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Las primeras pruebas comerciales de 5G comenzarán a realizarse en 2020, según las previsiones. Mientras tanto, LTE-Advanced PRO permite utilizar hoy algunas de las tecnologías que se irán incluyendo en 5G.

LTE-Advanced PRO, también conocida como 4.5G, es la siguiente evolución de 3 GPP previa a la definición de 5G. Pero es más que una aproximación a las capacidades de LTE hacia 5G. También representa una parte integral de la red móvil 5G, al proporcionar muchos servicios esenciales para la experiencia 5G a día de hoy.

En el siguiente gráfico se describe la evolución de LTE hacia 5G, en lo relativo a las máximas velocidades de transferencia de datos:

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LTE-A PRO habilita nuevas  características ya existentes en 4G:

Nuevas capacidades de LTE-A PRO

  • Ultra-low Latency. Las redes LTE soportan latencias de hasta 50 ms (RTT) y en LTE-A PRO esta latencia se reduce por debajo de los 10 ms. Esto permite disponer de nuevas aplicaciones, como operaciones médicas o reparaciones y diagnosis de coches a distancia.
  • Improved reliability (URLCC).
  • Altas velocidades (>8 Gbps).

Evolución de 4G a LTE

  • Massive MTC (LTE-M/NB-IOT). Conectividad de múltiples dispositivos de baja velocidad sobre un mismo canal.
  • V2X (vehicle to everything). V2X conecta directamente los vehículos a todo, incluso entre sí (V2V), a los peatones (V2P), a la infraestructura de carreteras (V2I), y a la red (V2N).
  • LAA (unlicensed spectrum). La disponibilidad del espectro es un problema para LTE.   Existen frecuencias (2.4, 5 GHz) sin licencia que, por ejemplo, actualmente se utiliza en las redes Wi-Fi. LAA permite el uso simultáneo de bandas de espectro con licencia y sin licencia para hacer el uso más eficiente de todo el espectro disponible. Se ha definido LTE Wi-Fi (Link) Aggregation (LWA) que permite la agregación entre LTE y Wi-Fi.
  • Location positioning and tracking.
  • Coordinated multi-point connectivity.
  • D2D Personal Area Networks (device-to-device). Un área específica de la release R14 está enfocada en D2D y relays device-to-device para implementar IoT y wearables. Esto tiene en cuenta cómo los dispositivos MTC remotos, como los wearables, se conectan a otros dispositivos, que a su vez se conectan a la red de acceso.
  • Carrier Aggregation. Permite incluir más portadoras y de distintas bandas en una misma conexión. Con el paso de los años se han añadido más bandas a la tecnología LTE, desde los 700 MHz hasta los 3600 MHz. Para poder utilizar todas estas bandas a la vez, en releases anteriores, se introdujo el concepto de Carrier Aggregation, que permite agregar varios canales de frecuencia en una misma conexión. En LTE-A PRO se ha definido como objetivo agregar hasta 32 frecuencias de 20 MHz cada una (anteriormente solo 5 frecuencias), esto permitirá alcanzar velocidades superiores a los 3Gbps por conexión.
  • Massive MIMO. Las redes LTE utilizan MIMO 2×2 donde se puede doblar, en buenas condiciones de radio, la velocidad de usuario. En LTE-A PRO se define el concepto de Massive MIMO o Beamforming, estableciendo hasta 16 canales distintos por estación, lo que permite aumentar la velocidad hasta un 250 % respecto a las redes LTE convencionales.

Las tecnologías que permiten la super autopista

Para exprimir al máximo la capacidad del espectro radioeléctrico disponible, LTE-Advanced PRO utiliza varias técnicas. La tecnología que engloba LTE-Advanced PRO es bastante difícil de explicar de forma resumida, pero expondremos de un modo muy sencillo cómo la utilización conjunta de estas técnicas usadas en LTE-Advanced PRO permiten alcanzan velocidades de transferencia de Gbps.  Vamos a utilizar una analogía con el transporte de personas por carretera.

Partamos de los siguientes supuestos:

  1. a) Tecnología LTE básica => (cat-3) 100 Mbps DL, 50 Mbps UL
  2. b) Pasajeros = datos

Imaginemos que la tecnología LTE básica es una carretera de un solo carril por donde circulan vehículos que transportan pasajeros (datos).

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Carrier aggregation

Para nuestro ejemplo de la técnica de agregación de portadoras, es similar a aumentar el número de carriles en una autopista. Más portadoras significan más carriles y, por tanto, mayor capacidad para transportar pasajeros.

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Existen varios métodos de agregación de portadoras:

  • Agregación intra-band con componentes de portadora contiguos
  • Agregación intra-band con componentes de portadora no contiguos
  • Agregación inter-band con componentes de portadora no contiguos

Unlicensed Band

El efecto es similar a implementar vías de servicio en nuestra autopista, por las que podemos introducir parte de nuestro tráfico.

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4×4 MIMO

El hecho de incluir sistemas de radio frecuencia que soportan 4×4 MIMO, para nuestro ejemplo, sería similar a superponer una autopista encima de otra.

Modulación 256 QAM

En este caso la modulación 256 QAM permite aumentar la capacidad de datos para un mismo ancho de banda. En nuestro ejemplo, esto sería como incluir vehículos que permitan transportar un mayor número de personas. En nuestro símil hemos incluido autobuses, de modo que, para una misma vía, permiten transportar un número mayor de pasajeros.

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La implementación de todas estas tecnologías permitirá, tanto a LTE-Advanced PRO como a 5G, superar velocidades de transferencia superiores a Gbps.

Los routers IP celulares de Teldat, tanto los genéricos como los equipos para mercados verticales (como transporte o sector energético), pueden disponer de módulos de radio que soportan LTE-Advanced PRO (Cat 13).

Además, cubrimos todas las bandas disponibles en el mundo para esta tecnología. Porque en Teldat estamos a la última en tecnología, para acercar el futuro a nuestros clientes.

 


Sobre el autor

Benjamin Garcia
Benjamin Garcia
Ingeniero en el Departamento de I+D de Teldat. Dentro de dicho departamento forma parte del equipo dedicado a la línea de negocio Industrial y Movilidad, especializándose en conexiones celulares y comunicaciones PLC.

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