Experiencia y Visión de Telefónica en LTE_. Ignacio Barandalla Telefónica S.A

Transcripción

1 Experiencia y Visión de Telefónica en LTE_ Ignacio Barandalla Telefónica S.A

2 Índice 1. Experiencia de Telefónica en LTE_ Licencias: países, bandas y anchos de banda Visión general del despliegue actual Categorías de terminales Voz: CSFB SMS: SMS over SGs Optimización de LTE 2. Visión de Telefónica en LTE_ Carrier Aggregation Voz: VoLTE, SRVCC y ViLTE VoWiFi y ViWiFi SMS over IP y RCS LAA y LTE+Wi-Fi Small Cells, HetNets, FeICIC MIMO 4x4 -TDD LTE para IoT 2

3 Índice 1. Experiencia de Telefónica en LTE_ Licencias: países, bandas y anchos de banda Visión general del despliegue actual Categorías de terminales Voz: CSFB SMS: SMS over SGs Optimización de LTE 2. Visión de Telefónica en LTE_ Carrier Aggregation Voz: VoLTE, SRVCC y ViLTE VoWiFi y ViWiFi SMS over IP y RCS LAA y LTE+Wi-Fi Small Cells, HetNets, FeICIC MIMO 4x4 -TDD LTE para IoT 3

4 Experiencia de Telefónica en LTE Visión general: dónde estamos? (esquema tomado de Agilent de 2011, cuando todavía se consideraba el WiMAX como un competidor temible que espoleó el desarrollo de LTE. Actualmente, en 2015, el WiMAX es marginal) 4

5 Licencias: países, bandas y anchos de banda La expansión de LTE está siendo rapidísima (más que 2G y 3G) 5

6 Licencias: países, bandas y anchos de banda Casi la mitad de los clientes de LTE están en APAC (Asia Pacific) LTE ha conseguido ser realmente la tecnología 4G global, a diferencia de lo que ocurrió en 3G: 6

7 Licencias: países, bandas y anchos de banda Países con servicio LTE 7

8 Licencias: países, bandas y anchos de banda Países en los que opera Telefónica, licencias de LTE y lanzamientos 14 países con servicio comercial LTE de Telefónica 2 países con licencia LTE de TEF y próximo lanzamiento: EC, NI 1 países sin licencias LTE en los que opera Telefónica: SV Países en los que no opera Telefónica

9 Licencias: países, bandas y anchos de banda Países en los que opera Telefónica, licencias de LTE y lanzamientos 2 países con servicio comercial LTE de Telefónica en 3 bandas: Banda 20 (800 MHz, BW: 10 MHz) Banda 3 (1800 MHz, BW: 10 o 20 MHz) Banda 7 (2600 MHz, BW: 20 MHz) 1 países con servicio comercial LTE de Telefónica en 2 bandas: Banda 20 (800 MHz, BW: 10 MHz), Banda 3 (1800 MHz, BW: 5 MHz) 2 países con servicio comercial LTE de Telefónica en banda 7 (2600 MHz, BW: 20 MHz) 4 países con servicio comercial LTE de Telefónica en banda 4, AWS ( MHz, BW: 10, 15 o 20 MHz) 5 países con licencia o servicio comercial LTE de Telefónica en banda 2 (1900 MHz, BW: 10, 15 o 20 MHz) 1 país con servicio comercial LTE de Telefónica en banda 3 (1800 MHz, BW: 10 MHz) 1 país con servicio comercial LTE de Telefónica en banda 28 (700 MHz, BW: 10 MHz) (varios países más en el futuro) 1 país sin licencias LTE en el que opera Telefónica SV Países en los que no opera Telefónica DE, ES UK BR, CL AR, CO, PE, VE EC, GT, MX, NI, UY CR PA

10 Licencias: países, bandas y anchos de banda 3GPP TS Table E-UTRA operating bands 3GPP TS Table : E-UTRA channel bandwidth E-UTRA Operating Band Uplink (UL) operating band BS receive UE transmit Downlink (DL) operating band BS transmit UE receive Duplex Mode F UL_low F UL_high F DL_low F DL_high MHz 1980 MHz 2110 MHz 2170 MHz MHz 1910 MHz 1930 MHz 1990 MHz MHz 1785 MHz 1805 MHz 1880 MHz MHz 1755 MHz 2110 MHz 2155 MHz MHz 849 MHz 869 MHz 894MHz MHz 840 MHz 875 MHz 885 MHz MHz 2570 MHz 2620 MHz 2690 MHz MHz 915 MHz 925 MHz 960 MHz MHz MHz MHz MHz MHz 1770 MHz 2110 MHz 2170 MHz MHz MHz MHz MHz MHz 716 MHz 729 MHz 746 MHz MHz 787 MHz 746 MHz 756 MHz MHz 798 MHz 758 MHz 768 MHz 15 Reserved Reserved 16 Reserved Reserved MHz 716 MHz 734 MHz 746 MHz MHz 830 MHz 860 MHz 875 MHz MHz 845 MHz 875 MHz 890 MHz MHz 862 MHz 791 MHz 821 MHz MHz MHz MHz MHz MHz 3490 MHz 3510 MHz 3590 MHz MHz 2020 MHz 2180 MHz 2200 MHz MHz MHz 1525 MHz 1559 MHz MHz 1915 MHz 1930 MHz 1995 MHz MHz 849 MHz 859 MHz 894 MHz MHz 824 MHz 852 MHz 869 MHz MHz 748 MHz 758 MHz 803 MHz 29 N/A 717 MHz 728 MHz MHz 2315 MHz 2350 MHz 2360 MHz MHz MHz MHz MHz N 1452 MHz 1496 MHz 2 32 / A MHz 1920 MHz 1900 MHz 1920 MHz TDD MHz 2025 MHz 2010 MHz 2025 MHz TDD MHz 1910 MHz 1850 MHz 1910 MHz TDD MHz 1990 MHz 1930 MHz 1990 MHz TDD MHz 1930 MHz 1910 MHz 1930 MHz TDD MHz 2620 MHz 2570 MHz 2620 MHz TDD MHz 1920 MHz 1880 MHz 1920 MHz TDD MHz 2400 MHz 2300 MHz 2400 MHz TDD MHz 2690 MHz 2496 MHz 2690 MHz TDD MHz 3600 MHz 3400 MHz 3600 MHz TDD MHz 3800 MHz 3600 MHz 3800 MHz TDD MHz 803 MHz 703 MHz 803 MHz TDD NOTE 1: Band 6 is not applicable NOTE 2: Restricted to E-UTRA operation when carrier aggregation is configured. The downlink operating band is paired with the uplink operating band (external) of the carrier aggregation configuration that is supporting the configured Pcell. E-UTRA Band E-UTRA band / Channel bandwidth 1.4 MHz 3 MHz 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz 1 Yes Yes Yes Yes 2 Yes Yes Yes Yes Yes 1 Yes 1 3 Yes Yes Yes Yes Yes 1 Yes 1 4 Yes Yes Yes Yes Yes Yes 5 Yes Yes Yes Yes 1 6 Yes Yes 1 7 Yes Yes Yes 3 Yes 1, 3 8 Yes Yes Yes Yes 1 9 Yes Yes Yes 1 Yes 1 10 Yes Yes Yes Yes 11 Yes Yes 1 12 Yes Yes Yes 1 Yes 1 13 Yes 1 Yes 1 14 Yes 1 Yes Yes 1 Yes 1 18 Yes Yes 1 Yes 1 19 Yes Yes 1 Yes 1 20 Yes Yes 1 Yes 1 Yes 1 21 Yes Yes 1 Yes 1 22 Yes Yes Yes 1 Yes 1 23 Yes Yes Yes Yes Yes 1 Yes 1 24 Yes Yes 25 Yes Yes Yes Yes Yes 1 Yes 1 26 Yes Yes Yes Yes 1 Yes 1 27 Yes Yes Yes Yes 1 28 Yes Yes Yes 1 Yes 1 Yes 1, 2 30 Yes Yes 1 31 Yes Yes 1 Yes Yes Yes Yes Yes 34 Yes Yes Yes 35 Yes Yes Yes Yes Yes Yes 36 Yes Yes Yes Yes Yes Yes 37 Yes Yes Yes Yes 38 Yes Yes Yes 3 Yes 3 39 Yes Yes Yes 3 Yes 3 40 Yes Yes Yes Yes 41 Yes Yes Yes Yes 42 Yes Yes Yes Yes 43 Yes Yes Yes Yes 44 Yes Yes Yes Yes Yes NOTE 1: 1 refers to the bandwidth for which a relaxation of the specified UE receiver sensitivity requirement (subclause 7.3) is allowed. NOTE 2: 2 For the 20 MHz bandwidth, the minimum requirements are specified for E- UTRA UL carrier frequencies confined to either MHz or MHz NOTE 3: 3 refers to the bandwidth for which the uplink transmission bandwidth can be restricted by the network for some channel assignments in /TDD coexistence scenarios in order to meet unwanted emissions requirements (Clause ). Bandas y anchos de banda utilizados por Telefónica

11 Visión general del despliegue actual Visión global de la cobertura LTE por países: % del tiempo en LTE (fuente: informe OpenSignal marzo 2015, obtenido de reportes de su app, que se ejecuta en 11 millones de smartphones) 11

12 Visión general del despliegue actual Visión global de la cobertura LTE por países: Velocidad DL en LTE (fuente: informe OpenSignal marzo 2015, obtenido de reportes de su app, que se ejecuta en 11 millones de smartphones) 12

13 Visión general del despliegue actual España aparece con una media del 52% del tiempo en LTE debido a que todavía hay poco territorio cubierto por LTE. Esto se debe a que el despliegue de LTE empezó tarde en España: los 3 operadores grandes estaban esperando la liberación de la banda de 800 MHz (ganada en subasta en julio de 2011) para iniciar el despliegue LTE. La otra banda que habían ganado los 3 operadores grandes era la de 2600 MHz, pero por su corto alcance la hace inapropiada para dar cobertura. Está enfocada a dar capacidad en hot spots, celdas pequeñas con mucho tráfico. Fue Yoigo quien atacó primero desplegando en 1800, una banda que habían conseguido poco antes de la subasta (en 2011). Pero Yoigo no participó en la subasta de 800 y 2600 MHz. Así que Yoigo no tenía ningún motivo para esperar. Es una excelente noticia que España sea el país del mundo con mayor velocidad de pico de descarga en LTE. Las coberturas pequeñas, combinado con el hecho de que aún hay pocos terminales LTE y la alta penetración de terminales Categoría 4 pueden ser alguna de las causas. El operador con más velocidad en LTE en España es Vodafone, que parece que tiene 15 MHz en 1800 en algunas ciudades y 10 MHz en otras. Movistar hizo refarming de 10 MHz en general, salvo excepciones, por lo que puede alcanzar menor velocidad. 13

14 Visión general del despliegue actual El dividendo digital es como se denomina al beneficio en forma de espectro liberado que ofrece la digitalización de los canales de televisión. La Televisión Digital Terrestre (TDT) ocupa menor ancho de banda que la analógica, de forma que tras la transición se puede liberar ancho de banda para otros usos. En España, la asignación de frecuencias a la TDT en 2005 no dejó libre el segmento del espectro que posteriormente el WRC 2007 asignó en Europa a comunicaciones móviles, la futura banda 20 ( 800 MHz EU DD ), sino que quedó ocupado con canales de TDT. Por eso ahora, en 2015, se han tenido que adaptar las instalaciones de TDT, moviendo las frecuencias de algunos canales de TV. La UE está proponiendo ya un segundo dividendo digital en Europa en la banda de 700 MHz. Ver el Lamy Report Podría aplicarse en 2020 Decisión en WRC 2015, noviembre de

15 Visión general del despliegue actual La situación en España tras la subasta de 2011 dejó muy igualados a los 3 operadores grandes. Para el despliegue de 4G hay 3 opciones: Banda 800 MHz, celdas muy grandes y con muy buena penetración en interiores 5,06x el radio de la celda de 1800 MHz (aprox 9 Km vs 1.8 Km), 25,6x en área Banda 2600 MHz, celdas muy pequeñas y con muy mala penetración en interiores 0,52x el radio de la celda de 1800 MH (aprox 900 m), aprox ¼ de área Banda 1800, refarming de 2G. Ventaja: misma planificación celular 15

16 Visión general del despliegue actual Con el despliegue a 31 de marzo de 2015, utilizando 1800 MHz, solo se llega a cubrir las zonas pobladas A partir del 1 de abril de 2015, completada la liberación del dividendo digital (que se retrasó 3 meses), comienza el despliegue de 800 MHz. Las celdas de 800 MHz se ven por sus enormes radios de cobertura: parece que a día 3 de abril Movistar ha encendido ya la primera en Valencia: 16

17 Visión general del despliegue actual Comparativa de radios (celda omnidireccional sin obstáculos; en entorno urbano se reduce mucho; círculos dibujados sobre Madrid solo como referencia): Celda 800 MHz (aprox. 9 Km). Irreal para zona urbana por capacidad, pero ideal para entorno rural, caso de O2 Alemania) Celda 1800 MHz (aprox. 1,8 Km) Celda 2600 MHz (aprox 900 m).en entorno urbano la mitad, y en interiores penetra unos pocos metros) 17

18 Categorías de terminales UE Category Tasa binaria máxima capa 1 BW=20 MHz Número máximo de capas MIMO Tasa binaria máxima capa 1 BW=20 MHz Release del 3GPP Category Mbit/s Mbit/s Release 12 Category Mbit/s Mbit/s Release 8 Category Mbit/s Mbit/s Release 8 Category Mbit/s Mbit/s Release 8 Category Mbit/s Mbit/s Release 8 Category Mbit/s Mbit/s Release 8 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 10 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 10 Category 8 2,998.6 Mbit/s 8 1,497.8 Mbit/s Release 10 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 11 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 11 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 12 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 12 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 12 Category Mbit/s 2 or Mbit/s Release 12 Category 15 3,916.6 Mbit/s 8 1,497.8 Mbit/s Release 12 18

19 UE Category Categorías de terminales El cálculo de la tasa binaria máxima de un terminal dado en una celda LTE es el mínimo de las capacidades de ambos: Tasa binaria máxima = min (tasa máx UE, tasa máx enb) Capacidad de una celda LTE, con 20 MHz y MIMO 2x2 = 150 Mbps. Tasa binaria máxima según la categoría del terminal y ancho de banda: Tasa binaria máxima capa 1 DL, 64 QAM, MIMO 2x2 Ancho de Banda disponible 20 MHz, 15 MHz 10 MHz 5 MHz Número máximo de capas MIMO Tasa máxima de celda (Mbps) , ,5 Category 1 10,3 10,3 10,3 10,3 1 Category ,5 2 Category ,5 2 Category , ,5 2 Category , ,5 4 El terminal limita la tasa máxima alcanzable La red limita la tasa máxima alcanzable Caso de Vodafone ES en 1800 MHz Caso de Movistar ES en 1800 MHz 19

20 Voz en LTE: CSFB Voz en LTE. No hay CS 4 mecanismos de transporte de voz: VoLTE: Voz sobre IP en IMS: preferido por los operadores, pero aún poco extendido. Adopción lenta. Lanzado en verano de 2012 en Corea. Lanzamiento el 30 de marzo de 2015 en O2 Alemania. Para los traspasos a 3G y 2G, VoLTE requiere una peculiaridad: es un traspaso de voz sobre PS a voz sobre CS. Este traspaso se denomina SR-VCC (Single Radio Voice Call Continuity). Se requiere el SR-VCC a 3G y a 2G (este último hasta más importante, para despliegues LTE en banda de 800 MHz, 3G en 2100 MHz y 2G en 900 MHz). CSFB: Circuit Switched Fall Back (soportado por los primeros smartphones LTE con voz lanzados en verano de 2012): El terminal acampado en LTE es redirigido a 2G o 3G cuando inicia una llamada de voz o le llega una llamada entrante de voz. Retardo de varios seg. GAN (Generalized Access Network = UMA) VoLGA (impulsado inicialmente por T-Mobile), permitía acceso sobre una red de datos LTE o WiFi. Opción que quedó medio olvidada. Una opción similar, VoWiFi ha surgido recientemente (ver más adelante). VoIP: Voz sobre IP con cualquier cliente «Over The Top» (OTT) externo al operador, tipo Skype. Siempre será posible, pero lo puede ofrecer cualquier proveedor. No hay garantía de QoS, ni llamadas de emergencia, y consume más datos. 20

21 Voz en LTE: CSFB Experiencia con CSFB: El funcionamiento ha sido bueno en todos los países desde el principio ( sorprendente!) en parte debido a la simplicidad de la funcionalidad (es básicamente un Release de LTE y caída ciega en 2G/3G). CSFB puede ser a 2G o a 3G, o a ambos. Alemania: a 2G por mejor cobertura en 2G que en 3G (banda 2100 MHz) España: a 3G porque tiene UMTS 900 MHz, y Brazil a UMTS 850 MHz. El procedimiento de Release de LTE y reselección a 2G o 3G añade un tiempo que alarga el establecimiento de llamada. En el CSFB a 2G, ese tiempo extra es de unos 3 segundos. En el CSFB a 3G es de aprox 1 segundo (mejor experiencia de usuario) El tiempo total de establecimiento de llamada varía: Para llamadas originadas, entre 5 y 8 segundos. Para llamadas terminadas, entre 7 y 10 segundos. Estos tiempos no han sido percibidos como problemáticos por los usuarios. Tras terminar la llamada, algunos móviles implementan una funcionalidad de retorno rápido a LTE (en 1-2 seg), y algunas redes facilitan esta funcionalidad. Sin esta funcionalidad, el tiempo de retorno a LTE es de seg. 21

22 SMS over SGs En 2G y 3G, los SMS se suelen llevar por señalización CS. SMS en LTE. No hay dominio CS mecanismos de transporte de SMS: SMS over IMS (similar a VoLTE): requiere una red IMS. SMS over SGs: llamados erróneamente «SMS con Circuit Switched Fallback (CSFB)», utilizando la misma nomenclatura que para la voz, pero el funcionamiento es distinto: El UE no necesita salir de LTE para enviar/recibir un SMS por este método, aunque sí utiliza la MSC, pero por señalización que le llega de la MSC a través de la MME. Así se evita que para los SMS el UE tenga que acampar en 2G o 3G. SGs 22

23 Optimización de LTE La configuración de LTE no ha dado grandes problemas. Hay ciertos aspectos que están optimizando tras el despliegue inicial: El ANR (Automatic Neighbour Reporting) funciona: se trata de una funcionalidad que añade automáticamente celdas vecinas detectadas por los terminales (la falta de configuración de celdas vecinas era causa de muchas caídas en 2G y 3G). Problema: añade muchas celdas que luego no se usan. Proceso de purgado semanal manual es muy conveniente. Límite de 64 vecinas de algún fabricante es un problema porque salen más de 64 vecinas! RACH, difícil de optimizar porque no aparece en los KPIs MDT (Minimization of Drive Testing) no se está usando, aunque prometía ser una funcionalidad muy interesante: los terminales de los usuarios graban trazas en casos de fallos y las envían a los optimizadores de red automáticamente. Máximo número de usuarios por celda es configurable (240, 360, hasta 600!). Situación de bloqueo al superar ese número máximo. No conviene configurar más usuarios de los necesarios porque gastas capacidad de la celda en PUCCH (Physical Uplink Common Channel) Tráfico total de una celda LTE: aprox 10 Mbps en eventos masivos (en un ancho de banda de 10 MHz), que es una mejora comparado con lo que se conseguía en 3G (ver páginas siguientes) 23

24 Optimización de LTE Inconveniente de los sistemas HSPA y LTE: Casi todas las mejoras se aprovechan en una parte de la celda (más al centro cuanto mayor tasa binaria). Así, las altas tasas binarias realmente solo se alcanzan en el centro. En 3G (HSPA+) la distribución de tasa binaria en función del radio de la celda es: CQI vs. Throughput Peak Rates Layer 1 TCP/IP HSPA+ Peak Data Rates <0.5% cell area 42Mbps 35Mbps Dual Carrier (10Mhz) MIMO Single User Throughput 28Mbps 21Mbps 14Mbps 23.5Mbps 17.6Mbps 11.7Mbps 64QAM codes 16 QAM 5-10 codes 16 QAM 5 codes QPSK 1 to 5 codes 7.2Mbps 6Mbps 3.6Mbps 3Mbps 1.8Mbps 1.5Mbps 0.00% % 9.8% 21% 80% % Cell Area

25 Optimización de LTE El impacto de las optimizaciones (tales como 64 QAM) sobre la tasa media servida por la celda es pequeño, ya que hay muchos usuarios que no pueden beneficiarse de la tasa alta. Mbps Theoretical Peak Data Rate in in Downlink (Mbit/s) ( Mbit/s ) Average Cell Throughput in Downlink in 5MHz ( bandwidth Mbit/s (Mbit/s*) )* Peak rate achieved over two carriers in downlink 0.0 QPSK QPSK 5 codes QPSK 5 codes 16QAM 5 codes 16QAM 5 codes HSPA 16QAM 16QAM 10 codes 16QAM 10 codes 16QAM 15 codes 16QAM 15 codes 64QAM MIMO MIMO 2x2 64QAM Dual-Cell + HSPA+ MIMO2x2

26 Peak Rate 5 MHz Cell Capacity Optimización de LTE Esta estimación es de hace años, de cuando se estaba desplegando HSDPA. Predecían estas tasas de pico y medias de celda: Para LTE con MIMO 2x2 se auguraba 5.8 Mbps para un ancho de banda de 5 MHz, con pico de 170 Mbps (error, el pico es de 150). 10 Mbps para 10 MHz es cercano a esta predicción (serían 5 Mbps, en vez de 5.8, para 5 MHz) LTE LTE 4 X 4 HSPA+ LTE 2 X Mbps 5.8 Mbps HSDPA R6 HSPA HSDPA R6 Advanced Rx 3.7 Mbps 64 QAM 3.8 Mbps MIMO Dual Carrier Mbps 4.3Mbps 2.5 Mbps 2.5 Mbps 7.2 Mbps 5 MHz 14 Mbps 5 MHz 14 Mbps 5 MHz 21 Mbps 5 MHz 28 Mbps 5 MHz 42Mbps 10 MHz 170 Mbps 20 MHz 340 Mbps 20 MHz R 6 R6 R6 R7 R7 R8 R8 R8

27 Índice 1. Experiencia de Telefónica en LTE_ Licencias: países, bandas y anchos de banda Visión general del despliegue actual Categorías de terminales Voz: CSFB SMS: SMS over SGs Optimización de LTE 2. Visión de Telefónica en LTE_ Carrier Aggregation Voz: VoLTE, SRVCC y ViLTE VoWiFi y ViWiFi SMS over IP y RCS LAA y LTE+Wi-Fi Small Cells, HetNets, FeICIC MIMO 4x4 -TDD LTE para IoT 27

28 Visión de Telefónica en LTE Visión general: dónde estamos? (No todo lo que vamos a ver a continuación es LTE-A, por ejemplo VoLTE es posible con LTE, aunque el lanzamiento haya sido posterior por la complejidad del VoLTE) 28

29 Carrier Aggregation Carrier Aggregation es la funcionalidad más conocida de LTE Advanced, o 4G+ Concepto: agregación de portadoras LTE. El ancho de banda máximo de una portadora LTE es 20 MHz. Para alcanzar velocidades más altas surge la idea que el terminal se conecte simultáneamente a dos o más y sume los flujos de datos. Esto se hacía ya en 3G en el HSPA+ Dual Cell DL, que alcanza 42 Mbps agregando 2 portadoras (contiguas y en la misma banda) de 5 MHz (2x21 Mbps). CA requiere que el terminal tenga una cadena de recepción de RF por cada portadora. 29

30 Carrier Aggregation Tipos de CA en LTE: según si se agregan portadoras de la misma banda o de distintas, y si son contiguas o no. En 3G, el HSPA+ Dual Cell DL es un tipo de intra-band contiguous.

31 Carrier Aggregation Estandarización de Carrier Aggregation (parte de LTE-A) en el 3GPP, por Releases: 31

32 Carrier Aggregation Notación de las configuraciones de CA en LTE: CC: Carrier Components: número de portadoras agregadas (normalmente 2 o 3). CA Bandwidth class: combinación de CC s y ancho de banda total de cada componente: Class A: Aggregated Total Bandwidth 20 MHz, numero máximo de CC = 1 Class B: Aggregated Total Bandwidth 20 MHz, numero máximo de CC = 2 Class C: 20 MHz < Aggregated Total Bandwidth 40 MHz, numero máx de CC = 2 32

33 Carrier Aggregation Configuraciones posibles en R12: Configuraciones de CA utilizables por Telefónica España Intra-band contiguous Inter-band CA (2 bands) Inter-band CA (3 bands) E-UTRA CA Band CA_1 CA_2 CA_3 CA_7 CA_12 CA_23 CA_27 CA_38 CA_39 CA_40 CA_41 CA_42 Duplex Mode TDD TDD TDD TDD TDD Intra-band non-contiguous E-UTRA CA Band CA_2-2 CA_3-3 CA_4-4 CA_7-7 CA_23-23 CA_25-25 CA_41-41 CA_42-42 Duplex Mode TDD TDD E-UTRA CA Band CA_1-3 CA_1-5 CA_1-7 CA_1-8 CA_1-11 CA_1-18 CA_1-19 CA_1-20 CA_1-21 CA_1-26 CA_1-28 CA_1-41 CA_1-42 CA_2-4 CA_2-4-4 CA_2-5 CA_2-2-5 CA_2-12 CA_2-13 CA_ CA_2-17 CA_2-29 CA_2-30 Duplex Mode + TDD + TDD CA_3-5 CA_3-7 CA_3-8 CA_3-19 CA_3-20 CA_3-26 CA_3-27 CA_3-28 CA_3-42 CA_4-5 CA_4-4-5 CA_4-7 CA_4-4-7 CA_4-12 CA_ CA_4-13 CA_ CA_4-17 CA_4-27 CA_4-29 CA_4-30 CA_5-7 CA_5-12 CA_5-13 CA_ TDD CA_5-25 CA_5-30 CA_7-8 CA_7-12 CA_7-20 CA_7-28 CA_8-11 CA_8-20 CA_8-40 CA_11-18 CA_12-25 CA_12-30 CA_18-28 CA_19-21 CA_19-42 CA_20-32 CA_23-29 CA_25-41 CA_26-41 CA_29-30 CA_39-41 CA_ TDD + TDD + TDD + TDD TDD TDD E-UTRA CA Band Duplex Mode CA_1-3-5 CA_1-3-8 CA_ CA_ CA_ CA_1-5-7 CA_ CA_ CA_ CA_2-4-5 CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_ CA_

34 Carrier Aggregation Movistar España lanzó Carrier Aggregation de 2 portadoras ( 2xCA ) el 1 de octubre de 2014: CA_3A_7A. Actualmente solo está desplegado en Madrid y Barcelona Requiere terminales con mínimo Cat. 6 (que pueden llegar a 300 Mbps. Ya hay algún terminal comercial Cat.6, como el Samsung Galaxy S5 4G+, Note 4 y S6. El iphone 6 no es Cat 6. ) Agrega: Banda 3 (1800 MHz): 10 MHz 75 Mbps (con terminales Cat 3 y Cat 4) Banda 7 (2600 MHz): 20 MHz 100 Mbps (Cat 3) o 150 Mbps (Cat 4) Total: 175 Mbps (Cat 3) o 225 Mbps (Cat 4) En el Mobile World Congress en Barcelona el 1 de marzo de 2015, Telefónica demostró Carrier Aggregation de 3 portadoras, 3xCA : CA_3A_7A_20A Empleando terminales no comerciales Cat. 9 Agregando: Banda 3 (1800 MHz): 20 MHz 150 Mbps Banda 7 (2600 MHz): 20 MHz 150 Mbps Banda 20 (800 MHz): 10 MHz 75 Mbps (banda disponible a partir del 1 de abril!!) Total: 375 Mbps 34

35 Voz: VoLTE, SRVCC y ViLTE Telefónica lanzó técnicamente VoLTE (el lanzamiento de marketing será dentro de unos días) en O2 Alemania el 30-marzo-2015 (otros países en ) VoLTE ( Voice over LTE ) es el futuro de la voz en las redes LTE, ya que CSFB necesita una red 2G/3G, y necesitamos poder apagar las redes 2G/3G y seguir dando el servicio de voz. Las principales ventajas de VoLTE para el usuario son: Establecimiento de llamada mucho más rápido (aprox 1 segundo) Retardo boca-oído es casi la mitad que voz CS Calidad de voz mejorada, al poder utilizar fácilmente códecs de voz mejores, como AMR-WB ahora ( HD Voice ) y otros mejores en el futuro. Eficiencia espectral mejor que voz CS Consumo de batería mejor que voz CS si se utiliza con cdrx, RoHC, TTI bundling, SPS. El principal inconveniente es para el operador, que debe desplegar SR-VCC ( Single Radio Voice Call Continuity ), para el traspaso a 2G/3G. SR-VCC es una funcionalidad enormemente compleja porque supone un traspaso de una llamada sobre paquetes (Packet Switched, PS) en la red IMS a una sobre circuitos (CS). Otros operadores (Corea del Sur) desplegaron VoLTE muy fácilmente porque su cobertura LTE era completa y no necesitaban desplegar SR-VCC. 35

36 Voz: VoLTE, SRVCC y ViLTE Según la GSA, 14 operadores habían lanzado VoLTE a 7 de enero de 2015, y 80 están invirtiendo en VoLTE. VoLTE no es solo voz: utiliza la red IMS ( IP Multimedia Subsystem ), que es una red sobre paquetes para dar servicios de operador. Unido a la voz viene el vídeo, que empieza a conocerse como ViLTE ( Video over LTE ): Si VoLTE es el sustituto de las llamadas de voz tradicionales, ViLTE es el sustituto en PS y sobre IMS de las videollamadas. Las videollamadas no tuvieron éxito comercial por varias razones, pero ViLTE probablemente sí lo tendrá porque tiene muchas ventajas. 36

37 Voz: VoLTE, SRVCC y ViLTE Por qué ViLTE puede tener éxito? Desventajas de la videollamada 3G Mala calidad resultante de: - Tasa binaria de 64 Kbps - Video codificado en H Terminales con baja resolución de pantalla y cámaras de mala calidad No se puede añadir video a una llamada de voz en un momento dado y luego quitarlo y seguir con voz, ya que la videollamada es un solo canal que incluye voz y vídeo. Tarificación más cara que las llamadas de voz. Solo se puede usar sobre la red móvil (ancho de banda compartido con otros usuarios). Factor cultural: el consumo de vídeo por Internet era muy bajo hacia 2004 Otros servicios OTT (Microsoft Skype, Google Hangouts, Apple Facetime) dan mejor calidad y han conquistado a los usuarios. Ventajas de ViLTE Mucha mejor calidad: - Tasa mínima de 384 Kbps, normal de 500 Kbps, posible con LTE. - Códec de video H.264 comprime más - Pantallas y cámaras con alta resolución Sí se puede añadir video en cualquier momento, o quitarlo, porque el video va por un canal distinto de la voz. Añadir video no encarece la llamada de voz, el video cuenta como datos (consume tarifa de datos). En el futuro se podrá usar con WiFi (vease VoWiFi y ViWiFi más adelante), con tasas binarias muy altas (no compartido) Actualmente el consumo de video se ha disparado. Los servicios OTT han abierto el camino de los hábitos. ViLTE dará mejor calidad que los OTT al soportar QoS Será más fácil de usar al no requerir que el usuario instale ninguna aplicación: vendrá nativo. Además de la ventaja de privacidad de que tu llamada la gestione un operador sujeto a la ley. 37

38 VoWiFi y ViWiFi Mapa de estándares de voz y vídeo sobre 4G, 3G y WiFi: Los estándares denominados IR.xx proceden de la GSMA: son perfiles que definen los componentes técnicos definidos principalmente por el 3GPP para desarrollar un servicio determinado. Servicios basados en IMS 4G 3G WiFi Sobre LTE, con QoS (conexión a EPC e IMS a través de eutran) Sobre HSPA, con QoS (conexión a IMS a través de UTRAN) Voz VoLTE (IR.92) VoHSPA (IR.58) requiere GBR Conversational traffic class) Video ViLTE (IR.94) IR.94 incluye también HSPA con QoS Conversational traffic class Sobre HSPA, sin QoS (conexión a IMS a través de UTRAN) VoIP IR.94 incluye también HSPA sin QoS Interactive traffic class Sobre WiFi, sin QoS (conexión a EPC e IMS a través del epdg) VoWiFi (IR.51) Apple lanzó esta funcionalidad como WiFi calling ViWiFi (IR.51) Este nombre no está popularizado en la industria. 38

39 VoWiFi y ViWiFi Conexión desde redes WiFi (Non-3GPP IP Access) con EPC e IMS a través del epdg (tunel IPsec): una vez autenticado, el usuario está en el EPC (core de PS de 4G) igual que si accediera por LTE. 2G: GERAN 3G: UTRAN 4G: eutran WiFi 39

40 VoWiFi y ViWiFi Basados en VoLTE y ViLTE Una vez los terminales soporten los protocolos de VoLTE y ViLTE, soportar VoWiFi y ViWiFi será muy sencillo ya que solo cambia la interfaz radio. Perspectivas de VoWiFi: Ampliamente soportado: Tras el anuncio del soporte de WiFi calling en ios 8, muchos operadores se han apresurado a desplegar los nodos epdg necesarios para este acceso. El 25-marzo-2015 T-Mobile USA tuiteaba una foto del Nexus 6 haciendo una llamada de WiFi Calling. Android lo soportará en una release que podría ser la 5.1 o posterior. Cómodo: el acceso es transparente para el usuario, ya que se autentica utilizando las credenciales de la USIM. Confidencialidad carrier grade. 40

41 SMS over IP y RCS SMS over IP: misma funcionalidad de SMS, sin core de CS Necesario para dar continuidad al servicio de SMS legacy RCS: Rich Communication Suite. Mensajería sobre IMS: La respuesta de los operadores al Whatsapp y Skype? No, RCS empezó antes! (IMPS, SIMPLE IM ) Estandarizado por GSMA. Marca Joyn Servicios: chat 1-a-1, chat de grupo, compartir video, fotos y archivos. Descubrimiento de presencia y capacidades adaptado a red móvil (reduce tráfico, batería!) Soportará también voz sobre IP sobre IMS en el futuro (como VoLTE, pero también en 2G/3G) Es el complemento del VoLTE ( añadir voz ). Sustituto de la videollamada ( añadir video ) con mejor calidad Estándar: interoperable (todos los operadores, marcas y OS s), seguro. Vendrá en teléfonos nuevos como funcionalidad nativa, integrado con Contactos, Galería Ya disponible como aplicación descargable en España 41

42 RCS RCS sigue evolucionando: 42

43 RCS Por qué RCS es fundamental para los operadores: es el futuro de la mensajería. Evolución de los dominios Circuit Switched (CS) y Packet Switched (PS) 1G 2G 2.5G 3G 4G 5G PS OTT / T-Digital WAP (tonos y logos) WAP2.0, xhtml Blackberry GPRS Web social: Coms: 3G-PS LTE, EPS 5G WAP e-moción MMS (cont.) MMS (cont.) IMS: VoLTE, SMS over IMS y RCS RCS/IMS CS NMT,TACS GSM GSM 3G-CS Voz Voz SMS Voz SMS MMS (notif.) Voz SMS MMS (notif.) Videollam. 43

44 LAA y LTE+WiFi LAA (Licensed Assisted Access): utilización de LTE en bandas no licenciadas Inicialmente conocido como LTE-U o LTE Unlicensed, incluido por 3GPP en R13 como LAA. Las bandas utilizadas por WiFi no tienen licencia, son de uso libre LAA es un caso particular de CA, agregando: Una portadora (primaria) sobre una banda licenciada de LTE + Una o varias portadoras (secundarias) de LTE sobre banda(s) no licenciada(s) La banda licenciada proporciona una tasa binaria base y la conexión de control, mientras que las portadoras sobre bandas no licenciadas se usan solo para datos: sirven para aumentar el ancho de banda. Este esquema permite añadir gran cantidad de espectro (que el operador no podría adquirir al precio licenciado) y alcanzar altísimas tasas binarias. Demo de Vodafone con Qualcomm en el MWC 2015: (20 MHz banda 2600 MHz) + ( MHz en banda WiFi 5 GHz) 150 Mbps x 4 = 600 Mbps!! 44

45 LAA y LTE+WiFi LTE + WiFi: agregación de ancho de banda de LTE y WiFi Funcionalidad ya comercial con un LTE y WiFi independientes, lanzada por Samsung como Download booster con muy buenos resultados en el Galaxy S5 Mejor integración con WiFi del operador: 45

46 LAA y LTE+WiFi Por qué es tan atractivo LAA para los operadores? Telefónica invirtió en la subasta de 2011 un total de 668,3 millones de euros para hacerse con 70 MHz solo para España: 20 MHz en la banda 800, 10 MHz en la banda 900 y 40 MHz en la banda de 2.6 GHz. En la banda de 5 GHz hay más de 500 MHz de uso libre en todo el mundo!: Es más ventajoso usar LTE en esas frecuencias que usar WiFi porque alcanza mayor velocidad y la coordinación entre varios usuarios (scheduling) es mucho mejor en LTE. El algoritmo busca un canal libre de WiFi para transmitir LTE, de forma que no interfiera con los WiFis existentes. En Europa y Japón este requisito es más exigente y requiere una estandarización especial en el 3GPP. En USA se puede lanzar LAA ya, y T-Mobile y Verizon han anunciado despliegue comercial en

47 Small Cells, HetNets, FeICIC En los planes de despliegue de LTE coexisten celdas muy grandes (800 MHz) que se solaparán con muchas otras pequeñas (2600 MHz). Las celdas grandes proporcionan una capa de cobertura continua Las celdas pequeñas, small cells, proporcionan capacidad de tráfico Una red con celdas de distintos tamaños es heterogénea, o HetNet, mezcla de celdas macro, micro, pico y femto. El principal problema es la gestión de la interferencia. ICIC: Inter Cell Interference Coordination (Rel-8) es para macros vecinas. Cada celda informa a la otra de la interferencia que está percibiendo, para que puedan coordinarse disminuyendo la potencia de transmisión en ciertos bloques (de tiempo/frecuencia) utilizados por los terminales más alejados. eicic: enhanced (Rel-10), para HetNets si la macro interfiere a la small cell. La macro casi deja de emitir durante algunas tramas temporales (ABS: Almost Blank Subframes) para que la small cell emita en esos tiempos. FeICIC: Further enhanced (Rel-11) es para small cells, y requiere el uso de receptores avanzados con cancelación de interferencias. 47

48 MIMO 4x4 MIMO 2x2 es una funcionalidad obligatoria en LTE y que está presente en la red y los terminales desde el principio (Rel 8). En 3G, sin embargo, se añadió en la Release 7 pero pocos (0?) operadores modificaron su despliegue ( hay que duplicar las antenas!) Desde LTE Rel 8, se soporta MIMO 4x4 (terminales Cat 5) pero no se ha llegado a utilizar. En LTE Rel 10 se soporta hasta MIMO 8x8 En la práctica, es difícil que los operadores desplieguen MIMO 4x4 También es difícil que en los terminales tipo teléfono se puedan incluir 4 antenas suficientemente separadas para que funcione bien. En los tablets sí podría ser, y en los teléfonos en futuras bandas más altas. 48

49 - TDD Por ahora, las bandas que se están utilizando en Europa y América son (Frequency Division Duplex), no se usa TDD (Time Division Duplex) Sin embargo, los operadores hemos adquirido espectro en bandas TDD, por ahora sin usar En China se está utilizando y TDD, y ya existen terminales que soportan ambos modos. La economía de escala de China hace que sean baratos y de varios fabricantes Los chipsets de los terminales (Qualcomm, Mediatek, Intel y Spreadtrum) soportan también TDD Ya se han definido configuraciones de CA de + TDD. Parece que si se identifica una banda con economías de escala se podrá desplegar TDD. 49

50 LTE para IoT IoT, Internet of Things, es como se denomina a una parte emergente de Internet en la que las comunicaciones son M2M (Machine to Machine). Ejs: Contadores de electricidad, gas o agua que comunican automáticamente sus lecturas, flotas de camiones que comunican su posición, máquinas de vending que comunican su recaudación y necesidades de reposición, coches que comunican su kilometraje y averías al sistema de citas del taller del fabricante o hábitos de conducción al seguro, que automáticamente ajusta la cuota, Cultivos sembrados de sensores que comunican la humedad y temperatura de cada punto a sistemas de riego automático Pulseras para ancianos o niños que se comunican con una central de teleasistencia Hasta ahora, estas aplicaciones están usando modems 2G, por ser los más baratos. Como portadora de datos utilizan SMS o GPRS. La Categoría 0 de terminales definida en R12 sirve a esta necesidad con terminales muy baratos, pequeños y de bajo consumo. Elimina el MIMO y reduce drásticamente la tasa binaria. UE Category Tasa binaria máxima capa 1 BW=20 MHz Número máximo de capas MIMO Tasa binaria máxima capa 1 BW=20 MHz Release del 3GPP Category Mbit/s Mbit/s Release 12 50

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52 Muchas gracias!