La llegada de la tecnología 4G+, también conocido como LTE Advanced, significó una gran mejora de velocidad a la hora de navegar por Internet con nuestro teléfono móvil. En este post te explicamos que es el 4G+, el Carrier Aggregation y las diferencias entre 4G y 4G+.

¿Qué es el 4G+?

 

El 4G+ es la evolución del 4G. Se trata de una tecnología, que, con la combinación de dos frecuencias, nos permite conseguir una mayor velocidad de conexión. Trabaja en las bandas de frecuencia de 700MHz y 2600MHz. Esta combinación nos permite tener una mejor conexión a Internet, aumentando hasta un 50% más que el 4G y pudiendo alcanzar los 300Mbps de descarga y los 50Mbps de subida.

Carrier Aggregation, esencial para el 4G+

¿Qué es Carrier Aggregation?

Carrier Aggregation o agregación de portadoras es una tecnología esencial en 4G+ o LTE Advanced (LTE-A) que permite mayores capacidades en redes las móviles. Carrier Aggregation es una tecnología que beneficia a todo la industria móvil: usuarios, operadores, desarrolladores de Apps y fabricantes de equipos, al ofrecer velocidades de datos más altas, capacidades mejoradas y la capacidad de usar fragmentos de espectro.

Nuestros modelo de router 5G Arcus y el modelo de router 4G Stratus, con categoría LTE Cat.12, cuentan con la tecnología Carrier Aggregation.

Abajo, mostramos un diagrama explicando el Carrier Aggregation. Se pueden ver dos canales que se combinan para otorgar el doble de capacidad a un dispositivo.

Tasas de datos cada vez más altas.

Carrier Aggregation en LTE facilita tasas de datos más altas y una mejor banda ancha en toda el área de cobertura.

Las tasas de datos escalan con la cantidad de espectro que permite que 3GPP (Rel. 10) admita hasta 5 carriers (portadoras) con hasta 100 MHz de espectro y soluciones comerciales para soportar hasta 3 carriers con tasas de datos de hasta 450 Mbps (Cat 5).

 

LTE avanzado con Carrier Aggregation: aumenta la capacidad de los equipos de usuario (UE)

Mayor capacidad para aplicaciones en ráfagas

El aumento de las velocidades de datos con el Carrier Aggregation se puede compensar para obtener una mayor capacidad para aplicaciones en ráfagas, como navegación web, streaming, 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 la misma capacidad, o ambas.

Carrier Aggregation beneficia a toda la industria LTE

Los usuarios obtienen una mejor experiencia:

  • Velocidades más altas con menor latencia en la red.
  • Descargas más rápidas de imágenes, archivos, páginas web, videos de mayor calidad, etc.

 

Los operadores pueden aprovechar al máximo todos los activos de espectro:

  • Mayor capacidad de red.
  • Oportunidad de ofrecer nuevas aplicaciones / servicios que utilizan velocidades y capacidad de datos más altas.

 

Los desarrolladores de aplicaciones pueden mejorar las experiencias móviles:

  • Mejores experiencias de usuario.
  • Nuevas experiencias multimedia inmersivas, como el 4K.
  • Aprovechar al máximo la conectividad y la multimedia de los smartphones.

 

Los fabricantes pueden mostrar liderazgo tecnológico y diferenciación:

  • Liderar el mercado con adopción temprana de la tecnología.
  • Ofrecer dispositivos categorizados según su velocidad y capacidad.
  • Expandir el uso de Carrier Aggregation para llegar a los mercados globales.

 

LTE Advanced ofrece velocidades de datos sustancialmente más altas que las versiones iniciales de LTE. Si bien se ha mejorado la eficiencia del uso del espectro, esto por sí mismo no puede proporcionar las velocidades de datos requeridas para 4G LTE Advanced.

Para alcanzar estas velocidades de datos tan altas, es necesario incrementar los anchos de banda de transmisión por encima de los que pueden ser admitidos por una única portadora (Carrier) o canal. El método que se propone se denomina Carrier Aggregation. Al utilizar la agregación de portadoras (Carrier aggregation) LTE Advanced, es posible usar más de un portador y de esta manera aumentar el ancho de banda de transmisión general.

Estos canales o portadoras pueden estar en elementos contiguos del espectro o pueden estar en diferentes bandas.

La disponibilidad del espectro es un factor clave para 4G LTE. En muchas áreas solo están disponibles bandas bajas, como 10 MHz. Como consecuencia, la agregación de portadoras (Carrier aggregation) en más de una banda está incluida en las especificaciones, aunque presenta algunos desafíos técnicos.

Conceptos básicos de Carrier Aggregation LTE

Las cifras objetivo para el rendimiento de datos en el downlink (enlace de bajada) son 1 Gbps para 4G LTE Advanced. Incluso con las mejoras en la eficiencia espectral, no es posible proporcionar las tasas de rendimiento de datos requeridas dentro del canal máximo de 20 MHz. La única forma de alcanzar 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 uso de 40 MHz para un rendimiento mínimo. En el futuro, es posible que se amplíe el límite superior de 100 MHz.

Es bien sabido que el espectro es un bien valioso y que lleva tiempo reasignarlo de un uso a otro: el coste 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 dejan de utilizarse, pueden reasignarse. Esto nos lleva a grandes niveles de fragmentación.

Para un terminal LTE, cada portador (carrier) de componente aparece como un portador LTE, mientras que un terminal LTE-Advanced puede explotar el ancho de banda total.

 

Aspectos RF del Carrier Aggregation

Hay varias formas en las que se pueden agregar los operadores LTE:

formas de agregacion de portadoras

Tipos de Carrier Aggregation LTE

 

Intrabanda:

Esta forma de carrier aggregation utiliza una sola banda. Hay dos formatos principales para este tipo de agregación de portadores:

Contigua: la agregación de portadoras contiguas intrabanda es la forma más fácil de implementar la agregación de portadoras LTE. Aquí los portadores están adyacentes entre sí.

El terminal puede considerar el canal agregado como un solo 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 necesitan 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 sea capaz de operar en un ancho de banda tan amplio sin reducir el rendimiento. Aunque los requisitos de rendimiento son los mismos para la estación base, los requisitos de espacio, consumo de energía y costes son menos estrictos, lo que permite una mayor flexibilidad en el diseño. Además, para la estación base, la operación de múltiples portadoras, incluso si no es agregada, ya es un requisito en muchos casos, requiriendo poco o ningún cambio en los elementos de RF del diseño. Naturalmente, se requerirían actualizaciones de software para atender la capacidad adicional.

No contigua: el Carrier aggregation intrabanda no contigua es algo más complicada que el caso en el que se utilizan portadoras adyacentes. Ya no se puede tratar la señal multiportadora como una sola señal y, por lo tanto, se requieren dos transceptores. Esto lo hace más difícil particularmente en el UE (equipo de usuario) donde el espacio, la energía y el coste son primordiales.

Interbandas no contiguas:

Esta forma Carrier aggregation utiliza diferentes bandas. Será de especial utilidad debido a la fragmentación de las bandas, algunas de las cuales tienen solo 10 MHz de ancho. Para el UE (equipo de usuario), requiere el uso de múltiples transceptores dentro de un solo dispositivo, con el impacto habitual en el coste, 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 se pueden transmitir en paralelo hacia o desde el mismo terminal, lo que permite obtener un rendimiento mucho mayor.

 

Anchos de banda de Carrier Aggregation

Al agregar portadoras para una señal LTE, se requieren varias definiciones para el ancho de banda de los canales combinados. Como hay varios anchos de banda que es necesario describir, es necesario definirlos para reducir la confusión.

Definiciones de ancho de banda de Carrier Aggregation LTE intrabanda

Clases de ancho de banda de Carrier Aggregation LTE

CARRIER AGGREGATION
CLASES DE ANCHO DE BANDA

TRANSMISION AGREGADA
CONFIGURACIÓN BW

NUMERO DE  PORTADORES DE COMPONENTES

A

≤100

1

B

≤100

2

C

100 – 200

2

Portadores agregados LTE

Cuando los portadores se agregan, cada portador (Carrier) se denomina portador de componentes. Hay dos categorías:

Portador de componente primario: este es el portador principal en cualquier grupo. Habrá una portadora de enlace descendente primaria y una portadora de componente primaria de enlace ascendente asociada.

Portador de componente secundario: puede haber uno o más portadores de componente secundario.

No hay una definición de qué portadora debe usarse como portadora de componente principal; diferentes terminales pueden usar diferentes portadoras. 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 la portadora primaria de enlace descendente y la portadora del componente primario de enlace ascendente correspondiente es específica de la celda. Una vez más, no hay definiciones de cómo debe organizarse esto. La información se envía al terminal del equipo de usuario como parte de la señalización general entre el terminal y la estación base.

 

En resumen…

Carrier Aggregation es una tecnología que nos permite obtener mayor velocidad de datos en las redes móviles mediante la combinación de canales.

Se pueden combinar hasta 5 carriers, con hasta 100MHz de espectro.

Esta tecnología beneficia a toda la industria: usuarios, operadores, desarrolladores y fabricantes.

Hay varias formas de Carrier Aggregation:

– Intrabanda contigua y no contigua.

– Interbanda.

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