HSDPA: novedadesHSDPAUL: 384 KbpsDL: 14,4 Mbps

• Fast H-ARQ:▫ Permite que los paquetes erróneos se puedan re-

enviar dentro de una ventana temporal de 10 ms, asegurando que el rendimiento permanezca altoEl i d i d á id t li▫ El equipo de usuario puede rápidamente realizar una petición de retransmisión de datos perdidos y combinar la información de las transmisionescombinar la información de las transmisiones originales con las transmisiones posteriores, antes de intentar decodificar el mensaje. Este enfoque, llamado soft-combining, mejora el rendimiento y proporciona robustez al sistema

En HSDPA la técnica H ARQ se traslada a la estación baseEn HSDPA, la técnica H-ARQ se traslada a la estación base En UMTS R99 se realizaba en el RNC.

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Tema 4. Redes móviles 37

HSUPA

HSPA – HSUPA: novedadesHSUPAUL: 5,76 MbpsDL: 14,4 Mbps

• De forma similar a HSDPA en el enlace descendente, HSUPA define una nueva interfaz radio pero ahora para p plas comunicaciones en el enlace ascendente • El objetivo global consiste en aumentar la velocidad de

transmisión y reducir el retardo en los canales de transporte dedicado del enlace ascendente. 3GPP le ha otorgado también el nombre de E-DCH (EnhancedDedicated Channel)• La especificación de HSUPA corresponde a 3GPP Release 6• En este sentido, HSDPA y HSUPA son mejoras de UMTS

l b d d lque se engloban dentro del concepto HSPA

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Tema 4. Redes móviles 38

HSUPA

HSPA – HSUPA: novedadesHSUPAUL: 5,76 MbpsDL: 14,4 Mbps

• Como resumen de las novedades técnicas introducidas por HSUPA podemos mencionar:introducidas por HSUPA podemos mencionar:▫ Un nuevo canal dedicado de subida

Nuevo canal de subida no está compartido entre losNuevo canal de subida no está compartido entre los usuarios, está dedicado a un único usuario. Hasta 4 códigos pueden ser utilizados para incrementar la tasa de datos de subida.

▫ Introducción de H-ARQ (Hybrid ARQ)▫ Programación (scheduling) rápida en el nodo B.

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Tema 4. Redes móviles 39

HSUPA

HSPA – HSUPA: novedadesHSUPAUL: 5,76 MbpsDL: 14,4 Mbps

• A diferencia de HSDPA, HSUPA continúa estando basado en un canal dedicado y, para mejorar el comportamiento global de l ñ li ió l t áfi l l d t hla señalización y el tráfico en el enlace ascendente, se han introducido un nuevo conjunto de canales• Al igual que HSDPA, HSUPA introduce “retransmisionesAl igual que HSDPA, HSUPA introduce retransmisiones

rápidas” basadas en el protocolo Hybrid ARQ para corregir los posibles errores que pudieran ocurrir en el enlace radio ascendenteascendente• La programación (schedulling) en el Nodo B permite que éste

controle, dentro de los límites establecidos por el RNC, el , p ,conjunto de posible códigos – TFC (Transport Format Codes) –entre los cuales el terminal UE puede elegir. Esto permite aumentar la cobertura y la capacidad en el enlaceaumentar la cobertura y la capacidad en el enlace ascendente.

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Tema 4. Redes móviles 40

Tabla comparativa de tecnologías

T l í V l id d B j d V l id d S bidTecnología Velocidad Bajada Velocidad Subida

GPRS 60 kbps 40 kbps

EDGE 177.6 kbps 118.4 kbpsEDGE 177.6 kbps 118.4 kbps

UMTS 384 kbps 384 kbps

HSDPA 14.4 Mbps 384 kbps

HSUPA 14.4 Mbps 5.76 Mbps

HSPA+ 42 Mbps 11 Mbps

LTE 100 Mb 50 MbLTE 100 Mbps 50 Mbps

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Tema 4. Redes móviles 41

Índice

Fundamentos

FundamentosFundamentos

HSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTEHSDPA HSUPA

UMTS HSPAHSPA LTELTE

ArquitecturaNovedades Novedades

Servicios

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Tema 4. Redes móviles

LTE/SAE Evolución

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LTE/SAE – EvoluciónPerspectiva

2G F ndamentalmente ser icio de o GSM2G Fundamentalmente servicio de voz: GSM2.xG Se añaden servicios de paquetes: GPRS, EDGE3G Interfaz aire 3G: UMTS3G Interfaz aire 3G: UMTS3.xG HSDPA/HSUPA4G LTE/SAE

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Tema 4. Redes móviles

LTE/SAE Motivación

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LTE/SAE – MotivaciónMotivación para 4G

Necesidad Solución

Red optimizada de conmutación de paquetes

Evolución de UMTS hacia un sistema basado solo en conmutación de paquetesconmutación de paquetes

Mayores velocidades de transmisión

- HSDPA/HSUPA

- LTEM j lid d d i i R d i R d T i D l LTEMejor calidad de servicio - Reducir Round Trip Delay : LTE

- Always-on experience: reduce la latencia en el plano de controlp

Infraestructura más barata Simplificar la arquitectura: reducir el número de elementos de la red: LTE/SAEde la red: LTE/SAE

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Tema 4. Redes móviles

LTE/SAE Novedades

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LTELTE/SAE – Novedades LTEUL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

• Hay dos aspectos claves de LTE:▫ Conseguir hacer realidad la banda ancha móvil. g

Para tener baja latencia y alta velocidad de transmisión, LTE hace uso de una combinación de OFDM (OrthogonalFrequency Division Multiplexing) / MIMO (Multiple InputFrequency-Division Multiplexing) / MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output). Se deja de utilizar la técnica CDMA característica de UMTS.

▫ Simplificar al máximo la arquitectura de la red, caracterizada por tener un núcleo de red basado en

ll IPall-IP. A esa arquitectura más sencilla (“plana”) del núcleo de la red basada en all-IP se le denomina System Architecturered basada en all IP se le denomina System ArchitectureEvolution (SAE) y a veces Evolved Packet Core (EPC).

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Tema 4. Redes móviles

LTE/SAE Fundamentos

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LTELTE/SAE – FundamentosOFDM

LTEUL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

1. En OFDM los datos a transportar se reparten en varias sub-portadoras ortogonales

d d b d d l2. Cada una de estas sub-portadoras se modula digitalmente de forma independiente de forma que cada una de ellas se convierte en el fondo en un canal que transporta sus propiosfondo en un canal que transporta sus propios datos

3. OFDM se puede ver como una técnica de espectro expandido ya que los datos seespectro expandido ya que los datos se reparten a lo largo de muchas sub-portadoras con un ancho de banda estrecho. ▫ OFDM reduce el impacto negativo del O educe e pacto egat o de

desvanecimiento por propagación multi-camino ya que los datos a transportar se envían simultáneamente sobre múltiples sub-

t d (d b d t h lportadoras (de banda estrecho o, en el tiempo, un larga duración).

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LTE/SAE Fundamentos

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LTELTE/SAE – FundamentosOFDM

LTEUL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

• En el dominio de la frecuencia, la separación entre las sub-portadoras es de 15KHz. • En el dominio del tiempo, el tamaño del “slot” es Tslot=0,5ms.

▫ En 1 slot se transmite un “bloque” correspondiente a 12 sub-portadoras OFDM y cada una de ellas transporta 7 símbolos.

▫ Cada bloque está formado por una “rejilla” que contiene 12 x 7 celdas. Cada una de las celdas elementales transporta un número de bits que está relacionado con la modulaciónceldas elementales transporta un número de bits que está relacionado con la modulación de la sub-portadora – 2bits (si se usa QPSK), 4 bits (16QAM) ó 6 bits (si se modula con 64QAM).

Fuente: ERICSSON

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Tema 4. Redes móviles

LTE/SAE Fundamentos

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LTELTE/SAE – FundamentosMIMO

LTEUL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

• Se utilizan múltiples antenas transmisoras (NTX ) y receptoras (NRX) • La idea básica es transmitir varios flujos de datos en paralelo a través de

i t ú N d t t iun cierto número NTX de antenas transmisoras. • El canal MIMO, idealmente, consiste en NTXxNRX caminos de propagación

incorrelados. • Intuitivamente MIMO utiliza una especie de multiplexación espacial que

permite que diferentes flujos de datos se transmitan simultáneamente desde diferentes antenas transmisoras de forma que se incrementa ladesde diferentes antenas transmisoras de forma que se incrementa la capacidad de la celda:

CMIMO = BC ln 1 + SIR ×min NTX ,NRX( )( )

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LTE/SAE Fundamentos

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LTELTE/SAE – FundamentosArquitectura

LTEUL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

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LTE/SAE Resumen

49

LTE/SAE – Resumen

Desde el punto de vista técnico, los objetivos básicos de LTE/SAE son:1. Ofrecer mayores velocidades de transmisión de

datos, tanto en el enlace descendente como en el ascendente

LTEUL: 75 Mbps

l l l

UL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

2. Reducir el tiempo de latencia de los paquetes.▫ Esto permitiría, por ejemplo proveer de VoIP,

videoconferencia o juegos en tiempo realvideoconferencia o juegos en tiempo real.

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Tema 4. Redes móviles

LTE/SAE Resumen

50

LTE/SAE – Resumen

• La interfaz aire mejorada permite incrementar las velocidades de transmisión de datos:• LTE está basado en la combinación de esquemas OFDM (que reparten el• LTE está basado, en la combinación de esquemas OFDM (que reparten el

espectro de la señal entre portadoras, cada una de las cuales transporta una porción de la señal) y MIMO.

• Su rendimiento es en promedio cinco veces mejor que el de HSPA• Su rendimiento es en promedio cinco veces mejor que el de HSPA. • Latencia reducida: reducir el round-trip-time hasta 10ms, o incluso

menos (comparado con los 40-50ms de HSPA), permite i i i i t ti ti l t lproporcionar servicios interactivos, en tiempo real, tales como

videoconferencia de alta claridad o juegos con múltiples jugadores.• Entorno “All-IP”:

• Núcleo de red “plano” basado en IP, SAE (System Architecture Evolution) -Evolved Packet Core (EPC).

• SAE/EPC permite proporcionar servicios más flexibles junto con una interconexión mas sencilla con otras redes.

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LTE/SAE Resumen

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LTELTE/SAE – Resumen LTEUL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

Requisito de Solución

S i i S t l i i V IP t l idServicio - Soportar los servicios VoIP actuales y venideros

- Mayores velocidades máximas de transmisión (100 Mbps en el enlace descendente, 50 Mbps en el ascendente)

- Menor latencia en los planos de usuario y control:

• Tiempo de tránsito <10ms

• Tiempo de establecimiento < 100ms• Tiempo de establecimiento < 100msEnlace radio - Aumentar la velocidad de transmisión de datos

- Ancho de banda escalable:

1.25, 1.6, 2.5, 5, 10, 15, 20 MHzReducción de costes - Reducir la complejidad de la arquitectura

Compatibilidad - Interconexión con las redes 3G existentesp

- Fácil migración

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LTE/SAE Resumen

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LTELTE/SAE – Resumen LTEUL: 75 MbpsDL: 300 Mbps

Tipo de servicio Hoy LTE

Audio de alta Audio en tiempo real VoIP, video conferencia de alta calidadcalidad

p ,

Mensajes SMS, MMS, e-mails de baja prioridad

Mensajes con videos, “Mobile e-mail”

Browsing Acceso a servicios de información Super fast Browsing subida de contenidosBrowsing Acceso a servicios de información on-line de pago. Hoy limitado a WAP sobre GPRS y redes 3G

Super-fast Browsing, subida de contenidos a sitios de redes de carácter social

Contenidos de Sobre todo texto e-newspapers, audio streaming de alta pago

p p gcalidad

Juegos Descargas de juegos on-line Experiencia más satisfactoria de juegos on-line a través de redes fijas y móviles

TV/vídeo bajo TV verdadera video streaming de altaTV/vídeo bajo demanda

TV, verdadera , video streaming de alta calidad

Música Descargas Descarga y almacenamiento de música de alta calidad

Mobile data networking

Acceso a intranets y bases de datos corporativas

Intercambio de ficheros P2P, M2M (Machine To Machine) Communications,…