3Gpp Lte: Hacia la 4G Movil
Cardona, Narcis / Olmos, Juan Jose / Garcia,
Las Comunicaciones Móviles, que fueron un privilegio para unos pocos en la década de los 80, han alcanzado ya su nivel de saturación en cotas de penetración en el Mercado. La voz y los mensajes cortos siguen representando un elevado porcentaje del uso de los terminales móviles, pero desde hace unos pocos años están creciendo exponencialmente las cifras de tráfico en servicios d...
Sinopsis
Las Comunicaciones Móviles, que fueron un privilegio para unos pocos en la década de los 80, han alcanzado ya su nivel de saturación en cotas de penetración en el Mercado. La voz y los mensajes cortos siguen representando un elevado porcentaje del uso de los terminales móviles, pero desde hace unos pocos años están creciendo exponencialmente las cifras de tráfico en servicios de datos, especialmente empujados por la navegación web y el correo electrónico. La introducción primero de la adaptación a GPRS de los sistemas de 2ª generación y el posterior despliegue de UMTS, con su ampliación específica para datos de alta velocidad HSPA, han permitido soportar ese incremento durante la primera década de este siglo. Sin embargo, las previsiones de crecimiento actuales hacen necesario el despliegue en muy poco tiempo de nuevas soluciones, por lo que el foro de estandarización europeo 3GPP (3rd Generation Partnership Project) ha continuado evolucionando sus propuestas cerrando a finales de 2008 la primera versión de una nueva generación de redes de acceso radio celular: Long Term Evolution (LTE) y en 2010 la versión avanzada (LTE-A) que la Unión Internacional de Telecomunicaciones ha reconocido ya como estándar de 4ª generación. LTE arranca su andadura en el mercado con la intención de ofrecer servicios de datos de gran ancho de banda, multiplicando por más de 10 las tasas binarias ofrecidas en 3G y con infraestructuras de redes más eficientes basadas en una arquitectura de red de acceso simplificada. Además, la flexibilidad en el uso del espectro que se contempla en el estándar LTE facilita la regulación del uso de distintas bandas de frecuencia y la sustitución progresiva de los anteriores estándares de 2ª y 3ª generación. Este texto cubre todos los aspectos técnicos relevantes del estándar LTE, desde la descripción de los mecanismos de acceso radio y canales físicos, hasta las consideraciones sobre despliegue y gestión de recursos en redes LTE operativas. En todos y cada
Índice
Öndice de figuras ix Öndice de tablas xvii Acr¢nimos xxi 1. Introducci¢n 1 Narc¡s Cardona, Mario Garc¡a Lozano, Jose F. Monserrat 1.1. Tendencias de mercado y tecnolog¡a . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2. Roadmap del 3GPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3. Requisitos del sistema LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4. Espectro radioel?ctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.5. Arquitectura global del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.6. Comparativa UMTS vs. LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2. Tecnolog¡as habilitantes de LTE 17 Narc¡s Cardona, Joan J. Olmos 2.1. Introducci¢n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2. Ecualizaci¢n en el dominio de la frecuencia . . . . . . . . . . . 18 2.2.1. Convoluci¢n circular discreta . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3. OFDM/OFDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.1. OFDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.2. OFDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.4. SC-FDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.5. T?cnicas MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.5.1. Modelo de canal y capacidad m xima MIMO . . . . . . 34 2.5.2. Multiplexaci¢n MIMO en lazo abierto: receptores ZF y MMSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.5.3. Diversidad en transmisi¢n basada en MIMO: c¢digos espaciotiempo o STBC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.5.4. Esquemas MIMO/OFDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.5.5. T?cnicas MIMO multiusuario . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.6. HARQ y codi_caci¢n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.6.1. Codi_caci¢n de canal en LTE . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.7. Adaptaci¢n al canal y scheduling . . . .
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