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Padronização – 3GPP LTE Releases
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Tecnologia Móvel e Tráfego de Dados
Source: Cisco VNI Mobile, 2015
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Terminais Móveis e Dados
http://www.coadydiemar.cm/html/rb_volume6_2012.html
2012 2013 2014 2015 2016 20170
1
2
3
4
5
6
7
Billi
on
s o
f D
evic
es o
r C
on
necti
on
s
1%
23%
76%
10%
33%
57%4G3G2G
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Rápido Crescimento da Demanda de Tráfego
Traffic
Revenue
Voice Era
Data Era
Traffic and Revenue
Decoupling
2017
Exabyte per month
0
3
6
9
12
2016201520142013201220112010
11.2
7.4
4.5
2.8
1.60.9
0.40.2
66% Annual Growth
Traffic Composition (Cisco 2013)
File Sharing M2M Web/Data Video
20172012
Julho
2011
Julho
2012
Agosto
2013
0%
20%
40%
60%
100%
80%
% Devices
Smartphones
CPE/Hotspot
Dongles
Modules
Tablets
Notebooks
PC Cards
Femtocells
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Comunicações Móveis - Evolução no Brasil
Fonte: teleco.com.br
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Uso do Espectro Eletromagnético
http://www.gsma.com/latinamerica/2013/12
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Banda LTE FDD
http://niviuk.free.fr/lte_band.php
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Banda LTE FDD No Brasil
Bandas 28, 31, e
7 regulamentadas
e leiloadas no
Brasil para o 4G.
Refarming do
espectro do
3G/2G e outros
leilões estão a
caminho
http://niviuk.free.fr/lte_band.php
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Bandas LTE TDD
http://niviuk.free.fr/lte_band.php
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Faixas Anatel
Item Tipo Serviço Duplex
Faixa
(MHz) Subfaixa Frequências (MHz)
BW
(MHz)
Banda
3GPP
Item A A SMP FDD 1800 E
1740 -
1755
1835 -
1850 15 15 3
Item B A SMP FDD 1800 Extensão
1737.5 -
1740.0
1832.5 -
1835.0 2.5 2.5 3
Item C A SMP FDD 1800 Extensão
1765 -
1770
1860 -
1865 5 5 3
Item D A SMP FDD 1800 Extensão
1770 -
1775
1865 -
1870 5 5 3
Item E B SMP FDD 2500 P
2500 -
2510
2620 -
2630 10 10 7
Item F C SCM TDD 1900 Extensão 1885 - 1890 5 35
Item G C SCM TDD 1900 Extensão 1890 - 1895 5 35
Item H C SCM TDD 2500 T 2570 - 2585 15 41
Item I C SCM TDD 2500 U 2585 - 2620 35 41
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Evolução das Tecnologias Móveis
2G 3G 4G 5G
BW: 200 KHz 5 MHz 20 MHz 100 MHz 200 MHz
Bitrate: 10 Kbps 10 Mbps 300 Mbps 1,5 Gbps 10 Gbps
Bps/Hz: 0,05 bps/Hz 2 bps/Hz 5-15 bps/Hz 10-50
Latency: 150 ms 50 ms 10 ms 1 ms
Q4
2012
1000x
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LTE – Modulation and Coding Scheme
www.lte-bullets.com
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Capacidade da Rede LTE
Número de
máximo de
usuários ativos
simultâneos
eNBUE
eNBUE
eNBUE
eNBUE
eNBUE
eNBUE
eNBUE
eNBUE
eNBUE
EPC Rede Externa
Capacidade
média por setor
Demanda de
tráfego
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Capacidade por Setor da Tecnologia LTE
Modulação Adaptativa
64-QAM16-QAMQPSK
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Capacidade por Setor da Tecnologia LTE
Modulação Adaptativa
MCS: Modulation and
Coding Scheme
Fonte: 3GPP TS 36.213
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Capacidade por Setor da Tecnologia LTE
Cenário: Capacidade no Uplink com SISO• Canal 5 MHz, Vídeo 500 kbps
MCS: Modulation and Coding Scheme
SNR: 3 dB
Taxa: 1.0 Mbps
No. Usuários Vídeo Simultâneos: 2
No. Usuários PTT Simultâneos: 16
SNR: 9 dB
Taxa: 7.2 Mbps
No. Usuários Vídeo Simultâneos: 8
No. Usuários PTT Simultâneos: 74
SNR: 15 dB
Taxa: 14.4 Mbps
No. Usuários Vídeo Simultâneos: 16
No. Usuários PTT Simultâneos: 148
Fonte: 3GPP TS 36.213
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Throughput LTE 700MHz – 25km
Uplink
DL – 15Mbps / UL – 1.5Mbps
CPE - Antena Omnidirecional
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Throughput LTE 700MHz – 25km
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LTE - Throughput
www.lte-bullets.com
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LTE-ALTE comercial
Classes de Terminais
Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5 Classe 6 Classe 7 Classe 8
Peakrate
DL/UL*10/5 50/25 100/50 150/50 300/75 300/50 300/100 3000/1500
RF BW** 20 20 20 20 20 40 40 80
Mod DL 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM
Mod UL 16QAM 16QAM 16QAM 16QAM 64QAM 16QAM 16QAM 64QAM
MIMO DL Opcional 2x2 2x2 2x2 4x4 2x2, 4x4 2x2, 4x4 8x8
MIMO UL Não Não Não Não Não Não 2x2 4x4
* Peak rate (Mbps)
** BW (MHz)
Release 8 Release 10
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LTE - Standards
Spec Descrição
TS 36.1xxRequisitos de equipamentos: Terminais, base
stations, e repetidores
TS 36.2xx Camada física
TS 36.3xxCamadas L2 e L3: Medium access control, radio link
control, e radio resource control
TS 36.4xx Arquitetura de comunicação de rede: S1 e X2
TS 36.5xx Testes de conformidade
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LTE - Standards
Spec Descrição
TS 36.104
LTE;
Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-
UTRA);
Base Station (BS) radio transmission and reception
TS 36.141
LTE;
Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-
UTRA);
Base Station (BS) conformance testing
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Bearers Model
UE
App1
App2
eNodeB GW Internet
Serv1
Serv2
QCI = 6, Non-GBR
QCI = 1, GBR
Radio Bearer S1 Bearer External Bearer
LTE-Uu S1-U
RLC
MAC
PHY
PDCP
UE
PDCP
RLC
MAC
PHY
GTP-U
UDP
IP
L2
L1
eNodeB
UDP
IP
L2
L1
UDP
IP
L2
L1
GW
GTP-U GTP-U
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QoS per Bearer
• QoS Class Identifier (QCI)
- Guaranteed Bit Rate (GBR) and Non-Guaranteed Bit-Rate (Non-GBR) bearers..
• Priority: Indica a prioridade relativa do bearer.
• Maximum Bit Rate (MBR): Identifica a taxa máxima para o bearer.
• Guaranteed Bit Rate (GBR): Identifica se a taxa de bit deve ser garantida ou não para o bearer.
• Aggregate Maximum Bit Rate (AMBR): total maximum bit rate a UE may have for all bearers in
the same PDN connection.
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(A) UE em operação normal se
conectou à eNodeB A,
estabelecendo sessão de
comunicação de dados.
(B) O UE ao mover na direção da
célula B, recebe o sinal de
referência da eNB B.
(C) Caso o UE esteja em modo
ATIVO e célula A atinja o
Trigger Event, a eNodeB A
decide realizar o handover, o
UE procura nova célula e se
conecta à eNodeB B.
MobilidadeeNodeB A
UE
EPC(2)
A)
Fluxo de
mensagens de
dados e controle
para o UE
Cell A
Serving cell
(1)UE
Session
eNodeB A
eNodeB B
UE
EPC
Cell A
Cell B
Reference
Signal
Reference
Signal
B)
(3)
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Estação Rádio Base
eNodeB
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Public TelephonyNetwork
P-GW
HSSEPC
S-GW
PCRF
Public Internet Network
Operational/ Corporate network
IMS/NGN
System
EPS
UE
eNBUE
eNBUE
MME
eNodeB
Estação Rádio Base (ERB) ou
Evolved Node B (eNodeB)
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eNodeB
Gerenciamento de recursos de rádio
Potência de transmissão
Alocação de recursos
Escalonamento de dados e terminais
Gerenciamento de QoS
Controle de dados no downlink (DL) e uplink (UL)
Compressão de cabeçalho
Medição de qualidade de sinal
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Tipos de eNodeBs
Arquiteturas:
• Split
• Ground based
• Compacta
Aplicações:
• Fixa
• Transportável
• Móvel
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Tipos de eNodeBsArquitetura “Ground-Based”
Equipamento
em Solo:
Banda-Base,
RF, PA
Antenas
Cabos
Coaxiais
Backhaul
Torre
Módulos
Abrigados
Arquitetura “Ground-Based”
- Altas perdas nos cabos coaxiais (Tx e Rx)
- Necessidade de abrigo para módulos em solo
(banda base, módulo de RF e PA (Power
Amplifier)
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Tipos de eNodeBsArquitetura “Split”
Equipamento
em Solo:
Banda-Base
Antenas
Fibra e
Alimentação
Backhaul
Torre
Módulos
Abrigados
RRUsArquitetura “Split”
- Necessidade de abrigo para módulos em solo
(banda base)
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Tipos de eNodeBsArquitetura “Compact”
Arquitetura “Compact”
- Zero Footprint
Antenas
Eth/Fibra e
Alimentação
Backhaul
Torre
BS Compacta
Antenas
Eth/Fibra
Backhaul
Rádio P2P ou
Satélite
Torre
BS Compacta
Alimentação
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eNodeBs Split
Módulo Digital,
Switch e Fonte de
Alimentação (Rack
19’’)
Setor 1
Antenas e
módulos de
Potência
Fibra óptica
e cabo de
alimentação
Backhaul (fibra óptica, satélite ou
rádio ponto-a-ponto.
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eNodeBs Compacta
Switch e fonte de
alimentação
Setor 1
Antenas e
eNodeB
Fibra óptica
e cabo de
alimentação
Backhaul (fibra óptica, satélite ou
rádio ponto-a-ponto.
eNodeB Compacta
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Perfis de eNodeB
Capacidade
Cobertura
Alta
Média
Baixa
Pequena Média Grande
20 m
16 UE
200 m 2 km 20 km
Macro
Pico
>200 UE
128 UE
64 UE
Femto
Micro
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Perfis de eNodeB - Compacta
- Banda Base no mesmo empacotamento do RF
- Instalação completamente Outdoor
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Terminal
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Dongle
Terminal doméstico/empresarial Terminal outdoor
Terminal veicular
Smartphone
Terminais LTE
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Ecossistema LTE
2646 equipamentos de usuário LTE
lançados até fev/2015
Crescimento do número de
equipamentos LTE
Fonte: Global mobile Suppliers Association (GSA)
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EPC
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PCRF
External Networks:
Internet and Operator
Services
EPC
Services
E-UTRAN
UE
User Plane
Control Plane
P-GW
S-GW MME
S6a
S11
S5/S8
SGiRx
Gx
Gxc
S1-US1-MME
X2-UeNodeB
eNodeB
LTE-Uu
X2-C
HSS
• IMS: IP Multimedia Subsystem
• HSS: Home Subscriber Server
• MME: Mobility Management Entity
• PCRF: Policy and Charging Rules
Function
• P-GW: Packet Data Network Gateway
• S-GW: Serving Gateway
• UE: User Equipment
IMS
Arquitetura LTE
eNB
Antena
CPRI
eNB
AU
Cobre
Microondas
Fibra
Rede de Acesso
Sem FioBackhaul Core
MME HSS
S-GW/P-GW
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PCRF
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E-UTRAN
UE
User Plane
Control Plane
P-GW
S-GW MME
S6a
S11
S5/S8
SGiRx
Gx
Gxc
S1-US1-MME
X2-UeNodeB
eNodeB
LTE-Uu
X2-C
HSS
• IMS: IP Multimedia Subsystem
• HSS: Home Subscriber Server
• MME: Mobility Management Entity
• PCRF: Policy and Charging Rules
Function
• P-GW: Packet Data Network Gateway
• S-GW: Serving Gateway
• UE: User Equipment
IMS
Arquitetura LTE - ISP
eNB
Antena
CPRI
eNB
AU
Cobre
Microondas
Fibra
Rede de Acesso
Sem FioBackhaul Core
MME HSS
S-GW/P-GW
ISPx