LTE (4G) por Luis Mendo Tomás; profesor de la ETSIT (UPM) - Parte 1

Este es el índice que voy a seguir. Yo me voy a ocupar de la parte de 4G. Mañana, no sé si es mañana, creo que veis 5G. Vais a ver que son sistemas bastante parecidos, o sea que mucho de lo que aprendamos hoy con 4G nos vale para 5G. 00:00:00

Ya sabéis que los sistemas se clasifican en evoluciones 2G, 3G, 4G, 5G. El salto de la cuarta a la quinta es el más pequeño de todos con diferencia, o sea, son dos sistemas muy parecidos. 2G, 3G no tenían nada que ver con el siguiente, pero ya 4G y 5G son muy similares. 00:00:18

entonces antes de empezar con el sistema 4G o LTE propiamente dicho 00:00:37

pues vamos a revisar un poco conceptos básicos, aquí iré rápido 00:00:42

y además alguna parte se solapa un poco con lo que acabáis de ver con José Manuel Riera 00:00:48

y ya entraremos después pues en detalles sobre todo de la parte radio del sistema 00:00:53

que es de la que nos ocupamos en este curso 00:00:59

Bueno, como conceptos básicos simplemente quiero revisar una serie de ideas que son importantes porque influyen mucho en lo que vamos a ver después 00:01:01

Entonces voy a intentar poner aquí un marcador rojo que se ve mejor 00:01:12

Bueno, la idea quizá más importante que hay que tener clara porque condiciona mucho todo el funcionamiento de los sistemas móviles 00:01:18

es que la propagación siempre es multitrayecto. Es decir, tú tienes por aquí una estación base, 00:01:26

que es esa foto que se veía antes con las nubes grises de fondo, con las antenas en la torre y demás, 00:01:33

y aquí tienes el terminal móvil, perdón, aquí el terminal móvil, y en medio pues la señal se propaga 00:01:38

normalmente siguiendo más de un camino, porque siempre hay rebotes en edificios o en personas 00:01:45

que van pasando por ahí o en vehículos. A veces hay un camino directo, en este caso no, porque está obstaculizado, 00:01:51

hay una difracción en este edificio y bueno, por el camino rosa te llega algo de señal, aunque se atenúa un poco 00:01:58

porque tienes ahí un obstáculo en medio. En definitiva, siempre tienes más de un camino por el que la señal llega. 00:02:04

Aquí he puesto 3 para que la transparencia no sea muy complicada, pero en la práctica serían 30 o 300, 00:02:12

Porque puede haber incluso reflexiones múltiples de una pared a otra, de un edificio a otro. Y bueno, ese hecho, el hecho de que la señal viaja por diferentes caminos, tiene una serie de consecuencias. Las más importantes es que producen desvanecimiento o variaciones aleatorias del nivel recibido. 00:02:18

La idea, muy resumida, es que si tenemos el terminal móvil aquí, pues si hubiera, por ejemplo, dos señales, nada más, vamos a quitar la verde y pensar nada más en la naranja y la rosa, 00:02:39

según donde te pongas, por ejemplo, si te mueves un poquito, digamos, hacia la izquierda, pues ahora en esta nueva posición, si os imagináis la señal naranja que llega a esa nueva posición, 00:02:51

que ocurriría pues que recorre un poco más de camino con lo cual tiene un poco más de retardo 00:03:04

y por tanto el desfase que sufre esa señal es distinto mientras que a la señal rosa si estamos 00:03:09

en esta posición le ocurre lo contrario que el retardo es distinto si cambia el retardo está 00:03:16

cambiando el desfase relativo de las dos señales con lo cual puede ocurrir perfectamente que en 00:03:21

esta primera posición la señal rosa y la naranja llegaban en fase o digamos con un retardo que es 00:03:26

múltiplo del periodo de la señal con lo cual las sinusoides se suman máximo contra máximo y tenemos 00:03:33

una suma constructiva y en cambio en otra posición como cada fase puede haber cambiado de una manera 00:03:39

distinta pues a lo mejor en esa nueva posición ahora en vez de estar en fase están en oposición 00:03:45

de fase y según te vas moviendo pues eso va cambiando y si en vez de dos rayos tenemos tres 00:03:51

o 30 o no sé cuántos, pues al final lo que ocurre es una cosa como esta, que en función de, digamos, de cómo te vas moviendo y de cómo van cambiando aleatoriamente esas fases, 00:03:56

pues tienes variaciones aleatorias del nivel recibido, que pueden ser muy grandes, a lo mejor 30, 40 dB fácilmente. 00:04:09

30 dB suena como un número pequeño pero si lo vemos en unidades naturales significa mil veces 00:04:18

30 dB menos potencia es que ha bajado o ha subido mil veces 00:04:24

con lo cual tenemos variaciones bastante fuertes de nivel recibido 00:04:28

y además esas variaciones son muy rápidas 00:04:33

porque ¿cuánto hay que moverse para que notemos este tipo de cambios? 00:04:36

pues al final es una fracción de longitud de onda porque la longitud de onda es el periodo espacial de la señal 00:04:41

dicho de otra manera, si tú te mueves exactamente 00:04:46

en una longitud de onda, la fase 00:04:49

ha dado una vuelta completa de 0 00:04:51

a 360 grados y estás igual 00:04:53

que estabas, luego con una fracción 00:04:55

de eso ya puedes empezar 00:04:57

a notar como las señales 00:04:59

pues empiezan a desfasar 00:05:01

y cuando antes estaban en fase 00:05:02

ahora están en oposición de fase o al revés 00:05:05

en definitiva, el criterio 00:05:07

que se suele tomar es una fracción 00:05:09

digamos media longitud de onda o de ese orden 00:05:11

es la separación típica 00:05:13

que se suele cumplir 00:05:15

entre máximos y mínimos. ¿Cuánto es la longitud de onda? Depende de la frecuencia, pero en las 00:05:16

bandas habituales de móviles, 900 megahercios, 1800, 3500, la longitud de onda siempre es pues 00:05:23

del orden de decenas de centímetros, con lo cual media longitud de onda puede ser 7 centímetros, 00:05:30

algo así, ¿cuánto tardas en moverte esa velocidad? Si vas andando, bueno, pero si vas en un coche es 00:05:36

muy rápido, a lo mejor en cuestión de milisegundos, pocos milisegundos, como pone aquí la transparencia, 00:05:42

ya estás notando esas variaciones que pueden ser de muchos dBs, de máximo a mínimo. Con lo cual, 00:05:48

se producen cambios que son aleatorios y que son rápidos. Primera idea importante, consecuencia de 00:05:55

la propagación multitrayecto. Segunda idea importante, la misma pero en frecuencia. Si en vez de cambiar 00:06:01

el tiempo aquí pongo un eje que dice frecuencia ocurre exactamente lo mismo a diferentes frecuencias 00:06:07

la suma en fase o en contrafase de esas señales va a cambiar digamos en este caso aunque tú estés 00:06:14

quieto y el entorno es de todo estático no hay coches que se muevan todo está quieto pues en 00:06:21

principio las fases de las señales no van a variar pero si tú cambias la frecuencia estás cambiando 00:06:27

la longitud de onda. Con lo cual, para esta distancia, por ejemplo, de la componente rosa, 00:06:32

pues si antes recorría, vamos a decir un ejemplo, 200 longitudes de onda, y ahora esa 00:06:39

longitud de onda es un poquito más pequeña que antes, porque ha subido la frecuencia, 00:06:44

pues ahora ese 200, a lo mejor son 201, o 200 y medio, y ya tenemos otra vez un cambio 00:06:48

de fase entre las diferentes componentes multitrayecto. Con lo cual, si lo vemos en el eje de frecuencia, 00:06:55

pues misma idea en función de cómo vamos cambiando la frecuencia el canal tiene subidas y bajadas que 00:07:01

pueden ser también muy profundas como hemos dicho antes y que es algo que hay que tener en cuenta 00:07:08

cuando uno diseña el sistema porque si transmite es por ejemplo una señal que tengo un cierto ancho 00:07:12

de banda vamos a hacer aquí un dibujo rápido como vamos a ver luego pues las señales lte que son 00:07:19

más o menos rectangulares, que a veces salen esos picos 00:07:25

cuando dibujo, pues si ese es el ancho de banda de la señal 00:07:29

pues dentro de ese espectro que ocupa la señal va a haber unas frecuencias que se atenúan 00:07:33

más que otras, con lo cual eso produce distorsiones 00:07:37

sobre la señal recibida, y es algo con lo que hay que contar 00:07:41

Bueno, segunda idea de repaso, esto muy rápido porque lo habéis 00:07:44

visto antes con la parte de José Manuel Riera, de hecho esta figura es la misma 00:07:49

Los sistemas modernos 4G, 5G utilizan OFDM, como habéis visto, con una serie de subportadoras que pueden ser cientos o incluso miles. A pesar de que los espectros de cada subportadora se solapan, como veis aquí, mediante un procesador de señal con un poco de cuidado se puede conseguir que esas subportadoras sean ortogonales. 00:07:53

Quiere decir que no interfieren una con otra, que tú puedes recibir una en teoría sin interferencia de las demás. Para que eso se cumpla hace falta que los símbolos que transmitimos, ese periodo que os he dicho antes José Manuel Riera en el que se varía la amplitud o la fase para transmitir información, pues ese tiempo de símbolo hay que alargarlo un poco con un prefijo cíclico, se llama así en UFDM, hay que hacerlos un poco más largos, digamos para que dé tiempo a que en ese periodo se reciban todos los efectos. 00:08:17

que la señal recibida no lo he dicho antes pero el multi trayecto produce ecos es decir hay varios 00:08:47

caminos pero evidentemente cada uno recorre una distancia distinta entonces aquí abajo este eje 00:08:53

que pone tau sería el retardo no pues el camino rosa es el que llega primero el verde tarda un 00:08:58

poco más porque la distancia es mayor y el naranja en este caso es el que más tarda pues todos esos 00:09:04

ecos deberían recibirse dentro de esa duración. Es el prefijo cíclico de la modulación. Y como 00:09:10

habéis visto también en la parte anterior, eso puede servir como forma de organizar las 00:09:17

transmisiones de los usuarios, porque puedes organizarlo de manera que cada usuario ocupa 00:09:22

pues un trozo del espectro, un subconjunto de las soportadoras y además no todo el tiempo. Eso da 00:09:28

lugar a una representación que se suele utilizar en sistemas OFDM en una especie de rejilla tiempo 00:09:34

frecuencia como tenéis aquí indicado donde en este caso el eje horizontal es el tiempo y tenemos 00:09:41

pues los diferentes periodos de símbolo dentro de ese periodo pues tú ya has elegido la amplitud y 00:09:48

la fase de la modulación y eso se queda quieto durante todo el tiempo que dure ese símbolo y en 00:09:54

siguiente pues lo cambias según los bits que haya que transmitir. Y en frecuencia lo mismo, tenemos 00:09:59

en paralelo un índice k que en este caso representa pues el número de su portadora desde cero hasta n 00:10:05

sub c. Entonces es una representación bastante habitual porque digamos gráficamente tú puedes 00:10:12

intuir de forma muy sencilla que la información que pongas en una de esas cajitas, por ejemplo, 00:10:19

por ejemplo, en esta, si tú ahí pones una amplitud o una fase de acuerdo con los bits que haya que enviar en ese momento, 00:10:27

pues esa información en principio se recibe sin interferencia de otros símbolos ni en el tiempo ni en la frecuencia. 00:10:36

Bueno, para ver esto de una forma un poco más gráfica, que no sea todo tan teórico, que parece que hay que imaginárselo, 00:10:46

Pues vamos a intentar hacer una visualización de esto. Ahora mismo he cambiado de ventana y deberéis estar viendo una gráfica con colores rosa, morado, amarillo. Si no fuera así me avisáis, porque quiere decir que he compartido mal la pantalla. 00:10:54

Si es así, lo que estamos viendo es, ahora mismo en la pantalla, un espectrograma 00:11:09

Por si alguno no tiene muy claro lo que es un espectrograma, tiene que ver con espectro, pero es un poquito distinto 00:11:14

Normalmente nosotros vemos las señales o en el tiempo o en el espectro, que es en la frecuencia 00:11:22

Entonces, en este caso, el espectrograma lo que nos permite ver es cómo simultáneamente, con ciertas limitaciones 00:11:27

podemos ver la variación de la señal tanto en el tiempo, que es el eje horizontal, este que pone time aquí abajo, 00:11:33

como en frecuencia, que es el eje vertical, que pone frecuencia, en hercios. 00:11:42

La idea es la siguiente, si tú tienes una señal en el tiempo y la quieres ver en frecuencia, 00:11:48

pues aplicas la transformación, la transformada de Fourier que convierte del tiempo a la frecuencia. 00:11:53

Si eso lo haces no para toda la señal, sino para un trocito, una ventana, que es como se suele llamar, por ejemplo, de un milisegundo, lo que estás viendo es el espectro de la señal, es como que estás aplicando la transformada de Fourier, pero solo en ese trocito de un milisegundo de la señal. 00:11:58

entonces eso sería en esta imagen que vemos en la pantalla sería como la primera columna de píxeles a la izquierda del todo 00:12:17

una vez que ha pasado ese milisegundo y que estás viendo el espectro pero sólo de ese trozo de señal 00:12:24

te mueves a la siguiente ventana digamos al siguiente milisegundo y dibujas en la segunda columna de píxeles 00:12:30

te mueves un píxel a la derecha y dibujas en la segunda columna qué componentes, qué frecuencias 00:12:37

tenían las señales en ese segundo intervalo de tiempo, en esa segunda ventana. 00:12:43

Y así sucesivamente te vas moviendo. 00:12:49

Aquí el parámetro clave es el tamaño de la ventana, 00:12:52

que es como el que controla si en el tiempo avanzas de manera más fina o de manera más gruesa. 00:12:55

Pero bueno, con ciertas limitaciones que dependen un poco del tamaño de la ventana, 00:13:03

de esta manera podemos ver a la vez el espectro y cómo va cambiando en función del tiempo. 00:13:07

Esa es un poco la idea general de lo que significa un espectrograma. 00:13:14

Para el que sepa un poco más de procesar el señal o le suelen estas cosas, 00:13:18

esa transformada de Fourier se suele hacer mediante una DFT, que es una transformada de Fourier discreta, 00:13:24

para la cual hay un algoritmo muy rápido, que es la FFT, para calcularla. 00:13:29

Pero bueno, sin entrar en muchos detalles, pues es como una manera de transformar el tiempo en frecuencia. 00:13:33

entonces yo lo que hice para ver esta gráfica 00:13:38

que vais a ver que es muy instructiva 00:13:41

y que nos permite ver muchas cosas 00:13:42

lo que hice fue 00:13:44

cogí un osciloscopio 00:13:46

o sea un equipo que permite visualizar 00:13:48

la señal en función del tiempo 00:13:50

le conecté una antena 00:13:51

en un laboratorio de la escuela 00:13:54

y simplemente pues le di al osciloscopio 00:13:56

para que capturase esa señal 00:13:58

en el tiempo 00:14:00

que es lo único que saben hacer los osciloscopios 00:14:01

capturar un trozo de señal en el tiempo 00:14:04

un trozo de más o menos 20 milisegundos 00:14:05

que veis que es el recorrido que aparece aquí en el eje horizontal que es el tiempo, ¿vale? 00:14:08

Acaba en 0,02 segundos y ese osciloscopio es digital con una tasa de muestreo que yo configuré en 5 gigamuestras por segundo 00:14:14

o sea, 5.000 millones de muestras por segundo para digitalizar rápido y tener una buena representación de las señales 00:14:24

Entonces eso me permite visualizar señales en frecuencias hasta la mitad más o menos, hasta 2,5 gigahercios. Con lo cual aquí estamos viendo en este eje de frecuencias desde cero, que sería banda base, hasta 2,5 gigahercios. 00:14:31

Digamos que todas las señales que estaban llegando a la antena en ese momento, en ese trozo de 20 milisegundos, las estamos viendo aquí. Eso incluye la televisión, la FM, los móviles, las Wi-Fi, todo lo que hubiera en ese momento en el laboratorio donde yo estuve haciendo las medidas. 00:14:46

Entonces, ¿qué es lo que podemos ver? Bueno, pues este eje es el tiempo horizontal, este eje es la frecuencia y el tercer eje, que como no lo puedo dibujar, lo pongo con este código de colores, es como la potencia que estamos viendo, la densidad espectral de potencia que estamos viendo en ese tiempo y en esa frecuencia. 00:15:06

aquí tenéis la escala en dB, la idea es que más clarito es más potente y más oscuro, llegando al negro, es que no hay nada 00:15:26

entonces veis que hay una especie de ruido de fondo, que es más o menos de color morado 00:15:34

pero que luego hay zonas del espectro en los que vemos cosas 00:15:38

por ejemplo ahí donde pone 1, ahí a la izquierda, donde estoy marcando con el cursor, ese 1 es 1 GHz, o sea 1000 MHz 00:15:43

Un poquito más abajo, si hago zoom, en esta zona veis que pone desde 920 más o menos hasta 960, un poco más. Ahí tenemos cosas. Ahí hay señales con diferentes características. Esos son señales móviles, en este caso de 2G y 3G, de la banda de 900. 00:15:49

Si nos vamos atrás y miramos un poco más abajo en la banda de 800, que es otra de las bandas usadas para móviles, ahí tenemos dos señales de LTE, de 4G. 00:16:10

¿Cómo sé que son LTE? Bueno, si comparamos con lo que he dicho antes, con esta representación, que es como una rejilla de cajitas en tiempo y en frecuencia, las estoy viendo directamente. 00:16:22

esto de arriba es una señal y esto de aquí abajo es otra 00:16:33

dentro de su ancho de banda tenemos cajitas 00:16:36

tiempo-frecuencia que pueden estar llenas o puede que no 00:16:40

según la información que hubiera que enviar en ese momento 00:16:44

entonces veis que la señal de arriba es más amarilla, es como más potente 00:16:47

quizá la estación base está más cerca de nosotros y se recibe mejor 00:16:52

pero está muy vacía, por ejemplo aquí en este rectángulo hay señal 00:16:55

aquí también, estas tiras verticales que luego veremos lo que son 00:16:59

pero en medio, estas zonas moradas, eso es el nivel de ruido de fondo, ahí no tenemos señal. 00:17:03

En cambio esta de abajo, veis que está mucho más llena. 00:17:08

Tiene algún hueco por aquí que parece que está vacío, o estas tiras verticales, pero casi todo el rato tiene señal. 00:17:12

Es verdad que no está en amarilla, a lo mejor está más lejos y nos llega más atenuada, pero está como mucho más llena. 00:17:19

Bueno, entonces veis que esta representación de rectangulitos en tiempo y en frecuencia no es simplemente una herramienta para entender cómo son las señales, es que si las ves en un espectrograma realmente tienen ese aspecto y podemos ver esas cajitas. 00:17:26

Y por cierto, otra cosa que podemos ver en el espectrograma es estas variaciones que hemos dicho, en tiempo y en frecuencia. Fijaos por ejemplo en la señal de abajo. Voy a hacer zoom y voy a ver solo la de abajo. Ahí la tenemos. 00:17:42

Si miramos el eje de frecuencia, que es el eje vertical, veis que, por ejemplo, aquí en el medio, en tiempo 0,01, ahí donde me estoy moviendo, hay unas subportadoras, unas frecuencias, que se reciben más atenuadas que otras. 00:18:00

Eso no es porque la estación base transmita las señales con más o menos potencia, las transmite todas igual. 00:18:16

La diferencia es que estamos viendo este efecto de aquí, estamos viendo un mínimo del canal multitrayecto, que sería por ejemplo esta zona de aquí. Esas subportadoras en este momento pues tienen fases que en vez de estar alineadas pues están en oposición de fase a esa frecuencia y hay una cancelación o una suma destructiva y tenemos un desvanecimiento. 00:18:21

mientras que simultáneamente en otras frecuencias pues se recibe más señal 00:18:44

se recibe más clarito en esta escala de colores 00:18:49

hemos visto efectivamente que hay variaciones en frecuencia 00:18:52

también hay variaciones en el tiempo 00:18:56

no se ve muy bien porque el tiempo total que he medido son sólo 20 milisegundos 00:18:58

no da tiempo que el canal cambie mucho 00:19:04

salvo que hubiera montado esto en un coche yendo muy rápido 00:19:06

y entonces sí que vería cambios 00:19:10

pero bueno, sí que se aprecia como por ejemplo esta zona morada 00:19:11

que hemos visto antes, morada es más atenuada 00:19:16

en la misma frecuencia, si te mueves hacia la izquierda 00:19:19

pues ya no hay tanta atenuación 00:19:23

si te fijas en una frecuencia, que aquí es una línea horizontal 00:19:25

la atenuación que sufre esa frecuencia 00:19:28

sí que va cambiando un poco en función del tiempo 00:19:30

también estamos viendo esos cambios que se producen 00:19:33

cada pocos milisegundos, aquí lo vemos 00:19:37

tanto en tiempo como en frecuencia. En el tiempo cada pocos milisegundos y en frecuencia pues típicamente cada decenas de megaherzio o unidades de megaherzio. 00:19:40

Aquí tenemos en total de 801 megaherzios a 811. Estos son 10 megaherzios y ahí dentro ya estamos viendo este tipo de variación. 00:19:52

O sea que todo esto de la rejilla tiempo-frecuencia al desvanecimiento es algo que estamos viendo, es algo real. 00:20:02

Y se puede ver con el espectrograma. Bueno, siguiendo con ideas generales que necesitamos para entender el sistema LTE o 4G y que nos valen también para 5G, todos los sistemas en cualquier tipo de modulación digital siempre utilizan símbolos piloto. 00:20:10

Los símbolos pilotos se utilizan como referencia para poder demodular 00:20:28

La idea es un poco la siguiente 00:20:32

Supongamos que estamos usando modulación de fase 00:20:35

Es decir, tenemos que medir la fase con la que se recibe la señal en cada una de estas cajitas en tiempo y en frecuencia 00:20:38

Supongamos que la modulación es QPSK 00:20:47

Que es uno de los ejemplos que habéis visto antes con José Manuel Riera 00:20:51

las fases pueden ser 0, 90, menos 90, a 180. 00:20:54

Si fuera un círculo, pues como los cuatro puntos equidistantes a lo largo del círculo. 00:20:58

Para poder decidir la fase con la que me está llegando la señal en alguno de estos símbolos, 00:21:04

yo necesito una referencia de fase. 00:21:10

No olvidemos que según la señal viaja de la estación base al móvil o al revés, 00:21:13

cada longitud de onda que recorre esa señal 00:21:19

cada 15 centímetros, 10 centímetros de longitud de onda 00:21:23

la fase da una vuelta completa 00:21:27

tú no sabes a cuántas lambdas de distancia 00:21:29

lambdas la longitud de onda 00:21:33

no sabes a cuántas lambdas estás separado de la estación base 00:21:34

y además cada camino va a tener un número de longitudes de onda distinto 00:21:38

y por tanto una fase distinta 00:21:43

es decir, aunque tú transmitas la señal con fase 0 00:21:45

al receptor va a llegar con una fase que puede ser distinta según va dando vueltas cada longitud de onda 00:21:48

según se va propagando del transmisor al receptor. Con lo cual, a lo mejor, la fase 0 que tú transmitiste 00:21:57

en recepción es fase, pues no sé, 60 grados, por decir algo, cualquier valor. ¿Cómo lo sabes? 00:22:04

Los símbolos piloto sirven para eso. Ciertos símbolos de esa rejilla tiempo-frecuencia, 00:22:11

que son los que aparecen aquí en gris como ejemplo, son símbolos piloto, 00:22:16

quiere decir que no envían información, envían una señal conocida. 00:22:21

Por ejemplo, el transmisor y el receptor se ponen de acuerdo en que esos símbolos siempre van a tener fase 0. 00:22:25

Con lo cual ahora, si en recepción ese símbolo gris donde tengo el puntero láser te llega con fase 60 grados, 00:22:32

tú ya sabes que el desfase que ha introducido el canal en ese instante y en esa frecuencia es 60 grados. 00:22:39

Y un rato después puede haber cambiado, pero tendrás otro símbolo piloto para estimar cuánto ha cambiado. Y en otra frecuencia también puede haber cambiado, pero también tenemos un cierto muestreo, como veis aquí, de los símbolos piloto, tanto en tiempo como en frecuencia, para tener controlados más o menos esos cambios de fase o de amplitud del canal. 00:22:45

con lo cual cuando tú quieres demodular por ejemplo este símbolo blanco que es de información 00:23:04

pues utilizas como referencia la respuesta del canal en amplitud y en fase 00:23:09

que has medido por ejemplo en los cuatro símbolos piloto más próximos 00:23:15

haces una interpolación y más o menos con eso estimas cuál es el desfase 00:23:19

que ha introducido el canal de propagación en ese símbolo 00:23:24

ya sabes que la fase 0 realmente era 60, que había un desfase, lo puedes corregir 00:23:28

y ahora ya puedes comparar las cuatro posibles fases transmitidas con lo que te llega para estimar cuál fue el símbolo que transmitió el transmisor en ese intervalo o en esa subportadora. 00:23:33

Claro, esto está muy bien, pero cada símbolo piloto que utilizamos para estimar la fase es un símbolo menos del que disponemos para enviar información. 00:23:47

Entonces hay un compromiso aquí, compromiso en el sentido de que hay que buscar un término medio porque no puedes enviar todos símbolos de información, porque si no hay pilotos no funciona, pero tampoco puedes enviar muchos símbolos piloto porque entonces te queda sin espacio para información. 00:23:56

entonces bueno, cada sistema lo resuelve de una manera 00:24:14

por ejemplo pues en LTE los símbolos pilotos envían cada fracción de milisegundo 00:24:18

luego veremos un poco más detallado para que digamos podamos estimar rápido los cambios de fase del canal 00:24:25

fracción de milisegundo porque hemos dicho que los cambios son cada pocos milisegundos 00:24:31

entonces con eso pues vamos bien, estamos digamos muestreando más rápido que los cambios del canal 00:24:36

Y en frecuencia, hemos visto que los cambios, aquí es amplitud, pero bueno, con la fase pasaría igual, pues los cambios son típicamente cada megaherzio o más, con lo cual el LTE se muestre a cada varias decenas de kiloherzio y con eso aseguramos que de un símbolo piloto al siguiente en frecuencia, en medio, digamos, no nos hemos perdido ningún cambio importante del canal, con lo cual estamos muestreando suficientemente rápido. 00:24:41

Vale, otro concepto que tenemos que tener controlado para entender el sistema es la adaptación de enlace. Por si leéis bibliografía en inglés sobre esto, que es mucho más frecuente que en español, esto se llama link adaptation, tal cual, adaptación de enlace. 00:25:08

Link Adaptation o a veces se abrevia como LGA. ¿Qué significa eso? Pues básicamente es reconocer que el canal va a tener este tipo de cambios, tanto en tiempo como en frecuencia, y tratar de adaptarnos a ello. 00:25:26

Por ejemplo, si yo soy este usuario que está recibiendo esta señal y sabemos que en este tiempo y en estas suportadoras la señal llega más débil, quiere decir que la potencia de la señal recibida va a ser menor. 00:25:41

el nivel de ruido es el mismo 00:25:58

porque para eso es ruido blanco 00:26:00

porque es igual de potente en todas las frecuencias 00:26:02

con lo cual yo esperaría 00:26:04

que la relación señal-ruido 00:26:06

en esta zona morada 00:26:07

sea menor que en esta 00:26:10

o menor que en esta 00:26:12

que se vea un poquito más clara 00:26:13

voy a forzar un poco los colores tal vez 00:26:15

para que se vea mejor 00:26:18

esto es como cambiar el contraste de una foto 00:26:19

para que se vean los colores más vivos 00:26:21

¿Vale? Bueno, veis como claramente hay unas suportadoras y unos tiempos en los que la relación señal-ruido va a ser menor y en otros va a ser peor. 00:26:27

Entonces, una forma de adaptarnos a ello es variar, tanto en el tiempo como en la frecuencia, las características de la transmisión. 00:26:40

¿Qué características cambiamos? La modulación y la tasa de codificación. 00:26:49

Por ejemplo, en estas suportadoras en las que la señal es muy potente en comparación con el ruido, si en ese diagrama de fase en vez de cuatro fases metemos más para poder transmitir más información, no va a ser un problema porque aunque los símbolos se parezcan más unos a otros, porque ya tenemos que medir diferencias de fase más pequeñas, si no hay ruido o si es muy débil, digamos que tienes cierta fiabilidad de poder distinguir las fases. 00:26:54

Siguiendo con el ejemplo de antes, si en vez de usar 4 fases, que son 2 bits 00:27:22

y entonces la diferencia de fase es 90 grados, si ahora meto 8 fases 00:27:27

la diferencia es 45 grados, porque el espacio de fase que tengo es 360 grados 00:27:32

y ahora divido en 8, pues ahora están más juntas, digamos que la distancia es la mitad 00:27:38

pero a cambio, como tengo 8 fases, esos son 3 bits 00:27:43

envío 3 bits por símbolo en vez de 2 00:27:47

tengo más tasa binaria 00:27:51

¿cuándo me puedo permitir eso? 00:27:52

en los instantes de tiempo 00:27:55

o en las soportadoras 00:27:56

que tengan relación señal-ruido suficiente 00:27:58

como para soportar esas 8 fases con fiabilidad 00:28:01

si estás en esta zona con este desvanecimiento 00:28:06

y metes muchas fases que van a ser muy parecidas 00:28:09

te va a costar mucho distinguir una de la del lado 00:28:11

porque el ruido te confunde 00:28:14

entonces en ese caso a lo mejor para esas suportadoras 00:28:15

tienes que usar modulación con menos símbolos 00:28:18

menos fases o menos amplitudes 00:28:22

porque te va a costar más distinguir 00:28:24

esa es una de las cosas que podemos variar 00:28:26

la modulación 00:28:29

la otra cosa que podemos variar 00:28:30

es la tasa de codificación 00:28:32

por eso a esta técnica se le llama AMC 00:28:34

porque adaptamos la A 00:28:38

la modulación M 00:28:41

y la tasa de codificación 00:28:43

¿Qué significa adaptar la tasa de codificación? 00:28:45

Esos bits que estamos transmitiendo al final no son todos información 00:28:49

sabéis que siempre se meten códigos correctores, hay diferentes tipos 00:28:53

para tener una cierta redundancia 00:28:56

La idea general es que aunque algunos de esos bits se reciban con errores 00:28:59

lo cual al final es inevitable, va a ocurrir 00:29:03

si la información está de algún modo repetida en diferentes bits 00:29:06

aunque algunos se reciban con errores 00:29:11

pues hasta cierto punto tienes capacidad de corregir esos errores 00:29:14

es como si miráis el texto natural 00:29:17

que estamos viendo en esta transparencia 00:29:20

tiene también una cierta redundancia 00:29:22

si yo cojo por aquí alguna letra 00:29:24

pues por ejemplo, no sé dónde estoy, aquí, esa E 00:29:27

y la borro o meto ahí ruido y no sabéis lo que es 00:29:31

hombre, pues si estamos hablando del sistema LT 00:29:36

que es como se llama el sistema 4G 00:29:38

Y ahí pone LT y la siguiente letra no la ves, pues bueno, te imaginas cuál es, ¿no? O si aquí de repente en esta palabra canal, pues la N no se ve bien porque hay un ruido, más o menos deduces lo que es, ¿no? Mientras no haya muchos bits o en este caso letras con problemas, hasta cierto punto lo puedes corregir, ¿vale? Pues eso es lo que hacen los códigos correctores en un sistema de transmisión digital. 00:29:40

Y la cantidad de redundancia que metes en ese código corrector la puedes variar. 00:30:09

Si tú sabes que en esos instantes de tiempo, en esas suportadoras, va a haber muchos errores, porque la relación señal-ruido es baja, 00:30:15

a lo mejor ahí necesitas meter más redundancia, como repetir más veces la información, en previsión de que vas a tener errores y te gustaría poder corregirlos. 00:30:24

En cambio, en esta zona en la que la relación sin el ruido es más alta, pues no tiene sentido meter tanta redundancia porque no hace falta. 00:30:34

Y entonces quitas bits de esos redundantes y metes más bits nuevos de información, con lo cual aumentas la tasa binaria. 00:30:44

Entonces, a esto se le llama AMC porque, como decía, modificamos la modulación y el código, o las dos cosas, ¿no? 00:30:53

A cada una de las combinaciones de una posible modulación y una posible tasa de código se le llama MCS, Modulation Encoding Scheme, porque es eso, como un método o un esquema de modulación y codificación. 00:31:02

Entonces AMC significa que vas variando el MCS, la modulación del código, en función de lo que permita el canal en cada momento o en cada frecuencia. 00:31:17

para que eso funcione necesitamos realimentación 00:31:28

necesitamos que el receptor informe al transmisor de lo que está pasando 00:31:33

si tú eres el receptor y mides esta señal y sabes que aquí la potencia es más baja 00:31:38

y aquí es más alta, tú lo sabes pero el que debería saberlo es el transmisor 00:31:45

para que aquí si te transmite utilice más redundancia o una modulación más robusta 00:31:50

Y aquí, si te transmite, pues sabe que puede meter más fases o más amplitudes en la modulación, porque no hay problema, o puede quitar redundancia, porque no hace falta. 00:31:57

Entonces, tú esto lo mides en recepción, pero tienes que decírselo al transmisor. 00:32:09

Entonces, ¿cómo se resuelve eso? 00:32:14

Bueno, la primera parte, la de que tú midas esto, está resuelta con los símbolos piloto. 00:32:16

Si aquí te llega un símbolo piloto con una amplitud conocida y te llega más débil o más fuerte, pues tú ya sabes cuánta atenuación ha introducido el canal en ese intervalo o en esa suportadora. 00:32:20

Aquí igual, aquí igual, en los grises y en los blancos, pues interpolas y obtienes más o menos esta información que estamos viendo. 00:32:34

Esto el receptor lo puede medir con símbolos piloto. 00:32:42

La segunda parte es que eso se lo tiene que comunicar al transmisor. 00:32:45

Entonces, ese informe, mediante el cual el receptor le dice al transmisor cómo está la atenuación o la relación señal-ruido en función del tiempo y la frecuencia, se le llama CQI, porque es un indicador de la calidad del canal. 00:32:49

Aquí ya iréis viendo, no sé hasta qué punto estáis familiarizados con esto, pero a cada concepto importante se le pone un nombre con tres o cuatro letras para escribir menos, pero yo creo que también hay un poco de crear un lenguaje y que parezca más técnico y más avanzado. 00:33:06

Entonces, el que no sabe de esto, pues oye hablar de CQIs y de MCS y dice, buf, esto debe ser complicadísimo. 00:33:27

Bueno, simplemente es una abreviatura que usamos para entendernos y para escribir menos. 00:33:34

Entonces, en la práctica, el receptor estaría midiendo el color, digamos, que vemos en esta gráfica y comunicando al transmisor en función del tiempo y de la frecuencia 00:33:40

qué intervalos de tiempo o qué suportadoras están mejor y cuáles están peor 00:33:50

para que el transmisor lo tenga en cuenta en ese proceso de adaptación de enlace. 00:33:56

Bueno, yo creo que la idea más o menos se entiende bien, ¿no? 00:34:02

Se puede dar un paso más. 00:34:07

Volvemos a esta gráfica que nos permite verlo muy bien. 00:34:10

Supongamos que tú eres un receptor y que mediante símbolos piloto 00:34:12

estás estimando esa calidad del canal 00:34:15

o ese color en esta escala de colores 00:34:19

amarillo es mejor y morado o negro es muy malo 00:34:21

y naranja pues está en medio 00:34:25

y tú comunicas al transmisor 00:34:27

el color que ves cada cierto tiempo 00:34:30

y cada cierta separación en frecuencia 00:34:33

entonces el transmisor recibe esto 00:34:35

ahora estáis en el lado del transmisor 00:34:38

y sabéis que hay un terminal o un receptor 00:34:40

que os ha reportado esta información 00:34:44

como hemos visto antes 00:34:46

si esto ocurre por ejemplo en la estación base 00:34:49

que es la que coordina el proceso 00:34:51

si la estación base tiene que transmitir 00:34:53

en sentido descendente a varios móviles 00:34:55

y un móvil le reporta esta información 00:34:56

si nosotros fuéramos la base 00:35:00

¿qué haríamos? 00:35:02

transmitir a este móvil en esta zona naranja 00:35:03

o amarilla 00:35:06

donde la señal va a llegar potente 00:35:07

o en esta zona morada 00:35:09

donde va a tener más problemas 00:35:11

si puedes elegir 00:35:12

le transmites a este usuario en esta zona de manera que la señal le va a llegar menos atenuada y en esta zona que para este usuario es problemática porque vemos ahí un agujero, un desvanecimiento, habrá otro usuario que estará en otro sitio, me vuelvo a mi gráfica original, el otro usuario que dibujo aquí en rojo que está en otro sitio, 00:35:13

a lo mejor en esas frecuencias donde tú tienes problemas, él tiene otras fases y le ocurre lo contrario, que aquí lo ve amarillito y aquí lo ve morado. 00:35:39

Entonces, si el transmisor recibe toda la información de todos los móviles, la puede utilizar no sólo para transmitirle a cada uno con la modulación y el código que más le convenga, 00:35:48

sino para decidir a qué usuario transmites. Y eso lo puedes hacer en función del tiempo o del tiempo y la frecuencia. 00:35:59

Si lo hacemos solo en función del tiempo es más fácil, digamos que cada usuario te va reportando en función del tiempo, pues canal bueno, canal malo, canal regular y el transmisor que recibe esa información de los tres receptores, por ejemplo, pues podría decir, vale, pues en este primer intervalo de tiempo, por ejemplo, si es cada milisegundo, pues en este primer milisegundo transmito a este usuario, que es el que va a recibir la señal en mejores condiciones. 00:36:06

Y a los otros los dejo en espera. Y a lo mejor aquí el 3 es el que tiene el canal instantáneamente mejor que los otros, y aquí luego el 2, y si pasa mucho tiempo sin que a alguno de ellos le toque, pues a lo mejor le transmites para que no espere demasiado, pero digamos la idea general es que tienes en cuenta en esas decisiones esta información, esto que hemos llamado CQI, que el receptor va enviando, el móvil va enviando a la estación base cada cierto tiempo. 00:36:35

Si lo hacemos en función del tiempo, pues la gráfica sería algo como esto. 00:37:06

Si lo hacemos en función de la frecuencia, claro, es más complicado porque tenemos dos ejes, ¿no? 00:37:10

Pero sería la misma idea. 00:37:14

Habrá ciertas frecuencias y ciertos intervalos de tiempo, tiempo-frecuencia, que son estos ejes que aparecen aquí abajo, 00:37:16

en los que el usuario número uno, que es el gris claro, tenga mejor canal, 00:37:24

y otros, por ejemplo aquí, en los que el usuario gris oscuro tenga mejor canal. 00:37:29

Volviendo a mi gráfica del espectrograma, pues a lo mejor en esta frecuencia si hay que transmitir a este usuario es mejor hacerlo aquí, que el canal no es tan malo, que aquí después que va a tener un desvanecimiento es mejor esperar a que pase y a lo mejor transmitirle unos cuantos milisegundos más tarde 00:37:34

Lo bueno es que como esto suele cambiar bastante rápido, pues más o menos da tiempo en cuestión de décimas de segundo a meter un usuario, luego otro, luego otro y que más o menos todos los usuarios tengan la sensación de que, digamos, de que están recibiendo suficientes recursos. 00:37:51

Bueno, y para terminar con esta parte de fundamentos, que es necesaria para entender bien cómo funciona el sistema, tenemos que hablar un poco sobre… ¿Sí? ¿Hay una pregunta? 00:38:09

Sí, perdona, hay una pregunta de Ignacio Medina. 00:38:22

Pues gracias, gracias que no veo el chat. 00:38:27

No, mira, te dice, ese canal entiendo que depende de la ubicación del terminal, ¿verdad? 00:38:29

Sí, efectivamente. Si te refieres a esto, a la respuesta en tiempo y frecuencia, depende de muchas cosas, entre otras, de dónde esté el usuario. Es un poco lo que hemos dicho antes. 00:38:34

Si tú te mueves, si vamos a esta gráfica, y tú te mueves de la posición inicial a esta roja, las fases han cambiado. Puede ocurrir que en el mismo punto donde antes tenías un color intermedio, pues ahora lo tienes más oscuro. 00:38:47

Y en frecuencia también. ¿De qué depende eso? Pues efectivamente de que tú te muevas, pero también, aunque tú estés quieto, podría ocurrir que esta especie de paralelepípedo que he puesto aquí, que representa un edificio, pues puede ser que sea un autobús que está pasando. 00:39:04

Entonces, aunque tú estés quieto, eso también se mueve. Con lo cual, de forma bastante difícil de controlar, al final lo que tienes es que las cosas van cambiando tanto en tiempo como en frecuencia. 00:39:22

Una cuestión que quería preguntarte 00:39:32

Yo, Luis, soy Mario, Mario más 00:39:37

El cacharro con el que mides 00:39:39

La gráfica esa que nos ha dado tanto juego 00:39:43

Eso no es un osciloscopio 00:39:46

Es un espectrómetro, espectrógrafo 00:39:50

¿Qué es eso? 00:39:52

Lo explico un poco rápido 00:39:53

Es un osciloscopio, pero el osciloscopio no te da esto 00:39:55

Yo utilizo el osciloscopio 00:39:58

No como osciloscopio, sino como capturadora de señal 00:40:01

simplemente he almacenado la señal 00:40:04

la traza que te daría el osciloscopio 00:40:07

en la gráfica, la grabo 00:40:09

en un archivo, me la llevo 00:40:11

a MATLAB, al ordenador 00:40:13

que es la parte que antes no he contado 00:40:14

y ahí hago el procesado para el espectrograma 00:40:16

ya está, entendido 00:40:18

muchas gracias 00:40:19

el osciloscopio evidentemente 00:40:21

no te da esto directamente 00:40:25

lo utilizo simplemente como 00:40:27

capturadora de señal 00:40:28

claro, con los osciloscopios digitales 00:40:31

que puedes hacer eso, lo guardas 00:40:32

y luego la magia 00:40:34

la magia de la matemática 00:40:35

y luego lo que quieras ya 00:40:37

perdona Luis, si adelante 00:40:38

ya que te están parando pues aprovecho 00:40:41

aprovechamos 00:40:43

claro, o sea 00:40:43

estoy viendo que 00:40:45

claro, aquí 00:40:49

un usuario puede 00:40:51

estar usando un número variable 00:40:53

de su portadora según el ancho de banda 00:40:55

que necesite, cada su portadora además 00:40:57

con diferentes modulaciones 00:40:59

y diferentes tasas de codificación 00:41:01

vale, entonces claro 00:41:03

pensando un poco en 00:41:05

a lo mejor lo decís después, en cómo 00:41:07

planificar a lo mejor la capacidad de una celda 00:41:09

digamos que en 00:41:11

generaciones anteriores pues 00:41:12

se hablaba del número de frecuencias que había en cada celda 00:41:15

del TDB, del ancho de banda disponible 00:41:18

pero supongo que aquí al ser todo 00:41:19

mucho más flexible y adaptable en el 00:41:21

tiempo, en la frecuencia, en asignar más canales 00:41:23

o menos y cambiar la tasa de modulación 00:41:25

supongo también ese número de usuarios también será 00:41:27

muy variable, ya no es decir 00:41:29

Y bueno, es que en tal celda con tantas frecuencias me caben X usuarios. 00:41:31

Efectivamente, es mucho más complejo, es exactamente lo que has dicho. 00:41:36

Cuando tienes más flexibilidad, lo cual está muy bien, pues tienes siempre su contrapartida, que es más complejidad, una gestión más complicada. 00:41:40

En sistemas como el GSM, quizá era el que estabas pensando, pues tienes unas tramas con unos intervalos, cada canal va a un intervalo, 00:41:50

y tú sabes exactamente cuántos intervalos tienes, que son 8 por frecuencia, y haces una cuenta y te sale cuántas comunicaciones simultáneas tienes. 00:41:58

Aquí, como todo es flexible, ¿cuántas comunicaciones tienes? Pues depende. Si tienes una que demanda mucha tasa binaria, a lo mejor le tienes que dar casi todo el tiempo 00:42:08

todas las soportadoras al mismo usuario. Si tienes varias conexiones, pero no necesitan cada uno tanta tasa binaria, pues te caben varias a la vez. 00:42:18

Y no solo eso, es que depende también de la posición. O sea, los mismos tres usuarios que compiten por la asignación de este espectro, si están más cerca de la base, ya solo por eso todos tienen más tasa binaria. 00:42:28

porque al estar más cerca 00:42:42

los CQIs, la calidad del canal 00:42:43

van a ser más altos 00:42:46

y le van a estar diciendo a la base 00:42:47

me puedes transmitir con 16 QAM 00:42:49

o con 64 00:42:51

igualmente es más bit por símbolo 00:42:52

mientras que los que estén en el borde de la célula 00:42:55

pues tienen que usar QPSK 00:42:57

que son cuatro fases y además con mucha redundancia 00:42:59

lo cual disminuye la tasa binaria 00:43:02

entonces depende de 00:43:04

cuántos haya 00:43:05

de dónde estén 00:43:06

más aún 00:43:08

Bien, al haber varios usuarios, para que veamos un poco lo complejo que es esto, si tú aquí tienes, digamos, tres usuarios, evidentemente la capacidad de la base se reparte entre los tres, pero suponte que tú eres la estación base y no te importa la capacidad que le das a cada usuario, sino la suma, la capacidad total. 00:43:10

En esta gráfica la capacidad total sería pues la que te da aquí coger el usuario 1, aquí el 3, aquí el 2, es como que en cada momento coges el mejor de ellos 00:43:32

Ahora imaginemos que en vez de 3 usuarios hay 10 que están a la vez intentando recibir recursos de la estación base 00:43:43

No lo voy a dibujar porque no puedo, pero imaginaos que en vez de estas 3 gráficas tuviéramos 10 00:43:51

¿qué va a ocurrir? que si la estación base juega a planificar el mejor usuario en cada momento 00:43:55

el mejor de 10 tiende a ser mejor que el mejor de 3 00:44:02

porque tienes como más grados de libertad, esto se llama diversidad multiusuario 00:44:07

pero la idea es que si puedes elegir entre más usuarios 00:44:11

siempre va a haber uno que durante unos milisegundos tiene un canal muy bueno 00:44:15

y le transmites a él y después otro, después otro y vas cogiendo siempre los máximos 00:44:19

Con lo cual, esta curva punteada, que es la capacidad que está usando de forma efectiva la estación base, sube más. O sea que simplemente por haber más usuarios, solo por eso la capacidad mejora. La capacidad total. Otra cosa es que entre ellos se la tienen que repartir. 00:44:24

Pero veis que es bastante complejo, porque depende de las posiciones, de dónde estén, de cuántos haya, de qué tasa binaria demanda cada uno. Entonces, efectivamente, es mucho más complejo y es mucho más difícil dar una cifra de cuántos usuarios te caben por célula o qué tasa binaria total ofrece la célula, porque depende de cosas como dónde se sitúan los usuarios dentro de la célula. 00:44:39

Un truco, y ya termino con esto, que no me quiero alargar, pero un truco que se usa muchas veces es lo que se llama densificar la red, que es un nombre como muy aparatoso para decir simplemente que las células, de las que os he hablado antes, José Manuel, se hacen más pequeñas. 00:45:05

Si son más pequeñas, todo el mundo está más cerca de la base, con lo cual tienen mejores tasas binarias. Y además, en cada célula, si es más pequeña, caben menos usuarios, con lo cual cada usuario toca a una fracción mayor de los recursos de la base. 00:45:19

En definitiva, es complejo. Al ser tan flexible, pues es todo bastante complicado de manejar. 00:45:36

Gracias. 00:45:44

Bueno, seguimos con la parte esta de fundamentos. Vamos a hablar un poco ahora sobre arrays o agrupaciones de antenas. Bueno, simplemente alguna idea general. Sabéis que muchas veces en la estación base y también incluso en el móvil, aunque no se vean, tenemos varias antenas, no una sola. 00:45:45

¿Para qué nos vale eso? Bueno, cuando tienes varias antenas forman una agrupación o array de antenas 00:46:01

y eso te permite tener un diagrama de radiación más directivo que si hubiera una sola antena 00:46:07

Cuando tienes varias antenas, jugando otra vez con las fases relativas de una y de otra 00:46:13

puedes apuntar en una dirección o en otra o cambiar incluso la forma del diagrama de radiación hasta cierto punto 00:46:17

En definitiva, si haces el diagrama más estrecho, lo cual requiere tener más antenas, puedes conseguir más ganancia, más directividad. En definitiva, la señal te llega más potente porque concentras la potencia en un intervalo más pequeño de direcciones espaciales. 00:46:26

Y eso lo puedes hacer tanto en transmisión como en recepción. Si apuntas bien y tanto el móvil como la base están apuntando el haz en la dirección del otro, pues consigues una ganancia mayor que si no apuntas bien. 00:46:45

Problema. Apuntar bien es un concepto intuitivo que todos entendemos, pero cuando tienes aquí propagación multitrayecto, por ejemplo este móvil, ¿en qué dirección apunta para recibir la señal? 00:47:01

Si le está llegando de todas a la vez. Bueno, se puede hacer, pero ahí ya el concepto de apuntamiento se pierde un poco, porque ya no es una dirección física, son muchas. 00:47:12

Y entonces lo que hacemos es conformar el diagrama de radiación, aunque apunte a varias direcciones a la vez, pero se puede conformar de forma óptima para que reciba la señal lo mejor posible. 00:47:22

Este tipo de procesado asociado a los sistemas MIMO de varias antenas en transmisión y recepción es de nuevo muy útil o más flexible porque nos permite tener más ganancia pero más complejo de manejar porque necesitamos estimar el canal usando de nuevo símbolos piloto y en función de esa estimación aplicar un procesado adecuado en las antenas receptoras para recibir de forma óptima la señal. 00:47:36

Y lo mismo en transmisión. Por ejemplo, volviendo un poco al esquema de antes, si a este móvil le llegan estas tres señales y el móvil tiene, vamos a poner una segunda antena, que la dibujo por aquí abajo, viendo las fases con las que se reciben las señales en la antena de arriba y en la de abajo, pues tú puedes medir el desfase en cada una. 00:48:05

Eso está resuelto con los símbolos piloto. Y si en una antena se reciben con fase 0 y en otra con fase 90, pues mides esas fases, aplicas un desfase menos 90 en la segunda antena y ya tienes las dos señales en las dos antenas en fase. 00:48:27

Y ahora cuando la sumas, sabes que te están dando una suma constructiva, con lo cual estás mejorando la relación señal-ruido de la señal. 00:48:46

Eso es, así explicado muy rápido, la ventaja que tiene utilizar varias antenas en recepción. 00:48:55

En transmisión, pues ocurre un poco lo mismo. 00:49:01

Si tú eres capaz de decirle a la estación base que tiene aquí estas tres antenas, vamos a poner que la del medio recibe y las de los extremos transmiten, 00:49:03

que es una configuración bastante habitual en sistemas antiguos. 00:49:13

Pues si tú eras capaz de decirle a la base, esta señal me llega con fase 0 y esta con fase 20, 00:49:16

¿podrías adelantarme 20 grados la fase en esta antena para que me lleguen en fase 00:49:25

y por tanto se sumen y se refuercen una con otra? 00:49:30

De nuevo, realimentación del terminal a la estación base, si lo haces así, consigues diversidad de transmisión. 00:49:33

O sea, estás apuntando de forma óptima el diagrama tanto en recepción como en transmisión. Y eso le da una ganancia de potencia o diversidad. 00:49:41

La otra manera en la que puedes utilizar, que es aún más compleja, en la que puedes utilizar las múltiples antenas es transmitir a la vez varias señales. 00:49:53

Imaginemos que la estación base es esta parte de la izquierda y que tiene varias antenas, que son estos puntitos, ¿vale? 00:50:04

Una agrupación lineal de antenas, estas de aquí, y en el terminal móvil que tenemos aquí en la derecha, pues lo mismo, tenemos varias 00:50:12

Cuantas más antenas tengas, más estrecho va a ser el haz que eres capaz de generar 00:50:21

Entonces imaginemos que la estación base transmite una señal por este haz y en paralelo una segunda señal por este haz. 00:50:26

No hagáis caso a esos piquitos que me aparecen porque son cosas del powerpoint, ¿vale? 00:50:38

Imaginaos simplemente el lóbulo principal del diagrama. 00:50:42

Y aquí en la parte de la derecha lo mismo. 00:50:46

Supongamos que el receptor tiene un array que puede generar hazes estrechos y genera uno en esta dirección y otro en esta otra. 00:50:47

Si yo por este haz en transmisión transmito esta señal, ¿cómo me llega el receptor? 00:50:58

Pues me llega por este haz que tengo aquí apuntando en esa dirección. 00:51:08

En paralelo, que mal se ve, perdonad, en paralelo habrá una segunda señal que hemos transmitido por otro haz, aquí el de antes que puse hacia arriba, y esa señal rebota en algún sitio y te llega. 00:51:13

¿cuánta interferencia recibo por este haz de la señal que no quiero? 00:51:30

que es esta que me llega por aquí 00:51:37

pues la idea es que si el haz es suficientemente estrecho 00:51:38

esa señal que me llega por el camino 2, este de arriba 00:51:40

me va a entrar por un lóbulo secundario de ese haz 00:51:45

que a lo mejor está a 20-25 dB por debajo del principal 00:51:48

con lo cual más o menos consigo recibir por este haz 00:51:51

la señal del camino 1 sin interferencia del 2 00:51:55

y simultáneamente con el haz que tengo aquí apuntado del camino 2 00:51:58

recibo la señal que me entra por ahí por el haz principal 00:52:03

y la otra como me entra por un lóbulo secundario de la antena o del array 00:52:07

pues va a estar suficientemente atenuada y que he conseguido 00:52:11

multiplización espacial, he conseguido enviar digamos espacialmente 00:52:15

por dos caminos distintos el doble de bits 00:52:20

unos van por este camino y otros van por este 00:52:24

Y si se dan las condiciones adecuadas, como hemos visto, se puede hacer. ¿Cuáles son las condiciones adecuadas? Primero, que este obstáculo exista. Si no hay un obstáculo aquí donde la señal 2 pueda rebotar, pues esta señal 2 que la base transmite sigue por ahí, no hay nada donde rebotar y se pierde y nunca me llega. 00:52:27

Tiene que haber obstáculos, tiene que haber multitrayecto. Y además, ese obstáculo tiene que estar colocado en una posición adecuada. Imaginemos que me de estar ahí arriba, lo pongo aquí abajo, muy cerquita del camino directo, que es el camino 1. 00:52:47

pues ahora cuando yo apunto el haz 2 para que rebote en ese obstáculo 00:53:04

está tan cerca del haz 1 que se solapan, interfieren y ya no funciona 00:53:09

o sea que tiene que haber suficiente separación angular 00:53:14

y además todo esto hay que estimarlo 00:53:18

¿cómo sabe el transmisor que tiene que apuntar el haz 1 en esta dirección y el haz 2 en esta otra? 00:53:22

pues de nuevo el receptor con símbolos piloto puede ver cómo están llegando las cosas 00:53:29

y con un canal de realimentación le puede decir al transmisor cómo tiene que hacerlo. 00:53:34

Y como esto cambia rápido cada pocos milisegundos, pues hay que realimentar muy deprisa 00:53:39

para ser capaces de adaptarnos a este obstáculo que se va moviendo o a estas fases que van cambiando. 00:53:44

Bueno, en definitiva es bastante complicado, pero como capacidad de proceso tenemos de sobra 00:53:51

porque cada vez los equipos tienen procesadores o DSPs más potentes, 00:53:58

Digamos que esto en los últimos años ya es algo viable, es algo que se puede aplicar. Y con esto, voy a cambiar de momento por si hubiera alguna pregunta. Con esto pasamos ya a la parte del sistema LTE propiamente dicha. 00:54:04

Ya hemos cubierto los fundamentos necesarios y empezamos a hablar un poco del sistema en sí. 00:54:22

Bueno, 4G LTE es lo mismo. 00:54:30

¿Qué significa LTE, perdona Luis? 00:54:32

Pues, bueno, el 3GPP, que es el organismo que estandariza este tipo de sistemas, digamos que no es muy bueno poniendo nombres a las cosas. 00:54:35

Entonces, tuvieron un grupo de estudio cuando el UMTS, que era sistema 3G, que decidió estudiar un poco la evolución para un sistema nuevo, con más capacidad, con estas tasas de pico que vemos aquí, y eso lo llamaron evolución a largo plazo del sistema UMTS, que en inglés es Long Term Evolution, LTE. 00:54:44

Y ese nombre un poco provisional 00:55:06

que no significa nada 00:55:09

porque tú ves LTE 00:55:11

y dices evolución a largo plazo, ¿de qué? 00:55:13

Bueno, pues de UMTS, pero al final el nombre 00:55:15

se quedó y ya todo el mundo lo llama 00:55:17

LTE 00:55:19

A ver, no ha matado 00:55:20

Es aún más divertido 00:55:21

¿Sabéis cómo se llama el sistema 5G? 00:55:25

El nombre con letras, ¿alguien lo sabe? 00:55:26

Se llama NR 00:55:32

The New Radio 00:55:33

es un sistema radio 00:55:35

y es nuevo, entonces ese es el nombre que le pusieron 00:55:38

como digo 00:55:41

no son muy buenos pensando en los nombres 00:55:42

porque cuando haya 6G 00:55:44

¿seguirá llamando New Radio al anterior? 00:55:46

ya no va a ser nuevo 00:55:49

pero bueno 00:55:50

MNR, More New Radio 00:55:51

sí, en el fondo no es muy distinto 00:55:54

de las bandas de frecuencia, ¿verdad? 00:55:57

cuando empezaron con High Frequency, Ultra High 00:55:58

Very High, ya se les acababan 00:56:01

un poco los 00:56:02

Pero podrían haber aprendido un poco estas cabezas pensantes. 00:56:03

Al final en la práctica no es, en fin, el nombre no está muy bien puesto, pero no es problema porque todo el mundo lo llama LTE sin pararse a pensar lo que significa, o directamente 4G, que es un nombre mucho más claro porque van por orden, ¿no? 4G, 5G. 00:56:09

Bueno, entonces en ese estudio que hicieron, que luego se convirtió en el sistema LTE, los objetivos que se plantearon fueron mejorar las tasas de transmisión que tenía el sistema UMTS en aquel momento, o sus evoluciones, HSDPA, etc. 00:56:23

Y se plantearon tasas de pico bastante considerables de centenar de megabits por segundo de la base al móvil en sentido descendente o downlink y de la mitad en sentido ascendente. 00:56:40

Para lo que se levanta máximo de 20 megahercios, que es lo que se ha previsto para este sistema. 00:56:54

Otro objetivo, aparte de las tasas binarias más altas, que es lo principal, es tratar de reducir el retardo o latencia, como se llama a veces. 00:56:59

Hay aplicaciones que a lo mejor no requieren necesariamente mucha tasa binaria, pero sí que requieren poco retardo, o sea, que de la transmisión a la recepción la señal llegue rápido. No me refiero a la propagación, que eso el tiempo evidentemente no lo puedes controlar, pero sí al procesado de señal que aplicas en transmisión o en recepción, que te mete siempre un retardo adicional y eso, pues hay maneras de reducirlo y tratar de que desde que pones un bit en transmisión hasta que te llega en recepción, 00:57:08

el tiempo que pasa sea lo menor posible. 00:57:36

Otro objetivo era que el espectro fuera muy flexible. 00:57:40

De hecho, es el primer sistema, 2G, 3G, 4G, 5G, pues el 4G es el primer sistema 00:57:43

en el cual el ancho de banda es flexible. 00:57:49

No es fijo, como en los sistemas anteriores, sino que desde los 1,4 megas hasta 20 megas 00:57:53

tienes opción de elegir. 00:57:57

Por ejemplo, esta señal que hemos visto antes, bueno, las dos, me voy un poco, 00:58:00

hago zoom hacia atrás 00:58:05

las vemos 00:58:06

a ver que se me ha quedado atascado 00:58:09

me voy al principio 00:58:11

y las vemos otra vez 00:58:13

y ajusto un poco los colores 00:58:14

que la foto se ve un poco como quemada 00:58:17

si se ve mejor 00:58:19

vale, pues esas dos señales 00:58:23

que han sido bandadiles que tiene cada una 00:58:24

son iguales, como estáis viendo 00:58:27

si me fijo en la de abajo 00:58:28

que es la que teníamos antes 00:58:30

aquí pone 802 MHz 00:58:31

pone 8.02 00:58:35

pero arriba es por 10 a la 8, con lo cual estos 802, estos será 801 y estos 811, más o menos son un poquito menos de 10 MHz, que es uno de los anchos de banda permitidos, luego vamos a ver la lista, hay 6, desde 1.4 hasta 20 MHz. 00:58:36

esto está muy bien porque si tienes un hueco de 10 MHz 00:58:54

o si quieres desplegar ahí en ETE 00:58:57

lo puedes hacer 00:58:58

si tienes un hueco de 5 MHz por ejemplo 00:58:59

que es lo que ocupa una señal UMTS 00:59:02

lo puedes hacer, puedes meter una señal 00:59:03

con un ancho de banda de 5 MHz del ETE 00:59:06

digamos que puedes adaptar el ancho de banda 00:59:08

al espacio que tengas 00:59:10

o al que vayas haciendo 00:59:12

según apagas tecnologías anteriores 00:59:13

eso se puede hacer con el ETE 00:59:16

también con 5G 00:59:18

porque 00:59:20

Aquí lo tenemos porque es un sistema FDM, entonces simplemente metes más o menos su portadoras y con eso te adaptas al ancho de banda que tengas disponible en cada estación base o en cada célula o lo que sea. 00:59:22

Bueno, pues con eso definieron el sistema LTE o 4G con estas, digamos, características, con estos objetivos principales. 00:59:36

Otro objetivo que se plantearon, que no está aquí puesto, fue, sí está puesto, simplificar la arquitectura de red 00:59:46

Los sistemas anteriores pues tenían una red de acceso radio más complicada, con estaciones base, con centros de control 00:59:52

Aquí simplificaron todo, a la estación base la llamaron E-nodo B, que es un nombre también bastante raro, pero es como se llama 00:59:58

y ya está. Y eso se conecta con el núcleo de red, donde tenemos el encaminamiento, las bases de datos de usuarios o lo que sea. 01:00:07

La parte radio es sencilla en el sentido de que tenemos el terminal móvil y eso se conecta con la estación base o el nodo B, 01:00:16

que da cobertura a varias células y ya está. No hay más niveles intermedios. Es sencillo en el sentido de que es una arquitectura plana. 01:00:26

Otra cosa es que las funciones que tiene que haber aquí dentro son bastante complejas, como hemos visto, para adaptar los diagramas de radiación de las antenas, para decidir a qué usuario le toca en cada momento, para ir cambiando la modulación, es complejo el funcionamiento del sistema, pero la arquitectura es sencilla porque tenemos simplemente el terminal móvil y la estación base que es donde se hace todo. 01:00:34

No hay nodos intermedios como ocurría en sistemas anteriores. 01:00:59

Si miramos un poco la interfaz radio, que es donde más nos vamos a centrar en este bloque de hoy, 01:01:05

bueno, a mí siempre me gusta poner un par de transparencias con características generales 01:01:12

y después ya vamos viendo un poco detalles de cada cosa. 01:01:16

Entonces, como idea general, ¿hay alguna pregunta o es algún ruido que se ha colado? 01:01:20

Vale, tenemos varias bandas de frecuencias que son las típicas de los móviles, 900, 1800. Aquí hay un proceso históricamente, a lo mejor a los que seáis un poco mayores a lo mejor os suena, que es lo que llaman refarming de frecuencias, que es que tú antes tenías bandas asignadas a sistemas. 01:01:25

900 era para GSM o 2G, 1800 también, esto era para 3G, pero a partir de 2010 más o menos pues se liberalizó esto en el sentido de que si tú eres telefónica o dafón y tienes una banda para móviles, la puedes usar para lo que quieras siempre que sea móvil. 01:01:49

Entonces, en 900, que antes era para GSM, pues puedes meter UMTS, puedes meter EDTE, lo que quieras. 01:02:07

Tenemos diferentes bandas y veis que más o menos coinciden con las que hemos visto en el espectrograma. 01:02:13

Si me alejo del todo, pues la banda de 900, que es esta de aquí, pues vemos que es aquí en el espectrograma. 01:02:19

perdón, he cambiado de ventana, si me deja, aquí en 900, esta es 900, esta es 800, que es una de las que se liberó cuando se dejó espacio de la intervención analógica, 01:02:29

esta de aquí, un poco por debajo del 2, es 1,8, o sea, 1800 megahercios, esta un poquito por encima del 2, es la de 2,1, y bueno, y hay más arriba, que aquí en el espectro rama no se ven, 01:02:47

pero que están. Flexibilidad de ancho de banda. Como he dicho antes, hay seis posibles valores. Por ejemplo, esta señal que estábamos viendo, que tenía 10 MHz, un poquito menos, estas dos, pues veis que encajan con uno de los posibles valores de esta lista. 01:02:59

Si me voy a la banda de 1800, como tiene más ancho de banda porque está más arriba en el espectro, a lo mejor ahí encuentro una señal LTE más ancha. Por ejemplo, esta de aquí sigue siendo LTE con la estructura inconfundible de cajitas en tiempo y en frecuencia. 01:03:19

¿qué ancho de banda tiene? Aquí pone 1.805 MHz y aquí 1.825, o sea es un poco menos de 20, sería este valor, es un poco menos porque se dejan bandas de guarda para no interferir con la señal que esté más arriba o más abajo, pero veis que efectivamente pues somos flexibles en cuanto a ancho de banda. 01:03:38

También en cuanto al modo de transmisión, esto lo habéis visto antes con José Manuel Riera, FDD o TDD, este sistema tiene los dos. Se usa más FDD, pero puede ser también TDD. 01:03:59

Como tecnología de transmisión se utiliza OFDM, estos rectangulitos, esta rejilla entre el polio y frecuencia, algunos están llenos de esos rectángulos, otros no. 01:04:12

Bueno, pues eso porque estamos usando OFDM 01:04:22

Se utiliza en los dos sentidos, descendente y ascendente 01:04:25

En el sentido ascendente tiene un nombre un poco raro 01:04:29

De nuevo el 3GPP con sus nombres un poco extraños 01:04:31

Se llama así, pero sigue siendo OFDM 01:04:35

La misma idea 01:04:38

Uno de los parámetros que tenemos en OFDM es la separación de su portadoras 01:04:40

Este delta de F que pone aquí de cuánto se separa una su portadora de otra 01:04:45

en el caso del sistema LTE hay dos posibles valores de la separación 01:04:50

en la práctica siempre se utiliza el mismo que es el primero, 15 kHz 01:04:54

el prefijo cíclico que es ese tiempo dentro del cual me tiene que llegar todos los ecos 01:04:57

para que funcione bien, hay dos posibles valores 01:05:03

en la práctica el primero es más que suficiente 01:05:06

pero a veces en algún caso pues interesa el segundo que es un poco más grande 01:05:08

más características, hemos dicho que las modulaciones y la codificación de canal 01:05:12

se pueden adaptar dinámicamente 01:05:18

En el caso del sistema LTE, esta es la lista de posibles modulaciones que podemos usar. Según vamos a la derecha, hay más símbolos en la modulación, con lo cual transmite más tasa binaria en el mismo ancho de banda, pero necesita una SNR, una resolución de ruido mayor, para poder funcionar. 01:05:19

Entonces lo adaptaremos sobre la marcha según lo que soporte en cada momento cada uno de los móviles, cada una de las conexiones. 01:05:39

La codificación de canal, que también se puede adaptar, digamos, el grado de redundancia que introduces, como hemos visto, puede ser mediante turbocódigos o convolucionales. 01:05:49

Bueno, son ejemplos de códigos correctores de canal bastante avanzados, los turbocódigos más, que se utilizan en sistemas modernos para corregir los errores. 01:05:58

Y esto vale para poder adaptar, como hemos dicho antes, la modulación y el código. 01:06:11

Otra cosa que hacemos es utilizar retransmisiones con combinación. 01:06:16

Sabéis que en muchos, casi todos los sistemas digitales, los bits se empaquetan en bloques, se transmiten con una cierta capacidad correctora, de forma que si el bloque de bits se recibe con pocos errores, pues a lo mejor los podemos corregir, como antes cuando barrabamos un par de letras en la frase y se seguía entendiendo, pero si ya hay muchos errores, pues a lo mejor no se puede corregir. 01:06:20

Y entonces en ese caso tenemos un segundo código que detecta que algo está mal, un código tipo CRC, control de paridad, que me dice que el bloque está mal, aunque no sepamos qué bit es el que tiene problemas o cuáles bits, me dice que está mal y típicamente se retransmite las veces que haga falta hasta que llegue bien. 01:06:42

En este sistema, esa idea de retransmitir bloques, que es una cosa muy antigua, que se utiliza desde hace mucho, se le da una vuelta más, que es utilizar combinación. 01:07:04

La idea es un poco la misma que cuando antes hablábamos de diversidad, cuando teníamos varias antenas. 01:07:16

Si tú tienes un par de antenas y la señal te llega en las dos antenas, pues llegamos que entre las dos antenas puedes combinar la señal para reforzar esa señal, 01:07:23

para tener una señal más potente que cualquiera de ellas por separado. 01:07:31

Pues aquí hacemos lo mismo, pero entre retransmisiones. 01:07:35

A ti te ha llegado un bloque, por ejemplo, de 100 bits, 01:07:39

y el código detector te dice que ese bloque tiene errores. 01:07:42

Sabes que está mal. 01:07:45

Está mal significa que de esos 100 bits habrá 10, 15 o 5 que tienen problemas. 01:07:47

No sabes cuáles, y entonces no lo puedes corregir. 01:07:52

Pero tú guardas ese bloque. 01:07:56

Y cuando te llegue la retransmisión de ese bloque, 01:07:58

la combinas con la que tenías, porque la que tenías en vez de descartarla, como se hacía en sistemas antiguos, digamos que te das cuenta de que también tiene información, aunque tenga errores también tiene información, entonces a lo mejor los bits que tienen errores en la primera versión del bloque no son los mismos que a lo mejor tienen errores en la segunda y si los consigues combinar de alguna manera, hay técnicas para ello, pues al final consigues un poco lo mismo de antes cuando combinabas dos antenas, 01:08:01

Aunque una tenga desvanecimiento y la otra también, pues entre las dos a lo mejor rescatas la señal. Pues aquí pasa un poco igual. En esa retransmisión combinas la versión nueva retransmitida con la anterior y eso es más eficiente que sistemas anteriores que simplemente cuando el bloque llegaba mal lo tiraban, lo descartaban y confiaban que en la retransmisión llegara bien y si no, pues volvían a retransmitir. 01:08:30

Bueno, potencias de transmisión, siguiendo con características generales, para que os hagáis una idea, pues el móvil transmite típicamente hasta 23 dBm, no quiere decir que siempre transmita esa potencia, si está más cerca de la base, podrá bajar la potencia, veremos luego que hay un control de potencia, pero esa sería la máxima, la que limita, digamos, la cobertura máxima que puedes obtener. 01:08:56

La base lógicamente transmite más potencia, primero porque puede, porque no depende de una batería de un móvil que tiene que caber en el bolsillo, sino que es un armario enchufado a la red y con ventiladores y disipación térmica y puede generar más potencia. 01:09:19

Y segundo, porque lo necesita, porque la base tiene que transmitir a la vez muchos canales para muchos usuarios y necesita una potencia de transmisión más elevada. 01:09:35

Bueno, se utiliza también la técnica esta que hemos dicho antes de planificación de usuarios en función del estado del canal radio 01:09:45

Es un nombre muy largo pero que significa esto que hemos dicho antes, ¿no? 01:09:53

De ir eligiendo para cada usuario los trocitos tiempo-frecuencia que mejor le vienen 01:09:56

Esa planificación de usuarios en inglés se llama scheduling, ¿vale? 01:10:01

En función del tiempo y de la frecuencia 01:10:07

Lo usa el mismo y tiene un control de potencia, ¿vale? 01:10:09

Bueno, como características generales, pues ya tenemos un poco la idea y ahora pues vemos un poco más algún detalle dentro del grado de detalle que podemos cubrir con estas horas que dedicamos hoy. 01:10:12

¿Vale? Bandas de frecuencia. Hemos mencionado antes varias de ellas. Aquí tenéis un poco más concretamente definidas las bandas, el trozo ascendente y descendente, si son para FDD, el uso que tenían inicialmente para GSM, para UMTS. Hoy día ya digo que se pueden mezclar tecnologías sin ningún problema. 01:10:28

Y son las bandas que hemos visto efectivamente que aparecen aquí ocupadas en el espectrograma. 01:10:49

Bueno, un concepto que tenemos que tener claro en este tipo de sistemas, y esto vale también para 5G y para 3G, para el anterior también es parecido, es que hay diferentes niveles, hay diferentes tipos de canales y diferentes niveles. 01:10:58

Los niveles son canal físico, canal de transporte y canal lógico 01:11:15

Y luego dentro de cada uno de estos veremos que hay una lista bastante complicada 01:11:20

Con muchos canales, con diferentes nombres que sirven para diferentes cosas 01:11:23

Entonces como idea general, el nivel físico es el nivel más bajo 01:11:28

Es el que define la señal que físicamente se transmite por el aire 01:11:32

Entonces, ¿qué características define esa señal? 01:11:37

Pues el tipo de modulación, que habrá que ver cuál hay que usar en cada momento 01:11:41

para cada conexión, el tipo de codificación de canal, la tasa binaria, el ancho de banda 01:11:45

instantáneo, cuántas suportadoras vamos asignando a cada conexión. Ese tipo de cosas es lo que se 01:11:51

define en el canal físico. Desde ese punto de vista, los canales físicos se pueden clasificar 01:11:57

en comunes, compartidos o dedicados. Por ejemplo, un canal dedicado sería, si tú asignas a un 01:12:04

usuario un canal concreto ya vale sólo para él. En este sistema no se utiliza, otros sí que lo 01:12:11

utilizan. Un canal compartido sería cuando tú a un usuario le asignas un recurso, pero sabes que no 01:12:17

es sólo para él, sino que lo vas a ir compartiendo dinámicamente con otros usuarios. Eso es lo que 01:12:25

se utiliza en las conexiones en el sistema RTE. ¿Por qué? Porque si queremos esta idea de planificación 01:12:30

de usuarios sobre la marcha, digamos que tú aquí no te comprometes 01:12:37

con el usuario 1 a que cada X milisegundos le va a tocar a él. 01:12:42

No, es dinámico. Aquí le toca al 1 porque en ese momento era el mejor, 01:12:47

de acuerdo con el criterio del planificador. Aquí le toca al 3, 01:12:51

aquí le toca al 2 durante más tiempo. Entonces, el usuario 1 no tiene 01:12:56

el canal para él, lo está compartiendo con otros usuarios. 01:13:00

Entonces, a nivel físico eso hay que gestionarlo. Por ejemplo, 01:13:04

la estación base cuando va a transmitir un usuario unos milisegundos antes comunica para quién va a ser cada trocito, cada rectangulito en tiempo y en frecuencia 01:13:07

para que el usuario correspondiente se ponga a recibir esa señal. Y luego hay otros canales que son comunes. Luego veremos algún ejemplo. 01:13:16

Hay ciertos tipos de información que la estación base transmite que valen para todos los usuarios. Un ejemplo muy sencillo que vamos a entender todos. 01:13:25

Hay estaciones base que son de Movistar o de Vodafone o del que sea. Cada móvil tiene que saber de qué operador es esa base para engancharse solo a las estaciones base que sean del operador que tú tienes contratado y no del otro. 01:13:32

Entonces, ese parámetro que se llama MNC, Mobile Network Code, es un parámetro que cada estación base transmite cada cierto tiempo para que se sepa de qué operador es. Y como ese hay muchos otros. Esos parámetros comunes, pues valen, digamos, la estación base los difunde, los transmite en toda la zona de cobertura de la célula y todos los móviles lo reciben. 01:13:48

No es para un móvil concreto. Entonces, eso va en un canal físico común, concretamente en este que aparece aquí abajo, que vale para todos los móviles. El siguiente nivel se llama canal de transporte. Definen el formato del envío. Pues, por ejemplo, qué tasas binarias son posibles o qué características de la transmisión se pueden cambiar dinámicamente para adaptarnos a ciertas cosas. 01:14:12

Y el tercer nivel, que es como el más abstracto, es el canal lógico, que define el tipo de información enviada. Por ejemplo, si estamos enviando información de un WhatsApp dirigido a un usuario, a nivel lógico, eso se llama Dedicated Traffic Channel, porque es un canal de tráfico de información de usuario dedicado para un usuario. 01:14:36

Si estamos enviando esa información de que la estación base es de Movistar o de Telefónica o de Vodafone o lo que sea, esa información que es común ya no es tráfico para un usuario, es otro tipo de información, entonces corresponde con otro canal lógico, que en este caso se llama BCH, donde la ves de broadcast, porque es información general que se difunde, se transmite, broadcast en inglés, para que la reciban todos los usuarios. 01:15:00

otro ejemplo para que lo veamos 01:15:26

para que lo entendamos mejor 01:15:29

cuando a ti la estación base 01:15:31

te quiere enviar el whatsapp 01:15:33

que tienes pendiente, que te está llegando 01:15:35

te lo va a enviar por un canal lógico 01:15:37

del tráfico 01:15:39

pero antes te tiene que avisar 01:15:40

es algo así como que 01:15:43

te llama por tu nombre 01:15:45

por tu código 01:15:47

y dice usuario con el número 01:15:49

con este código 01:15:51

estate atento y dime 01:15:53

dónde estás exactamente porque en esa célula en la que estás te voy a asignar un canal de tráfico 01:15:55

porque tienes información que te va a llegar. Ese aviso previo a la transmisión de información es 01:16:01

otra función que tiene su canal destinado para ello que es en este caso el PCCH que se llama de 01:16:07

esa manera. En definitiva no pretendo ser exhaustivo porque no es cuestión y no hay tiempo pero la idea 01:16:14

es que tenemos diferentes tipos de funciones, de cosas que hay que hacer en la red y cada una de 01:16:21

esas funciones se le asigna un canal lógico distinto. Esos canales lógicos se materializan 01:16:27

sobre canales de transporte que definen pues el formato de la transmisión y finalmente a nivel 01:16:32

físico se corresponden con un conjunto de canales físicos que al final cada uno pues consiste en 01:16:38

definir dentro de ese ancho de banda que tienes pues cuáles de estos trocitos corresponde a un 01:16:44

canal o corresponde a otro. Por ejemplo, yo sé que este trocito, ¿veis este rectángulo que aparece 01:16:51

ahí justo en el centro? Que se repite cada cierto tiempo. Ese trocito es el canal PBCH, porque yo sé 01:16:56

que siempre se transmite en el centro de la célula. Mientras que este rectangulito, que aparece ahí en 01:17:03

un extremo, pues puede ser otra cosa. Por ejemplo, un canal de tráfico como este, que va por este 01:17:08

canal físico, que es otro tipo de información que se envía para una conexión concreta. 01:17:14

bueno, simplemente que veáis que hay diferentes tipos de cosas que hacer 01:17:19

y que cada una va por su canal correspondiente 01:17:24

que está como todo previsto para que cada función tenga un canal dedicado para ello 01:17:27

y si lo tenéis que consultar en algún momento 01:17:33

pues aquí tenéis la lista completa de los nombres de canales lógicos 01:17:36

de transporte y físicos 01:17:40

en la parte que vamos a ver después veremos algunos ejemplos con un móvil real 01:17:42

y veremos ciertos tipos de mensajes o de información por qué canal se transmiten y qué características tienen. 01:17:47

Bueno, no sé si hay alguna pregunta. Aquí veo una mano levantada. Flora, adelante. 01:17:56

Sí, solo una cosilla. En el espectrograma has dicho que eso es un canal lógico determinado. 01:18:02

Esos canales lógicos determinados, yo que sé, PCCH o el que sea, se transmiten siempre a una frecuencia determinada, 01:18:08

¿Se repiten siempre a una frecuencia determinada? 01:18:16

Depende. De nuevo volvemos a la idea de la flexibilidad y la complejidad. 01:18:19

Si fuera un sistema más antiguo como GSM, más o menos las cosas serán periódicas. 01:18:24

En este sistema, para que todo sea súper flexible, al final no sabes muy bien cuándo va a llegar. 01:18:29

Por ejemplo, este canal de difusión en el que la estación base comunica a qué operador pertenece y ese tipo de informaciones, 01:18:35

es este canal de aquí, eso se envía 01:18:43

de forma periódica. ¿Tiene alguien puesto el micrófono, por favor? 01:18:47

¿Lo podéis quitar? ¿Que suene el ruido? 01:18:50

No, no aguanto. 01:18:53

Bueno, decía, hay canales que sí que se 01:18:56

transmiten de forma periódica porque 01:19:00

bueno, a lo mejor la información que tiene que transmitir 01:19:03

pues realmente es periódica. Pero hay otros 01:19:06

que no lo son. Por ejemplo, este canal de aviso 01:19:09

por el que la base te avisa de que te está llegando algún mensaje 01:19:12

para que estés disponible para recibirlo 01:19:16

pues no tiene por qué ser periódico 01:19:19

porque a lo mejor hay ratos en los que no hay que avisar a nadie 01:19:22

y hay ratos que sí 01:19:24

entonces hay unos canales, este en sentido descendente 01:19:25

que sirve para indicar esas cosas que no son periódicas 01:19:29

cuando va a tocar transmitirlas 01:19:33

entonces este sí que es periódico 01:19:35

los móviles lo van leyendo 01:19:37

y aquí se indica si en el siguiente milisegundo 01:19:38

va a llegar un aviso o va a llegar otra cosa o qué es lo que va a ocurrir eso en cuanto a la 01:19:42

posición temporal en cuanto a la posición en el espectro pues lo mismo hay algunos canales como 01:19:47

este que es este de aquí en medio que siempre ocupan digamos esa posición pero hay otros como 01:19:53

el de tráfico que es este de aquí o este de aquí a nivel de transporte que se van metiendo pues 01:19:59

donde venga bien donde venga bien quiere decir que haya huecos o incluso que veas que para 01:20:05

el usuario pues esa zona del espectro es la buena en vez de la otra entonces para que sea 01:20:12

todo muy flexible pues al final es más complejo y muchas veces no sabes bien en qué hueco tiempo 01:20:17

frecuencia debes esperar que aparezca a cada canal sino que se va viendo sobre la marca 01:20:24

LTE (4G) por Luis Mendo Tomás; profesor de la ETSIT (UPM) - Parte 1 - Contenido educativo

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