زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4g/lte) در كشور علی...

14
د رش هاي ه ن ي م ر هار چ ل س ن ل ي ا وب م ه ك ب ش( 4G/LTE ) ور ش ك در ی، ل ب ل ج* ن سی ح، * ج ل ج0 ک ي ا مدي، ب ح ا5 وت7 ت ف ی عل* مان ی ل ش اس ب ل ی ، ا ناد اروا و ف ان*، ب ن عا ن ك اوس ب ش ف ی ر ش ی5 ت ع ن ص گاه ش ن دا ه ن ي ش هار چ23 رداد م1392 یص ص خ5 ت س نرا ف ن ك* ن می و س ی ط ا ب5 ن ن* ا_ر ي و ن اوري هاي ن فLCTC 2013 ا ب شe م ا کا ی کاوش5 ن ا5 ق ن5 ق ح5 ت23 رداد م1392 3 rd LCTC 2013

Upload: martin-foster

Post on 18-Dec-2015

238 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار

(4G/LTE) در كشور

علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی،

سیاوش کنعانیان، فواد اروانی ، الیاس سلیمان

دانشگاه صنعتی شریف1392 مرداد 23چهارشنبه

تخصصی کنفرانس سومينفناوری های نوين ارتباطی

LCTC 2013

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 2: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

Wireless Standards Complexity

ANY WHERE

ANY DEVICE

ANY TIME

ANY NETWORK

Bro

adcas

tW

MAN

Cellular

WLAN

WPA

N

SEAMLESS CONNECTIVITY

Navig

atio

n

GSM

GPRS

EDGE

UMTS HSDPA HSUP

A3.9G

4G

Cellular

802.16d

802.16e

WMAN802.11

b

802.11g

802.11a

802.11n

WLAN

UWB

RFID

Bluetooth®

WPAN

DVB-HISDB-T

DMB

Broadcast DTV

A-GPS Galileo

Navigation

FMHD DAB

Broadcast Radio

Without open wireless architecture, the wireless industry will be totally messed-up

Page 3: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 4: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

Cellular Generations 1G, 2G, 3G, 4G

Generation Definition Throughput Technologies

1G Analog 14.4 kbps (peak) AMPS,NMT,TACS

2G Digital(Narrow band Circuit Data)

9.6/14.4 kbps(peak) TDMA, GSM, CDMA

2G Transitional Packet Data 114/236.8 kbps(peak)

20-40 kbps HSCSD, GPRS, EDGE

3G Digital broadband packet data

3.1 mbps (peak)

500-700 kbpsUTMS,

CDMA2000 1XRTT

3G Transitional >2mbps 3.6/7.2/14.4 mbps(peak)

1-3 mbpsHSPA,

CDMA2000 EV-DO

4GDigital broadband

packet basedAll IP (VOIP)

100 – 300 mbps (peak)

3-12 mbps

LTE AdvancedWiMax Advanced

HSPA+

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 5: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

Wireless World Map

System Application Distance Mobility Data rate

ZigBee Industrial Short Low Low (< 1 Mbps)

Bluetooth PC, Cell phone Short Low Medium ( 1 Mbps)

UWB Home appliances Short Low High ( > 50 Mbps)

WiFi PC network Medium Low High (> 100 Mbps)

WiMAX fixed Internet Service Long Low Medium

2/2.5 G Cellular Voice + low rate data Long Medium Low

3/3.5G Cellular Voice + Internet Long High Medium

4G Cellular WiMAX & LTE Voice + ?? Long High High

4G Advanced Voice + ?? + ?? Long High Very high ( > 200 Mbps)

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 6: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

LTE Evolution

2013/20142009/2010

GSM/GPRS

EDGE, 200 kHzDL: 473 kbpsUL: 473 kbps

EDGEevoDL: 1.9 MbpsUL: 947 kbps

HSDPA, 5 MHzDL: 14.4 MbpsUL: 2.0 Mbps

HSPA, 5 MHzDL: 14.4 MbpsUL: 5.76 Mbps

HSPA+, R7DL: 28.0 MbpsUL: 11.5 Mbps

2005/2006 2007/2008 2011/2012

HSPA+, R8DL: 42.0 MbpsUL: 11.5 Mbps

cdma2000

1xEV-DO, Rev. 0 1.25 MHzDL: 2.4 MbpsUL: 153 kbps

1xEV-DO, Rev. A 1.25 MHzDL: 3.1 MbpsUL: 1.8 Mbps

1xEV-DO, Rev. B 5.0 MHzDL: 14.7 MbpsUL: 4.9 Mbps

HSPA+, R9DL: 84 MbpsUL: 23 Mbps

DO-AdvancedDL: 32 Mbps and beyondUL: 12.4 Mbps and beyond

LTE-Advanced R10DL: 1 Gbps (low mobility)UL: 500 Mbps

Fixed WiMAXscalable bandwidth1.25 … 28 MHztypical up to 15 Mbps

Mobile WiMAX, 802.16eUp to 20 MHz DL: 75 Mbps (2x2)UL: 28 Mbps (1x2)

Advanced MobileWiMAX, 802.16mDL: up to 1 Gbps (low mobility)UL: up to 100 Mbps

VAMOSDouble SpeechCapacity

HSPA+, R10DL: 84 MbpsUL: 23 Mbps

LTE (4x4), R8+R9, 20MHzDL: 300 MbpsUL: 75 Mbps

UMTSDL: 2.0 MbpsUL: 2.0 Mbps

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 7: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

و باالخره همگرائی استاندارد ها پس از سالها

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 8: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

What is 4G?

• 4th Generation of Mobile communications– First Gen Analog, AMPS– 2G, Digital, IncreaseVoice Capacity- TDMA, GSM & 1xRTT– 3G High Speed Data; EVDO, UMTS, HSPA

• ITU defines 4G as 100 Mbps mobile, 1 Gbps stationary– LTE-Advanced & WiMax 2.0 4G certified, theoretically capable– Realistic? Nokia lab demo w/ 8 antennas, 60 MHz & 1 user

• Market 4G defined as ~10X 3G or 5-10+ Mbps

• Current gen WiMax, LTE & HSPA+

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 9: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

LTE Releases

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 10: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

4G Technical Requirements

• Increase data rate (100 Mbps downlink / 50 Mbps uplink)

• Improve wireless performance (Better reception and coverage)

• Increase spectrum efficiency (More subscribers and more data)

• High flexibility of allocation (Quick adjust of data rate)

• Spectrum flexibility (Several bandwidths can be used)

• Optimized for low speed ( Best at < 20 km/hr & support up to 350 km/hr)

• Add Multi-Cast and Broadcast Services (Broadcast services like TV)

• Faster call setup

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 11: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

WiMAX vs LTE Parameters

Parameter WiMAX LTE

Duplex method TDD FDD and TDDBandwidth 5 and 10 MHz 1.25, 3, 5, 10, 15 & 20 MHzFrame size 5 ms 10 ms with 10 sub-frames

Multiplex Access DL OFDMA OFDMA

Multiplex Access UL OFDMA SC-FDMA

Scheduling speed Every frame (5 ms) Every sub-frame (1 ms)

Subcarrier spacing 10.9 kHz 15 kHzMaximum DL Data rate

(SISO) 46 Mbps (10 MHz band) 50 Mbps (10 MHz band)

Modulation QPSK, 16QAM, 64 QAM QPSK, 16QAM, 64 QAM

Coding for user data Convolution or Turbo Turbo

Diversity MIMO up to 2x2TD & SM

MIMO up to 4x4TD & SM

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 12: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

LTE freq. bands (FDD/TDD)E‑UTRA

OperatingBand

Uplink (UL) operating band Downlink (DL) operating band

FUL_low – FUL_high [MHz] FDL_low – FDL_high [MHz]

1 1920 – 1980 2110 – 2170

2 1850 – 1910 1930 – 1990

3 1710 – 1785 1805 – 1880

4 1710 – 1755 2110 – 2155

5 824 – 849 869 – 894

6 830 – 840 875 – 885

7 2500 – 2570 2620 – 2690

8 880 – 915 925 – 960

9 1749.9 – 1784.9 1844.9 – 1879.9

10 1710 – 1770 2110 – 2170

11 1427.9 – 1452.9 1475.9 – 1500.9

12 698 – 716 728 – 746

13 777 – 787 746 – 756

14 788 – 798 758 – 768

17 704 – 716 734 – 746

18 815 – 830 860 – 875

19 830 – 845 875 – 890

20 832 - 862 791 - 821

21 1447.9 - 1462.9 1495.9 - 1510.9

22 3410 - 3500 3510 - 3600

E‑UTRA Operating

Band

Uplink (UL) operating band

Downlink (DL) operating band

FUL_low – FUL_high [MHz] FDL_low – FDL_high [MHz]

33 1900 – 1920 1900 – 1920

34 2010 – 2025 2010 – 2025

35 1850 – 1910 1850 – 1910

36 1930 – 1990 1930 – 1990

37 1910 – 1930 1910 – 1930

38 2570 – 2620 2570 – 2620

39 1880 – 1920 1880 – 1920

40 2300 – 2400 2300 – 2400

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 13: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

LTE bands cont.

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013

Page 14: زمينه هاي رشد شبكه موبايل نسل چهار (4G/LTE) در كشور علی فتوت احمدی، بابک خلج ، حسین جلیلی، سیاوش کنعانیان،

LTE Spectrum

Downlink Uplink

OFDMA SC-FDMA

تحقیقاتی کاوشکام آسیا 1392 مرداد 23 3rd LCTC 2013