TECNOLOGIA 3G-4G

Universidad Politécnica de Cartagena
Escuela Técnica Superior de Ingeniería de
Telecomunicaciones

PROYECTO FINAL DE CARRERA
Avances recientes en telefonía móvil de
cuarta generación

Alumno: Mª Carmen Matencio Hernández
DNI: 48423945-K
Titulación: Ingeniería Técnica de Telecomunicaciones, esp. Telemática
Director: Juan José Alcaraz Espín
Departamento: Tecnologías de la Información yComunicaciones

1

ÍNDICE
CAPÍTULO 1 EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TELEFONÍA MÓVIL
1.1 INTRODUCCIÓN, 9
1.2. COMPARACIÓN 3G-4G, 10
1.2.1 VENTAJAS DE LA RED 4G, 13
1.3 WINNER y LTE, 13
1.4 ARQUITECTURA DE RED 4G, 16
1.4.1 RN, 17
1.4.2 OBJETIVOS RN, 17
1.4.3 TIPOS DE NODOS RELAY EN FUNCIÓN DEL PRÉAMBULO BROADCAST
Y LOS RECURSOS RELACIONADOS., 18
1.4.4 COMUNICACIÓN ENTRE NODOS, 191.4.5 CRITERIO DE SELECCIÓN DE UN RAP EN UNA REC, 20
1.5 CONCLUSIONES, 21

CAPÍTULO 2 PILA DE PROTOCOLOS DE LA RED 4G
2.1 INTRODUCCIÓN, 23
2.2 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS, 23
2.2.1 RADIO RESOURCE CONTROL, 25
2.2.2 RADIO LINK CONTROL, 25
2.2.3 MEDIUM ACCESS CONTROL, 25
2.2.4 PHY, 25
2.2.5 RSC, 26

CAPÍTULO 3 RADIO RESOURCE CONTROL
3.1 INTRODUCCIÓN, 27
3.2 RRM, 27
3.2.1 REPARTO DE RECURSOSCENTRALIZADO, 28
2

3.2.2 REPARTO DE RECURSOS JERÁRQUICO, 30
3.2.3 REPARTO DE RECURSOS DISTRIBUIDO, 30
3.2.4 PARTICIÓN DEL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO DENTRO DE UNA
CELDA, 31
3.2.5 ADAPTATIVE SOFT RESOURCE PARTITIONING, 32
3.3 HANDOVER, 35
3.3.1 ACTIVE MODE, 35
3.3.1.1 TOMA DE DECISIÓN DE HANDOVER., 37
3.3.1.1.1 VENTAJAS DE CADA MECANISMO DE DECISIÓN DE
HANDOVER, 37
3.3.1.2 TIPOS DEHANDOVER, 38
3.3.1.2.1 BS-TO-BS HANDOVER, 39
3.3.1.2.2 BSi RNx-to-BSi RNy (Intra REC Handover), 41
3.3.1.2.3 BSi RNx-to-BSjRNy (Inter-REC handover), 42
3.3.2 IDLE MODE, 43
3.3.2.1 PAGING, 44
3.4 CONTROL DE FLUJO, 44
3.4.1 STOP AND GO (CONTROL DE FLUJO SIMPLE), 45
3.4.2 CONTROL DE FLUJO AVANZADO, 46
3.5 CONCLUSIÓN, 46

CAPITULO 4 RADIO LINK CONTROL
4.1 INTRODUCCIÓN, 47
4.2 FUNCIONAMIENTODE LA CAPA RLC, 47
4.3 SEGMENTACIÓN Y REENSAMBLADO, 49
4.3.1 CAMPOS DE CABECERA RLC/MAC, 50
4.4 PROTOCOLO ARQ, 52
4.4.1 LAYERED ARQ, 52
4.4.1.1 INNER & OUTER ARQ, 53
3

4.4.2 RELAY-ARQ, 56
4.4.3 MULTI-HOP ARQ, 56
4.4.3.1 VENTAJAS DEL PROTOCOLO ARQ MULTISALTO, 58
4.4.3.2 PROPUESTAS DEL PROTOCOLO ARQ MULTISALTO EN WINNER, 59
4.4.3.3 SOPORTE DE MOVILIDAD EN EL MARCO DE ARQ, 61
4.4.3.3.1HANDOVER DESDE UN RN A UNA BS, 61
4.4.3.3.2 HANDOVER DESDE UN RN A UNA NUEVA BS, 62
4.4.3.3.3 HANDOVER DE UN BS A UN RN, 62
4.4.3.3.4 HANDOVER ENTRE RNs, 62
4.5 CONCLUSIÓN, 63

CAPÍTULO 5 MEDIUM ACCESS CONTROL
5.1 INTRODUCCIÓN, 65
5.2 FUNCIONES MAC, 65
5.3 CANALES DE TRANSPORTE, 66
5.3.1 BCH, 67
5.3.2 RANDOM ACCESS CHANNEL, 67
5.4 SUPER TRAMA WINNER MAC, 68
5.4.1 PREÁMBULO DE LASUPER TRAMA, 70
5.5 CONCLUSIÓN, 71

CAPÍTULO 6 SIMULADOR
6.1 INTRODUCCIÓN, 73
6.2 MÓDULOS, 74
6.3 SIMULACIONES, 78
6.3.1SIMULACIÓN 1, 79
6.3.2SIMULACIÓN 2, 80
6.3.3SIMULACIÓN 3, 82
4

6.3.4SIMULACIÓN 4, 83
6.3.5SIMULACIÓN 5, 84
6.3.6SIMULACIÓN 6, 85
6.3.7SIMULACIÓN 7, 87
6.4 MODIFICACIÓN, 89
6.4.1SIMULACIÓN 1, 91
6.4.2 SIMULACIÓN 2, 92
6.4.3 SIMULACIÓN 3, 93
6.4.4 SIMULACIÓN 4, 956.4.5 SIMULACIÓN 5, 96

CAPÍTULO 7 CONCLUSIÓN
7.CONCLUSIÓN, 97

5

ÍNDICE FIGURAS
CAPÍTULO 1 EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TELEFONÍA MÓVIL
Figura 1.2.1 Arquitectura de red 3G, 1
Figura 1.2.2 Arquitectura de red 4G, 2
Figura 1.3.1 Actual Arquitectura 3GPP y su posible evolución, 14
Figura 1.4.2.1 Comparación de una celda convencional con una REC formada
por varios nodos relay, 17Figura 1.4.2.2 Nodo relay cubriendo un área de sombra, 18
CAPÍTULO 2 PILA DE PROTOCOLOS DE LA RED 4G
Figura 2.2.1 Arquitectura de protocolos, 23
CAPÍTULO 3 RADIO RESOURCE CONTROL
Figura 3.2.1Esquema de partición de recursos (TDD), 28
Figura 3.2.1.1 Nodos relay dentro de la arquitectura WINNER, plano de control,
29
Figura 3.2.1.2 Esquema de asignación de recursos centralizado, 29
Figura...