Descripción de las características importantes en LTE-Advanced, los aspectos de diferenciación en su arquitectura.

1. Long Term Evoluition
Advanced
Marcelo Vilela Pardo

2. Introducción
• Evolución 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project)
• Global System for Mobile Communications
• General Packet Radio Service
• Enhanced Data rates for GSM Evolution
• Universal Mobile Telecommunications System
• High-Speed Packet Access
• Long Term Evolution

3. LTE vs LTE Advanced

4. LTE vs LTE Advanced

5. Bandas de Frecuencias en LTE-Advanced

6. Bandas de Frecuencias en LTE-Advanced

7. Arquitectura LTE-Advanced
• La arquitectura LTE-Advanced es similar a a la arquitectura LTE.
• La diferencia se encuentra por una arquitectura adicional
implementada en la red de acceso.
• Esta nueva arquitectura tiene que ver con el uso de Relay Nodes.

8. Arquitectura LTE-Advanced
• LTE y LTE-Advanced presenta 3 elementos que los identifican:
• E-UTRAN (Red de Acceso): Envolved Universal Terrestrial Radio Access
Network.
• EPC (Red de CORE): Envolved Packet Core.
• La Evolución de IMS: IP Multimedia Subsystem.

10. Arquitectura LTE-Advanced
• Tanto la E-UTRAN y EPC Brindan servicios encaminados a la
transferencia de información basada en paquetes IP entre el equipo
de usuario y redes de paquetes externas tales como plataformas IMS
y fundamentalmente Internet.

13. Componentes de la red de acceso E-UTRAN
• Encargados de brindar conectividad User Equipment - EPC:
• eNBs: Envolved Node B, conectividad UE – EPC en coberturas
grandes.
• HeNBs: Home eNBs, para coberturas de menor tamaño.
• Relay Node: Pueden ser considerados desde cierto punto como
repetidores, es un nodo de red que está conectado
inalámbricamente a un eNB. Comparten funcionalidades propias
de eNB tales como el monitoreo y control remoto.

14. Relay Node vs Repetidor
• En contraste con un repetidor:
• Un RN procesa la señal recibida antes de reenviarla. Este
procedimiento involucra operaciones de capa 1, 2 o 3 (Física,
Enlace, Red).
• Hay que tomar en cuenta también que el retardo mínimo
producido por un repetidor es bajo comparado con un RN.
• Un RN tiene dos fases de transmisión para poder entregar la señal
recibida del eNB al UE.

15. Relay Node vs Repetidor

16. Relay Node (Arquitectura)
Direct Link (Uplink/Downlink): Se conoce como Direct downlink,
al enlace entre el Donor eNB y el UE, y, direct uplink, al enlace
entre el UE y el Donor eNB.

17. Relay Node (Arquitectura)
Donor eNB: Es un eNB fuente el cual se comunica con los RNs a
través del backhaul link, y, con los UEs a través del direct link.

18. Relay Node (Arquitectura)
Donor cell: Es el área de cobertura que proporciona un Donor
eNB.

19. Relay Node (Arquitectura)
Backhaul Link (Uplink/Downlink): Se denomina backhaul downlink,
al enlace entre el donor eNB y el RN, y backhaul uplink, al enlace
entre el RN y el Donor eNB.

20. Relay Node (Arquitectura)
Relay Node(RN): Es el elemento de red que permite interconectar
los elementos de la Donor Cell con los elementos de la Relay Cell.

21. Relay Node (Arquitectura)
Relay Cell: Es el área de cobertura brindado por un Relay Node.

22. Relay Node (Arquitectura)
Access Link (Uplink/Downlink): Se conoce como Access downlink al
enlace entre el RN y el UE, y, Access uplink, al enlace entre el UE y el
RN.

23. Escenarios de despliegue de Relay Nodes
a) Ampliación de la cobertura de la celda en zonas rurales.
b) Escenario de la cobertura outdoor urbanos y suburbanos.
c) Mejora de la cobertura en ambientes internos.
d) Escenarios de puntos muertos.
e) Despliegue de corto tiempo.
f) Movilidad en grupo

24. Ampliación de la cobertura de la celda en
zonas rurales.
• Los RNs pueden ser usados en zonas rurales ya que ellos
proveen de una gran zona de cobertura, lo que significa que
un RN presenta una potencia de transmisión similar a la de
un macro eNB, es decir potencias cercanas a los 46dBm.
• Los RNs son útiles para aplicaciones de alta frecuencia así
como redes 3G, posibilitando la misma cobertura incluso en
condiciones de propagación extremas, sin el incremento del
número de estaciones base.

25. Ampliación de la cobertura de la celda en
zonas rurales.

26. Escenario de la cobertura outdoor urbanos y
suburbanos
• Los RNs son usados para proveer de servicio y cobertura a
ciertas áreas particulares de una celda o para intentar
obtener un rendimiento en el borde de la celda similar al
ofrecido por ésta cuando los usuarios se encuentran en
zonas que no están en el límite.
• En ambientes urbanos se usan potencias de transmisión de
30 dBm o menores debido al tamaño pequeño de la celda y a
efectos de interferencia inter-celda.
• En ambientes suburbanos la potencia de transmisión es
cercana a los 37 dBm.

27. Escenario de la cobertura outdoor urbanos y
suburbanos

28. Mejora de la cobertura en ambientes internos
• Los RNs pueden estar localizados en el interior de edificios
para proveer a los usuarios de una cobertura interna
mejorada.
• En ambientes indoor los RNs deben tener una baja potencia
de transmisión para evitar problemas de interferencia.

29. Mejora de la cobertura en ambientes internos

30. Escenarios de puntos muertos
• Los RNs son usados para proveer de cobertura a los puntos
en donde la señal no llega por motivos de grandes
obstáculos como los edificios por ejemplo.
• En este tipo de escenario, el RN es ubicado en línea de vista
con el donor eNodeB y luego se encarga de radiar a los
puntos afectados.

31. Escenarios de puntos muertos

32. Despliegue de corto tiempo
• Los RNs son muy útiles para soluciones en las que se
necesita de cobertura por periodos cortos de tiempo como
en eventos especiales de juegos deportivos, conciertos y
eventos públicos, incluso para soporte en caso de averías en
los equipos de la red cuando éstos se dañan por desastres
naturales.

33. Movilidad en Grupo
• Un RN también es capaz de proveer cobertura a pasajeros de
buses, trenes e incluso barcos. El RN se puede ubicar sobre el
vehículo y conectarse al donor eNodeB más apropiado
conforme el vehículo se mueva.
• En un vehículo en movimiento un RN provee mejor
cobertura que una macro eNB, también existe un ahorro de
energía en las baterías del UE.

34. Interfaces en E-UTRAN
•Este se conecta con los demás elementos del sistema
mediante 3 interfaces:
• Uu: Interfaz de radio LTE, permite la transferencia de
información por el canal de radio entre eNB y equipos de
usuarios.
• S1: Interfaz entre eNB y EPC
• X2: Tiene plano de usuario, para transferencia de datos de
usuario sin control ni garantía, y el plano de control realiza
el control de transferencia de paquetes IP al plano de
usuario

36. Componentes de la EPC
• Encargado de las funciones y señalización del plano de
control:
• MME: Mobility Management Entity.
• Encargados de las funciones asociadas al plano de usuario:
• S-GW: Serving Gateway.
• PDN-GW: Packet Data Network Gateway.
• Encargado de la base de datos:
• HSS: Home Subscriber Server.

39. IP Multimedia Subsystems
• Proporciona los mecanismos de control necesarios para la procesión
de servicios multimedia basados en IP a los usuarios de la red.
• Es un elemento clave tanto en LTE como en LTE-Advanced, ya que
permite tener acceso a Internet mediante la red celular, es usado para
acceder a páginas web, leer correos electrónicos, videoconferencias y
más.
• Permite inter-operar con redes de conmutación de circuitos.

40. Provisión de Servicios IMS

41. User Equipment
•Es el dispositivo que permite a los usuarios accede a
los servicios de la red LTE.
•Elementos:
• Un módulo de subscripción del usuario (SIM/USIM)
• El equipo móvil

42. Universal Integrated Circuit Card
• Son chips usados en teléfonos móviles y dispositivos
externos.
• La tarjeta inteligente únicamente se refiere al circuito
integrado.
• El SIM/USIM se encarga de identificar al usuario en el
sistema.
• También guardan datos referentes al usuario, áreas de
seguimiento y conjunto de rutinas específicas para la
autenticación.

43. Mobile Equipment
•Mobile Terminal:
• Se encarga de las funciones propias de la comunicación.
•Terminal Equipment:
• Se encarga de la interacción con el usuario y que contiene
muchas aplicaciones.

46. Características que definen a LTE-Advanced
• Agregación de portadora.
• Sistemas de antenas múltiples.
• CoMP (Coordinated Multipoint Transmission and Reception)
• Relaying

47. Agregación de la Portadora
• Ningún operador tiene 100 MHz de espectro asignado para
el ancho de banda necesario para trabajar con LTE-
Advanced. Tienen bloques de frecuencia en bandas
diferentes.
• Usar eficazmente el espectro fragmentado
independientemente de la velocidad de transmisión pico es
una motivación para usar agregación de portadora.

48. Agregación de la portadora

49. Agregación de portadora

50. Multiple Antenna Systems

51. Matriz de transmisión H

52. Single User - MIMO

53. Multiple User - MIMO

54. Coordinated Multipoint (CoMP)
• La transmisión y recepción basada en esta técnica es una
tecnología donde múltiples antenas de varias celdas son
utilizadas.
• Las antenas de la celda de servicio así como las celdas
vecinas contribuyen a mejorar la calidad de la señal recibida
en el UE.
• Tanto en la reducción de la interferencia co-conal producida
de las celdas adyacentes.

55. Coordinated Multipoint (CoMP)

56. Relaying
• Es una nueva característica en LTE-Advanced.
• Basada en Relay Nodes.