Читать книгу 3GPP LTE: Hacia la 4G móvil - Jose F. Monserrat - Страница 14

LTE se ha especificado en base a una serie de requisitos ambiciosos en cuanto a la velocidad de datos, la capacidad, la eficiencia espectral y la latencia. Con el fin de cumplir con estos requisitos, LTE se basa en un nuevo esquema de acceso múltiple en la interfaz aire: Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) en enlace descendente o Downlink (DL) y Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) en enlace ascendente o Uplink (UL). Además, la incorporación de esquemas Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) es una parte esencial de las mejoras que LTE aporta a los estándares del 3GPP. En cuanto a la arquitectura, LTE incorpora algunos cambios importantes a los conceptos de protocolos existentes en UMTS, con el fin de simplificar la arquitectura general de la red de acceso radio y el núcleo de red. LTE incluye tanto un modo de operación duplexado por división en frecuencia o Frequency Division Duplexing (FDD) como un modo duplexado por división en tiempo o Time Division Duplexing (TDD).

Como se ha visto antes, el estándar LTE se empezó a especificar en el 3GPP en 2004. Al inicio del proceso de normalización de LTE se identificaron los requisitos principales para el diseño de un sistema de estas características, y éstos han sido recogidos en la especificación [1]. Estos requisitos pueden resumirse como sigue:

1 Velocidad de datos: Objetivo de 100 Mbps en tasas de transmisión de pico en enlace descendente y de 50 Mbps en enlace ascendente, en 20 MHz de ancho de banda, asumiendo terminales con 2 antenas en recepción y 1 en transmisión. Estas tasas de transmisión son casi 7 veces las tasas de transmisión de HSDPA Release 6 en el sentido descendente y casi 8 veces a HSUPA en el sentido ascendente.

2 Eficiencia espectral: En las mismas condiciones del punto anterior, 20 MHz de ancho de banda, la eficiencia espectral requerida es de 5 bits/s/Hz y 2,5 bits/s/Hz en UL, cifras que están entre 3 y 4 veces por encima de las de Release 6 en DL (HSDPA) y de 2 a 3 veces mejor que en Release 6 en el UL (HSUPA).

3 Rendimiento: El rendimiento (throughput) medio por usuario y MHz en enlace descendente debe ser entre 3 y 4 veces superior al de Release 6 y de 2 a 3 veces mejor que en Release 6 en el enlace ascendente.

4 Latencia: La latencia en el plano de usuario se refiere al tiempo de tránsito unidireccional de un paquete desde que está disponible en la capa IP en el terminal y la disponibilidad de este paquete en la capa IP de un nodo en la red de acceso radio, o viceversa, será inferior a 5 ms. También se reducirá el tiempo de latencia en plano de control para permitir tiempos de transición de menos de 100 ms en un terminal desde el estado camped al estado active.

5 Ancho de banda: Deben soportarse anchos de banda escalables de 5, 10, 15 y 20 MHz. También se soportarán anchos de banda menores que 5 MHz para mayor flexibilidad, en particular, 1,4 MHz y 3 MHz.

6 Asignación de espectro: Posibilidad de uso de banda pareada (modo FDD) y banda no-pareada (TDD).

7 Interconexión: Debe garantizarse la interconexión con los sistemas existentes del 3GPP y otros sistemas no-3GPP. Los terminales multimodo deben soportar traspasos (handover) hacia y desde las redes previas, así como medidas inter-sistema. El tiempo de interrupción en el traspaso entre distintas tecnologías deberá ser inferior a 300 ms para los servicios de tiempo real y menos de 500 ms para los servicios de tiempo no-real.

8 Servicios Multimedia Broadcast y Multicast (MBMS): Se especificará una mejora de MBMS para dar lugar a Enhanced MBMS (E-MBMS).

9 Coste: Reducción de CAPEX y OPEX incluyendo la red de transporte. Debe lograrse un coste reducido de migración de la arquitectura y el acceso radio partiendo de una red de Release 6. Debe asegurarse un coste, complejidad y consumo de energía razonables tanto para el terminal como para el sistema. Todas las interfaces especificadas deberán ser abiertas para facilitar la interoperabilidad entre equipos de múltiples proveedores.

10 Movilidad: El sistema debe ser óptimo para baja velocidad del terminal móvil (0-15 km/h), pero se deben soportar velocidades mayores incluyendo el caso particular de trenes de alta velocidad. En particular, debe tener altas prestaciones para velocidades de hasta los 120 km/h y para velocidades mayores y hasta 350 km/h la conexión se debe mantener.

11 Cobertura: En cuanto a la cobertura del sistema, en LTE se debe cumplir que las prestaciones máximas del sistema lleguen hasta los 5 km. Sólo es admisible una leve degradación de la cobertura entre 5 km y 30 km y debería incluirse en el estándar la posibilidad de alcanzar rangos de hasta 100 km.

12 Coexistencia: Debe garantizarse la coexistencia en la misma zona geográfica, así como la compartición de emplazamientos con redes existentes. También es un requisito importante la coexistencia entre operadores en bandas adyacentes, así como la coexistencia de redes en zonas fronterizas.

13 Calidad de servicio: Se garantizará la calidad de servicio extremo a extremo (end-to-end calidad de servicio o Quality of Service (QoS)). El servicio de voz sobre IP o Voice over IP (VoIP) debe soportarse al menos con la misma calidad, eficiencia y latencia en la red de acceso radio y de transporte que la que se ofrece para tráfico de voz sobre conmutación de circuitos en UMTS.

14 Sincronización de red: No es obligatoria la sincronización temporal entre diferentes emplazamientos de la red.

15 Otros requisitos: LTE debe soportar al menos 200 terminales en estado activo cuando se opera sobre un ancho de banda de 5 MHz.