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20/09/2012

4G: Tecnologías de Celular

Esta página: Presenta las tecnologías de 4G de celular y acompaña su evolución: UMTS
(GSM, WCDMA, HSPA, HSPA+, LTE y LTE-Advanced) y Wimax.

La 4 ª Generación (4G) de redes de celulares tiene como objetivo ofrecer servicios de datos con tasas de transmisión más elevadas que las ofrecidas por redes HSPA+.

Tecnología 4G: LTE-Advanced y WirelessMAN-Advanced

ITU estableció las especificaciones para que una tecnología sea denominada como siendo 4G. Una determinada tecnología es considerada 4G cuando es reconocida como un sistema IMT-Advanced (4G).

En octubre de 2009, LTE-Advanced fue evaluada como una candidata a la tecnología 4G.

En octubre de 2010 a ITU anunciou oficialmente a LTE-Advanced e WirelessMAN-Advanced, parte do Wimax IEEE 802.16m como tecnologias IMT-Advanced(4G).

El LTE fue estandarizado por el 3GPP y emplea nuevas técnicas de modulación en su interface aérea:

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex),
MIMO (Multiple Input Multiple Output) antenna technology.

Estas tecnologías son utilizadas también por el WiMAX.

A pesar de que el LTE haya sido especificado para trabajar con canles de 1,4, 3,5, 10, 15 y 20 MHz, las velocidades más altas sólo son obtenidas con canales de 20 MHz, cuando es posible obtener 100 Mb/s de velocidad de pico de downlink y 50 Mb/s de uplink. Los próximos releases deben ampliar para 150 Mbps (categoría 4)

El LTE ofrece además una reducción de la latencia. Él debe ser utilizado inicialmente para datos y desahogar el tráfico de las redes actuales. La voz en el LTE es VoIP.

La tabla a continuación presenta los dos principales estándares para redes 4G.

	UMTS	Otras
Interface Radio	LTE	WIMAX
Banda por portador	20 MHz	20 MHz
Evolución de los operadores que utilizan	GSM	TDMA
Órgano que define la estandarización	3GPP	3GPP2

Presentamos a continuación un detallamiento de estos estándares. Para consultar tecnologías 1G, 2G y 3G de celular haga clic aquí.

Las Tasa de datos ofrecidas por los operadores

A continuación, presentamos la tasa de datos (downlink) ofrecida, a los usuarios, por los principales operadores de banda ancha móvil en el Mundo:

Generación	2G			3G
Tecnología	GSM	GPRS	EDGE	WCDMA (UMTS)	HSPA	*HSPA+	**LTE
Tasa de datos para usuario	10-40 Kbps	40-50 Kbps	100-130 Kbps	128-384 Kbps	0,3-1 Mbps	3-6 Mbps	5-12 Mbps

* Ofrecida por Claro y Vivo.

** Ofrecida por Verizon y AT&T en los EUA.

Evolución de la Tecnología GSM -> LTE-Advanced

Origen GSM: Europa.

Generación	2G			3G				4G
Tecnología	GSM	GPRS	EDGE*	WCDMA (UMTS)	HSPA	HSPA+	LTE**	LTE-Advanced
Tasa de datos máx. teórica (Downlink)	14,4 Kbps	171,2 Kbps	473,6 Kbps	2,0 Mbps	7,2/14,4 Mbps	21/42 Mbps	100 Mbps	1,0 Gbps
Tasa de datos máx. teórica (Uplink)	-	-	473,6 Kbps	474 Kbps	5,76 Mbps	7,2/11,5 Mbps	50 Mbps	0,5 Gbps
Tasa de datos media de Downlink (kbit/s)	10-40 kbit/s	40-50 kbit/s	100-130 kbit/s	128-384 kbit/s	1-10 Mbps	-	-	-
Canalización (MHz)	0,2	0,2	0,2	5	5	5	20	100
Tiempo de latencia (ms)	500	500	300	250	~ 70	~ 30	~ 10	< 5

Nota: Dw: Down Link (ERB->Celular); Up: Up Link (Celular->ERB).

* Rel 4

** Rel 8

Tiempo de latencia

Además de la tasa de datos, los varios releases buscan mejorar el tiempo de latencia, tiempo que la respuesta a los datos enviados demora para volver. La tabla a continuación presenta una comparación de los tiempos de latencia para las varias tecnologías. (Fuente UMTS Forum)

milisegundos	GPRS	EDGE*	WCDMA	HSDPA	HSUPA	HSPA+	LTE**
Latencia	700	300	200	130	100	-	1

* Rel 4

** Rel 8

consulte Tecnologias de 3G

El LTE disponíble es basado en la duplexación por división de frecuencia (FDD), donde dos bandas diferentes son utilizadas para la transmisión y recepción, y en la duplexación por división en el tiempo (TDD), donde la transmisión y la recepción utilizan la misma banda de frecuencias de forma alternada.

Una variante del TDD es el Time Division-Synchronous CDMA (TD-SCDMA) desarrollado principalmente para ser utilizado en China.

Frecuencias - Asignación de las bandas para LTE

Los sistemas LTE pueden ser implantados en las frecuencias de 700/800/1800/2600 MHz, aunque el rango de frecuencia de 700 MHz sea el que tiene más ventajas.

Las redes LTE ya implantadas utilizan en su mayoría un par de canales separados para transmisión y recepción (FDD), aunque haya también redes en que la transmisión y recepción compartan el mismo canal (TDD).

LTE FDD
Banda LTE (Nº)	Uplink (MHz)	Downlink (MHz)	Largo de Banda (MHz)
1	1920-1980	2110-2170	60
2	1850-1910	1930-1990	60
3	1710-1785	1805-1880	75
4	1710-1755	2110-2155	45
5	824-849	869-894	25
6	830-840	875-885	10
7	2500-2570	2620-2690	70
8	880-915	925-960	35
9	1749,9-1784,9	1844,9-1879,9	35
10	1710-1770	2110-2170	60
11	1427,9-1452,9	1475,9-1500,9	20
12	698-716	728-746	18
13	777-787	746-756	10
14	788-798	758-768	10
15	1900-1920	2600-2620	20
16	2010-2025	2585-2600	15
17	704-716	734-746	12
18	815-830	860-875	15
19	830-845	875-890	15
20	832-862	791-821	30
21	1447,9-1462,9	1495,5-1510,9	15
22	3410-3500	3510-3600	90
23	200 -2020	2180-2200	20
24	1625,5-1660,5	1525-1559	34
25	1850-1915	1930-1995	65

LTE TDD
Banda LTE (Nº)	Asignación (MHz)	Largura de Banda (MHz)
33	1900-1920	20
34	2010-2025	15
35	1850-1910	60
36	1930-1990	60
37	1910-1930	20
38	2570-2620	50
39	1880-1920	40
40	2300-2400	100
41	2496-2690	194
42	3400-3600	200
43	3600-3800	200