Proiect RCILong Term Evolution (LTE)

Universitatea “Politehnica” Bucureşti,Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei,

Program Master SIVA

Student: Badea Silviu-MadalinIndrumator: Prof. St. Stancescu

Cuprins1. Introducere2. De ce LTE?3. Arhitectura retelei4. Modelul radio5. Caracteristici si principii de operare6. Spectrul de frecventa7. Evolutia retelei8. Servicii oferite9. Concluzie

1. Introducere• LTE (Long Term Evolution) reprezinta evolutia tehnologiei comunicațiilor mobile

celulare spre o retea full IP broadcast și este introdusa in 3GPP Release 8.

• LTE vizează cerințele rețelelor din generația următoare, inclusiv rate maxime de downlink de cel puțin 100Mbit/s, rate de uplink de 50 Mbit/s și timpi de dus-intors in RAN (Radio Access Network) de mai putin de 10ms.

• Avantajele LTE:

• Rata maxima de download de 326.4 Mbit/s pentru antene 4x4, 172.8 Mbit/s pentru antene 2x2 pentru fiecare 20 MHz ai spectrului de frecvențe;

Rata maxima de upload de 86,4 Mbit/s pentru fiecare 20 MHz ai spectrului de frecvențe;

5 clase diferite de terminale, de la o clasa centrata pe voce până la un terminal high end care acceptă rata maxima de date (upload/download). Toate terminale vor putea procesa lățime de bandă de 20 MHz;

Cel puțin 200 de utilizatori activi in fiecare celula de 5 MHz. (de exemplu, 200 de clienti de date activi);

Sub 5ms intarziere pentru pachete IP mici;

2. De ce LTE?• De ce industria telefoanelor mobile reconsidera

arhitectura generală a sistemului de comunicații mobile bazate pe GSM, după numai un deceniu de la introducerea rețelelor 3G/UMTS?

• Deoarece broadcast-ul face parte din experienta utilizatorului mobil de astazi. Această schimbare în percepția utilizatorilor este demonstratata de creșterea rapidă a retelelor WCDMA și HSPA la nivel global. Incepand cu Ianuarie 2009, există peste 4 miliarde de utilizatori wireless și peste 254 de operatori in mai mult de 110 țări care suporta WCDMA.

3. Arhitectura• O caracteristică a rețelelor de generație următoare este ca atat controlul

conectivitatii cat si al sesiunii se bazează pe stiva TCP / IP.

• Rezultatul: o experiență mai bogată a comunicaților de voce, filme, servicii de mesagerie si solutii multimedia avansate.

• 3GPP defineste arhitectura retelei pe baza de IP, ca parte a System Architecture Evolution (SAE). Arhitectura LTE-SAE și conceptele lor au fost concepute pentru sprijinirea eficientă a utilizarii in masa a oricărui serviciu bazat pe IP.

• Arhitectura se bazează pe o evoluție retelelor existente GSM / WCDMA de bază, cu operatiuni simplificate și o implementare usoara si cu costuri reduse.

• Componenta principală a arhitecturii SAE este Evolved Packet Core (EPC), cunoscuta sub numele de Core SAE. EPC va servi ca echivalent al rețelelor GPRS.

4.  Modelul radio• Release-ul 8 a interfetei aer, E-UTRA (Evolved UTRA) va fi utilizat de către operatorii

UMTS care vor implementa propriile rețele fără fir.

• Aceasta este destinata pentru utilizarea pe orice rețea IP, inclusiv WiMAX și WiFi, și chiar rețelele cablate.

• Sistemul E-UTRA propus folosește OFDMA pentru downlink (turn la receptor) și Single Carrier FDMA (SC-FDMA) pentru uplink și are MIMO (Multiple Input - Multiple Output), cu până la patru antene pe stație.

• Avantajele OFDMA:

▫ Flexibilitatea de implementare de-a lungul benzilor de frecvență diferite, cu mici modificari necesare pentru interfața aer;

▫ Medie de interferențe de la celulele vecine, prin utilizarea permutarilor purtatoarelor diferite între utilizatori în celule diferite;

▫ Interferențe în cadrul celulei sunt mediate prin utilizarea de alocare cu permutări ciclice.

▫ Ortogonalitatea în uplink prin sincronizarea utilizatori în timp și frecvență;

▫ Acoperire printr-o retea cu o singura frecventa, unde problema de acoperire există și dă o acoperire excelentă;

5.Caracteristici si principii de operare

• Număr diferit de sub-purtatoare pot fi atribuite utilizatorilor. Scopul: pentru a sprijini calitatea serviciilor (QoS) diferențiată, de exemplu de a controla rata de date și probabilitatea de eroare individual pentru fiecare utilizator.

• OFDMA poate fi văzut ca o alternativă la combinarea OFDM cu TDMA sau TDSM FDMA și TDMA

• OFDMA este considerat ca fiind foarte potrivit pentru rețelele de bandă largă fără fir, datorită avantajelor, inclusiv scalabilitate și MIMO-uri, precum și capacitatea de a profita de selectivitatea canalui de frecvență.

• Canalul Downlink: LTE foloseste OFDMS pentru downlink. OFDMA îndeplinește cerința LTE de flexibilitate

a spectrului și permite soluții ieftine pentru purtatoarele de banda foarte larga, cu rate de vârf ridicate.

Formate de modulări suportate pe canalele de date in downlink sunt QPSK, 16QAM și 64QAM.

• Canalul Uplink:

LTE foloseste o versiune pre-codificată a OFDM numita Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA). Acest lucru se face pentru a compensa un dezavantaj al OFDM, care are un raport puterea la varf la puterea medie(PAPR) foarte mare.

Un raport PAPR mare necesita amplificatoare de putere scumpe și ineficiente, cu cerințe ridicate privind linearitatea, care crește costul terminalului și descarca mai repede bateria.

Un PAPR scăzut îmbunătățește, de asemenea, acoperirea și performanța la marginea celulei.

Formate de modulări suportate pe canalele de date in uplink sunt QPSK, 16QAM și 64QAM.

7. Evolutia retelei• În paralel cu noua sa interfața radio avansata, realizarea

întregului potențial al tehnologiei LTE necesită o evoluție de la rețelele hibride de astazi (pachet/cu circuite comutate), la un mediu mai simplu, all-IP.

• Din punctul de vedere al operatorului, avantajul este reducerea costurilor de livrare pentru aplicații imbunatatite, care combină servicii de voce, video și date, plus interconectarea simplificata cu alte rețele fixe și fără fir.

• Obiectiv-cheie al proiectului - coexistența armonioasă a sistemelor LTE, alături de rețelele existente de circuite comutate.

8. Servicii oferite

• Printr-o combinatie de viteze foarte mari de transmisie downlink (și uplink), mai flexibil, utilizarea eficientă a spectrului de frecvențe și latență de pachete redusă, LTE promite sa sporeasca furnizarea de servicii mobile de bandă largă odata cu adăugarea de noi și incitante servicii

• Un obiectiv general pentru LTE este stabilizarea și inversarea ARPU care este constant in declin (venitul mediu per utilizator), care este caracteristic multor piețe de telefonie mobilă.

Concluzii• Cei mai mulți operatori vor moderniza core-ul retelelor

pe bază de pachete (SGSN, GGSN, etc), spre funcționalitatea Evolved Packet Core.

• Odata ce tehnologia CS este eliminata în totalitate, aceasta va fi înlocuită cu mecanisme de rutare de mare capacitate. Aceste cutii vor fi apoi înlocuite de routere ip neinteligente de mare capacitate si mare viteză si inteligența mobilitatii se va concentra in servere.

• Gestionarea apelurilor va fi o aplicație software, iar comunicațiile bazate pe PCM vor fi, cel puțin pentru tehnologia mobila, un lucru de domeniul trecutului.

Va multumesc pentru atentie!