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LTEISAE System Overview Training

HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

HUAWEI

LTEISAE Svstem Overview

Contenido

Contenido 1 Arquitectura de Red...................................................................................................................1-1 Objetivos ... .... . ..................... . .... . ................................................ . ..................................... . ................................... 1-1 1.1 Evolución de ¡as Redes Celulares ................................................................................................................. 1-2 1.1.1 Sistemas Móviles de Primera Generación .... ... . ................................. . ......................... --- .... .................. 1-2 1. 1.2 Sistemas Móviles de Segunda Generación........ . ..................................... . ....... . .................................... 1-2 1. 1.3 Sistemas Móviles de Tercera Generación .......................... .... ... . ................ . ........................ . ........ . ....... 1-4 1. 1.4 Sistemas Móviles de Cuarta Generación ........................ . .................. . ..................... . .... . ....................... 1-5 1.2 Releasesde3GPP .............................. . ... . ........ ... .... .. .................. . ................. . ....... . ......................................... 1-6 1.2.1 Pre-Release99 .................. . .................. . ....................................................... . .................. . .................... 1-6 1.2.2 Release 99 .................... . .... . .................... . ............................. . ....... . .......................... . ... . ........................ 1-7 1.2.3 Release 4 ...... ... ..................... . .......... . ... . ................................................................................................ 1-7

l .2.4 Release 5 .............................................................................. . .............. . ................................................ 1-7 1.2.5 Release 6 .................................................. . .... . ........... . .............. . ....... .... .... . ... . .............. . .................. . ..... 1-8 l .2.6 Release 7 ...................... . ................................. . ........................................................................... . ......... 1-8 1 .2.7 Release 8 ........................... . .... . ............. . ...................... . .............................................. . .......... . .............. 1-9 1 .2.8 Release 9y siguientes ....................... . ........................................................................... ..... .... . ........... 1-10 1.3 Arquitectura E-UTRAN.. .............. ............ . ................................................................................................. 1-10 1 .3.1 Equipment... ..... ..... . ..................................................... . ............................................................. 1-11 ].3.2EvolvedNodeB .......................................... ............................... . .......... . ............................................ 1-13 1 .3.3 Femto Cells.. .......... .... . ............ . ......................................................... ... ................ . ........... . ................. 1-14 1.4 E-UTRAN - Interfaces y Protocolos ................................ .............. . ............ . ..... . .... . ..... . .................. . ........ ... 1-15 1 .4.1 Interfaz Uu .............. . ..................... . ...................................... . ........ . ........................... . .......... . ............. 1-15 1 .4.2 Interfaz X2 .... ... . .............. . .................................................. . ................. . ................ . ...... .. .......... . ......... 1-17 l .4.3 Interfaz Sl ............... ......................... . .................................................................. . ............................. .. 1-18 1.5 Arquitectura EPC ............................................ . .............. . ...................... . ..................................................... 1-19 1.5.1 Mobility Management Entity ................................................. ... . ... . .................................................... 1-20 1.5.2 Serving - Gateway ................................................................................... ................... . ... . ................... 1-21 1.5.3 Packet Data Network - Gateway ....................................................... .... ........... .. ................................ 1-22 1.6 Interfaces y Protocolos de EPC ............................................................ .......... ... ...................................... . .... 1-22 1 .6.1 Interfaz Sil ............................ . ... . ........................................... . ................... . ....................................... 1-22 L6.2 Interfaz S5/S8 ........ .......................................................................... ............................................ . .... .. 1-23 1.6.3 Interfaz SiO ................................ . .... . ............................................. . .................................................... 1-24 lssue 01(2010-05-01)

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Contenido

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LTE/SAE Systern Overview

1.6.4 Interfaz SGi ..................................................... .... ......................................................... . ..................... 1-24 1.6.5 Elementos de red e interfaces adicionales ............................ .... ... .... . .................................................. 1-25 2 Principios

de la Interfaz de Aire LTE ....... . ....................................................... . .....................2-1

Objetivos ........... . ..... . ........ . ............... . ..................... .... . ............ . ................................................... ... ...... . .............. 2-1 2.1 Técnicas de la Interfaz de Radio ............. . .... ... . ...... . ...... . .................................. ... ..... .. ............ . ...................... 2-2 2.1 .1 Frequency Division Multiple Access ....... ... . ................... . .................. . ... .. ............................................ 2-2 2.1 .2 Time Division Multiple Access ..... ...................... . ...... . ....................................... . ... . ... . ......... .. .............. 2-3 2.1.3 Code Division Multiple Access...................................................................... . ...... . .............................. 2-3 2.1.4 Orthogonal Frequency Division Mu]tipleAccess ......... . .......... . .... .... ................................................... 2-4 9 . 7.5

Modos de Transmisión .... ... ... .. ............ . ........................... . ........................... . ... . .... . ..................... .......... 2-4

2.2 Principios de OFDM ....................... . ......................... . .... .. ..... . .... .. ................................. . .................... .. ......... 2-5 2.2.1 Frequency Division Multiplexing. .......... ....................................................................... ....................... 2-6 2.2.2 Subportadoras OFDM ............... . ................ . .............. . ..... . ................................. .... ............................... 2-7 12.3 Fast Fourier Transforms .................. . ...... .. ......... . ......................... ... ........................... . .......................... 2-7 2.2.4 Tamaño de FFT LTE ................. . ........ . ....................... .. ....................................................... . ................ 2-8 2.2.5 Mapeo de Símbolos OFDM ........... .... ...... . ..................................... . ......... . ...........................................2-9 12.6 Interferencia en el Dominio de Tiempo. ....... . .......... . .................................... ......... . .................. ............ 2-9 2.2.7 Ventajas y Desventajas de OFDM ......... ................................................. . ................... . .......... . .... ........ 2-11 2.3 Estructura de Canales LTE ................... .. ........ .. .............................. .. ........................................................... 2-12 2.3.1 Canales Lógicos ..................................... . .................................... . ....... . ...... . ............ . ................. . ........ 2-12 2.3.2 Canales de Transporte ................................................ ........................................................................ 2-14 2.3.3 Canales Físicos ............... ....... . ....................................................... . .... . .......................... . ........... . ........ 2-14

2.3.4 Canales de Radio ................................ .... . ............................................................................. . ............. 2-15 2.3.5 Mapeo de Canales..... .................. ........ . .............................................................................. . ...............2-16 2.4 Estructura de Trama LTE...... ......... . .................. . ...... . ....................................... . ..... . ....................................2-17 2.4.1 Frames Tipo 1, Slots y Subframes .... .................................. ... ............................. . ................ . .............. 2-17 2.4.2 Frames Tipo 2, Slots y Subframes ...................... .......... . ........................... . ... . ........... . ...... . ............... ... 2-19 2.5 OFDMA en Downlink .............................................................................. .. ................................................. 2-20 15.1 Estructura General de OFDMA .................... ........................ ... ................................ . ............ . ............ 2-20 2.5.2 Physical Resource Blocks y Resource Elernents ....................... ............................................... .. ........ 2-20 15.3 Señales Físicas LTE ............................................................ . ............................................ . .................2-22 2.5.4 Señales de Referencia de Downlink .......... ..... . ........... .......... . ............................................................. 2-24 2.6 SC-FDMA en Uplink ........................ ... . .......... . ............................................. .... ................................. .. .......2-25 2.6.1 Generación de Señal SC-FDMA....... .............. ........ . .... .... ........................................................ . .........2-25 2.6.2 OFDMA versus SC-FDMA..... .................. .... . ..................................................... . ............................. 2-27 2.7 Multiple Input Multiple Output ...... .................... . ........................................................................................ 2-27

2.7.1 Multiplexación Espacial ....................... .................. . .......................... . ........... . ................ . ............ ........2-28 2.7.2 Codificación Tiempo Espacio........ .... ........................................ . ................................ . ......... . ............ 2-29

2.7.3 Adaptive MIMO Switch .............. ................................................................................. . ..................... 2-29

3 Descripción General del Producto eNB. ............................ . ................................................... 3-1 Objetivos ....... . ........................ . .............................................................................................................. . ... .. ......... 3i u

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LTE/SAE System Overview

Contenido

3.1 Familia de eNB Huawei ....................... .... ..... . ...... . ............................................................ . ....................... ....3-2 3. 1.1 BTS3900(A) LTE ............................................. .... . ....... . ... . .... . ................................................ .. ............ .3-2 3,1.2 DBS3900 LTE ........ . ......................................... .. ........ . ............. . ........................................................... 3-4 3.2 Productos y Escenarios de Aplicación ......................................................................... . .......... . .............. . ....... 3-5 3.2.1 BTS3900(A) LTE ...................................... . ........................ . ............................................... . ... ... ........... 3-6 3.2.2 DBS3900 LTE ..................................................................... . .................................... . ........................... 3-6 3.3 Operación y Mantenimiento ................ .. .............................................. . ....................... .................................. 3-6 3.3.1 Sistema de Operación y Mantenimiento ........................... . ......................................................... . ......... 3-6 3.3.2 Beneficios ................................. . ............... . ....... . .................. . .... . ..... . ........................... . ........... .. ........... 3-7

4 Glosario ........................................................................................................................................ 4-1

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Figuras


Figuras Figura 1-1 Evolución de Las Redes Celulares ....................... . ...................... .... ...................................... ... ........1-2 Figura 1-2 Sistemas Móviles de Segunda Genereción ....................................................................................... 1-3 Figura 1-3 Sistemas Móviles de Tercera Generación ............... .. ............... .. ....................... . ............................... 1-4 Figura 1-4 Sistemas Móviles de Cuarta Generación .......................................................................................... 1-6 Figura 1-53GPPReleases ........... . ......... . ....... . .......................................... . ...... . .................................................. 1-6 Figura 1-6 HSDPA (Release 5) .................................................................................................................... ......

1-8

Figura 1-7 HSUPA (Release 6) .................... . ........................ . ........................... . ................... . ............................1-8 Figura 1-8 HSPA+ (Release 7) ..................................................................................... . ................. ... ................. .1-9 Figura 1-9 Release 8 HSPA+ y LTE... . ........................... . ......... . ................ ................................. . ......... ... ......... 1-10 Figura 1-10 Release 9 y futuras tecnologías ..................... ... ............................................................................ 1-10 Figura 1-11 LTE Arquitectura de Referencia ......................... . ..................................................... . ................... 1-1 1 Figura 1-12 Elementos Funcionales del Equipo del ( Equipment)............................... . .............. 1-12 Fig ura 1-13 Elementos Funcionales del Evolved Node B .............. . ............................................................... 1-14 Figura 1-14 Interfaces E-UTRAN ...... . ....... .. ............. . ................................................ .. ................................... 1-15 Figura 1-15 Protocolos de la Interfaz Uu .............. . .................... . ....................................................... . ........... 1-16 Figura 1-16 Protocolos de la Interfaz X2 ........................... . ................................... . ...... . .......... .. .................... 1-18 Figura 1-17 Protocolos de la interfaz SI ............................................................. . ... . .............. . .... . .................. 1-19 Figura 1-18 Arquitecturas e Interfaces EPC ..................... . ............................................................................. 1-20 Figura 1-19 Elementos Funcionales del MME ......... . ................... . ..................................... . ............... . ........... 1-21 Figura 1-20 Elementos Funcionales del S-GW ............ . ........................................... ... ............................ . ...... 1-21 Figura 1-21 Elementos Funcionales del PDN-GW ..................... .. ... . ......... . ................................................. .. 1-22 Figura 1-22 Protocolos de la Interfaz Sil ...................................................................................................... 1-23 Figura 1-23 Protocolos de la Interfaz S5/S8 ....................................................................................... . .......... 1-24 Figura 1-24 Protocolo de Interfaz SlO ............................................................................................................. 1-24 Figura 1-25 Protocolos de Interfaz SGi ........... . ...................... .... .............. . ..................... . .......... ... .................. 1-25 Figura 1-26 Elementos e Interfaces de Red Adicionales ............ ........... ... ....... . ...... . .............................. . .......... 1-25 iv

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Fi

Figura 2-1 Técnicas de La Interfaz de Radio ....................................... . ........ .. .................................................2-2 Figura 2-2 Múltiple por División de Frecuencia . ....................................................................... .......... 2-2 Figura 2-3 Múltiple por División de Tiempo... ....... . ................................ . ............................................. 2-3 Figura 2-4 Múltiple por División de Código ...................................... . .................................................. 2-3 Figura 2-5 Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal ............. .................................................... 2-4 Figura 2-6 Duplexación por División de Frecuencia ............................................ . ... . ........................................ 2-5 Figura 2-7 Duplexación por División de Tiempo ...................... ... .................................... . .......... .. ..................... 2-5 Figura2-8 Uso de OFDM en LTE ................. . .................................................. .. ................................. ............... 2-6 Figura 2-9 Portadoras FDM ... ................................................ . .........................................................................2-6 Figura2-10 Subportadoras OFDM ... . ............. . ................................. . ................................................... ........... 2-7 Figura 2-11 Inverse Fast Fourier Transfonri ............................... . ...... .... ............................ . ...... . ........... .............. 2-7 Figura 2-12 Fast Fourier Transform ........ . ... . ...................................................................................................... 2-8 Figura2-13 Mapeo de Símbolos OFDM ..... . .... . ....................... . ........ .. ...................................... . ...................... 2-9 Figura 2-14 OFDM PAPR (Peak to Average Power Ratio) ....... . ... . .................................. . ................................. 2-9 Figura 2-15 Retraso de Propagación . ......... . ..................................... . ............................................................... 2-10 Figura 2-16 Inter Symbo] interference ...... . ..... . .... . ................................................................. . ......................... 2-10 Figura2-17 Cyclic Prefix ................................................... . .................................. . ...... . ......................... .......... 2-11 Figura2-18 Canales LTE ..................................... . ........................................................... . ............................. 2-12 Figura 2-19 Ubicación de los Canales ........ . ....................... . ....................... . ........ . ......... . .................................. 2-12 Figura 2-20 Canales Lógicos BCCH y PCH ........ .. ....... . ........................ . ........... . ........ . ......................... . ........ 2-13 Figura 2-21 Señalización CCCH y DCCH .................. . ................ . ......... . .................................................. . .... 2-13 Figura 2-22 Dedicated Traffic Charinel ................................................................ . ......... . .... . ......................... ... 2-13 Figura 2-23 Canales de Transporte LTE Release 8 ..........................................................................................2-14 Figura 2-24 Canal de Radio .................................................. ...... . ................................... . ......................... . ....... 2-15 Figura 2-25 Mapeo de Canales de Downlink ................................................................................................. 2-16 Figura 2-26 Mapeo de Canales de Uplink ........................................................... . .......................... .. .............. 2-17 Figura 2-27 Estructura de Trama LTE ................................ . .................. . .... . ..... . ............ . ....................... ......... 2-18 Figura 2-28 Cyclic Pretix Normal y Extendido ................................. . .................. . .......... .. ................... ........... 2-18 Figura2-29 Trama de Radio Tipo 2 ............................................................................ . ....... . .......................... 2-19 Figura2-30 OFDMA en LTE .......................................... . ......................................................... . ...................... 2-20 Figura 2-31 Physical Resource Block and Resource Element .... . ...... . ............................................................. 2-21 Figura 2-32 Downlink Ccli ID ...................................................................................... . .................................. 2-22 Figura 2-33 Ubicación de PSS y SSS Location para FDD .......... . .................................................................... 2-23

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y

Figuras

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Figura 2-34 Ubicación de PSS y SSS para TDD.............................................................................................. 2-24 Figura 2-35 Mapeo de Subportadoras SC-FDMA ...... . ... . ............................. ............... . .................... ... ...........2-25 Figura 2-36 Generación.de señal SC-FDMA ... . .............................. .. .................. . .......................................... 2-26 Figura 2-37 SC-FDMA y el eNB ................................................ ... ............................................ . ..................... 2-27 Figura2-38 SU-MIMO y MU-MIMO .... ........... .. ............. . ...................... . .......................................... .............. 2-28 Figura 2-39 MIMO Como Multiplexación Espacial ............. ... ......................... .... . ............. . ............ .. ........... .... 2-28 Figura 2-40 Problemas de Interferencia de la Multiplexación Espacial . .............. ........................ . ............ . ...... 2-29 Figura 2-41 MIMO Space Time Coding .................................................................. ........................................ 2-29 Figura2-42 Adaptive MIMO Switch ......................................... . ....... . ............................................................. 2-30 Figura 2-43 MBMS Logical Architecture ............................................................ Error! Bookmark not defined. Figura 2-44 MBSFN Synchronization Arcas ... ... ........ . .................................... . ... Error! Bookmark not defined. Figura 2-45 MBMS Ccli Configuration ............................................................... Error! Bookmark not defined. Figura 3-1 BT53900(A) LTE Architecture.............. . .................................... . ..................................................... 3-3 Figura 3-2 BBU3900 ........................... . ......................................................... .... ......................... . ............. . ......... 33 Figura 3-3 LRFU ........ ... ......................................... ... .............................................. .............. . ................ . ........... 34 Figura 3-4 DBS3 900 LTE Architecture........... ......................... . .... . ............. . ........................................ .............. 3-4 Figura 3-5 RRU.................................. . ... . ................................................ . ................ .... ....................................... 35 Figura 3-6 O&M System .................... . ... . .... . .................................................................................................. . ... 3-7

vi

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Tablas

Tablas Tabla 1-1 2G 2.50 and 2.750 GSM/GPRS Systems ........................................................................................ .1-3 Tabla 1-2 IMT Advanced Features ........ . ..... . ..... . ......................... . ............ . ................ . ..................... .. ... . ............. 1-5 Tabla1-3 UE Categories ..................................................................................................................................1-12 Tabla 2-1 LTE Channel and FFT Sizes ..................... . ..... . ............... ... ...... . ..................... . .................................... 2-8

Tabla 2-2 Type 2 Radio Frame Switching Points .............................. . .... ... ...................... . ................ ................2-19 Tabla 2-3 Downlink PRB Pararneters ............................. . ....................................................... . .... . .................... 2-21 Tabla 2-4 SC-FDMA versus OFDMA ................................ . ....................................................... . ..................... 2-27

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vi¡


1 Arquitectura de Red

1

. Arquitectura de Red

Objetivos Al término de esta sección, los participantes serán capaces de: 1.1 Describir la evolución de las redes celulares. 1.2 Resumir la evolución de los Releases de 3GPP, a partir del Release 99 al Release 9. 1.3 Explicar la arquitectura lógica de laE-UTRAN. 1.4 Describir las interfaces y protocolos asociados dentro de la E-UTRAN. 1.5 Explicar la arquitectura lógica de la EPC. 1.6 Describir las interfaces y protocolos asociados dentro de la EPC.

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1-1

itectura de Red


1.1 Evolución de las Redes Celulares Las redes celulares móviles han evolucionado durante muchos años. Los sistemas iniciales, que se conocen como "Primera Generación", han sido reemplazados con las soluciones de "Segunda Generación" y de "Tercera Generación". Sin embargo, hoy los sistemas 4G o de "Cuarta Generación" están siendo desplegados. Figura 1-1 Evolución de las Redes Celulares

1 G (First eran

2G (Second Generation)

3G (Third Generation)

(j'4G (Fourth Generation)

1.1.1 Sistemas Móviles de Primera Generación La 1G (primera generación) de los sistemas móviles no eran digitales, es decir, utilizaban técnicas analógicas de modulación. Los principales sistemas incluyen: •

AMPS (Advanced Mobile Phone System) - Esto apareció por primera vez en 1976 en los Estados Unidos y se implementó principalmente en las Américas, Rusia y Asia. Diversos temas, incluyendo características de seguridad escasa, hizo que el sistema fuera propenso a la piratería y a la donación de teléfonos.

•

TACS (Total Access Communications System) - Esta fue la versión europea de AMIPS, pero con ligeras modificaciones, incluyendo la operación en bandas de frecuencia diferentes. Se utilizaba principalmente en el Reino Unido, así como en algunas partes de Asia.

•

ETACS (Extended Total Access Cornrnunication System) - Esto proporcionó una versión mejorada del TACs, además de permitir un mayor número de canales y por lo tanto, más s.

Estos sistemas analógicos eran sistemas propietarios basados en FM (Frequency Modulation) por lo tanto, todos carecían de seguridad, cualquier servicio de datos significativos y capacidad de roaming internacional.

1.1.2 Sistemas Móviles de Segunda Generación Los sistemas 2G (Segunda Generación) utilizan la tecnología digital de múltiple, tales como TDMA (Time Division Muhiple Access) y CDMA (Code Division Multiple Access). Figura 1-2 ilustra algunos de los diferentes sistemas de telefonía móvil 2G, incluyendo: •

1-2

GSM (Global System for Mobile communications) - esta es la más exitosa de todas las tecnologías 2G. Fue desarrollada inicialmente por el ETSI (European Telecommunications Standards Institute) para Europa y diseñada para funcionar en las bandas de frecuencia de 900Mhz y 1800MBz. Ahora tiene e] apoyo de todo el mundo y está disponible para su despliegue en muchas otras bandas de frecuencia, tales como 850MHz y 1900MFIz. GSM utiliza TDMA y, como tal, cuenta con 8 timeslots en una portadora de radio de 200 kHz. Huawei Proprietary and Issue 01 (2010-05-01) Confidential Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd



•

cdmaOne - este es un sistema basado en CDMA (Code Division Multip]e Access) IS-95 (Interim Standard 95). Se utiliza una técnica de dispersión de espectro, que incorpora una mezcla de códigos y tiempo para identificar las celdas y los canales. El ancho de banda del sistema es 1.25MHz.

•

D-AMPS (Digital - Advanced Mobile Phone System) - este es un sistema basado en el IS-136 (Interim Standard 136) y es efectivamente una mejora deAMP. Con una técnica de TDMA, D-AMIPS se usa principalmente en el continente de América del Norte, así como en Nueva Zelanda y partes de la región Asia-Pacífico.

Figura 1-2 Sistemas Móviles de Segunda Generación

Çcon) Generation)

( GSM

/

( Other

\

(Cone (1595)

D-AMPS 136))

Además de ser digital, con las mejoras asociadas en la capacidad y seguridad, estos sistemas 2G digitales también ofrecen servicios mejorados como SMS (Short Message Service) y datos conmutados por circuito.

Sistemas 2.5G La mayoría de los sistemas de 2G ya se han desarrollado. Por ejemplo, GSM se amplió con GPRS (General Packet Radio System) para mejorar la eficiencia de servicios de paquetes de datos, así como también el aumento de las tarifas de datos. Como este aumento no cumple con los requisitos de 3G; GPRS por lo tanto, es frecuentemente denominado 2.5G. La comparación de sistemas 2G y 2.5G se ilustra en la Tabla 1-1.

Sistemas 2.75G El sistema GSM/GPRS también agregó EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution). Esto casi cuadruplica el throughput del GPRS. La tasa de datos teórica de 473.6kbit/s permite a los proveedores de servicios ofrecer de manera eficiente los servicios multimedia. Al igual que GPRS, EDGE suele clasificarse como 2.75G, ya que no cumple todos los requisitos de un sistema 3G Tabla 1-1 Sistemas GSMJGPRS 2G 2.5G y 2.75G System

Service

Theoretical Data Rate

Typical Data Rate

2G GSM

Circuit Switched

9.6kbitls or 14.4kbit/s

9.6kbit/s or 14.4kbit/s

2.5G GPRS

Packet Switched

171.2kbit/s

4kb1t/s to 50kbit/s

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1-3



2.75G EDGE 1 Packet Switched

f

473.Gkbitls

l20kbit/s

1.1.3 Sistemas Móviles de Tercera Generación Sistemas 3G (Tercera Generación), los cuales son definidos por TMT2000 (International Mobile Telecommunications 2000), afirman que deben ser capaces de proporcionar mayores velocidades de transmisión, por ejemplo: 2 Mbit/s para uso estacionario y 348kbit/s en vehículo en movimiento. -

Las principales tecnologías 3G se muestran en la Figura 1-3. Esto incluye: •

W-CDMA (Wideband CDMA) Este sistema fue desarrollado por el 3GPP (Third Generation Partnership Project). Hay muchas variaciones sobre este standard, incluyendo TD-CDMA y TD-SCDMA. W-CDMA es el principal camino evolutivo desde GSM1GPRS. Se trata de un sistema basado en FDD (Frequency Division Duplex) y ocupa una portadora de 5MHz. Implementaciones actuales son principalmente a 2.1GHz, sin embargo las implementaciones en las frecuencias más bajas también están siendo vistas, por ejemplo, IJMTS 1900, UIMTS900, UMTS850, (Universal Mobile Telecommunications System) etc. W-CDMA soporta servicios de voz y multimedia con una tasa teórica inicial de 2Mbit/s, sin embargo, la mayoría de los proveedores de servicios se ofrecen inicialmente 384kbit/s por . Esta tecnología sigue evolucionando y versiones posteriores 3GPP han aumentado las tasas a más de 40MbitJs.

•

TD-CDMA (Time Division CDMA) Normalmente, esto se denomina IJMTS TDD (Time Division Duplex) y forma parte de las especificaciones de UMTS, sin embargo, tiene soporte limitado. El sistema utiliza una combinación de la tecnología CDMA y TDMA para permitir la asignación eficiente de los recursos.

•

TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA) Este sistema fue desarrollado conjuntamente por Siemens y la CATT (China Academy of Telecommunications Technology).TD-SCDMA tiene vínculos con las especificaciones de UMTS y se identifica a menudo como UMTS-TDD LCR (Low Chip Rate). Como TD-CDMA, también es el más adecuado para escenarios de baja movilidad en micro o pico celdas.

•

CDMA2000 Este es un estándar de tecnología multi-carrier, que utiliza CDMA. CDMA2000 es en realidad un conjunto de standards, incluyendo CDMA2000 EV-DO (Evolution-Data Optimized), que cuenta con varias 'revisiones". Vale la pena destacar que CDMA2000 es compatible con cdmaOne.

-

-

-

-

Figura 1-3 Sistemas Móviles de Tercera Generación

3G (Third Generation)

1.1577~

Other

/

UMTS

TD-CD MA 7í 1 71-~

1-4


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WiMAX (Worldwide lnteroperability for Microwave Access) - Esta es otra tecnología inalámbrica que cumple con los requisitos de 1MT2000 3G. La interfaz de aire forma parte del standard 802.16 del IEEE (Institute of Electrical and E]ectronics Engineers) que originalmente se definió sistemas para PTP (Punto a Punto) y PTM (punto a multipunto). Esto fue mejorado posteriormente para facilitar la movilidad y una mayor flexibilidad. El éxito de WiMAX se debe principalmente a la "WiMAX Forum", una organización creada para promover la conformidad y la interoperabilidad entre los proveedores de tecnología.

1.1.4 Sistemas Móviles de Cuarta Generación Los sistemas inalámbricos celulares 40 (Cuarta Generación) deben cumplir con los requisitos establecidos por la ITU (International Telecommunication Union) como parte de IMT Advanced (International Mobile Telecomrnunications Advanced). Se ilustran estas características en la Tabla 1-2. Tabla 1-2 Características avanzadas del IMT Características Avanzadas clave del IMT Un alto grado de funcionalidad común a nivel mundial mientras que mantiene la flexibilidad para apoyar un amplio rango de servicios y aplicaciones de una manera eficiente. Compatibilidad de servicios dentro del IMT y con las redes fijas. Compatibility of services within IMT and with fixed networks. Capacidad de interactuar con otros sistemas de de radio. Servicios móviles de alta calidad. Equipo del adecuado para uso a nivel mundial. Aplicaciones, servicios y equipamiento fácil de usar. Capacidad de roaming a nivel mundial. Mejorar los mayores índices de datos para apoyar los servicios y las aplicaciones avanzadas (se identificó como objetivo lOOMbitIs para alta movilidad y lGbit/s para baja movilidad) Los tres principales sistemas 4G incluyen: •

LTE Advanced - LTE (Long Term Evolution) es parte de la familia 3GPP de las especificaciones, sin embargo, no cumple con todas las características IMT Advanced, como tal, se refiere a veces como 3.99G. Por el contrario, LTE Advanced forma parte de una versión posterior de 3GPP, lo que ha sido diseñado específicamente para satisfacer las necesidades de 4G.

•

WiMAX 802.16m - I1EEE y el WiMAX Forum ha identificado 802.16m como su oferta para un sistema 40.

•

TJMB (Ultra Mobile Broadband) - Este sistema se identifica como EV-DO Rey C. Es parte de 3GPP2, sin embargo la mayoría de los proveedores de tecnología y proveedores de servicios han decidido promover el LTE en su lugar.

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1-5

\JJ3)



Figura 14 Sistemas Móviles de Cuarta Generación 4G (Fourth Generation) - &

TE

< cet)

(

() 6) 17 1.2 Releases de 3GPP E] desarrollo de GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA y LTE ha ocurrido en etapas conocidas como Releases 3GPP. Los fabricantes de hardware y desarrolladores de software utilizan estos releases como parte de su plan de desarrollo. Figura 1-5 muestra los principales releases 3GPP que incluye mejoras clave de la interfaz de radio. Figura 1-5 Releases 3GPP Phase 2+ (Release 97)

Release 99

Release 6

Release 8

GPRS UMTS HSUPA LTE 171.2kbitls 2Mbitls 5.76Mbit/s +300Mbit/s

---•-------..............

1

GSM 9.6kbit/s

EDGE 473 .6kbit/s

Phase 1

Release 9t

Release 9/10 ---- / LTE

1 HSPA± I-]SDPA 28.8Mbit's 14.4 M b ít/s 42 Mbitls Release 5 Release 7/8

Releases 3GPP mejoran diversos aspectos de la red y no sólo la interfaz de radio. Por ejemplo, el Release 5 comenzó la introducción del IMS (IP Multimedia Subsystem) en el CORE de la red.

1.2.1 Pre-Release 99 Pre-Release 99 consideró la introducción de la tecnología GSM, así como la adición de GPRS. Las principales fases GSM y Releases GPP incluyen:

1-6

•

GSM Phase l.

•

GSM Phase 2.

•

GSM Phase 2+ (Release 96). Huawei Proprietary and Confidential Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd

lssue 01 (2010-05-01)



e GSM Phase 2+ (Release 97). •

GSM Phase 2+ (Release 98).

1.2.2 Release 99 3GPP Release 99 produjo la introducción del LLMTS, así como la mejora de EDGE para GPRS. UMTS contiene todas las características necesarias para cumplir los requisitos IMT-2000 como los definidos por la ITU. Es capaz de soportar servicios CS (Circuit Switched) de voz y video, así como los servicios de datos PS (Packet Switched) a través de canales comunes y dedicados. Los primeros índices de los datos para TJMTS fueron 64kbjt/s, 128kbit/s y 384kbitls. El máximo teórico es de 2 Mbit/s.

1.2.3 Release 4 Release 4 incluye mejoras a la red CORE, y en particular Ja noción de que sea independiente del tipo de servicio. Así, el concepto detA1] IP Networks" se incluyó y los proveedores de servicios fueron capaces de desplegar las redes basándose en Soft Switch, es decir, el MSC (Mobile Switching Centre) fue reemplazado por el MSC Server y el MGW (Media Gateway). Esto ha mejorado la utilización de la red, además de consolidar los conocimientos de ingeniería y la creciente competencia de proveedores.

1.2.4 Release 5 Release 5 introduce la primera adición importante a la interfaz de aire UIMTS mediante ]a especificación de HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) con el fin de mejorar la capacidad y eficiencia espectral. Figura 1-6 ilustra algunas de las principales características asociadas con el Release 5 y éstas incluyen: •

Adaptive Modulation - Además del esquema original de modulación QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) en UIMTS, HSDPA también incluye soporte para 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

•

Flexible Coding Basado en un rápido del UE en la forma de CQI (Channel Quality Indicator), la estación base UMTS, es decir, el Nodo B, es capaz de modificar la tasa efectiva de codificación y por lo tanto aumentar la eficiencia del sistema.

e Fast Scheduling - HSDPA incluye un TTI (Transmission Time Interval) de 2 ms, que permite el Scheduler del NodeB asignar de forma rápida y eficiente los recursos a los UEs. •

Issue 01(2010-05-O 1)

HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) - En el caso de un paquete que no llega a la UF (TJser Equipment) con éxito, el sistema utiliza HARQ. Esto mejora el tiempo de retransmisión, lo que requiere una menor dependencia del RNC (Radio Network Controller).

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1-7



Figura 1-6 HSDPA (Release 5) HSDPA

UTRAN

Flexible Codíng HARQ

lub Node B

RNC

UE

1.2.5 Release 6 Release 6 añade varias características, con HSUPA (High Speed Uplink Packet Date) siendo de mayor interés para el desarrollo de la PAN. A pesar de que el término HSUPA se ha generalizado, esta mejora 3GPP también se conoce con el término "Enhanced Uplink". También cabe destacar que funcionan HSDPA y HSUPA en conjunto y por lo tanto el término HSPA (High Speed Packet Access) es ahora de uso común. HSUPA, como HSDPA añade nuevas funcionalidades para mejorar los datos por paquetes. Figura 1-7 ilustra las tres principales mejoras que incluyen: •

Flexible Coding - HSUPA tiene la habilidad de cambiar dinámicamente la codificación y por lo tanto, mejorar la eficiencia del sistema.

•

Fast Power Scheduling - Un factor clave de HSUPA es que proporciona un método para ajustar la potencia de móviles diferentes. En esta programación (scheduling) se puede utilizar un TTI de 2 ms o 10 ms.

•

HARQ - Como HSDPA, HSUPA también utiliza HARQ. La diferencia principal es la relación de temporización para las retransmisiones.

Figura 1-7 HSUPA (Release 6) UTRAN

HSUPA

Flexible Fast HARQ

I r

¿.7

Node B______________

UE

1.2.6 Release 7 La principal característica de RAN basada en el Release 7 es HSPA +. Esto, como HSDPA y HSUPA, ofrece varias mejoras para la entrega de paquetes de datos. Figura 1-8 ilustra las características principales que incluyen:

1-8

•

64 QAM - Este servicio está disponible en DL (Downhink) y permite a HSPA + operar a una velocidad teórica de 21.6Mbit / s.

•

16 QAM - Este servicio está disponible en HL (Uplink) y permite a HSPA + operar a una velocidad teórica de 11 .76Mbit/s. Huawei Proprietary and issue 01 (2010-05-01) Confidential Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd

LTE/SAE System Overview •

1 Arquitectura de Red -

MIMO (Multiple Input Multiple Output) Operation - esto se agrega al HSPA + Release 7 y ofrece varias ventajas como la capacidad de proveer una velocidad teórica de 28.8Mbits/s en el downlink.

Figura 1-8 HSPA+ (Release 7) HSPA+ 64 QAM (DL) 16 QAM (UL) MIMO Operation (DL) Power Enhancements (DL) Less Overhead (DL) &C7\?4 UE •

Power Enhancements —Varias mejoras como C (Continuous Packet Connectivity) se han incluido. Esto incluye DTX (Discontinuous Transmission), DRX (Discontinuous Reception) y HS-SCCH Less Operation etc. En conjunto, estos mejoran el consumo de batería de los dispositivos móviles.

•

Less Overhead - El downlink incluye una mejora de la capa MAC (Medium Access Control) que en la práctica significa que menos encabezados son requeridos. Esto a su vez reduce el overhead y por lo tanto mejora la eficiencia del sistema.

1.2.7 Release 8 Hay muchas adiciones a las funcionalidades de RAN en el release 8, como una mejora de HSPA +. Sin embargo, el aspecto principal es la inclusión de LTE (Long Term Evolution). Figura 1-9 ilustra algunas de las principales características para la versión 8 de HSPA+ y LTE. Release 8 para HSPA+ permite varias mejoras clave, que incluyen: •

64 QAM y MIMO - Release 8 permite la combinación de 64 QAM y MIMO, indicando una tasa teórica de 42Mbitfs, es decir, 2 x 21 .6Mbit/s.

•

Dual Ceil Operation - DC-HSDPA (Dual Ceil - HSDPA) es una característica de Release 8, que es aún mayor en Release 9 y Release 10. Permite aun móvil utilizar con eficacia dos portadores IJMTS de 5MEIz. Suponiendo que ambas están usando 64 QAM (21.6Mbit/s), el máximo teórico es 42Mbps. Tenga en cuenta que en Release 8, un móvil no es capaz de combinar MIMO y DC-HSDPA.

•

Less Uplink Overhead - De una manera similar a Release 7 .en el downlink, el uplink en Release 8 también ha sido mejorado para reducir el overead.

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1-9


1 Arquitectura de Red Figura 1-9 Release 8 HSPA+ y LTE HSPA+ 64 QAM + MIMO (DL) Dual Ceil Operation Less Overhead (UL)

LTE Enhanced Techniques Flexible Bandwidth Flexible Spectrum Options High Data Rates Very Fast Schedulirig Improved Latency

LTE prove una nueva técnica de de radio, así como mejoras en la E-UT.RAN (Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network). Estas mejoras serán discutidas como parte de este curso.

1.2.8 Release 9 y siguientes A pesar de que LTE es un sistema del Release 8, es aún mejorada en el Release 9. Hay un gran número de características en el releaase 9. Una de las más importantes es el soporte de las bandas de frecuencia adicionales. Figura 1-10 Release 9 y siguientes

LTE

) ÇT

(<se,)

Release

) (vance>) ÇRelease

)

Versión 10 incluye la normalización de LTE Advanced, es decir, ofrecer 4G del 3GPP. Como tal, se incluye la modificación del sistema de LTE para facilitar los servicios 4G.

1.3 Arquitectura E-UTRAN En contraste con las redes 2G y 3G definidas por el 3GPP, LTE puede ser simplemente dividido en un plano de la red IP basada en portador y una red de servicios de soporte. El primero puede subdividirse en el E-UTRAN (Evolved - Universal Terrestrial Radio Access Network) y el EPC (Evolved Packet Core), donde el soporte para entrega de servicios se encuentra en el IIMS (IP Multimedia Subsystem). Esta arquitectura de referencia se puede ver en la Figura 1-11.

1-10

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LTE/SAE Systeni Overview

1 Arquitectura de Red tLtrsi&L- (1tYv1

Figura 141 Arquitectura de referencia LTE

IMS'

HSS

Video AS

CSCF E-UTRAN

1

UE

(Ii

)

EPC

((

))

-

-P

MME eNB

eNB

S-GW

PDN-GW

Mientras que UMTS se basa en la tecnología W-CDMA, el 3GPP ha desarrollado nuevas especificaciones de la interfaz aérea de LTE basada en OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) en el downlink y SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multip]e Access) en el uplink. Esta nueva interfaz de aire se llama E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access).

1.3.1 Equipment Al igual que el de UMTS, el dispositivo móvil en LTE se denomina UE ( Equipment) y se compone de dos elementos distintos,la tarjeta USIM (Universal Subscriber Identity Module) y el ME(Mobile Equipment). El ME soporta una serie de entidades funcionales que incluyen: •

RR (Radio Resource) - esto soporta el plano de control y el plano del y, al hacerlo, es responsable por todos los protocolos debajo nivel corno RRC (Radio Resource Control), PD (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control), MAC (Medium Access Control) y la capa física (Phy).

•

EMM (EPS Mobility Management) - es una entidad que istra los estados de mobility management en que el UE puede estar; LTE Idie, LTE Active y LTE Detached. Operaciones dentro de estos estados incluyen procedimientos tales como TAU (Tracking Area Update) y handovers.

•

ESM (EPS Session Management) - es una actividad de plano de control que gestiona la activación, desactivación y modificación de los contextos portadores EPS. Estos pueden ser por defecto contextos portadores EPS o contextos portadores EPS dedicados.

lssue0l (2010-05-01)

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1-11



Figura 1-12 Elementos Funcionales del Equipment EPS Mobility Management Registration Tracking Area Update Handover

Control Plane

EPS Session Management Bearer Activation Bearer Modification Bearer Deactivation

Í EPS Mobility & EPS [Session Management

'1

(c) UE

Plane

4

IP Adaptation Function

Radio Resource

Radio Resource RRC, PD, RLC, MAC Er Phy Layer Protocois

En ténninos de la capa Phy, las capacidades del UE pueden ser definids en términos de las frecuencias y tasas de datos soportadas. Los dispositivos también pueden ser capaces de soportar modulación adaptativa como QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (16 QuadratureAmplitude Modulation) y 64QAM (QuadratureAmplitude Modulation). En términos del espectro de radio, el HE es capaz de soportar varios canales escalables, incluyendo: 1.4MBz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz y 20MHz de funcionamiento, en FDD (Frequency Division Duplex) y/o TDD (Time Division Duplex). Además, el HE también puede itir las características de antena avanzadas como MIlVIO (Multiple Input Multiple Output), que se discute en 2.7.

Tabla 1-3 Categorías de HE

1-12

UE Category

Maximum Downlink Data Rate

Number of Downlink Data Streams

Maximum Uplink Data Rate

Uplirik 64QAM

1

10.3Mbit/s

1

5.2Mbit/s

No

2

51.OMbit/s

2

25.5Mbit/s

No

3

102OMbit/s

2

51.OMbit/s

No

4

150.8Mbit/s

2

51.01VIbit/s

No

5

302.8Mbit/s

4

75.41v1bit/s

Yes

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for

Issue 01 (2010-05-01)



Identidades del UE Un UE LTE capaz será asignado e utilizará un número de identidad durante la operación de la red. Estos incluyen: -

.-

• IMSI (International Mobile Subscriber Identity) - Esto cumple con el formato estándar 3GPP y se compone de MCC (Mobile Country Code), IvINC (Mobile Network Code) y MSIN (Mobile Subscriber Identity Number). Esto identifica de forma única a un abonado dentro de la familia de tecnologías 3GPP - GSM, GPRS, LLMTS etc. •

IMIEI (International Mobile Equipment Identity) - se utiliza para identificar de forma única el ME. Se puede subdividir en TAC (Type Approval Code), FAC (Final Assembly Code) y SNR (Serial Number).

•

GUTI (GIobaIly Unique Temporary Identity) - se asigna al IJE por el MME (Mobility Management Entity) y se identifica un dispositivo a un determinado MME. La identidad se compone de una GUMMEI (Giobaily Unique MME Identity) y una M-TMSI (MME Temporary Mobile Subscriber Identity).

•

S-TMSI (Serving - Temporary Mobile Subscriber Identity) - se utiliza para proteger el IMSI del abonado durante la señalización NAS (Non Access Stratuin), entre el UE y MIIVIE, así como la identificación del MME está dentro de un conjunto MIME. El S-TMSI se compone de los MMEC (MME Code) y el M-TMSI.

•

Dirección IP - el IlE requiere una dirección de ruta IP desde el PDN (Packet Data Network) de la que está recibiendo servicios de mayor nivel. Esta bien puede ser una dirección IPv4 o IPv6.

1.3.2 Evolved Node B Además de la interfaz de aire, una nueva estación base también es especificada por el 3GPP y es conocida como un eNB (evolved Node B). Estos, junto con sus interfaces asociadas forman el E-UTRAN y, al hacerlo, son responsables de: •

RRM (Radio Resource Management) - Esto implica la asignación al UF de los recursos fisicos en el uplink y downlink, control de y control de movilidad.

•

Data Compression - es realizada tanto en el eNB como en el UF con e] fin de maximizar la cantidad de datos de que pueden ser transferidos en los recursos asignados. Este proceso es realizado por el PD.

•

Data Protection - se realiza en el eNB y en el UF con el fin de cifrar y proteger la integridad de la señalización RRC y encriptar los datos del en la interfaz de aire.

•

Routing - Esto implica el envío de la señalización de plano de control al MIME y el tráfico de plano de al S-GW (Serving - Gateway).

•

Packet Classification and Q0S Policy Enforcernent - se trata de la "marca" de los paquetes de uplink basado en información de la suscripción o la política local de proveedores de servicios. QoS (Quality of Service) Policy Enforcement es el responsable de garantizar que esta política se aplica en el borde de la red.

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1-13



Figura 1-13 Elementos funcionales del Evolved Node 13 Radio Resource Management

Packet Classilication and QoS Policy Enforcement

_-

Data pression

eNB Routing Data Protection

Identidades de eNB Además de las identidades UF que ya hemos comentado, hay una serie de identidades específicas asociadas con el eNB. Estas incluyen: •

TAJ (Tracking Area Identity) - es un grupo lógico de las células vecinas definido por el proveedor del servicio en el que un UF LTE Idie es capaz de moverse dentro sin necesidad de actualizar la red. Como tal, es similar a la RAI (Routing Area Identity) usada en las redes PS de 2G y 3G.

•

ECGI (Evolved Celi Global Identity) - se compone de MCC, MNC y ECl (Evolved Cel! Identity), este último codificado por cada proveedor de servicio.

1.3.3 Femto Celis Con el fin de mejorar tanto la cobertura de la red y la capacidad, el 3GPP ha desarrollado un nuevo tipo de estación base para operar en el entorno doméstico o de pequeña empresa. Denominado HeNB (Home Evolved Node B), este elemento de la red forma parte de la E-UTRAN y es compatible con las interfaces standard E-UTRAN. Sin embargo, hay que señalar que HeNBs no son compatibles con la interfaz X2. La arquitectura puede incluir una HeNB-GW (Home Evolved Node B - Gateway) que se encuentra entre los HeNB en el E-UTRAN y la MME / S-GW en el EPC a fin de ampliar y dar un soporte a un gran número de implementaciones.

Identidades de HeNB Para ayudar en el funcionamiento eficiente del IlE y de la red, hay una serie de identidades adicionales que se han introducido por el 3GPP para la operación de fernto celdas. Estas son:

1-14

•

CSG (Closed Subscriber Group) Identity - Esto es utilizado por un UF para determinar si está permitido utilizar el HeNB. La CSG Identity se emite en mensajes de SI (System Information).

•

HeNB Name - es un nombre de texto libre legible por las personas emitido por el HeNB para asesorar a los suscriptores de Ja identidad del HeNB que están, o están a punto de registrarse en.

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1.4 E-UTRAN - Interfaces y Protocolos Como ocurre con todas las tecnologías, 3GPP es la interfaz real que se define en términos de los protocolos que soporta, los mensajes asociados a la señalización y al tráfico de s que la atraviesan. Figura 1-14 Interfaces E-UTRAN

1.4.1 Interfaz Uu La interfaz Uu soporta un plano de control y un plano de y extiende la relación entre el UF y el eNB/HeNB. El principio del protocolo de plano de control es RRC, mientras que el plano de está diseñado para transportar datagramas LP. Sin embargo, ambos planos de control y utilizan los servicios de PD, RLC y MAC.

Radio Resource Control RRC trata toda la señalización entre el UF y la E-UTRAN. Además de transporte de señalización NAS entre el UE y MMIE. También provee la configuración de los principales parámetros de los protocolos de la capa inferior. Por ejemplo, la capa de Phy recibirá información de RRC en la forma de configurar algunos de sus aspectos. Las responsabilidades principales de la RRC son: •

Información del Sistema (System Information).

•

Selección de Celda y PLMN (PLMN and CelI Selection).

•

Control de isión (ission Control).

•

Security Management.

•

Reelección de celda (Cell Reselection).

•

Reportes de Medición (Measurement Reporting).

•

Handovers y movilidad.

•

Transporte de NAS.

•

Radio Resource Management.

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1-15

1 Arquitectura de Red -


Packet Data Convergence Protocol PD opera tanto en el plano de control como en el plano del . Además de la compresión de encabezados IP, detección de paquetes en secuencia/duplicados, PD es también responsable de la seguridad en la interfaz de aire. Como tal, sus principales responsabilidades incluyen: •

Encryption - Control Plane y Plane.

•

Integrity Checking - Control Plane.

•

IP Header Compression - Plane.

•

Sequencing and Dupli cate Detection - Plane.

Figura 1-15 Protocolos de la Interfaz Uu

,

UU

UE

eNB

Control Plane

Plane

RRC

IP

PD

PD

RLC

RLC

MAC

MAC

-

PHY

-

PHY

Radio Link Control Como el nombre sugiere, RLC ofrece control en el radio link entre el UE y el eNB y al hacerlo, proporciona tres servicios de entrega a las capas superiores. Estos son: •

TM (Transparent Mode) - esto proporciona un servicio sin conexión y es utilizado para algunos de los canales de interfaz de aire, por ejemplo broadcast y paging.

•

UM (Unacknowledged Mode) - como el de TM, también ofrece un servicio de sin conexión, pero con una funcionalidad adicional que incorpora la secuenciación, la segmentación y concatenación.

•

AM (Acknowledged Mode) - soporta ARQ (Automatic Repeat Request) con lo que funciona en un modo orientado a conexión.

Medium Access Control MAC provee la interfaz entre los protocolos de E-UTRA y la capa fisica. Soporta los siguientes servicios:

1-16

•

Mapping - este es el "niapeo' de información entre los canales lógicos y de transporte.

•

Multipiexing - con el fin de aumentar la eficiencia del sistema, la información de diferentes radio bearers es multiplexada en el mismo TB (Transport Block). -


Issue 01 (2010-05-01)



•

HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) - ofrece servicios de corrección de errores en la interfaz de aire. Esto requiere una estrecha interconexión con la capa fisica.

•

Radio Resource Allocation - Esta es la programación de tráfico y la señalización a s basados en QoS.

Physical La capa fisica incorpora una serie de funciones. Estas incluyen: •

Detección de errores.

•

FEC (Forward Error Correction) Encoding/Decoding.

•

RateMatching.

•

Mapeo de Canal Físico

•

Ponderación de Potencia (Power Weighting).

•

Modulación y demodulación. RE (Radio Frequency).

•

Sincronización de frecuencia y tiempo.

•

Mediciones de Radio.

•

Procesamiento MIMO.

•

Diversidad de Transmisión.

•

Bearnforming.

•

Procesamiento de RF.

1.4.2 Interfaz X2 La interfaz X2 interconecta dos eNBs y, al hacerlo soporta el plano de control y el plano del . También se extiende la interfaz Si cuando dos o más eNBs se encuentran entre e] LE y el EPC. El X2AP (X2 Application Protocol) Control Plane Protocol utiliza SCTIP (Strearn Control Transmisión Protocol) en tanto que el IP se transmite a través el plano de utilizando los servicios de GTP-U (GPRS Tunneling Protocolo- ) y UDP ( Datagram Protocol).

X2 Application Protocol El X2AP es responsable por las siguientes funciones: •

Mobility Management - esto permite al eNE servidor mover la responsabilidad de un UE a un eNE target. Esto incluye el reenvío de Plaiie, Status Traiisfer y funciones de LE Context Release.

•

Load Management - esta función permite a los eNBs comunicarse entre sí con el fin de informar el estado de los recursos, las indicaciones de sobrecarga y la carga de tráfico actual.

•

Error Reporting - esto permite la comunicación de situaciones de error en general para los cuales un mecanismo específico de informe de errores no han sido definidos.

•

Setting / Resetting X2 - esto proporciona un medio por el cual la interfaz X2 puede ser configurada / reseteada mediante el intercambio de la información necesaria entre los eNBs.

•

Configuration Update - esto permite la actualización de los datos de nivel de aplicación que son necesarios para dos eNBs interoperar a través de la interfaz X2.

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1-17



Figura 1-16 Protocolos de ¡a Interfaz X2

eNB

-

eNB

Control Plane

Plane

X2AP

GTP-U

SCTP

UDP

IP

IP

Layer 2

Layer 2

Layen 1

-

Layen 1

-

Stream Control Transmission Protocol Definido por e] IETF (Internet Engineering Task Force) en lugar del 3GPP, SCTIP fue desarrollado para superar las deficiencias de T (Transmission Control Protocol) y UDP para transferir información de señalización sobre un portador IP. Las funciones proporcionadas por SCTP incluyen: •

Entrega confiable de pay]oads de capa superior.

•

Entrega secuencial de payloads de capa superior.

•

Resiliencia mejorada a través de Multihoming.

•

Control de Flujo.

•

Seguridad mejorada.

SCTP también se encuentra en la interfaz SI-NEVIE que une el eNB al MME

GPRS Tunneling Protocol - Túneles GTP-U se utilizan para llevar PDU (Protocol Data Unit) encapsulados y los mensajes de señalización entre los extremos en el caso de la interfaz X2. Numerosos túneles de GTP-U pueden existir con el fin de diferenciar entre los contextos portadores EPS y éstos se identifican a través de un TEID (Tunnel Endpoint Identifier). GTP-U se encuentra también en la interfaz SI-U que une el eNB a los S-GW y también se pueden utilizar en la interfaz S5 para vincular el S-GW al PDN-GW.

1.4.3 Interfaz Si La interfaz de Si se puede subdividir en interfaz Sl-MME para soporte de señalización del plano de control entre el eNB y el MME, y interfaz Si-U para soporte de tráfico del plano de entre el eNB y el S-GW.

1-18


Issue 01 (2010-05-01)



Figura 147 Protocolos de la Interfaz Si (II

1))

£_ eNB

S-GW

Control Plane

Plane

S1AP

GTPU

SCTP

UDP

IP

IP

Layer 2

Layer2

Layer 1

Layer 1

Si Application Protocol El S1AP se extiende por la interfaz SI-MIME y, a] hacerlo, ite las siguientes funciones: •

E-RAB (Evolved - Radio Access Bearer) Management - Se incluye aquí la creación, modificación y liberación de los E-RAB por el MME.

•

Initial Context Transfer - se utiliza para establecer un contexto S1-UF en el eNB, configurar la conectividad IP por defecto y Ja transferencia de la señalización relacionada con NAS.

•

TJE Capability Information Indication - se utiliza para informar al MIME de la información de capacidad de UIE.

•

Mobility - esto incorpora funciones de movilidad para apoyar un cambio en eNB o cambio en la RAT (Radio Access Techno]ogy).

•

Paging.

•

Si Interface Management - esto incorpora una serie de funciones relacionadas con resets, balanceo de carga y la configuración del sistema, etc.

•

NAS Signaling Transport - transporte de sefíalización NAS en la interfaz Sl-MME.

•

UE Context Modification and Release - esto permite la modificación y la liberación del UE Context establecido en el eNB y MIME, respectivamente.

•

Location Reporting - esto permite al MIME tomar conciencia de la ubicación actual del UE dentro de la red.

1.5 Arquitectura EPC Además de LTE, el 3GPP define también el SAE (System Architecture Evolution) corno parte del Release 8, marco de una evolución o migración de la red core para ofrecer una arquitectura optimizada de paquetes con soporte para mayores velocidades de datos, menor latencia y conectividad de múltiples RATs. Dentro de esta arquitectura, la funcionalidad de la red core se hace mucho más "plana", con gran parte de la inteligencia necesaria para Issue 01(2010-05-01) Huawei Proprietary and 1-19 Confidential Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd



apoyar la entrega de servicios que se coloca dentro de los dominios, tales como el IMS. En esencia, esto elimina gran parte del control de llamada / sesión del core. Figura 1-18 ilustra la arquitectura fundamental del EPC y al hacerlo, identifica las interfaces clave que existen entre los elementos de la red. Cabe señalar sin embargo que existe interfaces adicionales que vinculan el EPC con el IMS y arquitecturas 3GPP ¡no 3GPP. Figura 1-18 Arquitectura e Interfaces EPC

1.5.1 Mobility Management Entity El MME es la entidad del plano de control dentro del EPC, y como tal es responsable por las siguientes funciones:

1-20

•

NAS Signaling and Security - Esto comprende EMIM (Evolved Mobility Management) y ESM (Evolved Session Management) y por lo tanto incluye procedimientos tales como Tracking Area Updates y EPS Bearer Management. E] MME es también responsable de la seguridad NAS.

•

S-GW and PDN-GW Selection - al recibir una solicitud del HE para asignar un recurso de portador, el MIME seleccionará el más adecuado S-GW y PDN-GW. Este criterio de selección está basado en la ubicación del UE además de las condiciones de carga actual dentro de ]a red.

•

Tracking Area List Management and Paging - mientras que esté en el estado LTE IdIe, el UF es seguido por el MME a la granularidad de una Tracking Area. Mientras el UF permanecer dentro de la Tracking Area que se les presta en forma de una Tracking Area List, no hay ningún requisito para que se notifique el MME. El MIME es también responsable de iniciar el procedimiento de paging.

•

Inter MME Mobility - si un handover implica cambiar el punto de unión dentro del EPC, puede ser necesaria la participación de un handover inter-MItvIE. En esta situación, el MIME servidor seleccionará un MME objetivo con e] cual llevará a cabo este proceso.

•

Authentication - esto implica el interfuncionamiento con HSS (Horne Subscriber Server) del abonado con el fin de obtener la información AAA (Access Authorization and ing) con el que autenticar al suscriptor. Igual que la del otro sistema 3GPP, la autenticación está basado en AKA (Authentication and Key Agreement).


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Figura 1-19 Elementos Funcionales del MME NAS Signaling and Security Authentication

1\

-GW and PDN-GW S Selection MME

Inter MME Mobility

Tracking Area List Management and Paging

1.5.2 Serving - Gateway Figura 1-20 Elementos Fuciona]es del S-GW Mobility Anchor GTP/PMIP ;g

Lawful Interception

VS-GW LV N

Downlínk Packet Ruffering

Packet Routing and Forwarding

El S-GW termina la interfaz Sl-U desde el E-UTRAN y, al hacerlo, proporciona las siguientes funciones: •

Mobility Anchor - para handovers inter eNB, el S-GW actúa como un punto de anclaje para el plano de . Además, también actúa como un anda para handovers inter 3GPP a las redes existentes - GPRS y UMTS.

•

Downlink Packet Buffering - cuando el tráfico llega a un UE en el S-GW, es posible que necesite almacenar en búfer con el fin de dar tiempo para que el MME envíe el paging para el UE y para su entrada el estado LTE activo.

•

Packet Routing and Forwarding - el tráfico debe ser enrutado al eNB correcto en el downlink y el PDN-GW especificado en el uplink.

•

Lawful Interception - Esto incorpora el monitoreo de la tecnología VoIP (Voz sobre IP) y otros servicios de paquetes.

•

GTP/PMIP - si PMIP (Proxy Mobile IP) se utiliza en las interfaces S5/S8, el S-GW debe soportar funcionalidad MAG (Mobile Access Gateway). Además, el soporte de GTP/PMIP también puede ser necesario.

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1-21



1.5.3 Packet Dáta Network - Gateway El PDN-GW es el elemento de red que termina la interfaz SGi hacia el PDN (Packet Data Network). Si el UE tiene a PDN múltiples, puede ser un requisito involucrar múltiples PDN-GWS. Funciones relacionadas con el PDN-GW incluyen: •

Packet Fi]tering - esto incorpora la inspección profunda de paquetes de datagramas IP que llegan desde el PDN con el fin de determinar cuáles TFT (Traffic Flow Template) han de ser asociados.

•

Lawful Interception - como con el S-GW, el PDN-GW también puede monitorear el tráfico a medida que pasa a través de él.

•

IP Address Allocation - Las direcciones IP pueden ser asignadas al UE por el PDN-GW. Se incluye como parte de la fase del establecimiento inicial de portador o cuando las UEs se mueven entre distintas tecnologías de .

•

Transport Level Packet Marking - se trata de marcar los paquetes de uplink y downlink, por ejemplo con ]a etiqueta apropiada DS (Differentiated Services Code Point) basado en el QCI (QoS Class Jdentifier) del portador EPS asociado.

•

ing - través de la interacción con un PCRF (Policy Rules and Charging Function), el PDN-GW controlará el volumen y tipos de tráfico.

Figura 1-21 Elementos Funcionales del PDN-GW Packet Filtering ing

K

/ j Lawful Interception

1

Transp Level Packet Marking

7 j ,7

1

PDN-GW

NI IP Address 1 Allocation

1.6 Interfaces y Protocolos de EPC 1.6.1 Interfaz Sil La interfaz Sil conecta el MME con el S-GW, a fin de soportar la señalización del plano de control. Al hacerlo, utiliza GTPv2-C (GPRS Tunneling Protocol version 2 - Control), que, como todas las otras interfaces que utilizan variantes de GTP emplea los servicios de UDP e IR

GPRS Tunneling Protocol version 2- Control GTPv2-C soporta la transferencia de mensajes de señalización entre la MJvIE y el S-GW y, corno tal, es responsable del intercambio de los siguientes tipos de mensajes: 1-22

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LTEISAE System Overview


•

Path Management - esto incorpora mensajes de Echo Request y Echo Response para asegurar la conectividad permanente a través de! enlace.

•

Tunnel Management - estos mensajes se utilizan para activar, modificar y eliminar los portadores de EPS y las sesiones que abarcan la red.

•

Mobility Management - estos mensajes son para garantizar la movilidad que es soportada a través de una combinación de los procedimientos de reubicación y de notificación.

•

CS (Circuit Switched) Failback - esto incorpora procesos de suspensión y reanudación durante la operación de fallback para circuit switched.

•

Non 3GPP Access - estos mensajes apoyan el establecimiento de túneles para reenviar los paquetes de datos entre las redes 3GPP y no 3GPP.

Figura 1-22 Protocolos de la Interfaz Sil

Control Plane GTPv2-C UDP IP Layer 2 -

Layen 1

-

GTPv2-C también se encuentra en la interfaz S5/S8 entre el S-GW y PDN-GW, y en la interfaz 810 entre MMEs. Además, también se puede encontrar en las interfaces S3y S4 cuando se interconecta con un SGSN (Serving GPRS Node).

1.6.2 Interfaz S5/S8 La interfaz S5/S8 conecta el S-GW con el PDN-GW y soporta tanto el plano de control y el plano de . El término S5 se utiliza cuando estos elementos se encuentran dentro de ¡a misma PLMN (Public Land Mobile Network) y SS cuando la interfaz se extiende por un IIPLMN (lome Public Land Mobile Network) / VPLMN (Visited Public Land Mobile Network). El protocolo GTPv2-C opera en el plano de control para estas dos interfaces, mientras que el GTP-U o PMIP se utiliza en el plano del .

Proxy Mobile IP Definido por el IETF, PMIP soporta la movilidad de un UE cuando uno se mueve de un S-GW a otro durante un procedimiento de handover. Se tunelizan los datos entre el PDN-GW, con la funcionalidad de HA (Home Agent) y el S-GW que actúa como la FA (Foreign Agent). Se prevé que PMIP será utilizada por las redes basadas en 3GPP2 que migran a LTE como las que ya utilizan PMIP dentro de sus arquitecturas 3G. Sin embargo redes basadas en 3GPP deberían utilizar GTP-U en su lugar. Issue 01(2010-05-01) Huawei Proprietary and 1-23 Confidential Copyright © l-Iuawei Technologies Co., Ltd



Figura 1-23 Protocolos de la Interfaz S5/S8

S-GW

PDN-GW

Control Plane

Plane

GTPv2-C

GTP-U / PMIP

UDP

UDP

IP

IP

Layer 2

Layer 2

Layer 1

Layer 1

1.6.3 Interfaz SiO Ja interfaz SiO conectados MMEs con el fin de pasar ala señalización del plano de control. Al hacerlo, utiliza los servicios de GTPv2-C. Figura 1-24 Protocolos de la Interfaz S 1

MME

MME Control Plane GTPv2-C UDP IP Layer2

-

Layer1

-

1.6.4 Interfaz SGi La interfaz de SGi conecta el PDN-GW a una PDN externa. Esta podría ser la Internet, Intranets corporativas o servicios de un proveedor de servicios de red de apoyo, como el IMS. Si bien definido por el 3GPP, los protocolos que operan a través de la interfaz SGi son definidos por el IETF y se incluyen T, UDP, además de una serie de protocolos específicos de aplicación.

1-24


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Figura 125 Protocolos de la Interfaz SGi

SGi PDNGW

AppUcations T/UDP

Layer 2

L

Layer 1

1.6.5 Elementos de red e interfaces adicionales Además de los elementos de red, interfaces y protocolos asociados discutidos hasta ahora, el EPC se conecta con muchos otros nodos y redes. Esto se ilustra en la Figura 1-26. Figura 1-26 Elementos e Interfaces de Red Adicionales

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1-25



Estos incluyen, pero no se limitan a:

1-26

•

HSS (Home Subscriber Server) - esto puede ser considerado una base de datos "master" dentro de la PLMN. Aunque, lógicamente, se considera como una sola entidad, el HSS, en la práctica se compone de varias bases de datos fisicas, dependiendo de números de abonados y los requisitos de redundancia. El HSS contiene las variables e identidades para el apoyo, la creación y el mantenimiento de las llamadas y las sesiones realizadas por los suscriptores. Se conecta al MME través de la interfaz S6A que utiliza el protocolo Diameter.

•

PCRF (Policy and Charging Rules Function) - esto apoya la funcionalidad para el control de la política a través del PDF (Policy Decision Function) y el control de carga a través del CRF (Charging Rules Function). Como tal, proporciona un control de portador red en términos de QoS y la asignación de los vectores asociados a ¡a carga. El PCRF descarga esta información a través de la interfaz Gx utilizando el protocolo Diameter.

•

ePDG (evolved Packet Data Gateway) - se utiliza cuando se conecta a las redes de aceso IP Untrusted Non 3GPP. Proporciona funcionalidad para asignar direcciones 1P, además de encapsulamiento / de-encapsulamiento IPSec (IP Security) y túneles PMIP. Se conecta al PDN-GW a través de la interfaz S2b.

•

RNC (Radio Network Controller) - forma parte de la UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network), 3GPP el RNC se conecta al S-GW para apoyar el túnel de tráfico Plane con GTP-U. La interfaz que une a estos elementos de la red es la interfaz S12.

•

SGSN (Serving GPRS Node) - forma parte del dominio de packet switched del core de 2G y 3G 3GPP. Se conecta al tanto a la MME y S-GW con el fin de apoyar la movilidad de conmutación de paquetes y utiliza los protocolos GTPv2-C y GTP-U, respectivamente. El SGSN se conecta al MMIE a través de la interfaz S3 y al S-GW a través de la interfaz S4.

•

EIR (Equipment Identity ) - esta base de datos permite a los proveedores de servicios validar un determinado número IMEI (International Mobile Equipn-ient Identity) con las listas almacenadas. Se conecta al MIvfE a través de la interfaz S13 y utiliza el protocolo Diameter para la transferencia de mensajes Diameter.

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1-27


2 Principios de la Interfaz de Aire LTE

Principios de la Interfaz de Aire LTE Objetivos Al término de esta sección, los participantes serán capaces de: 2.1 Describir las técnicas de la interfaz de radio utilizadas en el uplink y downlink. 2.2 Describir los principios de OFDM. 2.3 Describir la estructura del canales de la interfaz de aire. 2.4 Detallar la estructura de dominio de tiempo en la interfaz de radio en uplink y downlink, tanto para modo FDD como TDD. 2.5 Tener una buena comprensión de los principios OFDMA utilizados en e] downlink. 2.6 Tener una buena comprensión de los principios SC-FDMA utilizados en el uplink. 2.7 Describir MBVEO.

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2-1



2.1 Técnicas de la Interfaz de Radio En los sistemas inalámbricos celulares, los teléfonos móviles tienen que compartir un medio común para la transmisión. Hay varias categorías de la asignación, pero los cuatro principales son: FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access) y OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Figura 2-1 Técnicas de la Interfaz de Radio

Radio Interface Techniques

FDMA

OFDMA

Ç) 2.1.1 Frequency Division Multiple Access Con el fin de acomodar diversos dispositivos en la misma red inalámbrica, FDMA divide el espectro disponible en sub-bandas o canales. El concepto de FDMA se ilustra en la Figura 2-2. Usando esta técnica un canal dedicado se puede asignara un , mientras que los demás s ocupan otros canales, es decir, frecuencias. En un sistema celular, los móviles típicamente ocupan dos canales, uno para dowlink y otro para uplink. Esto hace sin embargo que FDMA sea menos eficiente ya que la mayoría de las aplicaciones de datos de downlink son sesgadas.

Figura 2-2 Frequency Division Multiple Access Time

FDMA Each allocated a different subband/ channel.

Canales FDMA también sufren ya que no pueden ser demasiado "juntos" ya que la energía procedente de un canal afecta a los canales adyacentes / vecinos. Para combatir esto, las 2-2

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bandas de guarda entre canales adicionales son necesarias, lo cual reduce la eficiencia de los sistemas espectrales.

2.1.2 Time Division Multiple Access En los sistemas TDMA, el ancho de banda del canal es compartido en el dominio del tiempo. Figura 2-3 ilustra el concepto de TDMA. Esto ilustra cómo a cada dispositivo se le asigna un tiempo en el canal, referido como un t?timeslot. Estos se agrupan en una trama TDMA. El número de timeslots en una trama TDMA es dependiente del sistema, por ejemplo GSM utiliza 8 timeslots. Figura 2-3 Time Division MultipleAccess Pc - ----

Time TDMA Each allocated a different time on the channel.

- uency Dispositivos deberán asignarse un timeslot, por lo que es habitual tener uno o más timeslots reservados para el control común y el al sistema. Sistemas TDMA son típicamente digitales y por lo tanto, ofrecen características adicionales, tal como cifrado y protección de integridad. Además, se puede emplear la detección de errores mejorada y sistemas de corrección tales como FEC (Forward Error Correction). Esto permite que el sistema sea más resistente al ruido y la interferencia y, por lo tanto, tienden a ofrecer una mayor eficiencia espectral en comparación con los sistemas FDMIA.

2.1.3 Code Division Multiple Access El concepto de CDMA es ligeramente diferente al del FDMA y TDMA. En lugar de compartir recursos en el tiempo o el dominio de frecuencia, dispositivos CDMA operan en la misma banda de frecuencia al mismo tiempo. Esto es posible debido al hecho de que cada transmisión se separa utilizando un código único. Figura 24 Code Division MultipleAccess Time CDMA Each allocated a different code on the channel.

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Hay dos tipos principales de CDMA, FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) y DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), sin embargo todos los sistemas celulares actuales más importantes utilizan DSSS. En DSSS, la señal de banda estrecha se extiende con un código de banda ancha antes de la transmisión. Los receptores son diseñados para extraer la señal codificada (con el código correcto) y rechazar todo lo demás como ruido. UMTS, cdmaüne y CDMA2000 utilizan CDMA. Sin embargo, la aplicación de los códigos y los anchos de banda utilizados son diferentes. Por ejemplo UMTS utiliza mi ancho de banda de canal de 5 MHz, mientras que cdmaOne sólo utilizal .25MHz.

2.1.4 Orthogonal Frequency Division Multiple Access OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) es la última incorporación a los sistemas celulares. Se proporciona una técnica de múltiple basado en OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Figura 2-5 ilustra la visión básica de OFDMA. Aquí se puede ver que el ancho de banda se divide en pequeñas unidades conocidas como "subportadoras". Estas se agrupan y se asignan como un recurso a un dispositivo. También puede observarse que a un dispositivo se puede asignar diferentes recursos en el tiempo y el dominio de la frecuencia. Los detalles adicionales sobre OFDM y OFDMA se proporciona más adelante en esta sección. Figura 2-5 Orthogonal Frequency Division Multiple Access Po

Time OFDMA Each allocated a different resource which can vary in time and frequency. - _uency

2.1.5 Modos de Transmisión Los sistemas celulares pueden ser diseñados para funcionar en dos modos principales de transmisión, FDD (Frequency Division Duplex) y TDD (Time Division Duplex).

Frequency Division Duplex El concepto de FDD se ilustra en la Figura 2-6. Se utilizan canales independientes de uplink y downlink, permitiendo a un dispositivo transmitir y recibir datos al mismo tiempo (suponiendo que el dispositivo incorpora un duplexer). El espaciamiento entre los canales de uplink y downlink se conoce como la separación dúplex.

2-4

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Figura 2-6 Frequency Division Duplex Channel Bandwidth

Channel Bandwidth

Uplink

Downlink

[ 1

-

Duplex Spacing

Normalmente el canal de uplink (transmisión desde el móvil) opera en la frecuencia más baja. Esto se hace porque las frecuencias más altas sufren una mayor atenuación que las frecuencias más bajas y por lo tanto permite al móvil a utilizar menores niveles de potencia de transmisión. Algunos sistemas también ofrecen un modo FDD haif-duplex, donde dos frecuencias se utilizan, sin embargo, el móvil sólo puede transmitir o recibir, es decir, no transmitir y recibir al mismo tiempo. Esto permite una reducción de la complejidad del móvil, ya que no se require filtros dúplex.

Time Division Duplex Modo TDD permite la operación ful] duplex utilizando una banda de frecuencias con TDM (Time Division Multipiexing) para las señales de uplink y downlink. Una de las ventajas de TDD es su capacidad para proporcionar la asignación asimétrica de uplink y downlink. Dependiendo del sistema, otras ventajas incluyen la asignación dinámica, una mayor eficiencia espectral, y un mejor uso de las técnicas de beamformirig. Figura 2-7 Time Division Duplex Downlink and Uplink

n

Frequency

TDD

Asymmetric Allocation

Downlink TDD Frame

Uplink

Downlink 1

1

Uplink

- Time

TDD Frame

2.2 Principios de OFDM La interfaz de aire LTE utiliza dos diferentes técnicas de múltiple, las cuales están basadas en OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Estos son: •

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) - utilizado en el downlink.

•

SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multip]e Access) - utilizado en el uplink.

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2-5



Figura 2-8 Uso de OFDM en LTE OFDM

eNB

NJ OFDM UE

1

(SC-FDMA)

El concepto de OFDM no es nuevo y está siendo utilizado en varios sistemas, tales como Wi-Fi (Wireless Fidelity) y WiMAX (Worldwide Jnteroperability for Microwave Access). Por otra parte, se consideró incluso para un nuevo UMTS en 1998. Una de las razones principales por las que no fue elegido en el momento, sin embargo, fue ]a potencia de procesamiento limitada de los teléfonos y la capacidad pobre de las baterías. LTE fue capaz de elegir un basado en OFDM debido al hecho que la capacidad de procesamiento y rendimiento de las baterías de los teléfonos móviles han mejorado significativamente en los afios siguientes. Además, hay una presión continua para producir cada vez más sistemas espectralmente eficientes.

2.2.1 Frequency Division Multipiexing OFDM se basa en FDM (Frequency Division Multipiexing) y es un método por el cual se utilizan frecuencias múltiples para transmitir información simultáneamente. Figura 2-9 ilustra un ejemplo de FDM con cuatro subportadoras. Estos pueden ser utilizados para transportar información diferente y para asegurar que cada subportadora no interfiere con la subportadora adyacente, una banda de guarda se utiliza. Además, cada subportadora tiene características de radio ligeramente diferentes y esto puede ser utilizado para proporcionar diversidad. Figura 2-9 Portadoras FDM Guard Band

Subcarrier

k Frequency

Channel Bandwidth

Sistemas FDM no son tan eficientes espectralmente (en comparación con otros sistemas), ya que se necesitan múltiples bandas de guardia.

2-6

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- lssue 01 (2010-05-01)



2.2.2 Subportadoras OFDM OFDM sigue el mismo concepto FDM pero aumenta drásticamente la eficiencia espectral al reducirla separación entre las subportadoras. Figura 2-10 ilustra cómo las subportadoras pueden superponerse debido a su ortogonalidad con otras subportadoras, es decir, las subportadoras son matemáticamente perpendiculares entre si. Como tal, cuando una subportadora está en su máximo, los dos subportadoras adyacentes están pasando por cero. Además, los sistemas OFDM todavía emplean bandas de guardia. Estos son, sin embargo situado en las partes superior e inferior del canal con el fin de reducir la interferencia del canal adyacente. Figura 2-10 Subportadoras OFDM Orthogonal Subcarriers

] Centre Subcarrier Not Orthogonat

--------------------------------- --------- ------------ —I Frequency

Ti

\ll/\llI

Channel Bandwidth La subportadora de centro, conocido como subportadora DC (Direct Cunent), no se usa típicamente en sistemas OFDM debido a su falta de ortogonalidad.

2.2.3 Fast Fourier Transforms Subportadoras OFDM se generan y se decodifica utilizando funciones matemáticas llamadas FFT (Fast Fourier Transform) y IFFT (Jnverse Fast Fourier Transforrn). La 1FFT se utiliza en el transmisor para generar la forma de onda. Figura 2-11 ilustra cómo los datos codificados se asignan primero en flujos en paralelo antes de ser modulados y procesados por IaIFFT. Figura 2-11 Inverse Fast Fourier Transform Subcarrier Modulation

inverse Fast

1 Fourier

_--___-r-----i /1 Transform Seria¡ Bits

IFFTI ._.

Complex Waveform

1

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R.F.

ParaIlel


2-7



En el lado del receptor, esta señal pasa a la FFT que analiza la forma de onda compleja/ combinado para generar los flujos originales. Figura 2-12 ilustra el proceso de FFT. Figura 2-12 Fast Fourier Transform

Subcarrier Demodulation Fast Fourier Trarisforrn ParaIlel Coded

«4J

ver

FFT

i

to Seriar [_Bits

2.2.4 Tamaño de FFT LTE Fast Fourier Transforms e Inverse Fast Fourier Transforms ambos tienen un tamaño definido. Por ejemplo, un tamaño de FFT de 512 indica que hay 512 subportadoras. En realidad, no todas las 512 subportadoras pueden ser utilizadas para la transferencia de datos debido a las bandas de canal de guardia y el hecho de que una subportadora DC (Direct Current) también es necesaria. Tabla 2-1 ilustra las opciones de ancho de banda de canal disponibles a LTE, así como el tamaño de FFT y tasa de muestreo asociada. Utilizando la tasa de muestreo y el tamaño de la FFT, el espaciamiento de subportadora se puede calcular, por ejemplo 7.681vÍ11z/512 = 15kHz. Tabla 2-1 Canales LTE y Tamaños de FFT Channel Bandwidth

FFT Size

1.4MHz

128

1.92MHz

31\,IHz

256

3.84MHz

5MHz

512

Subcarrier Bandwidth

Sampling Rate

7.68MHz 15kHz

10MHz

1024

15.36MHz

15MHz

1536

23.04MITz

20MHz

2048

30.72MIHz

El espaciamiento de subportadora de 15 kHz también se utiliza para identificar la duración del símbolo OFDM.

2-8


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2.2.5 Mapeo de Símbolos OFDM El niapeo de símbolos OFDM en subportadoras depende del diseño del sistema. Los primeros 12 símbolos OFDM modulados se asignan a 12 subportadoras, es decir, se transmiten al mismo tiempo pero usando subportadoras diferentes. Las siguientes 12 subportadoras se niapean al período del siguiente símbolo OFDM. Además, un (Cyclic Prefix) se añade entre los símbolos. Figura 243 Mapeo de Símbolos OFDM

Cyclic Prefix

iency

LTE asigna los recursos en grupos de 12 subportadoras. Esto se conoce como un PRB (Physical Resource Block). En el ejemplo anterior, 12 símbolos diferentes OFDM modulados se transmiten simultáneamente. Figura 2-14 ilustra cómo la energía combinada de esto resultará en cualquiera de los picos constructivos (cuando los símbolos son los mismos) o nulos destructivos (cuando los símbolos son diferentes). Figura 2-14 OFDM PAPR (Peak to Average Power Ratio) PAPR (Peak to Average Power Ratio) Issue Amplitude

Time

2.2.6 Interferencia en el Dominio de Tiempo La señal OFDM ofrece cierta protección en el dominio de la frecuencia debido a la ortogonalidad de las subportadoras. El principal problema a superar sin embargo, es dispersión del retardo (delay spread), es decir, la interferencia multitrayectoria. Issue 01 (2010-05-0 1)

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2-9



Figura 2-15 ilustra dos de los efectos multipath principales, a saber, retardo y atenuación. La señal retrasada puede manifestarse como ISI (Inter Symbol Jnterference), mediante el cual un símbolo afecta al siguiente. Figura 2-15 Retraso de Propagación Energy

Delay Spread

Time

ISI es típicamente combatido con "ecualizadores". Sin embargo, para que el ecualizador sea eficaz, se requiere un patrón de bits conocido o "secuencia de entrenamiento" o "secuencia de aprendizaje". Esto reduce ]a capacidad del sistema, así como impacta en el procesamiento requerido dentro del dispositivo. En cambio, los sistemas OFDM emplean un (Cyclic Prefix). Figura 2-16 Inter Symbol Interference 1 51 Received Signal

Delayed Signal

72J Interference Caused

Cyclic Prefix Un prefijo cíclico se utiliza en la mayoría de los sistemas OFDM para combatir los retrasos de trayectoria múltiple. Efectivamente proporciona un período de protección para cada símbolo OFDM. Figura 2.17 ilustra el prefijo cíclico e identifica su ubicación en el símbolo OFDM. Observe que el prefijo cíclico es efectivamente una copia de la parte posterior del símbolo original que luego se coloca delante para formar el símbolo OFDM (Ts).

2-10


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LTEISAE Svstem Overview


Figura 2-17 Cyclic Prefix Frequency

ymooi rerioa IÇS)

Cyclic Prefix

Time

Bit Period T(b)

b1jA

A f~ A

AA

uA

T(g) Symbol Period T(s)

LTE tiene dos tamaños definidos de prefijo cíclico, normal y extendido. El prefijo cíclico prolongado está diseñado para grandes células. El tamaño del prefijo cíclico se refiere al retraso máximo de propagación que el sistema puede tolerar. Como tal, los sistemas diseñados para la cobertura macro, es decir, el radio de celda grande, deben tener una gran . Esto tiene sin embargo un impacto sobre la capacidad del sistema como el número de símbolos por segundo, que será reducido.

2.2.7 Ventajas y Desventajas de OFDM Ventajas de OFDM Sistemas OFDM tienen típicamente una serie de ventajas: •

OFDM es casi completamente resistente a la interferencia multitrayectoria debido a su duración de símbolo muy larga.

•

Mayor eficiencia espectral para canales de banda ancha 5MHz y superiores.

•

Utilización flexible del espectro.

•

Aplicación relativamente sencilla utilizando FFT e IFFT.

-

Desventajas OFDM OFDM también tiene algunas desventajas: •

Los errores de frecuencia y el ruido de fase puede causar problemas.

•

Efecto Doppler impacta en la ortogonalidad de las subportadoras.

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2-1I



•

Algunos sistemas OFDM puede sufrir de alta PAPR (Peak to Average Power Ratio).

•

Frecuencia y sincronización de tiempo precisos.

2.3 Estructura de Canales LTE En general, hay cuatro categorías de canal. Figura 2-18 Canales LTE

7

Transp0rt CÇysiicai ei) Channels ) Channeis )

Radio (Chanek

2.3.1 Canales Lógicos A fin de describir los canales lógicos es mejor identificar primero donde los canales lógicos se encuentran en relación a los protocolos de LTE y los otros tipos de canales. Figura 2.19 ilustra los canales lógicos ubicados entre las capas RLC (Radio Link Control) y MAC (Mediurn Access Control). Figura 2-19 Ubicación de los Canales Logical Channeis

K

Transpo Channeis PHY

Physícal [/ Channeis

Radio Channel

Los canales lógicos se clasifican como canales de control que sean lógicos, que lleven los datos de control como señalización RRC (Radio Resource Control) o los canales de tráfico de datos lógicos que lleven al Plan del .

Canales Lógicos de Control Las diferentes formas de estos canales lógicos de control incluyen:

2-12

•

BCCH (Broacicast Control Channel) - este es un canal de downlink utilizado para enviar los mensajes de SI (System hformation) desde el eNB (Evolved Node B). Estos se definen por la RRC.

•

PCCH (Paging Control Channel) - este es un canal de downlink utilizado por el eNB para transmitir información de paging.


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Figura 2-20 Canales Lógicos BCCH y PCH System Information M essa ges ())

BCCH PCCH Paging Devices

eNB

•

CCCH (Common Control Channel) - esto se utiliza para establecer una conexión RRC o específicamente un SRB (Signaling Radio Bearer). También se utiliza para los procedimientos de restablecimiento. Observe que, SRB O se asigna al CCCH.

•

DCCH (Dedicated Control Channel) - esto provee un canal bidireccional para señalización. Lógicamente hay dos DCCH activos: - SRB 1 - se utiliza para los mensajes de RRC, así como los mensajes RRC que llevan señalización NAS de alta prioridad. - SRB 2 - se utiliza para RRC llevar la señalización NAS de baja prioridad. Antes de su creación, la señalización de baja prioridad se envaba en SRB 1.

Figura 2-21 Señalización de CCCH y DCCH SRBO SRB O

—Q

R)--

SRB 1

DCCH.

SRB2

DCCH

U

eNB

Low Priority NAS Signalling

Canales Lógicos de Tráfico 3GPP Release 8 LTE tiene un tipo de canal lógico que lleva el tráfico, conocido como DTCH (Dedicated Traffic Channel). Esto se utiliza para llevar la información de DRB (Dedicated Radio Bearer), es decir, los datagramas P. Figura 2-22 Dedicated Traffic Channel ((( ))) DRB UE

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rriesAMorUM RLC Traffic


eNB

2-13



El DTCH es un canal bidireccional que puede operar tanto en modo RLC AM (Acknowledged Mode) o TJM (Unacknowledged Mode). Esto se configura por la RRC y se basa en el QoS (Quality of Service) aplicado a la E-RAB (EPS Radio Access Bearer).

2.3.2 Canales de Transporte Históricamente, los canales de transporte se dividieron entre ]os canales comunes y dedicados. Sin embargo, LTE se ha alejado de los canales dedicados a favor del enfoque en los canales comunes/compartidos, debido a las eficiencias asociadas que estos ofrecen. Los principales canales de transporte 3GPP Release 8 incluyen: •

BCH (Broadcast Channel) - este es un canal de formato fijo que se produce una vez por trama y se utiliza para llevar el MIB (Master Information Block). Observe que la mayoría de los mensajes de información del sistema se llevan en el DL-SCH (Downlink - Shared Channel).

•

PCH (Paging Channel) - se utiliza para llevar el PCCH, es decir, mensajes de paging. También utiliza DRX (Discontinuous Reception) para mejorar la vida de la batería del U].

•

DL-SCH (Downlink - Shared Channel) - es el principal canal de downlink para los datos y la señalización. Es compatible con el scheduling dinámico, así como la adaptación de link dinámico. Además, se utiliza operación FTARQ (Hybrid Autornatic Repeat Request) para mejorar el desempeño. Como se indicó anteriormente, también facilita el envío de mensajes de información del sistema.

•

RACH (Random Access Channel) - transporta información limitada y se utiliza en conjunto con los canales físicos y preámbulos para proveer procedimientos de contención de resolución.

•

UL-SCH (Llplink Shared Channel) - similar al DL-SCH, este canal soporta scheduling dinámico y adaptación de link dinámico mediante la variación de la modulación y codificación. Además, también soporta operación HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) para mejorar el rendimiento del sistema.

Figura 2-23 Canales de Transporte LTE Release 8

UE

WAcLfl—*-

—

eNB

UL-SCH

2.3.3 Canales Físicos La capa Phy (Physical) facilita el transporte de los canales de transporte de la capa MAC, así como provee indicadores de scheduling, formato y control.

Canales Físicos de Downlink Canales físicos en el downlink incluyen: 2-14


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•

PBCH (Physical Broadcast Channel) - utilizado para llevar el BCH.

•

PCFICI{ (Physical Control Format Indicator Channel) - se utiliza para indicar el número de símbolos OFDM utilizados para el PDCCH.

•

PDCCH (Physical Downlink Control Channel) - utilizado para la asignación de recursos.

•

PHICH (Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) - se usa como parte del proceso deHARQ.

•

PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) - utilizado para llevar el DL-SCH.

Canales Físicos de Uplink Hay una serie de canales fis icos de Uplink en LTE. Estos incluyen: •

PRACH (Physical Random Access Channel) - este canal transporta el Preámbulo de aleatorio. La ubicación del PRACH se define por la señalización de capa superior, es decir RRC.

•

PUCCH (Physical Uplink Control Channel) - esto lleva el control de uplink y el . También puede llevar las solicitudes de scheduling para el eNB.

•

PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) - es el principal canal de uplink y se utiliza para transportar el IJL-SCH. Se lleva tanto señalización como datos de , además de control de uplink. Cabe destacar que el LE no se le permite transmitir el PUCCH y PUSCH al mismo tiempo.

2.3.4 Canales de Radio El término 'canal de radio" se usa típicamente para describir el canal en general, es decir, las portadoras de downlink y uplink para operación FDD y la portadora para la operación TDD. Figura 2-24 Canal de Radio Radio Channel TDD

T

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Radio Channel


2-15



2.3.5 Mapeo de Canales Hay varias opciones para la multiplexación de múltiples portadores juntos de tal manera que los canales lógicos se pueden asignar a uno o más canales de transporte. Estos a su vez se proyectan en canales físicos. Figura 2-25 Mapeo de Canales de Downlink NAS Layer

RRC Layer

L

PD Layer

RLC Layer

Logical Channeis

LB 1

MAC Layer Transport Channeis

Physical Layer

2-16

Physical Channeis

-

F—PE


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EFE/SAE Systern Overview


Figura 2-26 Mapeo de Canales de Uplink

NAS Layer

ESM

EMM

IP

J ----

RRC

RRC Layer

[_integrity ] ROHC PD Layer

Ciphering

LIJ

RLC Layer

CC LUM/AMJ UM/AMJ

IC a

Channeis

1 1 Ciphering

DCa

D

MAC Layer Transport Channeis P IL

RACH I

: UL-SCH

IliE

2.4 Estructura de Trama LTE En LTE, los dispositivos se asignan bloques de subportadoras durante un período de tiempo. Estos se conocen como una PRB (Physical Resource Block). Los bloques de recursos están contenidos dentro de la estructura de trama LTE genérica de los cuales se definen dos tipos: tipo 1 y tipo 2 de tramas de radio.

2.4.1 Frames Tipo 1, Slots y Subframes La estructura de trama de radio Tipo 1 es utilizado para FDD y tiene 10 ms de duración. Consiste en 20 slots, con 0.5 ms de duración cada. Dos slots adyacentes forman una subtrama. Para la operación FDD, 10 subtramas están disponibles para la transmisión de downlink y 10 subtramas están disponibles para la transmisión de uplink, con cada transmisión separada en el dominio de la frecuencia. Figura 2-27 ilustra la estructura de trama FDD, así como destaca los slots y el concepto de subtrama. Además, se ilustra cómo los slots están numerados del O al 19.

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2-17



Figura 2-27 Estructura de Trama LTE SIot(0.5ms)

Subframe(lms) T51 0t=15360xy

1

0

2

1

3

4

5

6

7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 f

Radio Frame Tf= 307200 x T = 1 Oms T= 1/(15000x2048)

Unidad de Tiempo LTE La unidad de tiempo LTE está identificado como Ts y se calcula como 1 / (15000 x2048) lo que equivale a aproximadamente a 32.552083ns. Varios aspectos de LTE utilizan este parámetro, o en múltiplos, para identificar el momento y la información de configuración.

Opciones de Prefijo Ciclico El concepto de (cyclic prefix/prefijo cíclico) en sistemas OFDM ya ha sido discutido. En LTE, fueron seleccionados dos tamaños diferentes de prefijos cíclicos, es decir, "Normal" y "Extendido". A fin de facilitar esto, dos formatos diferentes de slots se requieren. Figura 2.28 ilustra las opciones de siete y seis símbolos OFDM. Obviamente, para facilitar un prefijo cíclico más grande, uno de los símbolos es sacrificado, por lo tanto la tasa de símbolos se reduce. Figura 2-28 Cyclic Prefix Normal y Extendido Radio Frame 1 Oms O

1

1

1

213] 4

1 561718

10111 12113f.14J15116117118119

T5

7OFDM Symbois (Normal Cyclic Prefix) 6 OFDM Symbols (Extended Cyclic Prefix)

9

0

1

2

3

4

5

6

T5

J

1, 1

0

2

3

11

11

5]

(Cyclic Prefix) El uso de] prefijo cíclico extendido está destinado a escenarios donde el rango de la celda debe ampliarse, por ejemplo para fines de planificación de cobertura, o cuando servicios multicast están siendo empleados en la celda.

2-18

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2.4.2 Frames Tipo 2, Slots y Subframes La estructura de trama de radio tipo 2 es utilizado para TDD. Una adición clave a la estructura de trama TDD es el concepto de "subtramas especialest. Esto incluye una DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), GP (Guard Period) y UpPTS (Uplink Pilot Time Siot). Estos tienen longitudes individuales configurables y una longitud total combinada del ms. Para la operación TDD, las diez subtramas se comparten entre el uplink y downlink. Tanto la periodicidad de punto de conmutación de 5 ms como la de 10 ms son soportadas, sin embargo las subtramas O y 5 deben ser destinadas al down]ink ya que éstas contienen el PSS (Primary Synchronization Signal) y SSS (Secondary Synchronization Signal), así como la información de broadcast en la subtrama O. Figura 2-29 Trama de Radio Tipo 2 TDD Special

1 GP (Guard Period)

Subframe DwPTS(Downlink Pilot Time Siot)

1 O.

Pilot Time

)

I89

III Type 2 Radio Frame Tf= 307200 x T5 = 1 Oms

Hay varias opciones de configuración de tramas disponibles para la operaciónTDD. Tabla 2-2 ilustra estas diferentes opciones. Las opciones de configuración 0, 1, 2 y 6 tienen un punto de conmutación de 5 ms y por lo tanto requieren dos subtramas especiales. El resto están basados en un punto de conmutación 10 ms. En la Tabla, ¡a letra 'D" está reservado para las transmisiones de downlink, ttU" para transmisiones de uplink y "S" indica un subtrama especial con los tres campos, DwPTS, GP y UpPTS. Tabla 2-2 Puntos de Cambio de la Trama de Radio Tipo 2 Conf iguration

Switching Subframe Number Pomt 1 2 3 Periodicity0

4

5

6

7

8

9

O

5ms

D

S

U

U

UD

S

U

IU

U

1

5ms

D

5

U

U

D

D

S

U

U

D

2

5ms

D

S

U

D

D

D

S

U

D

D

3

lOms

D

5

U

U

U

D

D

D

D

D

4

lOms

D

S

U

U

D

D

D

D

D

D

5

lOms

D

5

U

D

D

D

D

D

D

D

6

5ms

D

S

U

U

U

D

S

U

U

D

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2-19



2.5 OFDMA en Downlink 2.5.1 Estructura General de OFDMA El downlink E-UTRA se basa en OFDMA. Como tal, varios dispositivos son capaces de recibir información al mismo tiempo pero en diferentes porciones del canal de radio. En la mayoría de los sistemas OFDMA, esto se conoce como unitsubcanalt, es decir, un conjunto de subportadoras. Sin embargo, en E-UTRA, el término 'subcanal' se sustituye por e! término PRB (Physical Resource Block). Figura 2.30 ilustra el concepto de OFDMA, por lo que a diferentes s son asignados uno o más bloques de recursos en el tiempo y el dominio de la frecuencia, lo que permite la programación eficiente de los recursos disponibles. Figura 2-30 OFDMA en LTE Frequency

_-J

Device is allocated one or more PRB (Physical Resource Blocks)

---

Channel Bandwidth E.g. 3MHz

OFDMA

PRB consists of 12 subcarriers for 0.5ms

Time

También cabe destacar que un dispositivo está normalmente asignado por 1 ms de tiempo, es decir, una subtrama, y no un sólo PRB.

2.5.2 Physical Resource Blocks y Resource Elements Un PRB (Physical Resource Block) se compone de 12 subportadoras consecutivas y tiene una duración de un slot, es decir, 0,5 ms.

2-20

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Figura 2-31 ilustra el tamaño de un PRB. El parámetro NRBDL se utiliza para definir el número de RB (Resource Block) que se utiliza en el DL (Downlink). Esto depende del ancho de banda de canal. En contraste, NRBUL se utiliza para identificar el número de bloques de recursos en el UL (Uplink). Cada bloque de recursos se compone de subportadoras NSCRB, que para el funcionamiento normal se establece en 12. Además, está disponible otra configuración cuando se utiliza MBSFN (Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network) y una separación de la subportadora de 7.5 kHz. El PRB es usado para identificar una asignación. Por lo general incluye seis o siete símbolos, dependiendo de si está configurado un prefijo cíclico extendido o normal. El término RE (Resource Element) se utiliza para describir un símbolo con duración de una subportadora. Esto puede ser asignado para transportar información modulada, información de referencia o nada. Figura 2-31 Physical Resource Block y Resource Element

Radio Frame =lOms O

1

2

1

---

3

4

6 I

7. 1.

.1.8

Subframe /

-----

/

/

SIot 9

SIot 8

Physical Resource Block

/

u, di ------

\ \

NRBDL

\ \

u

\\

Z

Resource Element

\ \

Downlink PRB Parameters NSC 1113

Configurafion Normal Cyclic Prefix Extended Preflx

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Cyclic

4f= 15kHz

7 12 6

Lf- 151Mz

41= 7.5kHz

NsyhDI-

24


3 2-21


LTE/SAE Svstem Overview

2.5.3 Señales Físicas LTE A fin de que el UF tenga a la red, el eNB debe transmitir varias señales de downlink. A medida que el downlink es escalable desde 1.4MHz a 201VHz y el dispositivo no puede estar a parte de la configuración del eNB, el método de encontrar el sistema debe ser consistente. En consecuencia la sincronización y la información de identidad de la celda deberá aparecer en el downlink en una ubicación fija con independencia de la configuración del espectro de radio. Figura 2-32 ilustra la estructura de la N1D (Ceil Identity). Figura 2-32 Celi ID de Downlink ((

1))

ID - ID+ ID

UE

Whe re: N1 N1

O......167 =0, 1, or2

En LTE, hay dos secuencias de sincronización. Estos se conocen como el PSS (Prirnary Synchronization Signa]) y la SSS (Secondary Syncbronization Signal). La ubicación de estos depende del modo de transmisión, es decir FDD o TDD, así corno el uso del prefijo cíclico normal o extendida.

2-22

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LTE/SAE System Overview Figura 2-33 Ubicación de PSS y SSS para FDD

PSS (Primary Synchronization Sequence)

72

a rriers

SSS (Secondary Synchronization Sequence)

Slots Radio Frame Repeated in slotsüand 10

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2-23



Figura 2-34 Ubicación de PSS y SSS Location para TDD

Siots Radio Frame

Primary Synchronization Signal El PSS proporciona información de sincronización de downlink para el UE. La señal enviada es una de ]as tres secuencias de ZC (Zadoff-Chu). Esto proporciona un patrón de ruido que los dispositivos pueden correlacionar, mientras que al mismo tiempo permite que las celdas/sectores adyacentes al eNB utilicen diferentes señales de sincronización. El N10 (0,1 o 2) se asigna a un índice de raíz Zadoff-Chu que se utiliza en el proceso de generación de la secuencia.

Secondary Synchronization Signal El SSS se genera a partir de la concatenación intercalada de dos secuencias de 31 bits binarios que son cíclicos desplazado en función del valor de NID.

2.5.4 Señales de Referencia de Downlink A diferencia de otros sistemas, la interfaz de aire LTE no emplea un preámbulo de trama. En su lugar, utiliza diversos RS (Reference Signal) para facilitar la deniodulación coherente, estimación de canal, las mediciones de calidad de canal y el tiempo de sincronización, etc. Fundamentalmente hay tres tipos de señales de referencia de downlink. Específica de celda (no-MBSFN). •

MBSFN (Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network).

•

Específica de IJE.

Señales de Referencia Específicas de Celda En LTE, las señales de referencia específicas de células están dispuestos en un entramado bidimensional de tiempo y frecuencia. Esto se ha hecho de modo que sean equidistantes y por lo tanto proporciona una estimación del error cuadrático medio mínimo para el 2-24

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cana]. Además, la sincronización entre los símbolos de referencia es un factor importante para la estimación de canal y se relaciona con la propagación Doppler máxima compatible, es decir, la velocidad. En LTE, esto funciona en dos símbolos de referencia por siot. El espaciamiento en dominio de la frecuencia es también un factor importante, ya que esto se refiere a el ancho de banda de coherencia esperado y el retraso de propagación del canal. En LTE existe una separación de. seis subportadoras de señales de referencia, sin embargo, estos están escalonadas en el tiempo tal que aparecen cada tres subportadoras.

Señales de Referencia MBSFN El sistema LTE también define un conjunto de señales de referencia para MBSFN. Éstos sólo están presentes cuando el PMCH (Physical Multicast Channel) está presente y se utiliza el prefijo cíclico prolongado.

Señales de Referencia Específicos de UE Señales de referencia específicos de UE son compatibles para la transmisión de única puerta de antena en el PDSCH y se transmiten en la antena por la puerta 5. Se utiliza típicamente para bearnforming cuando se aplica pre-codificación no basada en codebook.

2.6 SC-FDMA en Uplink El uplink en LTE, como se mencionó anteriormente, se basa en SC-FDMA (Signal Carrier Frequency Division Multiple Access). Este fue elegido por su baja PAPR (Peak to Average Power Ratio) y la flexibilidad que reduce la complejidad del HE y el desempeño de energía mejorada y duración de la batería. SC-FDMA intenta combinar las mejores características de sistemas de portadora única, tales como baja relación PAPR, con las ventajas de múltiples portadora OFDM y como tal, es muy adecuado para el uplink LTE.

2.6.1 Generación de Señal SC-FDMA Figura 2-35 Mapeo de Subportadora SC-FDMA Time Domain

Frequency Domam

JIIII1*fFJII SymboIs

Subcamer Mapping

Time Doman

IDFT

Insertion

0 0

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2-25



E] transmisor básico y la arquitectura del receptor es muy similar (casi idéntico) al OFDM, y ofrece el mismo grado de protección multitrayecto. Es importante. destacar que, debido a la forma de onda fundamental ser esencialmente una sola portadora, el PAPR es menor. Es muy difícil de representar visualmente SC-FDMA en el tiempo y el dominio de la frecuencia sin embargo, esta sección tiene corno objetivo ilustrar el concepto. En la Figura 2-35, el proceso de generación de la señal SC-FDMA se inicia mediante la creación de una forma de onda de dominio temporal de los símbolos de datos para ser transmitidos. Esto se convierte entonces en el dominio de la frecuencia utilizando un DFT (Discrete Fourier Transform). La longitud DFT y la tasa de muestreo se eligen de modo que la señal esté completamente representada, así como ser separados en 15kHz. Cada subportadora tendrá su propia amplitud y fase fija para la duración del símbolo SC-FDMA. A continuación, la señal se traslada al lugar deseado en el ancho de banda del canal, utilizando el concepto de inserción cero, es decir, mapeo de subportadora. La señal se convierte a continuación en una única portadora de onda usando un IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform), además de otras funciones. Finalmente se puede añadir un prefijo cíclico. Tenga en cuenta que las funciones adicionales, tales como convertidores SP (serie a paralelo) y PS (paralelo a serie), también se requieren corno parte de una descripción funcional detallada. La Figura 2-36 ilustra el concepto de DFT, de tal manera que un grupo de N símbolos son mapeados en N subportadoras. Sin embargo, dependiendo de la combinación de los N símbolos en la DFT, la salida puede variar. Como tal, la amplitud real y la fase de las N subportadoras se parece más a una "palabra clave". Figura 2-36 Generación de Señal SC -FDMA

N symbois sequence produces N subcarriers N Symbols

1111111111 Modulated and Coded Symbois N_Symbols

[Ii 1

w.•i.

1

DFT

Different input sequena produces different outpu

En el eNB, el receptor torna las N subportadoras e invierte el proceso. Esto se consigue utilizando un IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) que efectivamente reproduce los N símbolos originales. La Figura 2-37 ilustra la vista básica de cómo las subportadoras recibidas en el eNB se convierten de nuevo en las señales originales. Note que los símbolos SC-FDMA tienen una amplitud y una fase constantes y, al igual que ODFMA, todavía se requiere un (prefijo cíclico). 2-26


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Figura 2-37 SC-FDMA y el eNB Time

Power

U Subcarriers

2.6.2 OFDMA versus SC-FDMA La razón principal por la que se especificó a SC-FDMA para el uplink fue por las características de sus PA (amplificadores de potencia). Normalmente, la señal de SC-FDMA opera con un PAPR de 2-3 dB más bajo. Esto hace que el sistema más eficiente, aumentando así la duración de la batería de la IJE. SC-FDMA también funciona mejor en las grandes celdas. Cabe señalar que OFDMA es mejor en una serie de áreas, tales como ortogonalidad entre símbolos y la capacidad de proporcionar un mecanismo de programación en dominio de frecuencia más flexible. Esto aumenta el rendimiento del sistema. Además, es más adecuado OFDMA para la operación MIMO (Multiple Input Multiple Output) de uplink y sus servicios de alta tasa de datos. En la Tabla 4.2 se destacan tres características principales, e indica cual tecnología es la más adecuada. Tabla 2-3 SC-FDMA versus OFDMA Feature

SC-FDMA

OFDMA

LowPAPR

Y

X

Performance

X

Y

Uplink MIMO

X

Y

2.7 Multiple Input Multiple Output MIMO se refiere al uso de múltiples antenas tanto en e] transmisor (Multiple Input) y receptor (Multiple Output). La terminología y los métodos utilizados en la tecnología MIMO pueden diferir de sistema a sistema, sin embargo la mayoría está en una de dos categorías: SU-MIMO (Single - Multiple Input Multiple Output) - este utiliza la tecnología MIMO para mejorar el desempeño a un único .

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2-27

LTE/SAE Svstem Overview


MIJ-MIMO (Multi - Multip]e Input Multiple Output) - esto permite a varios s ser servidos mediante el uso de técnicas de multiplexación espacial.

•

Figura 2-38 SU-MIMO y MU-MIMO Increses capacity since a

single benefits frorn multiple data streams.

MU-MEMO

A eNB

eNB

u

/'

Increasessectorl/ capacity by allowing

UE

r

J UE

stosharestreams.I

2.7.1 Multiplexación Espacial La categoría MIMO más común que se conoce como SM (Spatial Multiplexing). Esto permite múltiples flujos de símbolos de modulación para ser enviados a un solo UE utilizando los mismos parámetros de tiempo y frecuencia. La diferenciación de las señales se logra mediante las sefales de referencia diferentes, que se envían como parte de la PRB (Physical Resource Block). Figura 2-39 ilustra el concepto de multiplexación espacial usando un sistema de MIMO 2 x 2. Figura 2-39 MIMO como Multiplexación Espacial

2x2 SM (Spatial Multipiexing)

7-

TB

r

J IZ1-

'

UE

El principal problema con multiplexación espacial en un sistema celular son los altos niveles de interferencia que pueden ser experimentados, especialmente en el borde de la celda. Desafortunadamente, esto puede afectar a ambos flujos espaciales introduciendo así el doble de errores. Por esta razón, multiplexación espacial se utiliza típicamente cerca del eNB, es decir, no en el borde de la celda.

2-28


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Figura 240 Problemas de Interferencia de la Multiplexación Espacial

Interference causes twice as may errors Port 0

TB

MIMO TB i>

Port 1

UE

lntfénce

2.7.2 Codificación Tiempo Espacio Si UE se encontraba en el borde de la celda todavía podría beneficiarse de la tecnología MIMO. Sin embargo, se basaría en las distintas aplicaciones, tales como STC (Space Time Coding). Figura 2-41ilustra el concepto básico de STC en un sistema MIMO. Figura 241 MIMO Space Time Coding

Increased Robustness

Form of STCN e

TB 1112131415

FH

PortO

JTB

MIMO Port 1 —

TJ21II—* Interference

2.7.3

UE

T13 StiU Recoverabe

Adaptive MIMO Switch Para optimizar verdaderamente la eficiencia del canal, algunos sistemas ofrecen la posibilidad de soportar AMS (Adaptive MIMO Switch). La Figura 2-42 ilustra cómo un sistema podría utilizar un mezcla de multiplexión espacial y codificación espacio tiempo, para optimizar el desempeño del eNB.

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2-29


2 Principios de la Interfaz de Aire LTE Figura 2-42 Adaptive MIMO Switch Spatial Multipiexing

LU

paceTime Coding eNB UE L0wSNR

2-30

H1ghSNR

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3 Descripción General del Producto eNB

Descripción General del Producto eNB Objetivos Al término de esta sección, los participantes serán capaces de: 3.1 Describir la familia de producto eNB Huawei. 3.2 Describir los productos eNB Huawei y escenarios de aplicación. 3.3 Describir el sistema de operación y mantenimiento del eNB Huawei.

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3-1



3.1 Familia de eNB Huawei La familia de productos eNB (Evolved Node B) Huawei se compone de dos productos básicos; la BTS3900 (A) LTE y DBS3900 LTE que se enfocan en las innovaciones de los clientes. La primera viene en dos versiones, la BTS3900 LTE es una macro eNB indoor compacta y la BTS3900A LTE es una versión outdoor. La DBS3900 sin embargo, tiene una arquitectura distribuida que permite la unidad de radio ser instalada cerca de las antenas reduciendo así la pérdida de feeder y la mejora de la cobertura del sistema.

3.1.1 BTS3900(A) LTE La BTS3900 (A) LTE dispone de una arquitectura distribuida y consiste en dos módulos básicos; el )313U3900 (Baseband Control Unit) y e] LRTJF (LTE Radio Frequency Unit). Estos están interconectados a través de un RJ (Comrnon Pub]ic Radio Interface), utilizando los cables eléctricos. Combinaciones flexibles de estos dos módulos básicos y los dispositivos auxiliares, ofrece diversas soluciones de sitios que son aplicables en diferentes escenarios.

3-2

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Figura 34 Arquitectura de Ja BTS3900(A) LTE RF Antenna (())) ((•)) Cabinets

BBU3900 (BaseBand control Unit)

RI

LRFU (LTE Radio Frequency Unit)

Baseband Control Unit Figura 3-2 BBU3900

La BBU3900 realiza las siguientes funciones: •

Provee soporte para la conexión entre la eNB y el MIIVIE o S-GW.

•

Provee puertas RI para la comunicación con el LRFU y procesos de las señales de upiink y downlink.

•

Realiza la istración centralizada de toda BTS3900 (A) LTE y DBS3900LTE en términos de la O & M (Operación y Mantenimiento) y el procesamiento de la señalización.

•

Ofrece un canal de O & M para la conexión a LMT (Local Maintenance Termina]) o ¡Manager M2000.

•

Provee la puerta de clock, la puerta de monitoreo de alarmas y la puerta USB (Universal Serial Bus).

LTE Radio Frequency Unit El LRFU realiza modulación, demodulación, procesamiento y combinación y división de datos para señales de banda base y las señales de RF. El LRFU soporta feeders dobles (2TX + 2RX), así como cuatro feeders (4TX+ 4RX) a través de una instalación combinada de dos LRFUs.

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3-3



Figura 3-3 LRFU

Gabinetes El gabinete macro indoor de la BTS3900 LTE alberga la BBU3900 y hasta seis LRFTJs. Además, también proporciona funciones tales como la distribución de energía, la disipación de calor y protección contra sobretensiones. El gabinete separado macro exterior 13TS3900A LTE consiste en el RFC (Radio Frequency Cabinet) yAPM3OH (Módulo avanzado de energía con enfriamiento del intercambiador de calor) que se instalan en el modo de pila. Otras configuraciones están disponibles de acuerdo a los requerimientos del cliente.

3.1.2 DBS3900 LTE El DBS3900 LTE cuenta con una arquitectura distribuida. Los dos módulos básicos de Ja DBS3900 LTE consisten en la BBU3900 y RRU320I (Remote Radio Unit). Estos están interconectados a través de un RII estandarizado, utilizando cables de fibra óptica. Figura 3-4 Arquitectura DBS3900 LTE RF Antenna ((•))) ((•))

BBU3900 (BaseBand control Unit)

Í

RI

RRU3201 (Radio Remote Unit)

Auxiliary Devices APM30H / IBBS200DErT / TMC1 1 H

Los dispositivos auxiliares son los elementos de soporte a la BBU3900 y RMU3201. Estos proporcionan el espacio de instalación para la BBTJ3900 y fuente de alimentación a la BBU3900 y RRU3201. Ejemplos de dispositivos auxiliares incluyen APM30H, IBBS200D 3-4


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(Integrated Battery Backup System with direct cooler), IBBS200T (Integrated Battery Backup System with TEC cooler), TMC11H (Transmission Cabinet with heat exchanger cooler).

Remote Radio Unit Figura 3-5 RRU

El RRU3201 es una unidad de radio remota que realiza la modulación, demodulación, el procesamiento de datos y la combinación y división de señales de banda base y señales de RF. El RRU3201 soporta alimentadores dobles (2TX+2RX) y también puede soportar cuatro alimentadores (4TX+4RX) a través de la instalación combinada de dos RRU320Is. Se puede itir un máximo de tres niveles en cascada, por lo tanto el cumplimiento de los requisitos de rápida expansión de capacidad de los proveedores de servicios.

Dispositivos Auxiliares Los dispositivos auxiliares proporcionados por Huawei se pueden combinar con los módulos básicos de una manera flexible para soportar escenarios de instalación de dispositivos. Ejemplos incluyen: •

APM30H - este es un sistema de energía para aplicaciones outdoor incluyendo fuente de alimentación y batería de backup. También ofrece un espacio para alojar Ja BBU3900.

•

IBBS200D&T - este es un sistema integrado de batería de backup de larga duración.

•

TMC1 JH - utilizada cuando se requiera mayor espacio para los equipos de transmisión. Se utiliza en ambientes outdoor y puede alojar tanto el BBU3900 y equipos de transmisión.

3.2 Productos y Escenarios de Aplicación Con la expansión continua de la capacidad necesaria para las redes móviles, la selección del sitio para el ENE se ha convertido en un cuello de botella durante el despliegue de la red. La selección del sitio se vuelve cada vez más complejo de implementar y requiere una inversión adicional en el despliegue de la red.

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3-5



3.2.1 BTS3900(A) LTE La BTS3900 (A) LTE es una macro eNB compacta indoor/outdoor y ofrece las siguientes funciones: •

La BBU3900 y LRFU están instalados en el LTE BTS3900 en un modo centralizado que ayuda a reducir e] costo de mantenimiento en la torre.

•

La BTS3900 LTE es de bajo peso y de tamaño compacto sin embargo, ofrece una excelente escalabilidad, ya que ite la instalación de pila de dos BTS3900s.

•

La familia BTS3900 (LTE, UMTS y GSM) pueden compartir un gabinete de macro indoor, lo cual ahorra espacio de instalación y facilita la evolución de la tecnología sin problemas.

3.2.2 DBS3900 LTE La DBS3900 LTE se caracteriza por su pequeño tamaño, fácil instalación y bajo consumo de energía lo que permite que sea instalado en el espacio libre en un sitio de celda existente. El RRU es compacto y ligero que le permite ser instalado cerca de la antena para reducir la pérdida de feeder y así mejorar la cobertura del sistema. Así, la DBS3900 LTE permite a los operadores implementar de manera eficiente y alto desempeño de la red LTE con un bajo TCO (Total Cost of Ownership), reduciendo al mínimo la inversión en energía, espacio y mano de obra.

3.3 Operación y Mantenimiento La BTS3900 (A) LTE y DBS3900 LTE tienen las mismas funciones de O & M y por lo tanto son soportadas por el mismo sistema de O&M.

3.3.1 Sistema de Operación y Mantenimiento El Sistema de O & M consiste en el LMT (Local Maintenance Terminal) y el M2000 ¡Manager. El LMT se utiliza para mantener un eNB único a través de un cable Ethernet para mantenimiento local o a través de una red IP cuando se requiere el mantenimiento a distancia. El M2000 ¡Manager se utiliza para mantener a distancia eNBs múltiples con diferentes versiones de software. Funciones de O & M por lo tanto se incluyen:

3-6

•

LMT realiza la configuración de datos, monitoreo de alarmas, comisionamiento y actualizaciones de software.

•

El M2000 ¡Manager realiza configuración de datos, monitoreo de alarmas, monitoreo del desempeño y actualizaciones de software.


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Figura 3-6 Sistema de O&M

¡Manager M2000

LMT

3.3.2 Beneficios El sistema de operación y mantenimiento de Huawei ofrece los siguientes beneficios:

Configuration Management Configuration management del eNB engloba una serie de características clave. Éstos incluyen un fácil a través de la GUI fácil de usar que ofrece asistentes de configuración de escenarios específicos. Por otra parte, los proveedores de servicios utilizando la herramienta de planificación de red de Huawei ¡Plan son capaces de importar datos, disminuyendo así el tiempo necesario para los planificadores de redes e ingenieros de optirnización.

Fault Management Fault Management en el eNB ofrece localización de fallas, alta confiabilidad, además de diversos métodos de rastreo y monitoreo. Fácil localización de fallas con el apoyo a través de una serie de características que incluyen sugerencias de manejo de alarmas y la correlación de alarma. Esto 'asegura KPI (Key Performance Indicator) y fallas de nivel de servicio que pueden ser rectificadas con rapidez y precisión. Alta confiabilidad también se garantiza a través de la inclusión de un sistema de detección de fallas global que opera en todos los aspectos del eNB, hardware, software, antena, transmisión, etc. Por otra parte, la detección de fallas también se extiende al control de estado de la puerta, humo, dafios por agua y la temperatura. El eNB soporta varias funciones de rastreo para comprobar la compatibilidad de las interfaces. También es compatible con monitoreo en tiempo real el desempeño en el modo de GUI lo que permite a los ingenieros localizar rápidamente fallas en el desempeño.

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LTE/SAE Svstern Overview

Performance Management Performance Management dispone varios períodos monitoreo y registro, así como la asignación de punto de medición apropiado. Por ejemplo, el eNB puede recopilar contadores de rendimiento cada 15 o 60 minutos, además de apoyar en tiempo real el seguimiento de indicadores clave de rendimiento con una duración de un minuto. En materia de asignación de puntos, el eNB puede apoyar la medición del desempeño a nivel de sistema o el nivel celular, de las células vecinas, en las interfaces y el uso del dispositivo. Esto ayuda al ingeniero en la búsqueda de fallas.

Security Management Security Management soporta tanto el nivel de red y el nivel de seguridad de servicios al . Estos incluyen: cifrado de la información clave sobre el, istración de cuentas de y autenticación, control de y el apoyo adecuados para los protocolos de seguridad estándar de la industria -SFTP (Secure File Transfer Protocol), SSL (Secure Socket Layer) e IPSec (IP Security).

Software Management Software management dentro de la eNB engloba una serie de características clave. Estos incluyen un fácil , alta eficiencia y la minimización de la interrupción de los servicios durante las actualizaciones de software.

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41 Numéricos

C (Continuous Packel Connectivity) CQ1 (Channel Quality Indicator) CRC (Cyclic Redundancy Check) C-RNTI (Ce]] - Radio Network Temporary Identifier) CS (Circuit Switched) CS (Cyclic Shift) CSG (Closed Subscriber Group)

16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation 2G (Second Generation) 3G (Third Generation) 3GPP (Third Generation Partnership Project) 4G (Fourth Generation) Vi

D

ACK (Acknowledgement) AM (Acknowledged Mode) AMPS (Advanced Mobile Telephone System) AMS (Adaptive MIMO Switching) APN (access Point Narne) ARQ (Automatic Repeat Request) AS (Access Stratum) AWS (Advanced Wireless Servi ces)

DAI (Downlink Assignment Index) D-AMPS (Digital - Advanced Mobile Phone System) DC (Direct Current) DCCH (Dedicated Control Channel) DC-HSDPA (Dual CeIl - HSDPA) DCI (Downlink Control Informati on) DCS (Digital Cellular Service) DFT (Discrete Fourier Transform) DL (Downlink) DL-SCH (Downlink - Shared Channel) DL-SCH (Downlink Shared Channel) DRB (Dedicated Radio Bearer) DRS (Demodulation Reference Sí gnal) DRX (Discontinuous Reception) DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) DTCH (Dedicated Traffic Channel) DTX (Discontinuous Transmission) DwPTS (Downlink Pilot Time Slot)

B BCCH (Broadcast Control Channel) BCH (Broadcast Channel) C CATT (China Academy of Telecommuni cations Techn o] ogy) CC (Chase Combining) CCCH (Common Control Channel) CCE (Control Channel Element) CDD (Cyclic Delay Diversity) CDMA (Code Division Multiple Access) CFI (Control Format Indicator) (Cyc]ic Prefix)

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Glosario

Huawei Proprietary and Confidential Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd Ip

4-1

4 Glosario

LTE/SAE Svstern Overview E

H

EARFCN (E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number) EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution) E-GSM (Extended GSM) EM1M (EPS Mobility Management) eNB (Evolved Node E) EPC (Evolved Packet Core) EPLMIN (Equivalent }IPLMN) EPS (Evolved Packet System) E-RAB (EPS Radio Access Bearer) ESM (EPS Session Management) ETACS (Extended Total Access Conmiunication System) ETSI (European Telecommunications Standards Institute) E-UTRA (Evolved - Universal Terrestrial Radio Access) E-UTRAN (Evolved - Universal Terrestrial Radio Access Network) EV-DO (Evolution-Data Optimized)

HARQ (Hybrid ARQ) HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) HeNB (Home eNB) Hl (HARQ Jndicator) HPLMN (Home PLMI'T) HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) HSPA (High Speed Packet Access) HS-SCCH (High Speed - Shared Control Channel) HSUPA (High Speed Uplirik Packet Data)

IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) IEEE (Institute of Electrica! and Electronics Engineers) IIFFT (Inverse Fast Fourier Transform) IMIEI (International Mobile Equipment Identity) IMS (IP Multimedia Subsystem) IMSI (International Mobile Subscriber Identity) IMT Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced) IMT2000 (International Mobile Telecommunications - 2000) IP (Internet Protocol) IR (Incremental Redundancy) IS-136 (Interim Standard 136) 151 (Inter Symbol Interference) ITU (International Telecornmunication Union)

F FDD (Frequency Division Duplex) FDM (Frequency Division Multiplexing) FDMA (Frequency Division Multiple Access) FEC (Forward Error Correction) FFT (Fast Fourier Transform) FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) FM (Frequency Modulation) FSTD (Frequency Shift Time Diversity)

L LCID (Logical Channel Identifier) LCR (Low Chip Rate) LTE (Long Terrn Evolution)

G GF(2) (Galois Field (2)) GP (Guard Period) GPRS (General Packet Radio System) GSM (Global System for Mobile communications) OSMA (GSM Association) GUTI (Globally Unique Temporary Identifier) 4-2

M MAC (Medium Access Control) MBSFN (MBMS ayer Single Frequency Network) MCS (Modulation and Coding Scherne) MGW (Media Gateways) l-luawei Proprietary and Confidential Copyright © l-Iuawei Technologies Co., Ltd

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MIB (Master Inforrnatiori Block) MIMO (Multiple Input Multiple Output) MME (Mobility Management Entity) MSC (Mobiie Switching Centre) Msg3 (Higher Layer Message) MU-MIMO (Multi - MIMO)

PRACH (Physical Random Access Channel) PRB (Physical Resóurce Block) PS (Packet Switched) P-S (Parallel to Serial) PSS (Primary Synchronization Signal) PTM (Point-To-Multipoint) PTP (Point-To-Point) PUCCH (Physical Uplink Control Channel) PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)

N NACK (Negative Acknowledgement) NAS (Non Access Stratum) NDI (New Data Indicator)

o

QoS (Quality of Service) QPP (Quadratic Permutation Polynornial) QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multipiexing) OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) P

R (Ceil Ranking) RA (Random Access) RACH (Random Access Channel) RAN (Radio Access Network) RAPID (Random Access Preamble Identifier) RA-RNTI (Random Access RNTI) RB (Radio Bearer) RB (Resource Block) RBG (Resource Block Groups) RE (Resource Element) REO (Resource Element Group) R-GSM (Railways GSM) Rl (Rank Indication) Rl\T (Resource Indication Value) RLC (Radio Link Control) RNC (Radio Network Controller) RRC (Radio Resource Control) RS (Reference Signais) RSRP (Reference Signal Received Power) RSRQ (Reference Signal Received Quality) RSSI (Received Signal Strength Indicator) RV (Redundancy Version)

PAPR (Peak to Average Power Ratio) PBCH (Physical Broadcast Channel) PCCH (Paging Control Channel) PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel) PCH (Paging Channel) PCS (Personal Cornrnunications Service) PDCCH (Physical Downlink Control Channel) PD (Packet Data Convergence Protocol) PDN-GW (Packet Data Network Gateway) PDSCH (Physical Downlink Shared Channel), PF (Pagina Frame) P-GSM (Primary GSM) PH (Power Headroom), PH1CH (Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) PRR (Power Headroom Report), 2-85 PHY (Physical Layer) PL (Pathloss) PLMN (Public Land Mobile Network) PMI (Precoding Matrix Indicator) PO (Paging Occasion) Issue 01(2010-05-01)

S S (Ceil Selection) SAW (Stop And Wait) Huawei Proprietary and Corifidential Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd

4-3

4 Glosario

LTE/SAE System Overview SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) SFBC (Space Frequency Block Coding) SFN (System Frame Number), S-GW (Serving Gateway) SI (System Information) SIB (System Information Block) Sifi 1 (System Information Block Typel) SI-RNTI (System Information Radio Network Temporary Identifier) SM (Spatial Multiplexing) SMS (Short Message Service) S-P (Serial to Parallel) SR (Scheduling Request) SRB (Signaling Radio Bearer) SRS (Sounding Reference Signa]) SSS (Secondary Synchronization Signal) STC (Space Time Coding) SU-MIMO (Single - MIMO)

UL (Uplink) UL-SCH (Uplink Shared Channel) UM (Unacknowledged Mode) UIVIIB (Ultra Mobile Broadband) UpPTS (Uplink Pilot Time Slot) USIM (Universal Subscriber Identity Module) V \RB (Virtual Resource Block) W WCDMA (Wideband CDMA) WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)

z ZC (Zadoff-Chu)

T TA (Timing Alignment) TAC (Tracking Arca Code) TACS (Total Access Communi cations System) TAJ (Tracking Arca Identity) TB (Transport Block) TBS (Transport Block Set) TBS (Transport Blok Size) TD (Transmit Diversity) TD-CDMA (Time Division CDMA) TDD (Time Division Duplex) TDMA (Time Division Multip]e Access) TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA) TF (Transport Format) TFT (Traffic Flow Template) TM (Transparent Mode) TPC (Transmit Power Control) TPMI (Transmitted Precoding Matrix Indicator) TTI (Time Transmission Interval) TX (Transmit) LII

UCI (Uplink Control Information) UE ( Equipment) 4-4

Huawei Proprictary and Confideñtial Copyright © Huawei Technologies Co., Ltd

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