telecomunicaciones

Capítulo 2: LTE o la Cuarta Generación (4G) de Comunicaciones Móviles

CAPÍTULO 2: LTE O LA CUARTA GENERACIÓN (4G) DE
COMUNICACIONES MÓVILES
2.1 Introducción
En el mundo de la telefonía móvil se está en continuo crecimiento y no se para de
introducir nuevas tecnologías para ofrecer a los usuarios un mejor servicio. Después de haber
pasado por 1G, GSM, 2G, GPRS, 3G, UMTS y la 3.5G, HSPA,ahora estamos muy cerca de la
llegada de la última generación, la 4G, que podríamos definir como “all-IP” donde se busca un
sistema que permita conjugar una capacidad multimedia con una movilidad plena.
Con LTE (Long Term Evolution) se introduce una gran variedad de novedades con los
anteriores estándares, pero la mayor novedad es que por primera vez, todos los servicios,
incluida la voz, seansoportados por el protocolo IP. Las velocidades que se pueden llegar a
conseguir en la interfaz radio con LTE también aumentan respecto a la última generación,
llegando a un rango de 100 Mb/s y 1 Gb/s [2.1].
En este capítulo se presentan en los sucesivos apartados la arquitectura del sistema
LTE, la red de acceso y la red troncal, las tecnologías de transmisión del nivel físico que seutilizan en el enlace descendente, OFDMA, y ascendente, SC-FDMA, la técnica Multi-Antena
(MIMO) y describiremos también las características principales de la interfaz radio del sistema.
Al final del capítulo mostraremos la simulación de un ejemplo del sistema LTE a través del
software ADS 2009 (Advanced Design System).

Figura 2.1: Logotipo de LTE

2.2 Arquitectura del sistema LTE
2.2.1Arquitectura general de los sistemas celulares
Se pueden identificar tres elementos principales que constituyen la arquitectura de un
sistema de comunicaciones celular [2.1]:
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Equipo de usuario: Dispositivo que permite al usuario acceder a los servicios que nos
ofrece la red. El dispositivo del usuario tendrá una tarjeta inteligente, que
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comúnmente denominamos tarjeta SIM (Subscribe Identity Module), que contendrá la
información necesaria para poder conectarse a la red y poder disfrutar de los servicios
que nos ofrece nuestro proveedor de servicio. Se conectará a la red a través de la
interfaz radio.
Red de acceso: es la parte del sistema que realiza la comunicación, transmisión radio,
con losequipos de usuario para proporcionar la conectividad con la red troncal. Es la
responsable de gestionar los recursos radio que estén disponibles para ofrecer los
servicios portadores de una manera eficiente. La red de acceso está formada por
estaciones base y dependiendo de la generación, por equipos controladores de
estaciones base.
Red troncal: parte del sistema que se encarga del control deacceso a la red celular,
por ejemplo la autenticación de los usuarios, gestión de la movilidad de los usuarios,
gestión de la interconexión con otras redes, control y señalización asociada al servicio
de telefonía, etc. Los equipos que conforman esta red albergan funciones de
conmutación de circuitos, routing, bases de datos, etc.

2.2.2 Arquitectura general del sistema LTE
En lasespecificaciones se denomina a la arquitectura del sistema LTE como Evolved Packet
System (EPS). La idea es la misma que en las otras generaciones, dividir el sistema en los tres
elementos mencionados anteriormente. Un equipo de usuario, una nueva red de acceso que
denominaremos E-UTRAN y una red troncal que denominaremos EPC [2.2]. Todos los
componentes que engloban este sistema están diseñados parasoportar todo tipo de servicios
de telecomunicación mediante mecanismos de conmutación de paquetes, por lo que no es
necesario disponer de un dispositivo que trabaje en modo circuito, ya que en el sistema LTE los
servicios con restricciones de tiempo real se soportan también mediante conmutación de
paquetes. En la Figura 2.2 vemos un ejemplo de la distribución de la arquitectura del sistema...