LTE - Aplicações Carlos Lorena Neto GTSF – Gerência Sem Fio, CPqD

Contexto

Evolução das Tecnologias Móveis 2G3G4G5G BW: 200 KHz5 MHz20 MHz100 MHz200 MHz Bitrate: 10 Kbps10 Mbps300 Mbps1,5 Gbps10 Gbps Bps/Hz: 0,05 bps/Hz2 bps/Hz5-15 bps/Hz10-50 Latency: 150 ms50 ms10 ms1 ms Q x

LTE

Padronização – 3GPP LTE Releases

Faixas Anatel ItemTipoDuplex Faixa (MHz)SubfaixaFrequências (MHz) BW (MHz) Banda 3GPP Item AAFDD1800E Item BAFDD1800Extensão Item CAFDD1800Extensão Item DAFDD1800Extensão Item EBFDD2500P Item FCTDD1900Extensão Item GCTDD1900Extensão Item HCTDD2500T Item ICTDD2500U

Capacidade da Rede LTE Número de máximo de usuários ativos simultâneos eNB UE eNB UE eNB UE eNB UE eNB UE eNB UE eNB UE eNB UE eNB UE EPC Rede Externa Capacidade média por setor Demanda de tráfego

Capacidade por Setor da Tecnologia LTE Modulação Adaptativa MCS: Modulation and Coding Scheme Fonte: 3GPP TS

Capacidade por Setor da Tecnologia LTE Cenário: Capacidade no Uplink com SISO Canal 5 MHz, Vídeo 500 kbps MCS: Modulation and Coding Scheme SNR: 3 dB Taxa: 1.0 Mbps No. Usuários Vídeo Simultâneos: 2 No. Usuários PTT Simultâneos: 16 SNR: 9 dB Taxa: 7.2 Mbps No. Usuários Vídeo Simultâneos: 8 No. Usuários PTT Simultâneos: 74 SNR: 15 dB Taxa: 14.4 Mbps No. Usuários Vídeo Simultâneos: 16 No. Usuários PTT Simultâneos: 148 Fonte: 3GPP TS

Throughput LTE 700MHz – 25km Uplink DL – 15Mbps / UL – 1.5Mbps CPE - Antena Omnidirecional

Throughput LTE 700MHz – 25km

Mais Funcionalidades RAN Sharing Disciplina de Acesso ao Meio (contrário ao WiFi) Reuso 1 Carrier Aggregation Alocação Dinâmica QoS / Classe de Serviço Mobilidade IoT

QoS per Bearer QoS Class Identifier (QCI) - Guaranteed Bit Rate (GBR) and Non-Guaranteed Bit-Rate (Non-GBR) bearers.. Priority: Indica a prioridade relativa do bearer. Maximum Bit Rate (MBR): Identifica a taxa máxima para o bearer. Guaranteed Bit Rate (GBR): Identifica se a taxa de bit deve ser garantida ou não para o bearer. Aggregate Maximum Bit Rate (AMBR): total maximum bit rate a UE may have for all bearers in the same PDN connection.

(A) UE em operação normal se conectou à eNodeB A, estabelecendo sessão de comunicação de dados. (B) O UE ao mover na direção da célula B, recebe o sinal de referência da eNB B. (C) Caso o UE esteja em modo ATIVO e célula A atinja o Trigger Event, a eNodeB A decide realizar o handover, o UE procura nova célula e se conecta à eNodeB B. Mobilidade eNodeB A UE EPC (2) A) Fluxo de mensagens de dados e controle para o UE Cell A Serving cell (1) UE Session eNodeB A eNodeB B UE EPC Cell A Cell B Reference Signal B) (3)

Estação Rádio Base eNodeB

Public Telephony Network P-GW HSS EPC S-GW PCRF Public Internet Network Operational/ Corporate network IMS/NGN System EPS UE eNB UE eNB UE MME eNodeB Estação Rádio Base (ERB) ou Evolved Node B (eNodeB)

eNodeB  Gerenciamento de recursos de rádio  Potência de transmissão  Alocação de recursos  Escalonamento de dados e terminais  Gerenciamento de QoS  Controle de dados no downlink (DL) e uplink (UL)  Compressão de cabeçalho  Medição de qualidade de sinal

Tipos de eNodeBs Arquiteturas: Split Ground based Compacta Aplicações: Fixa Transportável Móvel

Tipos de eNodeBs Arquitetura “Ground-Based” Equipamento em Solo: Banda-Base, RF, PA Antenas Cabos Coaxiais Backhaul Torre Módulos Abrigados Arquitetura “Ground-Based” - Altas perdas nos cabos coaxiais (Tx e Rx) - Necessidade de abrigo para módulos em solo (banda base, módulo de RF e PA (Power Amplifier)

Tipos de eNodeBs Arquitetura “Split” Equipamento em Solo: Banda-Base Antenas Fibra e Alimentação Backhaul Torre Módulos Abrigados RRUs Arquitetura “Split” - Necessidade de abrigo para módulos em solo (banda base)

Tipos de eNodeBs Arquitetura “Compact” - Zero Footprint Antenas Eth/Fibra e Alimentação Backhaul Torre BS Compacta Antenas Eth/Fibra Backhaul Rádio P2P ou Satélite Torre BS Compacta Alimentação

eNodeBs Split Módulo Digital, Switch e Fonte de Alimentação (Rack 19’’) Setor 1 Setor 2 Setor 3 Antenas e módulos de Potência Fibra óptica e cabo de alimentação Backhaul (fibra óptica, satélite ou rádio ponto-a-ponto.

eNodeBs Compacta Switch e fonte de alimentação Setor 1 Setor 2 Setor 3 Antenas e eNodeB Fibra óptica e cabo de alimentação Backhaul (fibra óptica, satélite ou rádio ponto-a-ponto. eNodeB Compacta

Perfis de eNodeB Capacidade Cobertura Alta Média Baixa PequenaMédiaGrande 20 m 16 UE 200 m2 km20 km Macro Pico >200 UE 128 UE 64 UE Femto Micro

Perfis de eNodeB - Compacta - Banda Base no mesmo empacotamento do RF - Instalação completamente Outdoor

Terminal

Dongle Terminal doméstico/empresarial Terminal outdoor Terminal veicular Smartphone Terminais LTE

EPC

IMS: IP Multimedia Subsystem HSS: Home Subscriber Server MME: Mobility Management Entity PCRF: Policy and Charging Rules Function P-GW: Packet Data Network Gateway S-GW: Serving Gateway UE: User Equipment IMS Arquitetura LTE

IMS: IP Multimedia Subsystem HSS: Home Subscriber Server MME: Mobility Management Entity PCRF: Policy and Charging Rules Function P-GW: Packet Data Network Gateway S-GW: Serving Gateway UE: User Equipment IMS Arquitetura LTE - ISP ISPx