LTE avanzado

LTE Advanced , también conocido como LTE+ , LTE-A o 4G+ , es un estándar de comunicación celular móvil 4G desarrollado por 3GPP como una mejora importante del estándar Long Term Evolution (LTE).

Tres tecnologías del conjunto de herramientas LTE-Advanced —agregación de portadoras , MIMO 4x4 y modulación 256QAM en el enlace descendente— , si se utilizan conjuntamente y con un ancho de banda agregado suficiente, pueden ofrecer velocidades máximas de enlace descendente que se aproximan o incluso superan 1 Gbit/s. Esto es significativamente mayor que la velocidad máxima de 300 Mbit/s que ofrecía el estándar LTE anterior. ^{[ 1 ]} Desarrollos posteriores dieron como resultado LTE Advanced Pro (o 4.9G ), que aumenta aún más el ancho de banda. ^{[ 2 ]}    

Indicador de señal LTE Advanced en Android

Indicador de señal LTE Advanced en un teléfono inteligente Xiaomi

Indicador de señal LTE Advanced en un smartphone Samsung Galaxy .

Indicador de señal LTE Advanced en un teléfono inteligente Samsung Galaxy y el operador Movistar Chile.

La primera red LTE Advanced fue desplegada en 2013 por SK Telecom en Corea del Sur. ^{[ 3 ]} En agosto de 2019, la Asociación Global de Proveedores Móviles (GSA) informó que había 304 redes LTE-Advanced lanzadas comercialmente en 134 países. En total, 335 operadores están invirtiendo en LTE-Advanced (en forma de pruebas, ensayos, despliegues o prestación de servicios comerciales) en 141 países. ^{[ 4 ]}

LTE Advanced también se denomina (se indica como) LTE+ , LTE-A , ^{[ 5 ]} o (en los teléfonos inteligentes Samsung Galaxy y Xiaomi ) como 4G+ . Estas redes también se han descrito a menudo como « redes Gigabit LTE », un término que también se utiliza en la industria de la banda ancha fija. ^{[ 6 ]}

La industria de las comunicaciones móviles y las organizaciones de estándares han comenzado a trabajar en tecnologías de acceso 4G, como LTE Advanced. En un taller celebrado en abril de 2008 en China, el 3GPP acordó los planes para trabajar en Long Term Evolution (LTE). ^{[ 7 ]} Un primer conjunto de especificaciones fue aprobado en junio de 2008. ^{[ 8 ]} Además de la velocidad máxima de datos de 1 Gb/s definida por la UIT-R, también busca una conmutación más rápida entre estados de energía y un rendimiento mejorado en el borde de la celda. Se están estudiando propuestas detalladas dentro de los grupos de trabajo . El formato LTE+ fue propuesto inicialmente por NTT DoCoMo de Japón y ha sido adoptado como estándar internacional. ^{[ 9 ]} Fue presentado formalmente como candidato a 4G a la UIT-T a finales de 2009 por cumplir con los requisitos del estándar IMT-Advanced , y fue estandarizado por el 3rd Generation Partnership Project ( 3GPP ) en marzo de 2011 como 3GPP Release 10. ^{[ 10 ]} 

El trabajo del 3GPP para definir una tecnología de interfaz de radio candidata para 4G comenzó en la versión 9 con la fase de estudio para LTE-Advanced. Descrita como 3.9G (más allá de 3G pero anterior a 4G), la primera versión de LTE no cumplió con los requisitos para 4G (también llamada IMT Advanced , según la definición de la Unión Internacional de Telecomunicaciones ), como velocidades de datos máximas de hasta 1 Gb/s . La UIT invitó a presentar tecnologías de interfaz de radio (RIT) candidatas siguiendo sus requisitos en una carta circular, el Informe Técnico (TR) 36.913 del 3GPP, "Requisitos para avances adicionales para E-UTRA (LTE-Advanced)". ^{[ 11 ]} Estas se basan en los requisitos de la UIT para 4G y en los propios requisitos de los operadores para LTE avanzado. Las principales consideraciones técnicas incluyen las siguientes: 

• Mejora continua de la tecnología y la arquitectura de radio LTE.
• Escenarios y requisitos de rendimiento para trabajar con tecnologías de radio heredadas.
• Compatibilidad con versiones anteriores de LTE-Advanced con LTE. Un terminal LTE debería poder funcionar en una red LTE-Advanced y viceversa. Cualquier excepción será considerada por 3GPP .
• Consideración de las decisiones recientes de la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones (CMR-07) ​​sobre bandas de frecuencia para garantizar que LTE-Advanced utilice el espectro geográficamente disponible para canales superiores a 20  MHz. Asimismo, las especificaciones deben tener en cuenta aquellas regiones del mundo donde no hay canales de banda ancha disponibles.

Asimismo, WiMAX 2 (802.16m) ha sido aprobado por la UIT como parte de la familia IMT Advanced . WiMAX 2 está diseñado para ser compatible con dispositivos WiMAX 1. La mayoría de los fabricantes ahora admiten la conversión de versiones anteriores a 4G y versiones avanzadas, y algunos también ofrecen actualizaciones de software para equipos de estaciones base desde 3G.

El objetivo de LTE Advanced de 3GPP es alcanzar y superar los requisitos de la UIT . LTE Advanced debe ser compatible con los equipos LTE de primera generación y compartir bandas de frecuencia con ellos. En el estudio de viabilidad de LTE Advanced, 3GPP determinó que cumpliría con los requisitos de la UIT-R para 4G . Los resultados del estudio se publicaron en el Informe Técnico (TR) 36.912 de 3GPP . ^{[ 12 ]}

Una de las ventajas más importantes de LTE Advanced es la capacidad de aprovechar las redes de topología avanzada; redes heterogéneas optimizadas con una combinación de macroceldas y nodos de baja potencia, como picoceldas , femtoceldas y nuevos nodos de retransmisión. El próximo salto significativo en el rendimiento de las redes inalámbricas provendrá de optimizar la topología y acercar la red al usuario mediante la incorporación de muchos de estos nodos de baja potencia . LTE Advanced mejora aún más la capacidad y la cobertura, y garantiza la equidad para el usuario. LTE Advanced también introduce la tecnología multicarrier para poder utilizar un ancho de banda ultra amplio, de hasta 100 MHz de espectro, compatible con velocidades de datos muy altas.  

En la fase de investigación se han estudiado muchas propuestas como candidatas para tecnologías LTE Advanced (LTE-A). Las propuestas podrían clasificarse aproximadamente en: ^{[ 13 ]}

• Compatibilidad con estaciones base de nodos de retransmisión
• Transmisión y recepción multipunto coordinada (CoMP)
• Soluciones de antenas UE Dual TX para SU-MIMO y diversidad MIMO , comúnmente conocidas como 2x2 MIMO.
• Ancho de banda del sistema escalable superior a 20  MHz, hasta 100  MHz.
• Agregación de portadoras de asignaciones de espectro contiguas y no contiguas
• Optimización de área local de la interfaz de aire
• Soluciones de movilidad y redes de área local/nómadas
• Uso flexible del espectro
• radio cognitiva
• Configuración y funcionamiento automáticos y autónomos de la red.
• Soporte para pruebas y mediciones autónomas de redes y dispositivos, vinculadas a la gestión y optimización de la red.
• Precodificación mejorada y corrección de errores hacia adelante
• Gestión y supresión de interferencias
• Asignación asimétrica de ancho de banda para FDD
• OFDMA híbrido y SC-FDMA en enlace ascendente
• MIMO coordinado entre eNB en los enlaces UL/DL
• Redes autoorganizadas ( SON)

Dentro del ámbito del desarrollo del sistema, LTE-Advanced y WiMAX 2 pueden utilizar hasta 8x8 MIMO y 128- QAM en la dirección de enlace descendente. Ejemplo de rendimiento: con  un ancho de banda agregado de 100 MHz, LTE-Advanced proporciona velocidades de descarga máximas de casi 3,3  Gbit/s por sector de la estación base en condiciones ideales. Las arquitecturas de red avanzadas, combinadas con tecnologías de antenas inteligentes distribuidas y colaborativas, ofrecen una hoja de ruta para mejoras comerciales durante varios años.

La versión 12 de los estándares 3GPP añadió compatibilidad con 256-QAM.

Un resumen de un estudio realizado en 3GPP se puede encontrar en TR36.912. ^{[ 14 ]}

El trabajo de estandarización original para LTE-Advanced se realizó como parte de la versión 10 de 3GPP, que se finalizó en abril de 2011. Las pruebas se basaron en equipos previos al lanzamiento. Los principales proveedores ofrecen actualizaciones de software a versiones posteriores y mejoras continuas.

Para mejorar la calidad del servicio para los usuarios en puntos de acceso y en los bordes de las celdas, se forman redes heterogéneas (HetNets) mediante una mezcla de estaciones base macro, pico y femto que dan servicio a áreas de tamaño correspondiente. La versión 11 de 3GPP, congelada en diciembre de 2012 ^{[ 15 ]} , se centra en un mejor soporte para HetNet. La operación multipunto coordinada (CoMP) es una característica clave de la versión 11 para dar soporte a dichas estructuras de red. Mientras que los usuarios ubicados en el borde de una celda en redes homogéneas sufren una disminución de la intensidad de la señal agravada por la interferencia de las celdas vecinas, CoMP está diseñado para permitir que una celda vecina también transmita la misma señal que la celda que presta el servicio, mejorando así la calidad del servicio en el perímetro de la celda que presta el servicio. La coexistencia en el dispositivo (IDC) es otro tema abordado en la versión 11. Las características de IDC están diseñadas para mitigar las perturbaciones dentro del equipo del usuario causadas entre LTE/LTE-A y los diversos subsistemas de radio, como WiFi, Bluetooth y el receptor GPS. Se estandarizaron mejoras adicionales para MIMO, como la configuración 4x4 para el enlace ascendente.

La mayor cantidad de celdas en HetNet provoca que los equipos de usuario cambien de celda de servicio con mayor frecuencia al desplazarse. El trabajo en curso sobre LTE-Advanced ^{[ 16 ]} en la versión 12, entre otras áreas, se centra en abordar los problemas que surgen cuando los usuarios se mueven a través de HetNet, como las frecuentes transferencias entre celdas. También incluyó el uso de 256-QAM.

Esta lista abarca las demostraciones tecnológicas y las pruebas de campo realizadas hasta el año 2014, allanando el camino para una mayor implementación comercial de la tecnología VoLTE a nivel mundial. A partir de 2014, diversos operadores probaron y demostraron la tecnología para su futura implementación en sus respectivas redes. Estas no se incluyen aquí. En cambio, encontrará información sobre las implementaciones comerciales en la sección siguiente.

LTE Advanced Pro ( LTE-A Pro , también conocido como 4.5G , 4.5G Pro , 4.9G , Pre-5G , 5G Project ) ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]} es un nombre para la versión 13 y 14 de 3GPP . ^{[ 49 ] [ 50 ]} Es una evolución del estándar celular LTE Advanced (LTE-A) que admite velocidades de datos superiores a 3  Gbit/s utilizando agregación de 32 portadoras . ^{[ 2 ]} También introduce el concepto de Acceso Asistido por Licencia , que permite compartir el espectro licenciado y no licenciado.

Además, incorpora varias tecnologías nuevas asociadas con 5G , como 256- QAM , Massive MIMO , LTE-Unlicensed y LTE IoT , ^{[ 51 ] [ 52 ]} que facilitaron la migración temprana de las redes existentes a las mejoras prometidas con el estándar 5G completo. ^{[ 53 ]}

Telstra en Australia desplegó la primera red LTE Advanced Pro en enero de 2017. ^{[ 54 ]}

Tras el lanzamiento de las redes LTE Advanced y Advanced Pro por parte de AT&T en 2017, la compañía se refirió erróneamente a ellas como "5G Evolution" (5G E) en la publicidad y en los indicadores de red de los dispositivos. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

• E-UTRA
• Categoría de equipo de usuario LTE
• Simulación de redes LTE

• Qualcomm

LTE para UMTS: acceso radioeléctrico basado en OFDMA y SC-FDMA , ISBN 978-0-470-99401-6Capítulo 2.6: LTE Advanced para IMT-advanced , págs.  19-21.

• e,:-(editor), LTE y la evolución a la tecnología inalámbrica 4G: desafíos de diseño y medición , Publicación de Agilent Technologies 2009, ISBN 978-0-470-68261-6, Capítulo 8.7: Demostración de LTE Advanced , pág.  425.
• , et al.; Nokia Siemens Networks; LTE Advanced: El camino hacia Gigabit/s en comunicaciones móviles inalámbricas, Wireless VITAE'09.
• Diseño de receptores de terminales móviles: LTE y LTE-Advanced , ISBN 9781119107309.

• LTE Advanced archivado el 11/06/2011 en la página de Wayback Machine del sitio web de Qualcomm .
• Página oficial de estandarización de 3GPP sobre LTE Advanced
• Uso futuro de femtoceldas LTE A. Archivado el 19 de agosto de 2012 en Wayback Machine.
• Decodificadores LTE-3GPP en línea : decodificadores de mensajes L3 en línea 3GPP LTE / LTE Advanced (24.008, 44.018, 44.060, etc.) compatibles con Release 14. 

Recursos (documentos técnicos, informes técnicos, notas de aplicación)

• Introducción a la tecnología LTE-Advanced : documento técnico que resume las mejoras en LTE conocidas como LTE-Advanced Release 10. 
• Presentación de LTE-Advanced : Nota de aplicación 
• Introducción a LTE-Advanced Rel.11 Archivado el 17/04/2018 en Wayback Machine : resumen de las mejoras especificadas en LTE-Advanced Release 11.