E-UTRA
E-UTRA es la interficie aeria del cami d'actualitzacio del projecte d'associacio de tercera generacio (3GPP) Long Term Evolution (LTE) per a xarxes mobils. Es un acronim d' Evolved UMTS Terrestrial Radio Access, tambe conegut com a Evolved Universal Terrestrial Radio Access en els primers esborranys de l'especificacio 3GPP LTE. E-UTRAN es la combinacio d'E-UTRA, equip d'usuari (UE) i un Node B (E-UTRAN Node B o Evolved Node B, eNodeB).[1]
Es una xarxa d'acces de radio (RAN) destinada a substituir les tecnologies del Sistema Universal de Telecomunicacions Mobils (UMTS), l'acces de paquets d'enllac descendent d'alta velocitat (HSDPA) i les tecnologies d'acces de paquets d'enllac ascendent d'alta velocitat (HSUPA) especificades a les versions 5 del 3GPP. i mes enlla. A diferencia d'HSPA, l'E-UTRA de LTE es un sistema d'interficie d'aire completament nou, no relacionat amb W-CDMA i incompatible amb ell. Proporciona majors taxes de dades, menor latencia i esta optimitzat per a paquets de dades. Utilitza l'acces per radio d'acces multiple de divisio de frequencia ortogonal (OFDMA) per a l'enllac descendent i l'acces multiple de divisio de frequencia de portadora unica (SC-FDMA) a l'enllac ascendent. Les proves van comencar l'any 2008.[2]
Caracteristiques
[modifica]EUTRAN te les seguents caracteristiques:[3]
- Taxes maximes de descarrega de 299,6 Mbit/s per a antenes 4x4, i 150,8 Mbit/s per a antenes de 2x2 amb 20 MHz d'espectre. LTE Advanced admet configuracions d'antena 8 x 8 amb taxes de descarrega maximes de 2.998,6 Mbit/s en un total de 100 canal MHz.
- Taxes maximes de carrega de 75,4 Mbit/s per a 20 Canal MHz en l'estandard LTE, amb fins a 1.497,8 Mbit/s en un LTE Advanced 100 portadora de MHz.
- Latencies de transferencia de dades baixes (latencia inferior a 5 ms per a paquets IP petits en condicions optimes), latencies mes baixes per a la transferencia i el temps de configuracio de la connexio.
- Suport per a terminals que es mouen fins a 350 km/h o 500 km/h en funcio de la banda de frequencia.
- Suport per a duplex FDD i TDD, aixi com FDD semiduplex amb la mateixa tecnologia d'acces per radio
- Suport per a totes les bandes de frequencia utilitzades actualment pels sistemes IMT per l'ITU-R.
- Ample de banda flexible: 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz i 20 MHz estan estandarditzats. En comparacio, UMTS utilitza una mida fixa 5 Trossos d'espectre en MHz.
- Augment de l'eficiencia espectral entre 2 i 5 vegades mes que en la versio 6 de 3GPP (HSPA)
- Suport de mides de cel*les des de desenes de metres de radi (femto i picocel*les) fins a mes de 100 macrocel*lules de radi km
- Arquitectura simplificada: la part de xarxa d'EUTRAN esta composta nomes pels eNodeB
- Suport per a la interoperacio amb altres sistemes (per exemple, GSM / EDGE, UMTS, CDMA2000, WiMAX, etc.)
- Interficie de radio de commutacio de paquets.
Justificacio de l'E-UTRA
[modifica]Tot i que UMTS, amb HSDPA i HSUPA i la seva evolucio, ofereixen altes taxes de transferencia de dades, s'espera que l'us de dades sense fil continui augmentant significativament durant els propers anys a causa de l'augment de l'oferta i la demanda de serveis i continguts en moviment i la continuitat reduccio de costos per a l'usuari final. S'espera que aquest augment requereixi no nomes xarxes i interficies de radio mes rapides, sino tambe una major rendibilitat del que es possible per l'evolucio dels estandards actuals. Aixi, el consorci 3GPP va establir els requisits per a una nova interficie de radio (EUTRAN) i una evolucio de la xarxa central (System Architecture Evolution SAE) que satisfes aquesta necessitat.
A partir de la versio 8 de 3GPP, E-UTRA esta dissenyat per proporcionar un unic cami d'evolucio per a les interficies de radio GSM / EDGE, UMTS / HSPA, CDMA2000 / EV-DO i TD-SCDMA, proporcionant augments de velocitat de dades i eficiencia espectral. i permetent oferir mes funcionalitats.
Arquitectura[4]
[modifica]EUTRAN consta nomes d'eNodeB al costat de la xarxa. L'eNodeB realitza tasques similars a les que realitzen els nodeB i RNC (controlador de xarxa de radio) junts a UTRAN. L'objectiu d'aquesta simplificacio es reduir la latencia de totes les operacions de la interficie de radio. Els eNodeB es connecten entre si mitjancant la interficie X2 i es connecten a la xarxa central de commutacio de paquets (PS) mitjancant la interficie S1.
Pila de protocols EUTRAN
[modifica]La pila de protocols EUTRAN consta de:
- Capa fisica: Transporta tota la informacio dels canals de transport MAC a traves de la interficie aeria. S'ocupa de l'adaptacio de l'enllac (ACM), el control de potencia, la cerca de cel*lules (per a la sincronitzacio inicial i el traspas) i altres mesures (dins del sistema LTE i entre sistemes) per a la capa RRC.
- MAC: La subcapa MAC ofereix un conjunt de canals logics a la subcapa RLC que multiplexa als canals de transport de la capa fisica. Tambe gestiona la correccio d'errors HARQ, gestiona la prioritzacio dels canals logics per a la mateixa UE i la programacio dinamica entre UE, etc.
- RLC: Transporta les PDU del PDCP. Pot funcionar en 3 modes diferents segons la fiabilitat proporcionada. En funcio d'aquest mode pot proporcionar: correccio d'errors ARQ, segmentacio/concatenacio de PDU, reordenacio per al lliurament en sequencia, deteccio de duplicats, etc...
- PDCP: Per a la capa RRC proporciona el transport de les seves dades amb xifrat i proteccio d'integritat. I per al transport de la capa IP dels paquets IP, amb compressio de capcalera ROHC, xifrat i, depenent del lliurament en sequencia del mode RLC, deteccio de duplicats i retransmissio de les seves propies SDU durant el lliurament.
- RRC: Entre d'altres s'ocupa de: la informacio del sistema de difusio relacionada amb l'estrat d'acces i el transport dels missatges de l'estrat no d'acces (NAS), la paginacio, l'establiment i l'alliberament de la connexio RRC, la gestio de la clau de seguretat, el lliurament, Mesures de la UE relacionades amb la mobilitat entre sistemes (inter-RAT), QoS, etc.
Capes d'interficie amb la pila de protocols EUTRAN:
- NAS: Protocol entre l'UE i l'MME al costat de la xarxa (fora d'EUTRAN). Entre d'altres realitza l'autenticacio de la UE, el control de seguretat i genera part dels missatges de paginacio.
- IP
Disseny de capa fisica (L1)
[modifica]E-UTRA utilitza la tecnologia d'antena de multiplexacio per divisio de frequencia ortogonal (OFDM), d'entrada multiple i de sortida multiple (MIMO) depenent de la categoria de terminal i tambe pot utilitzar la formacio de feix per a l'enllac descendent per donar suport a mes usuaris, velocitats de dades mes altes i menor potencia de processament. requerit a cada telefon.[5]
A l'enllac ascendent, LTE utilitza tant OFDMA com una versio precodificada d'OFDM anomenada Single Carrier Frequency-Division Multiple Access (SC-FDMA) depenent del canal. Aixo es per compensar un inconvenient amb OFDM normal, que te una relacio de potencia maxima a mitjana (PAPR) molt alta. Un PAPR alt requereix amplificadors de potencia mes cars i ineficients amb alts requisits de linealitat, la qual cosa augmenta el cost del terminal i consumeix la bateria mes rapidament. Per a l'enllac ascendent, a les versions 8 i 9 s'admet l'acces multiple MIMO / divisio espacial (SDMA) multiusuari; La versio 10 tambe introdueix SU-MIMO.
Tant en els modes de transmissio OFDM com SC-FDMA s'afegeix un prefix ciclic als simbols transmesos. Hi ha disponibles dues longituds diferents del prefix ciclic per suportar diferents distribucions de canals a causa de la mida de la cel*la i l'entorn de propagacio. Aquests son un prefix ciclic normal de 4.7 ms, i un prefix ciclic estes de 16,6 ms.
LTE admet els modes duplex de divisio de frequencia (FDD) i duplex de divisio de temps (TDD). Mentre que FDD fa us d'espectres aparellats per a la transmissio UL i DL separats per una bretxa de frequencia duplex, TDD divideix una portadora de frequencia en periodes alternatius per a la transmissio des de l'estacio base al terminal i viceversa. Tots dos modes tenen la seva propia estructura de trama dins de LTE i s'alineen entre si, el que significa que es pot utilitzar maquinari similar a les estacions base i terminals per permetre una economia d'escala. El mode TDD a LTE esta alineat amb TD-SCDMA i permet la coexistencia. Hi ha disponibles conjunts de xips unics que admeten els modes operatius TDD-LTE i FDD-LTE.
Referencies
[modifica]- | <<What is E-UTRA?>> (en angles). [Consulta: 1r novembre 2023].
- | <<4G LTE Frequency Bands>> (en angles britanic). [Consulta: 1r novembre 2023].
- | Dahmen-Lhuissier, Sabine. <<4th Generation (LTE)>> (en angles). [Consulta: 1r novembre 2023].
- | <<E-UTRA Bands, Channel Bandwidths, and Frequency Allocations>> (en angles). [Consulta: 1r novembre 2023].
- | <<3GPP LTE: Introducing Single-Carrier FDMA>> (en angles). [Consulta: 20 setembre 2018].