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4G LTE Advanced

4G LTE Advanced


O LTE básico, serviços celulares de evolução de longo prazo foram lançados por volta de 2010 com algumas implementações avançadas bem antes disso. Nunca foi previsto que esta forma inicial de LTE proporcionaria o desempenho total pretendido. Isso exigia alguns elementos adicionais que estavam no que foi denominado LTE Advanced.

LTE Advanced, LTE-A incorporou uma série de novas técnicas que permitiram ao sistema fornecer taxas de dados muito mais altas e também um desempenho muito melhor, particularmente em bordas de células e outras áreas onde o desempenho normalmente não teria sido tão bom.

O LTE Advanced levou mais alguns anos para ser totalmente desenvolvido e implantado nas redes, mas, quando introduzido, permitiu que seus muitos recursos avançados proporcionassem melhorias significativas em relação ao LTE básico.

Histórico de desenvolvimento LTE Advanced

Com a tecnologia 3G estabelecida, era óbvio que a taxa de desenvolvimento da tecnologia celular não deveria diminuir. Como resultado, as ideias iniciais para o desenvolvimento de um novo sistema 4G começaram a ser investigadas. Em uma investigação inicial que ocorreu em 25 de dezembro de 2006 com informações divulgadas à imprensa em 9 de fevereiro de 2007, a NTT DoCoMo detalhou informações sobre os ensaios nos quais eles foram capazes de enviar dados a velocidades de até 5 Gbit / s no downlink dentro de um Largura de banda de 100 MHz para uma estação móvel se movendo a 10km / h. O esquema usou várias tecnologias para conseguir isso, incluindo multiplex de divisão de frequência ortogonal de propagação de fator de espalhamento variável, MIMO, múltiplas entradas, múltiplas saídas e detecção de máxima verossimilhança. Os detalhes desses novos testes 4G foram passados ​​ao 3GPP para sua consideração

Em 2008, o 3GPP realizou dois workshops sobre IMT Advanced, onde os "Requisitos para Avanços Adicionais para E-UTRA" foram reunidos. O Relatório Técnico 36.913 resultante foi então publicado em junho de 2008 e submetido ao ITU-R definindo o sistema LTE-Advanced como sua proposta para o IMT-Advanced.

O ITU-R também estabeleceu uma série de marcos para garantir que o desenvolvimento do LTE Advanced também ocorresse em tempo hábil.


Principais marcos no desenvolvimento de 4G LTE-Advanced
Marco históricoEncontro
Emitir convite para propor tecnologias de interface de rádio.Março de 2008
Data ITU para limite para apresentação de propostas de tecnologias de interface de rádio.Outubro de 2009
Data limite para relatório de avaliação à ITU.Junho de 2010
Decisão sobre o enquadramento das principais características das tecnologias avançadas de interface de rádio IMTOutubro de 2010
Conclusão do desenvolvimento de recomendações de especificações de interface de rádio.Fevereiro de 2011

Comparação de LTE-A com outras tecnologias

Para ver como o LTE Advanced, LTE-A proporcionou uma melhoria significativa no desempenho, às vezes é interessante verificar sua capacidade em relação a outros serviços celulares.


Comparação de LTE-A com outras tecnologias celulares
WCDMA
(UMTS)
HSPA
HSDPA / HSUPA
HSPA +LTELTE avançado
(IMT avançado)
Velocidade máxima de downlink
bps
384 mil14 mi28 mi100 milhões1G
Velocidade máxima de uplink
bps
128 k5,7 mi11 mi50 mi500 mi
Latência
tempo de ida e volta
Aproximadamente
150 ms100 ms50ms (máx)~ 10 msmenos de 5 ms
Lançamentos 3GPPRel 99/4Rel. 5/6Rel 7Rel 8Rel 10
Aproximadamente anos de implementação inicial2003 / 42005/6 HSDPA
2007/8 HSUPA
2008 / 92009 / 102014 / 15
Metodologia de acessoCDMACDMACDMAOFDMA / SC-FDMAOFDMA / SC-FDMA

Principais recursos LTE avançados

Com o trabalho começando no LTE Advanced, uma série de requisitos e recursos principais estão surgindo. Embora ainda não tenham sido fixados nas especificações, existem muitos objetivos de alto nível para a nova especificação LTE Advanced. Eles precisarão ser verificados e muito trabalho ainda precisa ser realizado nas especificações antes que todas sejam corrigidas. Atualmente, alguns dos principais objetivos do LTE Advanced podem ser vistos abaixo:

  • Taxas de dados de pico: downlink - 1 Gbps; uplink - 500 Mbps.
  • Eficiência de espectro: 3 vezes maior do que LTE.
  • Eficiência de espectro de pico: downlink - 30 bps / Hz; uplink - 15 bps / Hz.
  • Uso de espectro: a capacidade de oferecer suporte ao uso de largura de banda escalonável e agregação de espectro onde o espectro não contíguo precisa ser usado.
  • Latência: de inativo para conectado em menos de 50 ms e, em seguida, em menos de 5 ms em uma direção para transmissão de pacote individual.
  • A taxa de transferência do usuário de extremidade da célula é duas vezes maior que a de LTE.
  • A taxa de transferência média do usuário é 3 vezes maior que a do LTE.
  • Mobilidade: o mesmo que no LTE
  • Compatibilidade: LTE Advanced deve ser capaz de interagir com sistemas legados LTE e 3GPP.

Esses são muitos dos objetivos de desenvolvimento do LTE Advanced. Seus números reais e a implementação real deles precisarão ser calculados durante o estágio de especificação do sistema.

LTE Advanced technologies

Existem várias tecnologias-chave que permitirão que o LTE Advanced atinja as altas taxas de transferência de dados necessárias. MIMO e OFDM são duas das tecnologias básicas que serão facilitadores. Junto com essas, há uma série de outras técnicas e tecnologias que serão empregadas.

  • Multiplex de divisão de frequência ortogonal, OFDM OFDM forma a base do portador de rádio. Junto com ele, há OFDMA (acesso múltiplo por divisão ortogonal de freqüência) junto com SC-FDMA (acesso múltiplo por divisão ortogonal de freqüência de canal único). Eles serão usados ​​em um formato híbrido. No entanto, a base para todos esses esquemas de acesso é OFDM.

    Nota sobre OFDM:

    Ortogonal Frequency Division Multiplex, OFDM é uma forma de formato de sinal que usa um grande número de portadoras próximas que são moduladas com fluxo de dados de baixa taxa. Normalmente, espera-se que os sinais com espaçamento próximo interfiram uns com os outros, mas ao tornar os sinais ortogonais entre si, não há interferência mútua. Os dados a serem transmitidos são compartilhados por todas as portadoras e isso fornece resiliência contra o desvanecimento seletivo de efeitos de múltiplos caminhos.

    Leia mais sobre OFDM, Multiplexação por Divisão Ortogonal de Freqüência.

  • Multiple Input Multiple Output, MIMO: Um dos outros capacitadores-chave para LTE avançado que é comum ao LTE é o MIMO. Este esquema também é usado por muitas outras tecnologias, incluindo WiMAX e Wi-Fi - 802.11n. MIMO - Multiple Input Multiple Output permite que as taxas de dados alcançadas sejam aumentadas além do que o portador de rádio básico normalmente permitiria.

    Nota sobre MIMO:

    MIMO é uma forma de tecnologia de antena que usa várias antenas para permitir que os sinais que viajam por caminhos diferentes como resultado de reflexões, etc., sejam separados e sua capacidade seja usada para melhorar a taxa de transferência de dados e / ou a relação sinal / ruído, melhorando assim performance do sistema.

    Leia mais sobre Tecnologia MIMO

    Para LTE Advanced, o uso de MIMO provavelmente envolverá técnicas adicionais e mais avançadas, incluindo o uso de antenas adicionais na matriz para permitir que caminhos adicionais sejam usados, embora à medida que o número de antenas aumenta, a sobrecarga aumenta e o retorno por caminho é menos.

    Além do aumento do número de antenas, é provável que técnicas como a formação de feixes possam ser usadas para permitir que a cobertura da antena seja focada onde for necessário.

  • Carrier Aggregation, CA: Como muitas operadoras não têm espectro contíguo suficiente para fornecer as larguras de banda necessárias para as taxas de dados muito altas, um esquema conhecido como agregação de portadora foi desenvolvido. Usando esta tecnologia, as operadoras podem utilizar vários canais nas mesmas bandas ou em diferentes áreas do espectro para fornecer a largura de banda necessária.
  • Multiponto Coordenado: Um dos principais problemas com muitos sistemas celulares é o mau desempenho nas bordas das células. A interferência de células adjacentes juntamente com a má qualidade do sinal levam a uma redução nas taxas de dados. Para LTE-Advanced, um esquema conhecido como multiponto coordenado foi introduzido.
  • Retransmissão LTE: A retransmissão LTE é um esquema que permite que os sinais sejam encaminhados por estações remotas de uma estação base principal para melhorar a cobertura.
  • Dispositivo a dispositivo, D2D: O LTE D2D é uma facilidade que tem sido solicitada por vários utilizadores, nomeadamente os serviços de emergência. Ele permite acesso rápido e rápido por meio de comunicação direta - uma facilidade essencial para os serviços de emergência quando eles podem estar no local de um incidente.

O LTE-Advanced foi capaz de fornecer algumas melhorias significativas no desempenho. Não apenas a rede de acesso por rádio passou por atualizações e melhorias, mas também a rede central.

O resultado de todas as atualizações é que os usuários percebem melhorias significativas de desempenho com o LTE Advanced. Além disso, as operadoras têm retornos maiores. O custo por bit é reduzido e, com as velocidades mais rápidas, os usuários tendem a consumir mais dados, aumentando assim as receitas. Conseqüentemente, o LTE-Advanced forneceu melhorias para usuários e operadoras, bem como aqueles que fornecem serviços adicionais.

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Assista o vídeo: Paving the path to 5G with LTE Advanced Pro (Outubro 2021).