LTE I Les Noves Tecnologies D'accés a Banda Ampla Mòbil Jordi Jofre Lopez
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ESCOLA TÈCNICA SUPERIOR D’ENGINYERIA ELECTRÒNICA I INFORMÀTICA LA SALLE PROJECTE FI DE CARRERA ENGINYERIA EN TELECOMUNICACIÓ LTE I LES NOVES TECNOLOGIES D’ACCÉS A BANDA AMPLA MÒBIL ALUMNE PROFESSOR PONENT Jordi Jofre López Albert-Miquel Sánchez Delgado ACTA DE L'EXAMEN DEL PROJECTE FI DE CARRERA Reunit el Tribunal qualificador en el dia de la data, l'alumne D. va exposar el seu Projecte de Fi de Carrera, el qual va tractar sobre el tema següent: Acabada l'exposició i contestades per part de l'alumne les objeccions formulades pels Srs. membres del tribunal, aquest valorà l'esmentat Projecte amb la qualificació de Barcelona, VOCAL DEL TRIBUNAL VOCAL DEL TRIBUNAL PRESIDENT DEL TRIBUNAL LTE i les noves tecnologies d'accés a banda ampla mòbil Jordi Jofre Lopez ÍNDEX 0. Abstract ................................................................................................................- 5 - 1. Resum ..................................................................................................................- 6 - 2. Comunicacions mòbils: on som.............................................................................- 7 - 2.1. Visió global....................................................................................................- 7 - 2.2. Escenari actual..............................................................................................- 7 - 2.3. El camí fins les tecnologies de banda ampla.................................................- 8 - 2.4. Evolució de 1G cap a 2G...............................................................................- 9 - 3. GSM – 2G...........................................................................................................- 11 - 3.1. Característiques principals ..........................................................................- 12 - 3.1.1. Metodologia d’accés..............................................................................- 13 - 3.1.1.1. FDMA......................................................................................- 13 - 3.1.1.2. TDMA......................................................................................- 13 - 3.1.2. Roaming i handover ..............................................................................- 15 - 3.2. Arquitectura de xarxa ..................................................................................- 15 - 3.3. Interfícies i protocols de GSM .....................................................................- 19 - 3.3.1. Capa física de GSM ..............................................................................- 20 - 3.3.1.1. Canals físics i canals lògics.....................................................- 21 - 3.3.1.2. Esquema de modulació GMSK ...............................................- 22 - 3.3.1.3. Seqüències d’entrenament......................................................- 23 - 3.3.1.4. Control de potència.................................................................- 24 - 3.4. Tipus d'equips ràdio ....................................................................................- 24 - 3.4.1. Prestacions RBS 2206 d’Ericsson .........................................................- 24 - 3.5. Operativa de xarxa......................................................................................- 26 - 3.5.1. Time Advance System ...........................................................................- 26 - 3.5.2. Establiment de trucada ..........................................................................- 27 - 3.5.3. Handover intercel·la ...............................................................................- 27 - - 1 - LTE i les noves tecnologies d'accés a banda ampla mòbil Jordi Jofre Lopez 3.6. Serveis GSM...............................................................................................- 28 - 3.7. Escenari Post-GSM.....................................................................................- 29 - 3.7.1. GPRS ....................................................................................................- 30 - 3.7.2. EDGE ....................................................................................................- 30 - 3.7.3. La transició cap a WCDMA....................................................................- 31 - 4. WCDMA – 3G.....................................................................................................- 34 - 4.1. Conceptes previs ........................................................................................- 34 - 4.1.1. 3GPP - 3rd Generation Partnership Project ...........................................- 34 - 4.1.2. Radio Access Network (RAN) ................................................................- 35 - 4.1.3. Diferenciació entre UMTS i WCDMA......................................................- 35 - 4.1.4. WCDMA.................................................................................................- 35 - 4.1.5. UMTS Terrestrial Radio Access Networks (UTRAN)..............................- 36 - 4.2. Característiques principals ..........................................................................- 36 - 4.3. Arquitectura de xarxa ..................................................................................- 39 - 4.3.1. Core Network ........................................................................................- 41 - 4.3.2. Radio Network Subsystem ....................................................................- 42 - 4.3.3. Mobile Station........................................................................................- 43 - 4.4. Arquitectura de protocols 3G.......................................................................- 43 - 4.4.1. Capa física de WCDMA.........................................................................- 44 - 4.4.1.1. Channelization codes i scrambling codes................................- 45 - 4.4.1.2. Format de la trama ràdio.........................................................- 47 - 4.4.2. Capa de xarxa: Radio Resource Control (RRC) ....................................- 50 - 4.5. Prestacions RBS 3116 d'Ericsson ...............................................................- 51 - 4.6. Transport ATM ............................................................................................- 52 - 4.6.1. Diferents tipus de tràfic..........................................................................- 54 - 4.6.2. Capes d’adaptació AAL .........................................................................- 55 - 4.6.3. Exemple de mapeig de tràfic ATM.........................................................- 55 - 4.7. Operativa de xarxa......................................................................................- 58 - - 2 - LTE i les noves tecnologies d'accés a banda ampla mòbil Jordi Jofre Lopez 4.7.1. Handover...............................................................................................- 58 - 4.7.2. Procediment Random Access- Initial Cell Search..................................- 59 - 4.8. High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) ..........................................- 59 - 4.9. Serveis i aplicacions en 3G .........................................................................- 62 - 4.10. Implantació de WCDMA i HSPA..................................................................- 63 - 4.10.1. Evolució de WCDMA: la necessitat del canvi......................................- 63 - 4.10.2. Diferències WCDMA-LTE ...................................................................- 64 - 5. Long Term Evolution (LTE).................................................................................- 67 - 5.1. Aspectes generals.......................................................................................- 67 - 5.1.1. Objectius LTE........................................................................................- 68 - 5.2. LTE radio access: l’entorn mòbil..................................................................- 70 - 5.2.1. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) ............................- 72 - 5.2.1.1. Característiques principals......................................................- 72 - 5.2.1.2. Prefixes Cíclics .......................................................................- 73 - 5.2.1.3. Avantatges OFDM...................................................................- 74 - 5.2.1.4. Inconvenients OFDM ..............................................................- 75 - 5.2.1.5. OFDM com a tècnica d’accés en LTE .....................................- 77 - 5.2.2. Modes de treball FDD i TDD..................................................................- 81 - 5.2.3. Format trama LTE downlink ...................................................................- 81 - 5.2.4. Adaptació de flux: planificador downlink /uplink ......................................- 82 - 5.2.5. Configuració amb múltiples antenes......................................................- 83 - 5.2.5.1. Separació entre antenes .........................................................- 86 - 5.2.6. Flexibilitat espectral...............................................................................- 87 - 5.3. Arquitectura de xarxa ..................................................................................- 87 - 5.3.1. System Architecture Evolution (SAE).....................................................- 88 - 5.3.2. Xarxa d’accés LTE ................................................................................- 89 - 5.3.3.