Estudo do comportamento do downlink na tecnologia LTE
Por: tamaravieira • 25/11/2015 • Artigo • 6.141 Palavras (25 Páginas) • 280 Visualizações
ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO DOWNLINK NA TECNOLOGIA LTE
Tamara Vieira [1]
Msc. Renata Mataveli Viti[2]
Resumo
Este artigo se baseia em um estudo da estrutura e das técnicas utilizadas pelo LTE, e numa análise gráfica do comportamento do 4G-LTE quando usado para downlink. Para estas análises serão executados simulações no software LTE Physical-Layer Simulator (LTE-LPS) version 0.7 e comparado os resultado em diversos ambientes. Os parâmetros para comparação que foram usados são: modulações do LTE, velocidade veicular e pedestre, prefixo cíclico normal e estendido, codificação turbo, arranjos da técnica MIMO e quantidades de antenas transmissoras e antenas receptoras.
Palavras-Chave: LTE, downlink, simulação LTE Physical-Layer
Abstract
This article is based on a study of the structure and techniques used by LTE, and a graphical analysis of the 4G-LTE behavior when used for downlink. For these analyzes will be performed simulations in software LTE Physical-Layer Simulator (LTE-LPS) version 0.7 and compared the results in diverse environments. The parameters that were used for comparison are: modulations of LTE, vehicular and pedestrian speed, normal and extended cyclic prefix, turbo coding, technical arrangements and amounts of MIMO transmission antennas and receiving antennas.
Keywords: LTE, downlink, simulation LTE Physical-Layer
1 INTRODUÇÃO
Há pouco mais de uma década, em 2004, o primeiro vídeo foi publicado na internet. Um vídeo simples, de 18 segundos, que hoje, passaria despercebido no meio de tanta informação gerada diariamente. Na época, o vídeo também quase não foi percebido, e acumulou poucas visualizações, porém, foi um marco do avanço tecnológico para a humanidade.
O YouTube, site em que foi publicado o primeiro vídeo online e, um dos principais meios para veiculação de vídeos hoje em dia, reúne cerca de 1 bilhão de usuários e, a cada minuto, 300 horas de vídeo são publicadas na ferramenta, diferente de 2004, quando foi criado, que teve apenas 19 vídeos postados num período de dois meses, até o site ser popularizado pelos internautas.
Depois da popularização deste site e de vários outros, houve uma demanda muito grande para que a tecnologia evoluísse principalmente na rede móvel, criando a necessidade de uma qualidade melhor de navegação.
Naquela época, a rede de conectividade de internet móvel e os celulares não tinham capacidade suficiente para suportar a visualização desses vídeos. Só anos depois, com a evolução dos celulares e das redes móveis, foi possível alcançar as estatísticas surpreendentes do YouTube. E também de acordo com o site, metade das visualizações dos vídeos atualmente é feito em dispositivos móveis.
Além das mudanças que já aconteceram nas redes de conectividades de internet móvel, como a evolução do 3G para o 4G, a internet móvel continua em evolução, com o aprimoramento do 4G para o 4G LTE, tema que é abordado neste artigo.
- Objetivos
1.1.1 Objetivo geral
O objetivo geral deste trabalho é apresentar o comportamento do 4G-LTE em diversos cenários quando utilizado para downlink.
1.1.2 Objetivos específicos
Este trabalho tem como objetivo específico:
- Estudar o 4G-LTE e suas características de funcionalidade;
- Entender o Software LTE Physical-Layer Simulator (LTE-LPS) version 0.7;
- Analisar graficamente o comportamento em downlink do 4G-LTE.
- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo é abordado um breve resumo da revolução das redes de telefonia móvel a partir da terceira geração.
- Terceira Geração (3G)
A tecnologia de Primeira e Segunda geração foram marcadas pelas principais mudanças desse serviço, porém, eram considerados sistemas analógicos ou sistemas digitais mais rudimentares, respectivamente. Já a terceira geração proporciona serviços muitos mais eficientes, como acesso a internet, serviços de dados, vídeo e música. (SAUTER, 2011).
De acordo com Sverzut (2014), a União Internacional e Telecomunicações (UIT ou International Telecommunication Union – ITU) divulgaram, em 1989, uma visão sobre os sistemas celulares futuros com o objetivo de padronizar os sistemas 3G. Essa visão deu-se o nome de padrão IMT-2000 (International Mobile Telephony 2000). A partir da divulgação desta visão, empresas e órgãos reguladores do mundo inteiro passaram a estudar e a propor soluções para a criação de uma tecnologia que atingisse as demandas do padrão IMT-2000.
De acordo com Ghosg, Zhang, Andrews & Muhamed (2010), a ITU estabeleceu os seguintes requisitos para um sistema ser considerado 3G:
- 2 Mbits/s com a estação móvel estando estática ou com uma mobilidade muito pequena;
- 144 kbits/s com pequena mobilidade;
- 64 kbits/s com mobilidade alta.
Depois de muitas evoluções, a rede de conectividade móvel da terceira geração foi criada por volta do ano 2000. E o sistema foi denominado UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).
A chegada do 3G ao Brasil, em 2014, trouxe muitas discussões em termos de regulamentação e acesso, as operadoras prometeram oferecer serviços inovadores e de qualidade superior, porém, o processo de implementação foi lento, contrariando os serviços oferecidos para os consumidores. Porém, essas discussões não deixam de interferir na repercussão desta nova tecnologia.
Uma das principais tecnologias 3G é a UMTS. Ela foi criada com o objetivo de manter um padrão universal para as comunicações pessoais com foco no mercado consumidor e na qualidade de serviços da rede.
- Quarta Geração (4G)
Assim com a terceira geração, a quarta geração oferece uma plataforma multimídia voltada à integração dos serviços de voz, dados e vídeo. Porém, o sistema é de alta velocidade. Enquanto os requisitos para ser considerado um sistema 3G eram de:
- 2 Mbits/s com a estação móvel estando estática ou com uma mobilidade muito pequena;
- 144 kbits/s com pequena mobilidade;
- 64 kbits/s com mobilidade alta.
Os requisitos para ser considerado um sistema de quarta geração são:
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