Evolucion De Redes MóViles3 G Y 4 G. Pucp

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“Evolución de redes móviles 3G Y 4G”





Conferencia por el día Mundial de las Telecomunicaciones.


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Semana Internacional de las Telecomunicaciones en la Pontificia Universidad Católica del Perú.
18 al 23 de mayo 2009

Organizado por: la Sección de Ingeniería de las Telecomunicaciones y la Asociación de Ingenieros y estudiantes de las telecomunicaciones.

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Evolucion De Redes MóViles3 G Y 4 G. Pucp

  1. 1. Evolución de las redes móviles de Tercera y Cuarta Generación Ing. Carlos García Godos Telefónica del Perú VP Planificación en Ingeniería 18 de mayo de 2009
  2. 2. INDICE <ul><li>Las Redes Móviles y su evolución </li></ul><ul><li>La 3G y su evolución </li></ul><ul><li>La 4G: LTE </li></ul><ul><li>Problemas de espectro a resolver antes de la 4G </li></ul><ul><li>Preguntas </li></ul>
  3. 3. Las Redes Móviles y su evolución Pasado, Presente y Futuro 01
  4. 4. Redes Móviles: Algo de historia Manhattan- USA, 3 de Abril de 1973, Martin Cooper realiza la primera llamada de un celular. Llama a Joel Engel, investigador de Bell Labs 1G- 1980 Voz analógica AMPS, TACS 4G- 201? VoIP >100 Mbps LTE, Wimax E, UMB 2.5G- 2000 Voz, Datos 384 Kbps UMTS, CDMA 1X, GSM/EDGE EVDO Rev 0 2G- 1990 Voz Digital SMS, Call Id TDMA/CDMA 3G 2007 Voz, Datos 3.6 Mbps–80 Mbps HSPA, HSPA+, EVDO Rev A
  5. 5. Redes Móviles: ¿Dónde estamos? 2.5G- 2000 Voz, Datos 384 Kbps UMTS, CDMA 1X, GSM/EDGE EVDO Rev 0 3G 2007 Voz, Datos 3.6 Mbps- 80 Mbps HSPA, HSPA+, EVDO Rev A <ul><li>En 2006 Telefónica Móviles apagó sus de primera generación (AMPS, NAMPS) y de segunda generación (TDMA, CDMA IS95) </li></ul><ul><li>Actualmente cuenta con redes 2.5 G (GSM/EDGE, CDMA1X) </li></ul><ul><li>Mayo de 2009 lanza su red HSDPA </li></ul>1G- 1980 Voz analógica AMPS, TACS 4G- 201? VoIP > 100 Mbps LTE, Wimax E, UMB 2G- 1990 Voz Digital SMS, Call Id TDMA/CDMA <ul><li>El lanzamiento de redes 3G no implica el descenso de los servicios o tráfico 2G </li></ul><ul><li>GSM seguirá creciendo hasta mediados del 2011 </li></ul>
  6. 6. Telefónica Latam (2007-2008) Despliegue UMTS/HSPA Bandas de Operación 3GPP2 3GPP Fase 3 – Q2/09 850 & 1900 Mhz 850 Mhz 1900 Mhz 2100 Mhz
  7. 7. <ul><li>La evolución de redes cableadas es paralela con las redes Móviles </li></ul><ul><li>Tendencias similares históricamente </li></ul>Evolución de las Redes Fijas e inalambricas
  8. 8. La 3G y su evolución 02
  9. 9. ARQUITECTURA D ELA RED 3G Nodos Concentradores RNC Nodos B Adecuación de torre Adecuación caseta Ampliación de energía Nodo distribuidos Core de paquetes Red de transporte: Fibra , o Microondas E1’, o Ethernet
  10. 10. Road Map de HSDPA y LTE
  11. 11. Evolución de la Red 3G Desde R99 a HSPA+ R9
  12. 12. HSPA R7 2x2 MIMO Dobla la velocidad pico 28 Mbps Pico HOM 64QAM DL 16QAM en UL + 50% velocidad pico en DL +100% UL Cell FACH Mejorado Call setup más rápido ,Mejora “always on” Voz de circuitos sobre HSPA Dobla la capacidad de voz del Nodo B Cancelación de interferencia UL/DL Mejora en capacidad VoIP en UL Mayor Mbps en borde de celda Feature Beneficio Clave
  13. 13. MIMO 2x2 En R7 MIMO 2x2 utiliza dos antenas en Tx en la EBC y 2 antenas en Rx en el móvil para duplicar el flujo de datos En R7 no puede combinarse MIMO con 64QAM Problema: Tamaño de antenas y disponibilidad en torre
  14. 14. Modulación UL UL UL UL El esquema de modulación en R7 es de mayor nivel Problema: Mejora sólo se aprecia en un adecuado ambiente de Radio Cerca del borde de la cobertura la mejora será marginal R6 R7
  15. 15. Evolución de la Red 3G Desde R99 a HSPA+ R9
  16. 16. HSPA R8 Multicarrier 2X DL Dobla la velocidad pico En toda la cobertura, inclusive en borde de celda MIMO y 64QAM combinado Hasta 42 Mbps en DL Soporte para Home Node B Femtoceldas consideradas en el estándar Continuidad en llamada de Voz Continuidad de VoiP a redes GSM Feature Beneficio Clave
  17. 17. HSPA R8 Multicarrier 2X DL Dobla la velocidad pico En toda la cobertura, inclusive en borde de celda MIMO y 64QAM combinado Hasta 42 Mbps en DL Soporte para Home Node B Femtoceldas consideradas en el estándard Continuidad en llamada de Voz Continuidad de VoiP a redes GSM Feature Beneficio Clave
  18. 18. HSPA R8 En R8 el multicarrier sólo permite 2 portadoras Problema: Primeros lanzamientos sólo permitirán Multicarrier singleband. En Latinoamérica mayor parte de operadores tendrá segunda portadora en otra banda
  19. 19. HSPA R9 Fuente: Qualcomm Fuente: Qualcomm Fuente: Qualcomm En R9 se podrá: Agregar hasta 4 portadoras de 5 MHz Se aplicará MIMO y Multicarrier Teóricamente se llegará hasta 84 Mbps Posteriores mejoras por el lado de arquitectura de red: femtoceldas
  20. 20. La 4G: LTE 03
  21. 21. Road Map de HSDPA y LTE Rutas paralelas
  22. 22. LTE: Características principales <ul><li>Modulación: OFDMA/ SC-FDMA </li></ul><ul><li>Beamforming </li></ul><ul><li>MIMO 2x2 </li></ul><ul><li>Virtual MIMO </li></ul><ul><li>FDD y TDD </li></ul><ul><li>Flexibilidad en uso de bandas actuales y nuevas </li></ul><ul><li>Arquitectura Plana </li></ul>
  23. 23. Arquitectura de Red <ul><li>En LTE se elimina el RNC y el SGSN </li></ul><ul><li>EL eNodeB se comporta como un nodo IP </li></ul><ul><li>Esta arquitectura ya se consigue con HSPA + “One Tunnel” </li></ul>
  24. 24. Velocidades LTE Diferentes anchos de espectro determinan diferentes velocidades
  25. 25. Terminales LTE Primer chipset de Qualcomm : 50 Mbps downlink y 25 Mbps uplink <ul><li>Todas las categorías aceptan 20 MHz </li></ul><ul><li>64QAM mandatorio en down link , pero no en uplink (excepto Clase 5) </li></ul><ul><li>2x2 MIMO mandatorio en todas las clases, excepto Clase 1 </li></ul>Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Class 5 10/5 Mbps 50/25 Mbps 100/50 Mbps 150/50 Mbps 300/75 Mbps Peak rate DL/UL 20 MHz RF bandwidth 20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 MHz 64QAM Modulation DL 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 16QAM Modulation UL 16QAM 64QAM 16QAM 16QAM Yes Rx diversity Sí Sí Sí Sí 1-4 tx BTS tx diversity Optional MIMO DL 2x2 4x4 2x2 2x2 1-4 tx 1-4 tx 1-4 tx 1-4 tx
  26. 26. Telefónica y LTE <ul><li>2 de Abril de 2009: </li></ul><ul><li>Centro de Demostraciones de Telefónica </li></ul><ul><li>Primera llamada telefónica de Cuarta Generación, sobre una red LTE real </li></ul><ul><li>Velocidades superiores a los 140 Mbps, </li></ul><ul><li>10 veces más que lo que permiten las redes actuales 3G con tecnología HSPA. </li></ul>
  27. 27. Problemas de espectro a resolver antes de la 4G en el Perú 04
  28. 28. IMPORTANCIA DE UNA ESTRATEGIA DE ESPECTRO 02 Perú 145 <ul><li>Los nuevos servicios harán necesario que el uso del espectro sea el más eficiente posible </li></ul><ul><li>El actual espectro no será suficiente para la demanda futura </li></ul>
  29. 29. ESPECTRO RADIOELÉCTRICO <ul><li>Existen diferentes bandas de frecuencias, con potencial para Telefónica </li></ul>850 UHF/ DD VHF/ UHF 900 2100 1900 1700 2300 2400 2500 3500 DECT Espectro Móvil asignado : 145 MHz Requiere levantamiento de Spectrum Cap 450 2600 Con participación de TM/TDP De interés. requiere acción regulatoria Acceso público. Sin interés Otros usos 10MHz 50MHz 85MHz
  30. 30. 700 MHz-LTE <ul><li>Es necesario </li></ul><ul><ul><li>Modificar el PNAF </li></ul></ul><ul><ul><li>Canalizar la Banda </li></ul></ul><ul><ul><li>Migración de emisoras UHF </li></ul></ul>La banda de mayor potencial para el despliegue de LTE CITEL recomienda el uso de banda de 698-806 MHz Es necesario reubicar 4 estaciones de TV UHF, para liberación del espectro en Lima, y similar en otras provincias
  31. 31. AWS -LTE <ul><li>Banda alternativa para LTE </li></ul><ul><li>Mejores prestaciones que banda de 2500 </li></ul><ul><li>Única posibilidad del uso de la banda 2100 MHz </li></ul><ul><li>Utiliza una banda de Servicios Públicos, móvil y una banda reservada por el Estado </li></ul><ul><li>Es necesario: </li></ul><ul><ul><li>Modificación del uso de la banda 2100 </li></ul></ul><ul><ul><li>Canalización para LTE </li></ul></ul>
  32. 32. Spectrum Cap Para acceder a nuevas bandas para LTE será necesario eliminar el Spectrum Cap, pues dicha tecnología requiere canales de 20 MHz x2, lo que sumado al actual espectro 2G/3G sobrepasarán los 60 MHz actualmente permitidos
  33. 33. PREGUNTAS
  34. 35. Voice Spectral Efficiency Evolution from GSM to LTE <ul><ul><li>15 x more users per MHz with LTE than with GSM EFR </li></ul></ul>
  35. 36. LTE has Highest Efficiency <ul><li>LTE efficiency is 3 x HSPA R6 in downlink </li></ul><ul><li>All cases assume 2-antenna terminal reception </li></ul><ul><li>HSPA R7, WiMAX and LTE assume 2-antenna BTS transmission (2x2 MIMO) </li></ul>Reference: HSPA R6 and LTER8 from 3GPP R1-071960, HSPA R6 equalizer from 3GPP R1-063335, WiMAX from WiMAX forum ITU contribution + NSN/Nokia simulations
  36. 37.
  37. 38. Bandwidth Scalability <ul><li>Scalable bandwidth 1.4 – 20 MHz using different number of subcarriers and different FFT size </li></ul><ul><li>Large bandwidth provides high data rates </li></ul><ul><li>Small bandwidth allows simpler spectrum refarming </li></ul>1.4 MHz 3.0 MHz 5 MHz 10 MHz 20 MHz FFT size 128 256 512 1024 2048 Bandwidth Narrow spectrum refarming High data rates 15 MHz 1536
  38. 39. Impact of Spectrum Reference case UMTS2100

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