El nivel técnico de la respuesta depende de si comprende las comunicaciones inalámbricas y la ingeniería eléctrica. Asumiré que no, así que aquí está la respuesta bastante simplificada con algunos atajos y omisiones:
– Todo LTE en América del Norte hoy se llama sabor FDD (en oposición a TDD). FDD = dúplex por división de frecuencia (el enlace descendente está en un rango de frecuencia y el enlace ascendente está en una frecuencia diferente y separados por cierta distancia en frecuencia).
– definición: enlace descendente (DL) = señales desde la estación base ‘hacia abajo’ al teléfono (UE).
– definición: enlace ascendente (UL) = señales ‘arriba’ desde el UE a la estación base.
– El enlace descendente y el enlace ascendente utilizan señales de RF enviadas a / desde varios UE simultáneamente, en pequeños fragmentos que varían tanto en tiempo como en frecuencia, denominados ranuras. Una ranura, por definición, consiste en una señal de 0,5 ms de duración a través de 180 kHz de ancho de banda. El ancho de banda de 180 kHz se llama un bloque de recursos (RB). Como LTE es una tecnología de banda ancha, puede consistir en cualquier ancho de banda de 1.4MHz a 20MHz. Una implementación de 10MHz (como Verizon dice en la banda LTE 13, 746 a 756MHz en enlace descendente (DL)) tiene 25 RB en DL y 25 en Uplink (UL). La asignación mínima en frecuencia y tiempo es de dos ranuras (1 mS de duración, 180 kHz de ancho) por Equipo de usuario (UE), pero generalmente se asigna mucho más que esto, lo que depende de muchos factores, incluyendo qué tan ocupada está la celda. El recurso de frecuencia de tiempo se asigna de forma muy rápida y dinámica a muchos UE simultáneamente (si es necesario) mediante un algoritmo de SW inteligente llamado MAC (controlador de acceso medio) que utiliza reglas configurables para hacerlo. Hay ‘bits’ adicionales de información agregados en el tráfico de usuarios de DL enviados al UE que proporcionan la capacidad de corrección de errores, denominada Corrección de errores hacia adelante (FEC). La cantidad de FEC, además de la modulación (hoy entre 64QAM, 16QAM o QPSK en DL, o entre solo 16QAM o QPSK en UL) se ajustan hacia arriba y hacia abajo dinámicamente, según la señalización de retroalimentación enviada a la estación base desde el UE en tiempo real, por mS (llamado TTI), que le dice a la estación base (eNodeB) o UE qué FEC y modulación usar para la asignación de ese UE. Esta es una de las premisas básicas de LTE, conocida como AMC (modulación adaptativa y codificación, que también existe en HSPA para 3G), que se puede ajustar a una velocidad muy rápida para tener en cuenta las condiciones de RF que cambian rápidamente, sin mencionar el hecho de que las asignaciones se realizan en frecuencia y tiempo por UE.
El enlace ascendente es muy similar al DL, excepto que utiliza un tipo lento de control de potencia adaptativo (la potencia de DL es la misma y constante por RB) que está diseñada para superar el desvanecimiento lento de (la variación lenta de la señal promedio resistencia debido a objetos grandes como edificios, etc.). Un canal de control de enlace descendente (PDCCH) dicta al UE que se encienda o apague en función de las mediciones en el receptor de la estación base, en tiempo real. La otra diferencia es que, en UL, el UE debe reducir su número de RB asignados a medida que se aleja de la estación base para concentrar su potencia en un ancho de banda más pequeño para superar las pérdidas de ruta de RF (debido a la potencia limitada del UE de 1/4 vatios ), en comparación con el DL, aunque puede haber muchos RB disponibles en UL para el UE.
A medida que se envían fragmentos de datos a / desde un UE en particular (llamados TB’s o Tranport Blocks), el lado receptor (eNB en caso de UL, UE en caso de DL) envía la señalización en tiempo real sobre lo que se llama canales de control. Para el tráfico de usuarios de DL, el canal de control enviado desde UE a eNB se denomina PUCCH (canal de control de enlace ascendente de paquetes), y para el tráfico de usuarios de UL, el canal de control enviado desde eNB a UE se denomina PDCCH (canal de control de enlace descendente de paquetes). Ambos canales de control envían respuestas rápidas al lado emisor, lo que indica éxito o fracaso (errores que no se pueden corregir) de cada TB, llamados ACK (reconocimiento) o NACK (reconocimiento negativo). En el caso de NACK, el lado remitente vuelve a enviar la información, y a veces de manera diferente. Esto puede ocurrir hasta 3 veces para un total de 4 intentos para una TB en particular antes de darse por vencido. Existen varios métodos matemáticos avanzados, el lado receptor puede recombinar los distintos TB juntos para “decodificar” correctamente el tráfico del usuario para ese TB en el caso de condiciones de RF muy pobres (como en el borde de la celda). Además, el UE calcula un número llamado Índice de calidad de celda (CQI) en la señal de enlace descendente, que indica la calidad general de la señal de enlace descendente una vez por 1 mS, y lo envía de vuelta al eNB que lo utiliza para dictar el MCS real (codificación de modulación esquema, es decir, tipos de modulación y FEC) que se utilizarán en las siguientes asignaciones de tráfico de usuarios DL al UE.
También hay otros canales en LTE:
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– BCCH- Canal de transmisión. Esto se envía en el enlace descendente en el medio 1.08MHz de espectro, como una señal de transmisión repetitiva, independientemente del ancho de banda total configurado. BCCH lleva información sobre la celda, incluidos muchos parámetros de RF al UE, la identidad de la celda, la lista de celdas vecinas, la identificación de la red (llamada PLMN), etc., etc., que permiten que el UE encuentre, sincronice, Identificar, autenticar y solicitar recursos de RF de la célula.
Además, hay un tipo muy importante de señal de baliza enviada en el DL que se extiende de manera uniforme en toda la banda llamada Señal de referencia (RS). El propósito del RS, que tiene una potencia constante y siempre está transmitiendo, es proporcionar un medio para que el UE mida la pérdida de la ruta de RF y, por lo tanto, estimar la intensidad de la señal de enlace descendente (llamada RSRP) y la calidad de la señal (llamada RSRQ) para fines de movilidad (selección / reselección de células y transferencias entre células) cuando el UE no está enviando o recibiendo datos activamente.
LTE es altamente complejo, y hay muchos otros canales de señalización que usan una pequeña fracción de la potencia de RF total disponible, pero es de esperar que esto sea suficiente para una descripción básica.