TUTORIAL LTE

LTE

LTE Resource Block

La estructura de bloques en LTE la forman los physical resource block (PRB), y el manejo de todos los PBRs lo hace una función de scheduling en el eNodeB, como resumen:

• Un trama (frame) son 10ms y consta de 10 sub-frames
• Un sub-frame es 1ms y contiene 2 slots
• Un slot es 0.5ms en el dominio de tiempo y cada asignación de 0.5ms puede contener N “resource blocks” [6<N<110]  en función de la asignación de ancho de banda y disponibilidad de recursos.
• Un Resource Block (RB) es 0.5ms y contiene 12 subportadoras por cada símbolo OFDM en el dominio de frecuencia.
• Hay 7 símbolos (normal cyclic prefix) por cada timeslot en el dominio de tiempo o 6 símbolos en un ciclo largo.

El Resource Element es la unidad más pequeña de asignación de recursos y su relación con el Resource Block se puede ver en la siguiente figura desde el punto de vista de tiempo y frecuencia.

El número de bloques de recursos físicos disponible en el sistema depende de la canalización tal como se indica en la siguiente tabla:

Hay que subrayar que el número de subportadoras disponibles y el número de PRB están relacionados. En efecto el número de subportadoras es 12 veces el número de PRBs más una, ya que hay que considerar que la subportadora central (ó subportadora DC) de la banda disponible no se utiliza para transmitir información. La subportadora DC se utiliza para facilitar los mecanismos de ajuste y sincronización en frecuencia del receptor.

Ya que en un bloque de recursos físicos (PRB) disponemos de 7 símbolos con 12 subportadoras asociadas a cada uno de ellos, tenemos en total 84 recursos disponibles en donde ubicar los símbolos QPSK, 16QAM o 64 QAM. Suponiendo que utilizamos la modulación de mayor eficiencia espectral, es decir 64 QAM que transmite 6 bits/símbolo, resulta que en un PRB podemos llegar a transmitir hasta 504 bits, incluyendo datos codificados de usuario, canales de control y señalización propia de la capa física del sistema, cada 0,5 ms, lo que proporciona una velocidad bruta de transmisión de pico de aproximadamente Rb,PRB=504bits/0,5 ms - 1 Mb/s. Por consiguiente, tomando en consideración el número de radiobloques indicados en la tabla anterior, las velocidades de pico globales en la interfaz aire para las distintas canalizaciones son:

Los valores de velocidad de pico indicados en la primera fila incluyen tanto los datos de usuario como los canales de señalización del sistema y las señales de referencia. Si estimamos que los recursos destinados a control y señalización en LTE oscilan alrededor de un 15% aproximadamente del total disponible, entonces en la segunda fila de la tabla se pueden ver las velocidades de transmisión de pico brutas o a nivel de capa física por usuario del sistema Estas velocidades se corresponden a un sistema sin multiplexado espacial (sin MIMO). En el caso de considerar una estructura MIMO 2x2 podemos estimar grosso modo que las velocidades de pico serán el doble, es decir, se ve que la interfaz aire del sistema LTE puede alcanzar los 150Mb/s en el enlace descendente si dispone de una canalización 20MHz. Obviamente, el cálculo anterior es una primera estimación de las capacidades de transmisión del sistema. Las velocidades de pico reales alcanzadas por un usuario dependen de muchos factores, por ejemplo la calidad del canal radio, el número de usuarios simultáneos en la celda, el tipo de despliegue realizado por el operador, el tipo de servicio considerado y la calidad (QoS) asociada, la capacidad del terminal móvil etc.