Sistema 4G

SISTEMA 4G. LTE
ING. JOSÉ RODRIGO ESPINOZA BAUTISTA
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Sección de Estudios de Posgrado e Investigación

EVOLUCIÓN TECNOLOGÍA DE LAS
COMUNICACIONES MÓVILES.

¿QUE ES LA 4G?
En telecomunicaciones, 4G son las siglas de la cuarta generación de
telefonía móvil y estará basada totalmente en tecnología IP, alcanzando la
convergencia entre las redes por cable e inalámbricas así como en
computadoras, dispositivos electrónicos y tecnología de la información para
proveer velocidad de acceso de 100 Mbps en movimiento y 5 Gbps en
reposo, manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta la punta de alta
seguridad para permitir ofrecer servicios de cualquier tipo, en cualquier
momento y en cualquier lugar.
El concepto 4G va mas allá de la telefonía móvil, ya que no puede ser
considerada una evolución de los estándares de telefonía celular, tales como
las existentes en el mercado actual. Las nuevas tecnologías de redes de
banda ancha móvil (inalámbrica) permiten el acceso a datos en dispositivos
que operan con IP, desde handsets hasta CPEs (equipamientos para

TECNOLOGÍAS CANDIDATAS A 4G
Las dos tecnologías que más adeptos tienen son: LTE Advanced y
WirelessMAN-Advanced. El eje de trabajo que acá se reporta lo constituyen
el análisis del desarrollo que estas dos tecnologías tienen actualmente y
su contribución a la implementación de soluciones 4G.
LTE Advance WiMAX

LTE VS WIMAX
Similitudes:
• Ambos son todas las
tecnologías IP
• Ambos apoyan MIMO
avanzada - de entrada
múltiple y salida múltiple
tecnología de antena
• Ambos utilizan la
tecnología de modulación
similar basado en OFDM.
Diferencias:
• LTE-A utiliza diferentes canales de ancho de banda de
1,4 MHz a 100 MHz, mientras que WiMAX utiliza canales
anchos de banda de hasta 40 MHz
• LTE utiliza modulación diferente para el enlace
ascendente (SC-FDMA) y enlace descendente (OFDMA),
mientras que WiMAX utiliza la misma modulación tanto
para el enlace ascendente y enlace descendente -
SOFDMA
• LTE duración de la trama es de 10 ms, WiMAX es de 5
ms
• LTE-A puede manejar velocidades de hasta 450 km / ho
280 mph, mientras que WiMAX 120 kmh o 75 mph
• Red WiMAX no es compatible con los sistemas
heredados como 2G y 3G, mientras que LTE es
compatible y permite la convivencia y la itinerancia entre
LTE y 3G.

WIRELESS MAN-ADVANCED (802.16M)
“WIMAX”
Forma parte del conjunto de estándares IEEE 802.16 (Air Interface
for Broadband Wireless Access Systems) de ámbito metropolitano. Para
cumplir con las especificaciones de la ITU sobre IMT-Advanced, el grupo
de estudio desarrolló el estándar IEE 802.16m, cuyo primer borrador se
publicó en julio de 2009. Las características principales respecto a las
versiones anteriores de IEEE 802.16 son:
• Estructura de trama basada en subtramas para retransmisión rápida
(esquema HARQ) que reduce la latencia general en los planos de usuario
y de control y mejora la experiencia VoIP. Esquemas mejorados de
subcanalización para reducir encabezados y aumentar la eficiencia de
transmisión.

WIRELESSMAN-ADVANCED (802.16M)
“WIMAX”
• Transmisión multiportadora en portadoras contiguas y no contiguas con
una única instancia MAC. Esta característica permite utilizar anchos de
banda de hasta 100 Mhz. 92 Desarrollo de las tecnologías de cuarta
generación en las comunicaciones móviles 4g
• Esquemas MIMO mejorados tanto para el enlace ascendente como para el
enlace descendente. En el enlace descendente soporta MIMO de estación
base única, MIMO con múltiple estaciones base y esquemas monousuario
y multiusuario. En el enlace ascendente soporta MIMO monousuario con
multiplexación espacial colaborativa (CSM, Collaborative Spatial
Multiplexing).
• Servicios de difusión y Multicast mejorados utilizando combinaciones de
portadoras Mixtas (tráfico y difusión/multicast) y portadoras dedicadas

LTE
LTE siglas de Long Term Evolution, es considerado por muchos
como el sucesor obvio para la generación de la tecnología 3G UMTS, que
está basado en WCDMA, HSDPA, HSUPA y HSPA. LTE no es un sustituto de
UMTS en la manera en que UMTS fue un reemplazo para el GSM, sino más
bien una actualización de la tecnología UMTS que le permitirá ofrecer
velocidades de datos mucho más rápido tanto para la carga y descarga.

LTE
La novedad de LTE es la interfaz radioeléctrica basada en OFDMA
para el enlace descendente (DL) y SCFDMA para el enlace ascendente (UL).
La modulación elegida por el estándar 3GPP hace que las diferentes
tecnologías de antenas (MIMO) tengan una mayor facilidad de
implementación, esto favorece según el medio de hasta cuadruplicar la
eficacia de transmisión de datos. Para conseguir una mayor eficiencia, el
sistema se realimenta con las condiciones del canal, adaptando
continuamente el número de subportadoras asignadas al usuario en
función de la velocidad que éste necesita y de las condiciones del canal. Si
la asignación se hace rápidamente, se consigue cancelar de forma
eficiente las interferencias co-canal y los desvanecimientos rápidos,
proporcionando una mayor eficiencia espectral que OFDM.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LTE
LTE posee una serie de características que permiten la explotación
de las condiciones instantáneas del canal radio de una forma
extremadamente eficiente. El resultado es un incremento importante de la
capacidad del sistema optimizando la potencia necesaria.
Como contrapartida la simulación de este tipo de sistemas se
dificulta. Se hace necesario un enfoque diferente al utilizado en otros tipos
de sistemas móviles para abordar la planificación de este tipo de redes.
Las principales características de LTE son:
• Control de potencia en el enlace ascendente. Consiguiendo mejorar la
capacidad del sistema y reducir el consumo de potencia.

• Utilización de OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) en el
enlace descendente. una tecnología que permite el acceso multiple dividiendo el canal
en un conjunto de subportadoras (subcarriers) ortogonales que se reparten en grupos
en función de la necesidad de cada uno de los usuarios.
• Utilización de SC-FDMA (Single-Carrier OFDMA) en el enlace ascendente. Una
desventaja de OFDMA es la existencia de importantes variaciones de potencia en las
señales de salida. Por ello es necesaria la utilización de amplificadores especialmente
lineales, que poseen una baja eficiencia. El consumo de potencia es especialmente
importante para el enlace ascendente por lo que se utiliza SC-FDMA, una alternativa
más eficiente en terminos de potencia que conserva la mayoría de las ventajas de
OFDMA.

• Flexibilidad del espectro. Es una de las características clave de LTE. La existencia de
distintos marcos regulatorios dependiendo de la zona geográfica de despliegue, así
como la coexistencia con otros operadores u otros servicios y sistemas, hacen necesaria
la flexibilidad en el ancho de banda usado dentro de la banda de despliegue.
El sistema permite además un uso óptimo del espectro radioeléctrico por medio de
técnicas de Asignación Dinámica del Espectro (Dynamic Spectrum Assignment, DSA).
Básicamente el sistema es capaz, en función de las condiciones del canal en cada bloque
de frecuencia e instante de tiempo, de seleccionar los usuarios en mejores condiciones.

• La utilización de multiples antenas. Los beneficios del uso de este tipo
de técnicas son muy variados:
• Protección adicional a los desvanecimientos del canal radio por medio de tecnicas de
diversidad espacial o diversidad de polarización.
• Posibilidad de "moldear" los diagramas de radiación resultantes en transmisión y recepción
consiguiendo, por ejemplo, aumentar la ganancia en una dirección deseada, cancelar alguna
interferencia, etc.
• Obtención de muy altas tasas de datos mediante la utilización de múltiples canales en
paralelo (multiplexación espacial), también denominadas técnicas MIMO (Multiple Input -
Multiple Output).

• Coordinación de interferencia intercelular (Inter-cell interference
coordination, ICIC). LTE permite la coordinación entre las distintas
estaciones base con el objetivo de identificar que usuarios se encuentran
en el centro o en el borde de la celda. La utilización de diferentes
esquemas de reutilización de frecuencias permite reducir la interferencia
intercelular.

ARQUITECTURA LTE (SAE)
SAE (System Architecture Evolution) es la red central del estándar de
sistemas de comunicación LTE propuesto por el 3GPP.
SAE es la evolución de la red principal GPRS, con algunas diferencias:
• Arquitectura simplificada
• Todo-IP de red (AIPN)
• Soporte para un mayor rendimiento y menor latencia en las redes de
acceso de radio (RAN)
• Soporte y la movilidad entre, múltiples redes de acceso heterogéneas,
incluyendo E-UTRA (LTE y LTE interfaz aérea avanzado), sistemas
heredados 3GPP (por ejemplo GERAN o UTRAN, interfaces aéreas de GPRS
y UMTS, respectivamente), pero también los sistemas no-3GPP (por
ejemplo, WiFi, WiMAX o CDMA2000)

El SAE tiene una arquitectura plana, todo IP con la separación de
trafico del plano de control y del plano de usuario.
El componente principal de la arquitectura SAE es el Evolved Packet
Core (EPC), también conocido como SAE Core. El EPC será el equivalente de
las redes GPRS (a través de la Entidad de Gestión de la Movilidad, la
porción de puerta de enlace y puerta de enlace PDN subcomponentes).

Los subcomponentes del EPC son:
• MME (Entidad de Gestión de Movilidad): El MME es el control de nodo clave
para el acceso a la red LTE. Es responsable del modo inactivo del UE (Equipo
de usuario) del procedimiento de tagging y de paging incluyendo las
retransmisiones. Está implicado en el proceso de activación/desactivación
de la portadora y también es responsable de la elección de la SGW (Serving
Gateway). Es el primer paso en un proceso de traspaso relocalizando el UE
en otro nodo de la red central. Es responsable de autenticar el usuario
(mediante la interacción con el HSS (Home Subscriber Server)).
• SGW (Serving Gateway): Rutea y envía paquetes de datos de usuario,
mientras que también actúa como el anclaje para el plano de usuario
durante las transferencias entre eNodoB y como el ancla para la movilidad
entre LTE y otras tecnologías. También lleva a cabo la replicación del tráfico

• PGW (PDN Gateway): La PDN Gateway proporciona conectividad desde el UE a las redes
de paquetes de datos externos por ser el punto de salida y entrada de tráfico para el
UE. Un UE puede tener conectividad simultánea con más de una PGW para acceder a
múltiples RPD. El PGW realiza la aplicación de políticas, filtrado de paquetes para cada
usuario, soporte de la carga, la interceptación legal y la detección de paquetes. Otra
función clave de la PGW es actuar como ancla para la movilidad entre tecnologías no-
3GPP, tales como WiMAX y 3GPP2 (CDMA 1X y EVDO) y 3GPP.
• HSS (Home Subscriber Server): El HSS es una base de datos central que contiene la
información relacionada con el usuario y con la suscripción. Las funciones de la HSS
incluyen funcionalidades como la gestión de la movilidad, soporte en el establecimiento
en la llamada y sesiones de datos, autenticación de usuario y autorización de acceso. El
HSS se basa en pre-Rel-4 Home Location Register (HLR) y Authentication Center (AUC).
• ANDSF (Network Discovery Acceso y Función Selección): El ANDSF proporciona
información a la UE sobre la conectividad con 3GPP y redes de acceso fuera de las 3GPP
(tales como Wi-Fi). El propósito de la ANDSF es ayudar a la UE a descubrir las redes de
acceso en su vecindad y proporcionar reglas (políticas) para priorizar y gestionar las
conexiones a estas redes.

• EPDG (Evolved Packet Data Gateway): La función principal de la EPDG es para
asegurar la transmisión de datos con un UE conectado a la EPC que no es de
confianza sobre un acceso fuera de las redes 3GPP. Para este propósito, el EPDG
actúa como un nodo de terminación de túneles IPsec establecidos con la UE.

INTERFACES LTE
Interfaces permiten a la MME, SGW y PGW cooperar con otros
elementos de la red (por ejemplo, HSS o PCRF).
Cada uno de ellos está construido en forma estandarizada descrita
por 3GPP.org. Cada interfaz se describe aquí se toma de 23.401
documentación 3GPP.org.

INTERFACES LTE
El flujo de información se puede dividir en dos grupos, uno es plano
de control, y el otro es plano de usuario.
El plano de control consta de protocolos para el control y el apoyo
de las funciones del plano de usuario:
• El control de las conexiones de acceso a la red E-UTRA, como la
colocación de y desprendimiento de E-UTRAN.
• Controlar los atributos de una conexión de acceso a la red
establecida, tales como la activación de una dirección IP.
• El control de la ruta de enrutamiento de una conexión de red
establecida con el fin de apoyar la movilidad de los usuarios, el
control de la asignación de recursos de la red para satisfacer las

INTERFACES DEL PLANO DE CONTROL
• Interfaz S1-MME entre eNodoB y MME.
Punto de referencia para el protocolo de plano
de control entre E-UTRAN y MME.
Dónde:
S1-AP (Protocolo de aplicaciones S1): Protocolo
de capa de aplicación entre el eNodoB y MME.
SCTP (Corriente del Protocolo de Control de
Transmisión): Esta entrega garantías de
protocolo de mensajes de señalización entre
MME y eNodoB (S1). SCTP se define en el RFC
• Interfaz S3 MME y SGSN.
Permite el intercambio de información de
usuario y portador de entre 3GPP movilidad red
de acceso en estado de reposo y/o activa.
Dónde:
GTP-C (Protocolo de Túneles GPRS para el
plano de control): Este protocolo túneles
mensajes de señalización entre SGSN y MME
UDP (User Datagram Protocol): Este protocolo
de señalización de mensajes. UDP se define en

• Interfaz S4 entre SGSN y SGW.
Provee control y movilidad entre el Core de
GPRS y la función de anclaje de SGW. Ademas,
si Direct Tunnel no se ha establecido,
proporciona la tunelización plano de usuario.
Dónde:
GTP-C (mencionado anteriormente): este
protocolo túneles mensajes de señalización
entre SGSN y SGW.
UDP: Este protocolo transferencias mensajes de
• Interfaz S10 entre MME y otra MME.
Punto de referencia entre MME’s para
reubicación de MME (por ejemplo, el handover)
y transferencia de información entre MME y
MME.
Dónde:
GTP-C: Este protocolo túneles mensajes de
señalización entre MMEs.
señalización entre MMEs. UDP se define en el

INTERFACES LTE
• Interfaz S5 o S8 entre SGW y PGW.
S5: Proporciona tunneling en el plano de usuario y
gestión de túneles entre SGW y PDN GW. Se utiliza
para servir reubicación GW debido a la movilidad
del UE y si el GW Sirviendo necesita conectarse a
un PDN GW no-emplazamiento común para la
conectividad PDN requerida.
S8: punto de referencia entre PLMN proporcionar
plano de usuario y control entre el GW Servir en la
VPLMN (PLMN Visitado) y el PDN GW en la HPLMN
(Home PLMN). S8 es la variante PLMN inter de S5.
Diferencia entre esas dos interfaces es S5 se
utiliza en una entidad de red (sin escenario
roaming), y S8 se está utilizando para conectar
Visiting PLMN donde el usuario está con su Home
Dónde:
GTP-C: Este protocolo túneles
mensajes de señalización entre
SGW y PGW.
UDP: Este protocolo
transferencias mensajes de
señalización entre SGW y PGW.
UDP se define en el RFC 768

• Interfaz S11 entre MME y SGW.
Punto de referencia entre el MME y SGW.
Dónde:
GTP-C: Este protocolo túneles mensajes de
señalización entre MME y SGW.
señalización entre MME y SGW. UDP se define
en el RFC 768.
• Interfaz S13 entre MME y EIR.
Permite UEEIR.
Dónde:
Diameter: Este protocolo soporta procedimiento de
verificación de identidad de UE entre MME y EIR (S13).
Diámetro se define en RFC 3588.
SCTP: Este protocolo transferencias mensajes de
señalización. SCTP se define en el RFC 4960.

• Interfaz S6a entre MME y HSS.
Permite la transferencia de datos de suscripción y
autenticación para la autenticación / autorización
de acceso del usuario al sistema evolucionada
(interfaz AAA) entre MME y HSS.
Dónde:
Diameter: Este protocolo soporta la transferencia
de datos de suscripción y de autenticación para la
autenticación / autorización de acceso del usuario
al sistema desarrollado entre MME y HSS (S6a).
Diámetro se define en RFC 3588.
SCTP: Este protocolo transferencias mensajes de
señalización. SCTP se define en el RFC 4960.

• Interfaz SBc entre CBC y eNodoB.
Punto de referencia entre el CBC y MME para advertir
funciones de entrega de mensajes y de control.
Cell Broadcast Center (CSC) fue una solución para el requisito
especial de un sistema de Terremoto y Tsunami de
advertencia (ETWS) creado para Japón, introducido en Rel. 8.
Utiliza las interfaces existentes entre UE y MME en plano de
control. Adicionalmente, la MME está conectado a la CBC
través de la interfaz SBc. En LTE interfaz / 4G SBc está
totalmente estandarizado y basado en SCTP.
Dónde:
SBC-AP (Protocolo de aplicaciones SBC): Protocolo de capa de
aplicación entre el CBC y MME. Este protocolo es compatible
con la transferencia de mensajes de advertencia.
S1-AP (Protocolo de aplicaciones S1): Protocolo de capa de
aplicación entre el eNodoB y la MME.
SCTP: Este protocolo garantiza la entrega de mensajes de
señalización entre MME y eNodoB (S1). SCTP se define en el

INTERFACES EN EL PLANO DE USUARIO
Plano del usuario en una gran perspectiva

• Interfaz S4 entre el UE con acceso 2G y PGW.
Interfaz S4 también se está utilizando para
conectar UE con acceso 3G y PGW.
Proporciona control correspondiente y apoyo a
la movilidad entre el GPRS Core y la función de
anclaje del SGW 3GPP. Además, si Direct
Tunnel no se ha establecido, proporciona la
tunelización plano de usuario.
Dónde:
GTP U: Este protocolo túnelea datos de usuario
entre el SGSN y SGW, así como entre el SGW y
el PGW en la red troncal. GTP deberá
encapsular todos los paquetes IP del usuario
final.
UDP / IP: Estos son los protocolos de red
troncal utilizados para el encaminamiento de
datos de usuario y señalización de control.
Protocolos sobre la las interfaces Gb Um y se

• S12 interfaz entre el UE desde la red 3G y
PGW.
Punto de referencia entre UTRAN y SGW para el
tuneleo del plano de usuario cuando se
establece Direct Tunel. Se basa en el punto de
referencia Iu-u / GN-u utilizando el protocolo
GTP-U tal como se define entre SGSN y UTRAN
o, respectivamente, entre SGSN y GGSN. El uso
de S12 es una opción de configuración del
operador.
Dónde:
GTP U: Este protocolo túnelea datos de usuario
entre UTRAN y el S GW, así como entre el SGW
y el PGW en la red troncal. GTP deberá
encapsular todos los paquetes IP del usuario
final
UDP / IP: Estos son los protocolos de red
troncal utilizados para el encaminamiento de

• Interfaz S1-U entre eNodoB y SGW.
Punto de referencia entre E-UTRAN y SGW
provee el tuneleo para la prestadora de
servicios en el plano de usuario y el ruteo entre
eNodoB’s a cambiar durante el handover.
Dónde:
GTP-U (Protocolo de tunneling para GPRS para
el plano de usuario): Este protocolo de tunelea
datos de usuario entre eNodoB y SGW.
UDP: Este protocolo transfiere datos de usuario.
UDP se define en el RFC 768.

CANALES DE LTE
En la interfaz de aire LTE se
encuentran 3 tipos de canales los cuales se
diferencian principalmente por su ubicación
en el stack de protocolos los cuales
determinan su función especifica. Estos
canales son: Físicos, transporte y lógicos.
Los canales físicos se ubican en la capa mas
baja y por ende están relacionados con la
transmisión y recepción de las señales físicas
a través de la interfaz de aire, los canales de
transporte se encuentran entre la capa física
y la capa MAC y definen el formato de envío
(canales comunes o compartidos), por ultimo
los canales lógicos se ubican entre la capa
MAC y definen el tipo de información
enviada (de control o de usuario).

CANALES FÍSICOS EN DOWNLINK
PDSCH (por sus siglas en ingles, Physical Downlink Shared Channel), este canal es el que
cuenta con mas recursos por ser a través de este donde se envía la información de
usuario. También es usado para enviar mensajes de paging así como mensajes de
señalización a aquellos usuarios que tienen asignados recursos dedicados.
PDCCH (por sus siglas en ingles, Physical Downlink Control Channel), es un canal
compartido usado para enviar información de control. Este canal lleva los mensajes DCI
(por sus siglas en ingles, Downlink Control Information) los cuales se componen por una
cierta variedad de mensajes de control cada uno con información especifica.
PBCH (por sus siglas en ingles, Physical Broadcast Channel), por medio de este canal se
envía el MIB (por sus siglas en ingles, Master Information Block) donde se especifica el
ancho de banda del sistema, así como los 8 bits mas significantes (en total son 10) del
SFN (por sus siglas en ingles, System frame number). Ademas de ello también especifica
la configuración del PHICH donde básicamente se indica cuantos recursos se han
reservado para el PHICH.
PHICH (por sus siglas en ingles, Physical Hibrid-ARQ Indicator Channel), en este canal se
envían los mensajes de “confirmación de recepción” al UE luego de recibir transmisiones
provenientes de este. Estos mensajes son comúnmente conocidos como: ACK / NACK

CANALES FÍSICOS EN DOWNLINK
PCFICH (por sus siglas en ingles, Physical Control Format Indicator Channel), este canal cuenta con
pocos recursos de radio ya que su función básica es la de proveer información al UE sobre la
cantidad de símbolos reservados para enviar información de control a través del PDCCH y cuantos
símbolos reservados para enviar información dedicada por medio del PDSCH.
PSCH (por sus siglas en ingles, Primary Synchronization Channel) y SSCH (por sus siglas en ingles,
Secundary Synchronization Channel), estos 2 canales tienen una función muy básica pero a la vez
sumamente importante ya que como su nombre lo indica son canales que permiten la
sincronización del UE en downlink. El PSCH permite la sincronización a nivel de símbolos y la
identificación de la celda dentro del grupo. El SSCH permite la sincronización de la trama,
determinar el modo de transmisión, la duración del prefijo ciclico y el grupo de identidad de la
celda. Conociendo el grupo de identidad de la celda y el identificador de la celda dentro del grupo
se obtiene el PCI (por sus siglas en ingles, Physical Cell Identity).
RS (por sus siglas en ingles, Reference Signal), no se consideran las señales de referencia como un
canal fisico sino tal como su nombre lo indica un tipo de señal. Sin embargo por tener recursos en
tiempo y frecuencia fijos los cuales son usados única y exclusivamente para transmitir este tipo de
señales podemos incluirlas en esta clasificación. Las señales de referencia no transmiten
información al UE, estas señales sirven solo para realizar mediciones de señal con el propósito de
hacer estimaciones de canal. Las bondades que presta el sistema LTE se basan en gran medida a

CANALES FÍSICOS EN UPLINK
PUSCH (por sus siglas en ingles, Physical Uplink Shared Channel), a través de este canal
cada UE transmite información dedicada en algunos casos puede usarse este canal para
también enviar información de control. Unicamente este canal y el PDSCH pueden adaptar
su esquema de modulación dependiendo de la calidad de señal para mantener niveles de
BLER bajos, el resto mantienen esquemas de modulación fijos (usualmente QPSK).
PUCCH (por sus siglas en ingles, Physical Uplink Control Channel), por medio de este
canal los UE transmiten información de control la cual puede enviarse a través
del PUSCH para aquellos UE que tengan asignados recursos dedicados. Estos mensajes de
informacion de control son usualmente los UCI (por sus siglas en ingles, Uplink Control
Information) los cuales llevan informacion de control especifica tal cual los mensajes DCI.
PRACH (por sus siglas en ingles, Physical Random Access Channel), se utiliza para enviar
los mensajes de acceso aleatorio que es la transmisión inicial que realiza el UE cuando
necesita enviar información a la red pero antes requiere sincronizar su transmisión en UL
lo cual se logra con el proceso de random access.

CANALES LÓGICOS
BCCH ↓: Broadcast Control Channel
Difusión de información de control de
sistema.
PCCH ↓: Paging Control Channel
Aviso a UE con ubicación no conocida.
DCCH↑↓: Dedicated Control Channel.
Información de control hacia/desde un
UE para
configuración individual.
MTCH↓: Multicast Traffic Channel
Se han especificado 7 canales lógicos: ↑ Ascendente
↓Descendente
CCCH↑↓: Common Control Channel.
Información de control hacia/desde un
UE cuando no hay
asociación confirmada UE-eNB..
MCCH↓: Multicast Control Channel
Información de control para recepción
múltiple.
DTCH↓↑: Dedicated Traffic Channel
Datos de usuario hacia/desde un UE.

CANALES DE TRANSPORTE
Canales de trasporte
descendentes:
BCH: Broadcast Channel. Formato fijo.
Debe difundirse en toda la célula.
PCH: Paging Channel. Debe difundirse en
toda la célula. Soporta recepción
discontinua (modo DRX).
DL-SCH: Down Link Shared Channel. Para
datos y control; TTI = 1 ms. Soporta
HARQ, planificación (scheduling) en
tiempo y frecuencia. Multiplexación
espacial (MIMO), Adaptación dinámica de
tasa y configuración de haces de antena.
Canales de transporte
ascendentes:
UL-SCH: Uplink Shared Channel. Para
datos y control. Soporta HARQ y
adaptación dinámica del enlace.
Asignación semiestática de recursos.
Posibilidad de configuración de haces
de antena.
RACH: Radom Access Channel. Para
acceso inicial UE a la red. Riesgo de
colisión. Control de contienda.

LTE-ADVANCED
En LTE-Advanced la atención se centra en una mayor capacidad. La
necesidad de evolucionar de LTE a LTE-Advanced (LTE Release10) era
proveer velocidades de bits más altas de una manera rentable y, al mismo
tiempo, cumplir plenamente los requisitos establecidos por la UIT para las
IMT avanzada, también conocida como 4G.
• El aumento de velocidad de datos máxima, DL 3 Gbps, UL 1,5 Gbps
• Eficiencia espectral superior, de un máximo de 16bps / Hz en R8 a 30
bps / Hz en R10
• Aumento del número de suscriptores activos simultáneamente
• Mejora del rendimiento en los bordes de células.
Las principales nuevas funcionalidades introducidas en LTE-
Advanced son Carrier Aggregation (CA), una mayor utilización de técnicas

CARRIER AGGREGATION
La forma más sencilla de aumentar la capacidad es agregar
más ancho de banda. Técnica utilizada para aumentar la capacidad
de un sistema de comunicaciones móviles mediante la cual el
transmisor y receptor manejan simultáneamente dos o más
portadoras de la misma o diferentes bandas asignándolas a un
enlace concreto.
Cada portador agregado se conoce como un componente. El
componente puede tener un ancho de banda de 1,4, 3, 5, 10, 15 o
20 MHz y un máximo de cinco portadores de componente puede ser
agregados. Por lo tanto el ancho de banda máximo es de 100 MHz.
El número de portadores de agregados puede ser diferente en DL y
UL, sin embargo el número de portadores de componentes UL no es

CARRIER AGGREGATION
La forma más fácil para organizar la agregación es el uso
componentes de contiguos dentro de la misma banda de frecuencia de
funcionamiento, llamado así contigua intra-banda. Esto no siempre es
posible, debido a los escenarios de asignación de frecuencias. Para la
asignación no contigua Es bien podría ser intra-banda, es decir, los
componentes pertenecen a la misma banda de frecuencia de
funcionamiento, pero están separados por una brecha de frecuencia, o
podría ser inter-banda, en cuyo caso los portadores de componentes
pertenecen a diferentes bandas de frecuencia de operación.

MIMO, MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT - O
MULTIPLEXADO ESPACIAL
Un cambio importante en LTE-Advanced es la introducción de MIMO 8x8
en la lista de lesionados y 4x4 en el UL.
MIMO se recomienda para alta S/N y otros tipos de tecnicas de
multiantenas se utilizan preferentemente para baja S/N .
Para ser capaz de ajustar el tipo de esquema de transmisión de múltiples
antenas, el UE a través de señalización RRC es informado sobre el modo de
transmisión a usar. En el DL hay nueve modos de transmisión diferentes, donde
TM1-7 se introdujeron en R8, TM8 se introdujo en R9 y TM9 se introdujo en R10.
En el UL hay TM1 y TM2, TM1, donde, por defecto, se introdujo en R8 y TM2 se
introdujo en R10.

NODOS DE RETRANSMISIÓN
En LTE-Advanced, la posibilidad para una eficiente
planificación de la red heterogénea - es decir, una mezcla de
células grandes y pequeñas - se incrementa por la introducción
de nodos de retransmisión (RN).
Los nodos de retransmisión estaciones base de baja
energía que proporcionarán una mayor cobertura y capacidad
en los bordes celulares y áreas hot-spot y también se puede
utilizar para conectarse a zonas remotas sin conexión de fibra.
Los nodos de retransmisión están conectados al eNB Donante
(denb) a través de una interfaz de radio, Un, que es una
modificación de la interfaz aire-E UTRAN Uu. Por lo tanto, los

MULTIPUNTO COORDINADO
El multipunto coordinado es principalmente el uso de varias técnicas
que hacen posible la transmisión coordinada entre Tx y Rx sobre
diferentes estaciones bases. El objetivo es mejorar la calidad del servicio
para el usuario y también la mejora de la utilización de la red.
El multipunto coordinado en LTE Avanzado convierte la interferencia
entre celdas (IEC), en una señal útil especialmente en los bordes de las
celdas, donde el rendimiento comúnmente es bajo.

Aun que el Multipunto coordinado es una mezcla de
técnicas muy complejas tiene muchas ventajas tanto para el
operador como para el usuario, a continuación se nombran las
ventajas:
•Hace mejor uso de la red: Provee conexiones simultáneas a diferentes radio bases,
en los cuales datos pueden ser pasados a través de la radio base menos saturada.
•Proporciona un rendimiento mayor en recepción: Hace el uso de varias celdas para
su conexión, esto significa una mejora en la recepción y el número de llamadas
rechazadas debe reducir significativamente.
• Recepción múltiple aumenta la potencia de recepción: La recepción conjunta de
múltiples estaciones base permiten aumentar la potencia de recepción por el teléfono.
•Reducción de interferencia: Mediante el uso de técnicas especializadas combinadas
es posible utilizar la interferencia constructiva en lugar de destructiva, reduciendo así

Multipunto coordinado requiere una
coordinación muy precisa entre las radio bases
cercanas al terminal. Estas dinámicamente
coordinan para proporcionar una planificación para
unir las señales de transmisión como las de
recepción. En este sentido en los límites de celda
un equipo terminal sería capaz de recibir la señal
de dos o más radio bases y esto hace que mejore
el rendimiento. Multipunto coordinado se ramifica
en dos modelos:
•Proceso de unión: Ocurre cuando existe la coordinación entre las
estaciones bases de diferentes empresas que transmiten y reciben
simultáneamente de los equipos terminales.
•Planificación coordinada: la planificación coordinada o también
conocida como formación de haz coordinada es una forma de

WIMAX
WiMAX son las siglas de 'Worldwide Interoperability for Microwave Access',
y es la marca que certifica que un producto está conforme con los estándares de
acceso inalámbrico 'IEEE 802.16'. Estos estándares permitirán conexiones de
velocidades similares al ADSL o al cablemódem, sin cables, y hasta una distancia
de 50-60 km. Este nuevo estándar será compatible con otros anteriores, como el
de Wi-Fi (IEEE 802.11).
WiMAX está pensado principalmente como tecnología de “última milla” y se
puede usar para enlaces de acceso, MAN o incluso WAN. Destaca WiMAX por su
capacidad como tecnología portadora, sobre la que se puede transportar IP, TDM,
T1/E1, ATM, Frame Relay y voz, lo que la hace perfectamente adecuada para
entornos de grandes redes corporativas de voz y datos así como para operadores
de telecomunicaciones.

CARACTERÍSTICAS DE WIMAX
802.16 802.16a 802.16e
Espectro 10 - 66 GHz < 11 GHz < 6 GHz
Funcionamie
nto
Solo con visión
directa
Sin visión directa (NLOS)
Sin visión
directa (NLOS)
Tasa de bit
32 - 134 Mbit/s
con canales de 28
MHz
Hasta 75 Mbit/s con canales de 20 MHz
Hasta 15
Mbit/s con
canales de 5
MHz
Modulación
QPSK, 16QAM y 64
QAM
OFDM con 256 subportadoras QPSK, 16QAM,
64QAM
Igual que
802.16a
Movilidad Sistema fijo Sistema fijo
Movilidad
pedestre
Anchos de
banda
20, 25 y 28 MHz Seleccionables entre 1,25 y 20 MHz
Igual que
802.16a con
los canales de
subida para
ahorrar
potencia
Radio de
celda típico
2 - 5 km aprox.
5 - 10 km aprox. (alcance máximo de unos 50
km)
2 - 5 km
aprox.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES WIMAX FIJO
• Anchos de canal entre 1,5 y 20 MHz
• Utiliza modulaciones OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) y OFDMA
(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) con 256 y 2048 portadoras
respectivamente, que permiten altas velocidades de transferencia incluso en
condiciones poco favorables.
• Incorpora soporte para tecnologías “smart antenas” que mejoran la eficiencia y la
cobertura. Estas antenas son propias de las redes celulares de 3G, mejorando la red
espectral, llegando así a conseguir el doble que 802.11
• Incluye mecanismos de modulación adaptativa, mediante los cuales la estación base y el
equipo de usuario se conectan utilizando la mejor de las modulaciones posibles, en
función de las características del enlace radio.
• Soporta varios cientos de usuarios por canal, con un gran ancho de banda y es
adecuada tanto para tráfico continuo como a ráfagas, siendo independiente de
protocolo; así, transporta IP, Ethernet, ATM etc. y soporta múltiples servicios
simultáneamente ofreciendo Calidad de Servicio (QoS) en 802.16e, por lo cual resulta
adecuado para voz sobre IP (VoIP), datos y vídeo.

COMO FUNCIONA WIMAX
Un sistema de WiMax tiene dos partes:
• Por un lado están las torres WiMax, que dan
cobertura de hasta 8.000 kilómetros cuadrados
según el tipo de señal transmitida.
• Por otro están los receptores, es decir, las
tarjetas que conectamos a nuestro PC, portátil,
PDA y demás para tener acceso.
Con una antena se da cobertura a más de
30 kilómetros a la redonda. Esta ventaja
comparativa ha hecho que algunos operadores
apuesten por esta tecnología para ofrecer Internet
de calidad en las zonas rurales. Es una excelente
forma de obtener conexiones de Internet de forma
rápida y económica en zonas donde las
tecnologías tradicionales no acceden, o bien, no
les es rentable.

ARQUITECTURA WIMAX
El modelo de referencia de una red WiMAX está compuesto
principalmente por tres componentes interconectadas mediante
interfaces estandarizadas o puntos de referencia del R1 a R5. Los
tres componentes son:
• Estación Base (BS): Implementa la capa física y MAC tal como se
define en el estándar IEEE 802.16. En una red de acceso WiMAX,
una BS está definida por un sector y una frecuencia asignada. En el
caso de la asignación multifrecuencia de un sector, dicho sector
incluye tantas BS como frecuencias asignadas haya.
• Pasarela de Acceso al Servicio (ASN-GW): Una pasarela ASN es una
entidad lógica que actúa típicamente como un punto de agregación
de tráfico de la capa de enlace dentro del ASN e incluye: Funciones

ARQUITECTURA WIMAX
• Servicio de Conexión a la red (CSN): El CSN consiste en unas
funciones y equipos que permiten la conectividad IP a los
suscriptores WiMAX. Por ello, el CSN incluye las siguientes
funciones:
• Autorización de conexión de usuario en la capa de acceso 3.
• Administración de la QoS.
• Soporte de movilidad basado en Mobile IP.
• Tunelado (basado en protocolos IP) con otros equipos o redes.
• Facturación de los suscriptores WiMAX. Servicios WiMAX (acceso a Internet, servicios
de localización, conexión de servicios Peer-To-Peer, aprovisionamiento,
autorización y/o conexión a gestores de bases de datos o IMS).

INTERFACES WIMAX
Además de las entidades anteriores, el grupo de trabajo del WiMAX Forum define
varios puntos de referencia entre las distintas entidades que componen la arquitectura de
esta red. Esos puntos de referencia logran puntos de interoperabilidad entre equipos de
diferentes fabricantes. Hay seis puntos de referencias obligatorios (del R1 al R6) y dos
opcionales (R7 y R8).
• R1: Punto de referencia de la interfaz radio entre el MS y el ASN. Incluye todas las
características físicas y MAC de los perfiles de WiMAX. Lleva tráfico de usuario y
mensajes de control de usuario.
• R2: Es la interfaz lógica entre el MS y el CSN. Contiene los protocolos y otros
procedimientos implicados en la autenticación, servicios de autorización y
administración de la configuración IP.
• R3: Es la interfaz lógica entre el ASN y el CSN. Transporta mensajes del plano de control
e información del plano de datos a través de un tunelado entre el ASN y CSN.
• R4: Punto de referencia que interconecta dos ASNs (ASN perfil B) o dos ASN-GW (ASN
perfiles A o C). Transporta mensajes del plano de control y de datos, especialmente

INTERFACES WIMAX
• R5: Punto de referencia que interconecta dos CSNs. Consiste en el
juego de métodos del plano de control y de datos para la
comunicación entre el CSN del NSP visitante y el NSP.
• R6: Es específico de algunos de los perfiles de ASN. En aquel os en
los que el ASN se subdivide en BS y ASN-GW que corresponden con
los perfiles A y C. Por tanto, este punto de referencia no es
aplicable al perfil B. R6 se encarga de unir el BS y el ASN-GW.
Transporta mensajes del plano de control y de datos.
• R7 y R8: R7 es una interfaz lógica opcional entre funciones de
decisión y aplicación en el ASN-GW. R8 es una interfaz lógica entre
estaciones base y transporta flujo de intercambio del plano de
control que sirve para permitir un rápido y eficiente traspaso entre

ESTANDAR 802.16E, WIMAX
MÓVIL
WiMax móvil es la solución de bandaancha móvil,
nomádica, portable y fija, mediante tecnología de acceso de
radio y una arquitectura de red
flexible. WiMax Movil usa en la interfaz aire SOFDMA que
soporta canales de ancho de banda escalables de 1.25 a 20
MHz.

CARACTERISTICAS WIMAX MOVIL
• Altas tasas de transferencia: La inclusión de la técnica de
antenas MIMO proporciona altas tasas de transferencia de
información. WiMax móvil soporta hasta 63 Mbps de bajada y
28 Mbps de subida por sector en canales de 10 MHz.
• Calidad de Servicio (QoS): Una de las principales características
es la arquitectura de MAC de WiMax móvil. Al sistema se le
pueden incluir etiquetas MPLS de extremo a extremo y
variadas técnicas de QoS sobre IP, las cuales serán explicadas
más adelante.
• Escalabilidad: WiMax puede trabajar con diferente
canalización, lo que le da la ventaja de acomodarse a los

BIBLIOGRAFÍA
Definición de 4G
• Desarrollo de las tecnologías de cuarta generación en las comunicaciones
móviles 4G. Reyes Vázquez Virgilio. 2012.
IMT Advanced
• http://www.itu.int/net/newsroom/wrc/2012/reports/imt_advanced.aspx
LTE VS WiMAX
• http://thebestwirelessinternet.com/wimax-vs-lte.html
Caracteristicas técnicas de LTE
• https://www.xirio-online.com/help/es/lte_key_features.html
Arquitectura SAE
• https://en.wikipedia.org/wiki/System_Architecture_Evolution
• http://www.zte.com.cn/cn/events/2010_evolved_packet_system_en/pro
ducts_solutions/201011/t20101109_368408.html

BIBLIOGRAFÍA
Interfaces LTE
• http://www.lteandbeyond.com/2012/01/interfaces-and-their-protocol-
stacks.html
Canales LTE
• http://www.catedra-
telefonicamovistar.etsit.upm.es/sites/default/files/SeminarioLTE.pdf
• Recomendación UIT-R M.2012. Especificaciones detalladas de las
interfaces radioeléctricas terrenales de las telecomunicaciones móviles
internacionales-avanzadas (IMT-Avanzadas)
• http://telecomunicados.com.ve/2015/08/27/funcionalidades-basicas-
canales-fisicos-lte/
LTE Advanced
• http://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/97-lte-
advanced

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