Agregación de operadores en LTE-A (LTE Advanced)
Carrier Aggregation es una tecnología clave en LTE Advanced (LTE-A) para permitir mayores capacidades en redes móviles. Operación de agregación de operadores, con proliferación global, que beneficia a todo el ecosistema móvil: operadores, desarrolladores de aplicaciones y OEM, al ofrecer velocidades de datos más altas, una capacidad mejorada y la capacidad de usar fragmentos de espectro.
La agregación de portadora interbanda e intrabanda está definida por el 3GPP
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A continuación se muestra un diagrama simple que explica la Agregación de operadores, que muestra dos canales que se agregan para proporcionar el doble de capacidad de datos al dispositivo del usuario:
Estación base LTE-Advanced CA
Entregando tasas de datos sucesivamente más altas
La agregación de operadores en LTE ofrece velocidades de datos pico sucesivamente más altas, así como una mejor experiencia de banda ancha en toda el área de cobertura.
Las tasas de fecha se escalan con la cantidad de espectro que permite a 3GPP Rel 10 admitir hasta 5 operadores con hasta 100 MHz de espectro y soluciones comerciales para admitir hasta 3 operadores con velocidades de datos máximas de hasta 450 Mbps (Cat 5).
LTE Advanced with Carrier Aggregation – Aumento de la capacidad del equipo de usuario (UE)
Categorías LTE-Advanced CA UE
Mayor capacidad para aplicaciones de ráfaga.
El aumento de las tasas de datos de la agregación de operadores se puede cambiar para obtener una mayor capacidad para aplicaciones explosivas, como navegación web, transmisión, aplicaciones de redes sociales y otras, lo que significa que los operadores pueden elegir una mayor capacidad para la misma experiencia de usuario, una mejor experiencia de usuario para el mismo capacidad, o ambos.
Ejemplo de una estación base CableFree LTE-Advanced que admite la agregación de operadores (CA):
Estación base avanzada CableFree LTE, compatible con agregación de portadora (CA)
CA con LTE Advanced
LTE Advanced ofrece velocidades de datos considerablemente más altas que incluso las versiones iniciales de LTE. Si bien se ha mejorado la eficiencia del uso del espectro, esto por sí solo no puede proporcionar las velocidades de datos requeridas que están siendo encabezadas por 4G LTE Advanced.
Para lograr estas velocidades de datos muy altas, es necesario aumentar los anchos de banda de transmisión sobre aquellos que pueden ser soportados por un único operador o canal. El método que se propone se denomina agregación de portadores, CA o, a veces, agregación de canales. Usando la agregación de portadora avanzada LTE, es posible utilizar más de una portadora y de esta manera aumentar el ancho de banda de transmisión general.
Estos canales o portadores pueden estar en elementos contiguos del espectro, o pueden estar en diferentes bandas.
La disponibilidad del espectro es un tema clave para 4G LTE. En muchas áreas solo hay disponibles pequeñas bandas, a menudo tan pequeñas como 10 MHz. Como resultado, la agregación de portadoras en más de una banda está contenida dentro de la especificación, aunque presenta algunos desafíos técnicos.
La agregación de operadores es compatible con ambos formatos de LTE, a saber, las variantes FDD y TDD. Esto garantiza que tanto FDD LTE como TDD LTE puedan cumplir con los requisitos de alto rendimiento de datos que se les imponen.
Conceptos básicos de agregación de operadores LTE
Las cifras objetivo para el rendimiento de datos en el enlace descendente es de 1 Gbps para 4G LTE Advanced. Incluso con las mejoras en la eficiencia espectral, no es posible proporcionar las tasas de rendimiento de datos de titulares requeridas dentro del canal máximo de 20 MHz. La única forma de lograr las velocidades de datos más altas es aumentar el ancho de banda general utilizado. IMT Advanced establece el límite superior en 100 MHz, pero con una expectativa de 40 MHz para un rendimiento mínimo. Para el futuro es posible que se extienda el límite superior de 100 MHz.
Es bien sabido que el espectro es un producto valioso, y lleva tiempo reasignarlo de un uso a otro a la vista: el costo de obligar a los usuarios a moverse es enorme, ya que es necesario comprar nuevos equipos. En consecuencia, a medida que las secciones del espectro caen en desuso, pueden reasignarse. Esto conduce a niveles significativos de fragmentación.
Para un terminal LTE, cada portadora de componentes aparece como un portador LTE, mientras que un terminal LTE-Advanced puede explotar el ancho de banda agregado total.
Aspectos de RF de la agregación de portadores
Hay varias formas en que los operadores LTE pueden agregarse:
Tipos de agregación de portadores LTE
- Intra-banda: esta forma de agregación de portadora utiliza una sola banda. Existen dos formatos principales para este tipo de agregación de portadora: contigua: la agregación de portadora contigua intrabanda es la forma más fácil de implementar la agregación de portadora LTE. Aquí los transportistas son adyacentes entre sí. Agregación contigua de dos portadores de componentes de enlace ascendente El terminal puede considerar que el canal agregado es un único canal ampliado desde el punto de vista de RF. En este caso, solo se requiere un transceptor dentro del terminal o UE, mientras que se requieren más cuando los canales no son adyacentes. Sin embargo, a medida que aumenta el ancho de banda de RF, es necesario asegurarse de que el UE en particular pueda operar sobre un ancho de banda tan amplio sin una reducción en el rendimiento. Aunque los requisitos de rendimiento son los mismos para la estación base, los requisitos de espacio, consumo de energía y costos son considerablemente menos estrictos, lo que permite una mayor flexibilidad en el diseño. Además, para la estación base, la operación multiportadora, incluso si no está agregada, ya es un requisito en muchos casos, ya que requiere poco o ningún cambio en los elementos de RF del diseño. Naturalmente, se requerirían actualizaciones de software para satisfacer la capacidad adicional. No contiguo: la agregación de portadores intrabanda no contiguos es algo más complicada que la instancia en la que se usan portadores adyacentes. La señal multiportadora ya no puede tratarse como una señal única y, por lo tanto, se requieren dos transceptores. Esto agrega una complejidad significativa, particularmente al UE donde el espacio, el poder y el costo son las principales consideraciones.
- Interbanda no contigua: esta forma de agregación de portadora utiliza diferentes bandas. Será de uso particular debido a la fragmentación de las bandas, algunas de las cuales tienen solo 10 MHz de ancho. Para el UE requiere el uso de múltiples transceptores dentro del único artículo, con el impacto habitual en el costo, el rendimiento y la potencia. Además de esto, también hay complejidades adicionales que resultan de los requisitos para reducir la intermodulación y la modulación cruzada de los dos transceptores.
Los estándares actuales permiten agregar hasta cinco portadoras de 20 MHz, aunque en la práctica es probable que dos o tres sean el límite práctico. Estas portadoras agregadas pueden transmitirse en paralelo hacia o desde el mismo terminal, lo que permite obtener un rendimiento mucho mayor.
Anchos de banda de agregación de operadores
Al agregar portadores para una señal LTE, se requieren varias definiciones para el ancho de banda de los canales combinados. Como hay varios anchos de banda que deben describirse, es necesario definirlos para reducir la confusión.
Definiciones de ancho de banda de agregación de portadora LTE para el caso intra-banda
Clases de ancho de banda de agregación de portadora LTE
Hay un total de seis diferentes agregaciones de portadores, clases de ancho de banda de CA que se están definiendo.
Operadores agregados LTE
Cuando los operadores se agregan, cada operador se denomina operador de componentes. Hay dos categorías:
- Operador de componente primario: este es el operador principal en cualquier grupo. Habrá un operador de enlace descendente primario y un operador de componente primario de enlace ascendente asociado.
- Soporte de componentes secundarios: puede haber uno o más soportes de componentes secundarios.
No existe una definición de qué operador debe usarse como un componente principal: los diferentes terminales pueden usar diferentes operadores. La configuración del portador del componente primario es específica del terminal y se determinará de acuerdo con la carga en los diversos portadores, así como otros parámetros relevantes.
Además de esto, la asociación entre el portador primario del enlace descendente y el portador del componente primario del enlace ascendente correspondiente es específica de la célula. Nuevamente, no hay definiciones de cómo se debe organizar esto. La información se envía al terminal del equipo del usuario como parte de la señalización general entre el terminal y la estación base.
Programación cruzada de agregación de operadores
Cuando se utiliza la agregación de operadores LTE, es necesario poder programar los datos entre los operadores e informar al terminal de las tasas de DCI para los diferentes operadores de componentes. Esta información puede ser implícita, o puede ser explícita dependiendo de si se utiliza la programación entre operadores.
La habilitación de la programación de portadora cruzada se logra individualmente a través de la señalización de RRC por portadora de componente o por terminal.
Cuando no se organiza una programación entre operadores, las asignaciones de programación de enlace descendente se logran por operador, es decir, son válidas para el operador componente en el que se transmitieron.
Para el enlace ascendente, se crea una asociación entre un operador de componente de enlace descendente y un operador de componente de enlace ascendente. De esta forma, cuando se envían concesiones de enlace ascendente, el terminal o UE sabrá a qué operador de componente de enlace ascendente se aplica.
Cuando la programación de portadora cruzada está activa, el PDSCH en el enlace descendente o el PUSCH en el enlace ascendente se transmite en un portador de componentes asociado que no sea el PDCCH, el indicador de portador en el PDCCH proporciona la información sobre el portador de componentes utilizado para el PDSCH o PUSCH.
Es necesario poder indicar a qué componente portador en cualquier esquema de agregación se refiere una subvención. Para facilitar esto, los portadores de componentes están numerados. El portador del componente primario está numerado cero, para todas las instancias, y a los diferentes portadores del componente secundario se les asigna un número único a través de la señalización RRC específica del UE. Esto significa que incluso si el terminal o el equipo de usuario y la estación base, eNodeB pueden tener diferentes interpretaciones de la numeración de la portadora de componentes durante la reconfiguración, se pueden programar transmisiones en la portadora de componentes principal.
Resumen de agregación de operador de CableFree
Las estaciones base CableFree LTE-A incluyen soporte completo para CA con el último software LTE-A versión 12/13. El hardware y software CableFree LTE es escalable y actualizable para necesidades futuras y aumenta la cobertura y la capacidad. La implementación de una red CableFree LTE garantizará la última tecnología y capacidad para su red. www.cablefree.net/lte
