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EL FUTURO TIENE NOMBRE Y ES LTE
Andrés Felipe Montoya Ríos, Edwar Andrés Ruiz Medina
Universidad Católica de Pereira
Pereira, Colombia [email protected]
Abstract – Las telecomunicaciones es un mundo de constante
cambio, las tecnologías avanzan a grandes velocidades,
mientras se está implementando y estandarizando una de ellas,
en otro lugar del mundo ya se está pensando en mejorarla y
hacerle reformas que incluso puede ser más productivo y
competitivo que la versión anterior.
Éste artículo pretende mostrar en primer lugar un resumen de
la tecnología Long Term Evolution (LTE), revelando el
espectro en el que trabaja, las velocidades a las cuales funciona
y ventajas que tiene en relación con otras tecnologías. Además,
se expondrá la situación actual en Latinoamérica y en especial
en el país de Colombia.
I. INTRDOUCCIÓN
Las telecomunicaciones es un mundo de constante cambio,
las tecnologías avanzan a grandes velocidades, mientras se
está implementando y estandarizando una de ellas, en otro
lugar del mundo ya se está pensando en mejorarla y hacerle
reformas que incluso puede ser más productivo y
competitivo que la versión anterior.
Es así como LTE cada día toma más fuerza en el sector,
pues promete hasta diez veces más de velocidad que el
sistema 3G que se implementa ahora en gran cantidad de
países y una conectividad continua a grandes velocidades
para dispositivos que se encuentran en movimiento
constante.
El principal reto es poner en funcionamiento la red en todo
el país que sea capaz de soportar estas conexiones, que los
operadores estén interesados de incorporar ésta tecnología y
que los dispositivos móviles vengan disponibles para ésta
tecnología.
II. DEFINICION
LTE es una evolución directa de las tecnologías 3G, siendo
conducido por 3GPP que produjo la especificación 3G y en
colaboración con la ETSI. En los EE.UU., los primeros en
adoptar LTE incluyen operadores de redes móviles como
Verizon, que ofrecen LTE en determinados mercados, en
los aeropuertos y los planes para ofrecer cobertura a nivel
nacional en 2013. Del mismo modo, AT&T tiene previsto
comenzar el despliegue de LTE a mediados de 2011 y tener
una cobertura más o menos en todo el país para el año 2013.
En Europa, la situación es similar. A unos pocos operadores
de redes móviles, incluyendo TeliaSonera de Escandinavia,
han comenzado el despliegue de LTE en ciertos mercados
bien definidos y una serie de otros son planificados para su
despliegue en los próximos meses. En Asia operadores de
redes móviles como NTT DoCoMo y China Mobile ya han
comenzado el despliegue de LTE, o tienen planes
definitivos para el despliegue de LTE en 2011.
Sin embargo, los escenarios de uso principales se limitan a
los módems móviles / dongles para PC portátil y la
conectividad, como pocos dispositivos auricular compatible
actualmente con velocidades de LTE y a los estándares de
redes. Todo esto está por cambiar, ya que surgirán muchos
nuevos teléfonos LTE a finales de este año.
A. Normalización
1) LTE es la última norma en el árbol de tecnologías de
red móvil que previamente se dio GSM / EDGE
y UMTS HSxPA que ahora representan más del 85%
del total de suscriptores móviles. LTE garantizará la
ventaja competitiva sobre otras tecnologías celulares.
2) 3GPP trabaja en la Evolución de la 3G Mobile
System que comenzó en noviembre de 2004
3) Especificaciones previsto finalizar a finales de
diciembre de 2009
4) Actualmente, la normalización en curso en la
forma de la Rel-9 y Rel-10.
III. MOTIVACIÓN PARA LTE
La tecnología LTE surgió de la necesidad de las siguientes
razones:
1) Necesidad de mayores velocidades de datos y una
mayor eficiencia espectral
2) Necesidad de conmutación de paquetes del sistema
optimizado
3) Necesidad de una alta calidad de los servicios
4) Necesidad de una infraestructura más barata
IV. REQUISITOS DE RENDIMIENTO DE LTE
1) Velocidad de datos
Máxima velocidad de bajada instantánea de datos de 100
Mbits /s en un espectro de 20 MHz de enlace descendente.
Máxima velocidad instantánea enlace ascendente de 50
Mbits /s en un espectro de enlace ascendente de 20 MHz
2) Gama de la célula
5 km - tamaño óptimo
30 tamaños km con un rendimiento razonable
Hasta 100 kilómetros tamaños de células
compatibles con un rendimiento aceptable
3) Capacidad de la célula
Hasta 200 usuarios activos por célula (5 MHz)
4) La movilidad
Optimizado para la movilidad baja (0 - 15 Km/ h),
pero soporta la alta velocidad
5) Latencia
Plano del usuario < 5 ms
Plano de control < 50 ms
V. EL CAMINO A LTE: LIMITACIONES
PRINCIPALES DE 3G
1) La velocidad de bits máxima siguen siendo factor
de 20 y más detrás de la situación actual de los
sistemas como 802.11n y 802,16 e / m
2) La latencia del tráfico de usuarios plano ( UMTS:
> 30 ms) y de los procedimientos de asignación de
recursos (UMTS:> 100 ms) es demasiado grande para
manejar el tráfico con una variación de alta velocidad
de bits de manera eficiente
3) La complejidad de terminales para WCDMA o
sistemas MC-CDMA es bastante alto, por lo que un
equipo costoso, lo que resulta en malas
implementaciones que realice ola inhibición de los
receptores y mejoras de la aplicación de otros
resultados
VI. CARACTERISTICAS DE LTE
A continuación las características principales de LTE:
A. Alta eficiencia espectral
1) OFDM en enlace descendente, robusto frente a las
interferencias múltiples y de alta afinidad a las técnicas
avanzadas tales como la programación de dominio de
frecuencia del canal dependiente y MIMO
2) DFTS-OFDM ("Single-Carrier FDMA") en el enlace
ascendente, bajo PAPR, ortogonalidad de usuario en
dominio de la frecuencia
3) Multi-antena de aplicación
B. Muy baja latencia
1) Cortó tiempo de preparación y corto retraso de
transferencia.
2) corta latencia HO y corto tiempo de interrupción.
C. Apoyo de ancho de banda variable
1) 1.4 , 3 , 5 , 10, 15 y 20 MHz
D. Simple arquitectura de protocolo
1) Basado en canal compartido
2) Modo PS sólo con capacidad de VoIP
E. Arquitectura sencilla
1) eNodeB como el único nodo E-UTRAN
2) Menor número de interfaces de RAN, eNodeB «MME
/ SAE-Gateway (S1), eNodeB« eNodeB (X2)
F. Compatibilidad e inter-funcionamiento con
anteriores lanzamientos 3GPP
G. Inter-funcionamiento con otros sistemas, por
ejemplo, cdma2000
H. FDD y TDD dentro de una tecnología de acceso de
radio única
I. Eficiente de multidifusión / difusión
J. Red de frecuencia única de OFDM
K. Apoyo a la auto-organización de la operación de
redes (SON)
VII. PARÁMETROS CLAVES DE LTE
TABLA 1
Parámetros claves de LTE
Gama de
frecuencias
UMTS FDD grupos y bandas UMTS TDD
Canal ancho de
banda,
1 Recursos
Bloque = 180 kHz
1.4 MHz 3 MHz 5 MHz 10 MHz
15 MHz 20 MHz 6 RB 15 RB
25 RB 50 RB 75 RB 100 RB
Esquemas
Modulación
DL: OFDMA (División
de Frecuencia Ortogonal de acceso múltiple)
UL: SC-FDMA (frecuencia portadora única de
acceso múltiple por división)
Acceso Múltiple
DL: OFDMA (División
de Frecuencia Ortogonal de acceso múltiple)
UL: SC-FDMA (frecuencia portadora única de
acceso múltiple por división)
Tecnología
MIMO
DL: Amplia gama de opciones de
configuración MIMO para transmitir la
diversidad, espacial
retraso de la multiplexación, la diversidad y
cíclicos (máximo 4 antenas en la estación base
y el auricular)
UL: MIMO multiusuario colaboración
Pico de velocidad
de datos
DL: 150 Mbps (categoría UE 4, 2x2 MIMO, 20
MHz) de 300 Mbps (UE categoría 5, 4x4
MIMO, 20 MHz)
UL: 75 Mbps (20 MHz)
VIII. COMPARACION
Las principales ventajas de LTE con respecto a otras
tecnologías las podemos ver en los gráficos que se muestran
a continuación, realizando esta comparación.
En la primera figura se compara el rendimiento de LTE
contra HSPA, donde se puede ver que LTE ofrece 10 veces
más de rendimiento y 3 veces menos de latencia que la otra
tecnología.
Figura 1. Comparación del rendimiento y la latencia de LTE
En la siguiente gráfica se puede observar que el costo por
Mbyte entre las tecnologías comparadas, el mas bajo es el
de LTE.
Figura 2. Comparación del costo por Mbyte
En ésta figura se puede ver que LTE ofrece un pico de
rango de transferencia de datos mucho más alto que las
tecnologías móviles existentes hasta el momento. Ofrece
velocidades mayores tanto en datos de subido como de
descarga.
Figura 3. Comparación del rango de datos
IX. EL FUTURO CON LTE
CEO de Google Eric Schmidt, cree que el despliegue de
redes LTE y nuevos servicios basados en la nube de este
año marcará el inicio de una nueva era de innovación móvil,
en el LTE será el facilitador. Schmidt señala que comienzan
hoy por los desarrolladores que buscan en el segmento
móvil, debido a su escala y el crecimiento. Teléfonos
inteligentes ya han superado las ventas de PC y portátiles y
se están convirtiendo en la plataforma de elección, junto con
las tabletas, para juegos, redes sociales, aplicaciones, etc.
Schmidt dijo que la adopción de LTE será llevar a los
usuarios un tipo totalmente nuevo de la realidad móvil a
través de aplicaciones interactivas y 3D, realidad
aumentada, la salud, y servicios inteligentes basados en la
localización, por poner un ejemplo. Otro ejemplo
interesante es la traducción de idiomas utilizando el teléfono
inteligente - inmediatamente traducir el discurso de un
usuario en otro idioma de su elección, y viceversa. La
traducción real sería normalmente tienen lugar en la nube.
Varios otros ejecutivos expresaron opiniones similares en el
futuro, especialmente a la luz de la explosión previsto
crecimiento de los datos móviles.
A pesar de todo el entusiasmo en el MWC, LTE se espera
que sólo representen el 4 por ciento de las conexiones de
telefonía móvil del mundo en 2015, según un reciente
informe de Wireless Intelligence. Esto representa alrededor
de 300 millones de usuarios, con la mayoría de los países
asiáticos. Aunque el porcentaje no puede representar una
gran proporción del total de suscriptores globales, será, en
gran medida, limitado a los mercados maduros móvil con la
mayor tasa de adopción de teléfonos inteligentes y Tablet
PC. Por lo tanto, el impacto de LTE no debe ser socavado y
sin duda traerá muchos servicios interesantes e imprevistos,
las solicitudes y, tal vez, lograr una transformación en el
mundo móvil.
X. CONCLUSIONES
Con todo lo planteado y mencionado anteriormente, sin
duda LTE es la tecnología de acceso móvil que está
revolucionando las comunicaciones en los dispositivos,
pues permite una velocidad de descarga y de subida de
datos, mucho mayor que las tecnologías actuales
implementadas. Además, el costo de implementación es
más bajo que los demás.
Para ello, también es importante tener en cuenta las antenas
que la hacen posible, pues éstas son las que reciben todo el
tráfico generado y las que se encargan de enlazar los
contenido que se quieren visitar con los dispositivos
móviles donde se quiere reproducir.
LTE, es una tecnología que ya está siendo implementada en
Europa, pero que en América apenas está siendo
investigada, con excepción de algunos países.
En Colombia, se están llevando investigaciones a fondo de
la implementación i beneficios que trae ésta tecnología,
pues permite brindar servicios de datos más veloces con
acceso a contenidos que los actuales sistemas de datos no
pueden soportar.
XI. REFERENCIAS [1] J. Parikh, and A. Basu, “LTE Advance: The 4G Mobile Broadban Technology” International Journal of Computer Applications, vol. 13 – No.
5, Jan. 2011
[2] L. Belhouchet, and H. Ebdelli, “Session 3: LTE overview – Design
Targets and Multiple Access Technologies”, Jan. 2010
[3] “LTE in the Spotlight at Mobile World Congress”. Available:
http://www.3gpp.org/LTE-in-the-Spotlight-at-Mobile
[4] “New LTE Spectrum is key to success”. Available:
http://www.3gpp.org/New-LTE-Spectrum-is-key-to-success
[5] “GSA confirms almost 200 operators investing in LTE”. Available:
http://www.gsacom.com/news/gsa_324.php4
[6] “4G Mobile Broadband Evolution: 3GPP Release 10 and Beyond”. Feb.
2011. Available:
http://www.4gamericas.org/documents/4G%20Americas_3GPP_R
el-10_Beyond_2.1.11%20.pdf
[7] LTE. Groups 3GPP. Available: http://www.3gpp.org/LTE
[8] H. Holman, and A. Toskala, LTE for UMT. OFDMA and SC-FDMA
Based Radio Access. 2009