LTE -Long Term Evolution

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LTE – Long Term Evolution





Marcelo Carrasco









INTRODUÇÃO

O grupo 3GPP (3rd Generation Partnership Project) é responsável pelas normas do UMTS LTE (Long Term Evolution), assim como, foi responsável pelas especificações UMTS desde a sua versão inicial. Conhecido como o Release de número 8, o LTE nasceu com uma lista de pontos chaves, oquais seguem:
• Operação total em comutação de pacotes – no LTE o principio é desistir completamente da comutação por circuitos e tratar o tráfego por “packet switching” otimizado.
• RTT (Round Trip Time) abaixo de 10 mseg e Access Delay abaixo de 300 mseg.
• Taxa de pico para o uplink (enlace reverso) de até 50 Mbps.
• Taxa de pico para o downlink (enlace direto) de até 100 Mbps.
•Possibilidade de handover e reselection com tecnologias legadas (GSM, releases
anteriores do UMTS e CDMA2000) – a inclusão do CDMA2000 se dá para
permitir a migração destas redes para o LTE.
• Alocação de diferentes larguras de banda (1,25, 2,5, 5, 10, 15 e 20 MHz) para
possibilitar a construção da compatibilidade e interoperabilidade com outras
tecnologias.
• Capacidade de tráfego de 2 a 4 vezesmaior do que o Release 6 UMTS.
No 4G, a tecnologia GSM é chamada de LTE-SAE, significando “Long Term Evolution”- “System Architecture Evolution”. O LTE, introduzido a partir da versão 3GPP de software 8 é o maior avanço em relação a comunicações móveis de dados dentro do 3GPP Packet Switched Domain, também conhecido como “Evolved Packet System” (EPS). Esta nova tecnologia provê conectividade IPutilizando as novas estações de rádio base chamadas E-UTRAN, que significa “Evolved Universal Terrestrial Radio Access”.
Neste trabalho vamos tratar sobre as modificações introduzidas pelo Release 8, conhecido como UMTS LTE, para que os objetivos acima listados sejam alcançados. Vamos falar sobre a arquitetura do LTE, descrição da implementação OFDMA, SC-FDMA e MIMO.



MODIFICAÇÕESINTRODUZIDAS PELO LTE

Já na sua arquitetura, observa-se as mudanças implementadas pelo LTE em relação aos releases anteriores, sendo que no LTE, a arquitetura de rede possui 4 domínios:

1) UE (do inglês: User Equipament);
2) E-UTRAN (do inglês: Envolved UMTS Terrestrial Radio Acess
3) EPC (do inglês: Envolved Packet Core Network);
4) Services.

As grandes diferenças podem ser verificadas naE-UTRAN e no EPC. Na E-UTRAN, ocorre a supressão do antigo RNC e uma mudança de sigla, do NodeB para eNodeB.
• MME (Mobility Management Entity) - é o elemento de controle principal no EPC. Entre as suas funções estão autenticação, segurança, gerenciamento de mobilidade, gerenciamento de perfil do usuário, conexão e autorização de serviços.
• S-GW (Serving Gateway) – responsável pelo gerenciamento ecomutação dos
túneis do User Plane.
• P-GW (Packet Data Network Gateway) - roteador de borda entre o EPS e redes de pacotes externas. Responsável igualmente pela filtragem e controle de pacotes solicitados para os serviços.
• PCRF (Policy and Charging Resource Funcion) – elemento de rede LTE responsável pelo PCC – Policy and Charging Control. Decide quando e como se deve gerenciar os serviçosem termos de QoS e oferece informações a respeito para o P-GW e se é aplicável para o S-GW.
• HSS (Home Subscriber Server) - Elemento LTE que é o banco de dados de registro do usuário. Executa funções análogas às do HLR, do AuC e do EIR antigos.
Abaixo a figura 1 demonstra graficamente a arquitetura LTE:

FIGURA 1 – ARQUITETURA LTE


Os elementos são interligados por interfaces padrão.Através desta arquitetura é possível fazer a comutação da rede LTE para as redes 2G/3G para oferecer os serviços de voz e SMS aos usuários. A infraestrutura LTE é elaborada para ser a mais simples possível de programar e atuar, por meio de tecnologia flexível que pode aproveitar diversas faixas de frequência. O LTE apresenta larguras de banda escalonáveis, de menos de 5MHz a 20MHz, com base a...
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