Wireless - LTE

Histórico

• 2004: Um projeto chamado LTE pesquisa uma maneira de melhorar o Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) e optimizar a arquitetura de acesso via radio (RAN)
• 2007: Primeira especificação técnica do E-UTRAN aprovada
• 2008: Especificação técnica do E-UTRAN estável suficiente para implementações comerciais

Introdução

A Tecnologia Wireless denominada de Long Term Evolution (LTE) não pode ser considerado ainda como o próximo padrão de comunicações móveis pois ainda encontrasse em fase de adaptação por parte de seus idealizadores. A idéia é criar um padrão que seja bem aceito tanto pelos operadores de tecnologia baseada em GSM, como 3G, W-CDMA, HSPA; e também por operadores baseados em CDMA.

Apesar de concebido para manter o padrão com as redes GSM atuais, o LTE incorpora algumas mudanças conceituais que permitirá alcançar taxas de 100Mbps de downlink e 50Mbps de uplink

As principais mudanças conceituais encontram-se listadas abaixo:

• Modulação OFDM: Garante uma alta taxa de transmissão e uma robustez de sinal mesmo que o sinal encontre multipercursos, problema comum em zona urbana. Apesar de já conhecida há tempos, essa técnica só foi possível devido a evoulação dos filtros, amplificadores e fontes dos dispositivos móveis.

• Multiple Input Multiple Output Técnica que utiliza várias antenas na transmissão e recepção com intuito de utilizar de forma construtiva as diferentes reflexões que um sinal toma. Isso permite maiores taxas de transmissão

• System Architecture Evolution (SAE): Arquitetura baseada em pacotes onde as células se conectam diretamente ao núcleo da rede. Essa mudança em relação às antigas arquiteturas que consideravam muitos saltos entre as células e a gerência da rede resulta em latência mais baixa e maior capacidade de tráfego.

Motivação para o LTE

• Garantir a competitividade das redes 3G
• Usuário demanda cada vez mais poder de transmissão e recepção
• Um melhor sistema comutado via pacote
• Redução dos custos de operação (CAPEX e OPEX)
• Ter Baixa complexidade
• Reduzir a fragmentação desnecessária das tecnologias em relação as bandas de operação

Principais Caracteristicas

• Alto grau de eficiência espectral
  • OFDM no downlink que permite robustez contra multicaminhos e alta compatibilidade com sistemas avançados tipo MIMO e Frequency domain channel-dependent scheduling.
  • Multi-antena
  • DFTS-OFDM (Single-Carrier FDMA) permitindo ortogonalidade no dominio da frequencia.
• Baixa Latência
  • Baixo tempo de setup e baixo atraso de transporte
  • Baixo TTI
• Suporte a Banda variavel
  • 1.4, 3, 5, 10, 15 and 20 MHz
• Arquitetura de protocolos simples
  • Baseados em compartilhamento de banda
  • capacidade de utilizar tecnologias VoIP
• Arquitetura simples
• Interoperação com outros sistemas, tipo cdma2000
• FDD e TDD dentro de apenas uma tecnologia de acesso via radio
• Multicast/BroadCast mais eficiente
• Suporte para operação de auto-organização da rede (self-organized network - SON)

Especificações técnicas

Modulação

• Downlink: Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
  • QPSK, 16QAM, and 64QAM
• Uplink: Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA).
  • BPSK, QPSK, 8PSK and 16QAM.

O LTE utiliza uma banda que pode variar entre 1,25 and 20 MHz, em contraste com os fixos 5MHz das redes UTRAN

Femtocell

A Femtocelula pode ser comparada com um roteador wireless doméstico, sua função. Ela se conecta à internet e a partir daí serve como estação radio base para a rede LTE. A arquitetura SAE nomeia uma femtocelula LTE de HeNodeB, as macrocélulas são nomeiadas de eNodeB e todas elas se comunicam com o núcleo da rede diretamente, visto que o padrão de conversação da rede é IP.