ITU-R INFORME M 2038 SPANISH-2004 Technology trends《技术趋势》.pdf

1、 I. UIT-R M.2038 1 INFORME UIT-R M.2038 Tendencias de la tecnologa (2004) NDICE Pgina 1 Introduccin 2 2 Alcance . 3 3 Panormica de las nuevas tecnologas principales . 3 3.1 Nuevas tecnologas radioelctricas y su repercusin en el espectro. 5 3.1.1 Tecnologas para mejorar la eficacia de la anchura de b

2、anda 5 3.1.2 Soluciones tecnolgicas en apoyo de la asimetra del trfico 7 3.1.3 Innovacin de sistema avanzado utilizando DDT 8 3.1.4 Conceptos de antena adaptable y caractersticas tcnicas clave 9 3.1.5 Tcnicas de entrada-mltiple salida-mltiple 10 3.2 Red de acceso a interfaces radioelctricas 11 3.2.1

3、 Dispositivos radioelctricos definidos por soporte lgico (SDR) 11 3.2.2 Nodos de paquetes de gran velocidad de datos (HDRPN). 13 3.2.3 Tecnologas Internet y soporte de aplicaciones IP por sistemas mviles . 14 3.2.4 Acceso inalmbrico IP en banda ancha 15 3.2.5 Sistemas radioelctricos por fibra (RoF)

4、. 16 3.2.6 Redes radioelctricas multisalto. 18 3.2.7 Estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS) 19 3.3 Terminales mviles. 21 3.3.1 Arquitectura del terminal . 21 3.3.2 Sistemas microelectromecnicos (MEMS) de RF . 21 3.3.3 Nuevas interfaces de usuario innovadoras . 22 3.3.4 Procesadores, termina

5、les y redes reconfigurables 23 4 Conclusiones. 24 5 Terminologa y abreviaturas. 24 2 I. UIT-R M.2038 Pgina Anexo 1 Tecnologas para mejorar la eficacia en cuanto a anchura de banda . 27 Anexo 2 Soluciones de tecnologa en apoyo de la asimetra del trfico. 44 Anexo 3 Innovacin de sistema avanzado utiliz

6、ando DDT 50 Anexo 4 Conceptos de antena adaptable y caractersticas tcnicas fundamentales . 54 Anexo 5 Tcnicas de mltiple entrada y mltiple salida 62 Anexo 6 Equipo radioelctrico definido por soporte lgico. 70 Anexo 7 Nodos de paquetes de gran velocidad de datos (HDRPN). 83 Anexo 8 Tecnologas de Inte

7、rnet y soporte de aplicaciones basadas en el IP por los sistemas del servicio mvil 87 Anexo 9 Tecnologas de acceso inalmbrico de banda ancha por IP . 99 Anexo 10 Radiocomunicaciones a travs de fibras pticas (RoF) . 104 Anexo 11 Arquitectura de los terminales . 107 Anexo 12 Sistemas microelectromecni

8、cos de radiofrecuencia (MEMS RF) . 110 Anexo 13 Nuevas e innovadoras interfaces de usuario para los futuros terminales inalmbricos multimedios 113 Anexo 14 Procesadores reconfigurables. 118 Anexo 15 Redes radioelctricas con multisaltos 125 1 Introduccin La Recomendacin UIT-R M.1645 define el marco y

9、 los objetivos generales del desarrollo futuro de las IMT-2000 y sistemas posteriores para la red de acceso radioelctrico. Al definir el marco y los objetivos generales del desarrollo futuro de las IMT-2000 y sistemas posteriores, han de considerarse las tendencias significativas de la tecnologa. Es

10、te Informe ofrece nuevas informaciones sobre muchas de las tendencias tecnolgicas que ataen a la red de acceso radioelctrico previstas cuando se elabor la Recomendacin UIT-R M.1645. Dependiendo de su desarrollo, la evolucin, capacidades previstas y costo de despliegue, cada una de estas tecnologas p

11、uede o no repercutir en el desarrollo futuro de las IMT-2000 y sistemas posteriores o utilizarse en ellos. Se prev que en la investigacin y en el desarrollo futuro de las IMT-2000 y sistemas posteriores se consideren estas tecnologas y se ofrezcan orientaciones sobre la aplicabilidad o la influencia

12、 que pudieran tener en el futuro de las IMT-2000 y sistemas posteriores. Las tecnologas descritas en este Informe son recopilaciones de posibles sistemas habilitadores de tecnologa. Hasta este momento no hay decisiones sobre si se adoptarn estas tecnologas para los sistemas futuros de comunicaciones

13、 mviles y este Informe no excluye la adopcin de cualquier otra tecnologa sobresaliente que exista o aparezca en el futuro. I. UIT-R M.2038 3 2 Alcance Este Informe ofrece aportaciones sobre muchas de las tendencias tecnolgicas que ataen a las redes de acceso radioelctrico previstas cuando se elabor

14、la Recomendacin UIT-R M.1645. El Informe aborda temas de tecnologa que revelan su inters en mayor o menor medida para el futuro desarrollo de las IMT-2000 y sistemas posteriores. El Informe considera estos temas en tres amplias categoras: Tecnologas que influyen en el espectro, su utilizacin y/o su

15、eficacia en este contexto. Tecnologas que se refieren a las redes de acceso y a las interfaces radioelctricas. Tecnologas relacionadas con los terminales mviles. 3 Panormica de las nuevas tecnologas principales Este punto presenta temas de tecnologa que ofrecen inters en mayor o menor medida para el

16、 desarrollo futuro de las IMT-2000 y sistemas posteriores. En los 3.1, 3.2 y 3.3 se describen respectivamente las tecnologas que repercuten en el espectro, su utilizacin y/o eficacia, las tecnologas relacionadas con las redes de acceso y las interfaces radioelctricas y las tecnologas relativas a los

17、 terminales de usuario. En los Anexos correspondientes se ofrecen ms detalles. La demanda de comunicaciones mviles multimedio ha ido aumentando rpidamente. No obstante, el espectro radioelctrico es un recurso valioso y escaso. Por tanto, hay que prever tecnologas innovadoras para la utilizacin efica

18、z del espectro que potencien la capacidad de las IMT-2000 y sistemas posteriores. En el 3.1 se examinan algunas nuevas tecnologas radioelctricas y su repercusin en la utilizacin del espectro, incluyendo tecnologas para la mejora de la eficacia espectral, las que utilizan antenas mltiples, tales como

19、 las antenas adaptables, y las de entrada-mltiple salida-mltiple (MIMO), as como las utilizadas para el tratamiento de la asimetra del trfico y las de dplex por divisin en el tiempo (DDT). Los algoritmos de gestin avanzada del recurso radioelctrico (RRM) y los mtodos de compar-ticin flexible de frec

20、uencias sirven para maximizar y optimizar la utilizacin del recurso de frecuencias. Adems, las tecnologas de antena y de codificacin, tales como las de antenas inteligentes, las tcnicas de diversidad, las tcnicas de codificacin, la codificacin espacio-tiempo y las tecnologas combinadas, mejoran la c

21、alidad del enlace radioelctrico en los canales con desva-necimiento multitrayecto de Rayleigh. Adems, los esquemas eficaces de acceso mltiple y la modulacin adaptable mejoran la eficacia de la anchura de banda de los sistemas. Las antenas adaptables mejoran la eficacia espectral de un canal radioelc

22、trico y al hacerlo, incrementan considerablemente la capacidad y la cobertura de la mayora de las redes de transmisin radioelctrica. Esta tecnologa se vale de antenas mltiples, tcnicas de procesamiento digital y algoritmos complejos para modificar las seales transmitidas y recibidas en una estacin d

23、e base y en un terminal de usuario. Adems, las tcnicas MIMO pueden aportar mejoras significativas de la capacidad del enlace radioelctrico, utilizando de forma positiva los canales de propagacin multitrayecto compleja de ciertas comunicaciones mviles terrenales. Las tcnicas MIMO se basan en el estab

24、lecimiento de varios canales de comunicacin independiente paralelos por el mismo canal espacial y de frecuencia, utilizando elementos mltiples de antena en ambos extremos del enlace. En las comunicaciones multimedio de banda ancha, se prev el predominio del trfico asimtrico. Dadas las incertitudes d

25、e la futura asimetra del trfico, los futuros sistemas de comunicaciones mviles deben ser adaptables a distintas relaciones de asimetra, especialmente en los niveles de zona personal y acceso de usuario, a fin de ofrecer la asimetra del trfico prevista, manteniendo 4 I. UIT-R M.2038 simultneamente un

26、a eficacia espectral elevada. La DDT es una de las tcnicas adecuadas para los servicios asimtricos de gran velocidad de datos, al tiempo que ofrece un despliegue flexible de la red, incluyendo puntos urbanos de gran densidad y entornos en interiores, as como aplicaciones de zona amplia. Los sistemas

27、 DDT no exigen un par de frecuencias dplex, pues las transmisiones del enlace ascendente y del descendente van en la misma portadora, dentro de la misma banda de espectro. En los futuros sistemas de comunicaciones mviles, la flexibilidad y la integracin/ convergencia sern factores clave. En el 3.2 s

28、e presentan las tecnologas relativas a las aplicaciones IP y de acceso inalmbrico en banda ancha IP, las relacionadas con el equipo radioelctrico definido por soporte lgico (SDR) y las que logran coberturas ms amplias, tales como las de radiocomunicaciones por fibra (RoF), las redes radioelctricas m

29、ultisalto y las de estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS). Muchos sistemas de comunicacin inalmbrica ofrecen a los usuarios formas tiles de acceder a Internet y de comunicarse entre s o de acceder a contenidos multimedio. Se prev que las tecnologas inalmbricas avancen en una direccin que pe

30、rmita el apoyo de los servicios multi-medio e Internet. La repercusin tecnolgica de la integracin de las tecnologas IP e inalmbrica es ms acusada en el caso del acceso mvil en banda ancha a Internet. Para el soporte de las aplicaciones en tiempo real o multimedio que utilizan protocolos IP de extrem

31、o a extremo, todos los elementos de un servicio deben, en general, responder a los requisitos del acceso inalmbrico mvil o en banda ancha. Para el soporte eficaz del transporte IP por un entorno mvil de banda ancha, se necesita fundamentalmente un conjunto de tecnologas diversas agrupadas en concept

32、os de banda ancha, sin discontinuidad y eficaz en trminos de energa. Los SDR constituyen sistemas de comunicaciones mviles reconfigurables destinados a establecer una plataforma comn de aplicacin del soporte lgico que afecta a pilas de protocolos radio-elctricos reconfigurables, incrementando con el

33、lo las capacidades y la versatilidad de la red y del terminal mediante modificaciones (descargas) del soporte lgico. Bsicamente, los SDR afectan a todas las capas de comunicacin (desde la capa fsica a la capa de aplicacin) de la interfaz radioelctrica y repercuten en el terminal de usuario y en el l

34、ado de la red. Las radiocomunicaciones por fibra, se definen como sistemas que permiten la interconexin transparente de una estacin de base con un elemento de red de interfaz radioelctrica de sistema inalmbrico equivalente, junto a sus antenas de transmisin y recepcin asociadas, por medio de una red

35、 ptica. La fibra ptica presenta unas prdidas de insercin muy reducidas con las que se logran longitudes de cable de hasta varios kilmetros y una enorme anchura de banda para transportar mltiples seales de RF distintas por una nica fibra. La tecnologa de acceso inalmbrico multisalto utiliza mltiples

36、conexiones inalmbricas serie entre el terminal de usuario de destino y una estacin de base en un sistema homogneo o entre sistemas diferentes. En un sistema inalmbrico con bandas de frecuencias superiores en el que se disponga de una zona de cobertura inferior, la tecnologa de acceso inalmbrico mult

37、isalto puede ser una solucin para que los terminales de usuario puedan obtener una conectividad inalmbrica con una estacin de base. Otra solucin es la aplicacin de las HAPS que es una nueva tecnologa basada en una plataforma volante. El sistema HAPS puede dar cobertura celular mvil y servicios inalm

38、bricos fijos a diversas regiones que van desde las zonas (urbanas) de gran densidad a las zonas (rurales) de densidad reducida. La flexibilidad y la integracin/convergencia son tambin factores clave para los terminales de usuario. En el 3.3 se abordan las tecnologas destinadas a lograr terminales de

39、 usuario recon-figurables, tales como las de arquitectura de terminal, los procesadores reconfigurables, los sistemas microelectromecnicos de RF (MEMS) para obtener terminales de usuario ms pequeos y las interfaces de usuario para terminales de usuario flexibles. I. UIT-R M.2038 5 En los futuros equ

40、ipos de usuario mvil se pueden adoptar caractersticas de plataformas programables multifuncin que contengan procesadores multifuncin de gran potencia y que ofrezcan una plataforma flexible y programable aplicable a utilizaciones cuya diversidad crece constantemente. La convergencia de la conectivida

41、d inalmbrica y la plataforma programable multifuncin puede reavivar algunas inquietudes actuales y suscitar otras nuevas; de esta manera, los factores medioambientales y los estmulos tradicionales de la tecnologa y del mercado influyen en la arquitectura de estos dispositivos. Un procesador incorpor

42、ado bien concebido con una unidad reconfigurable puede permitir la ejecucin eficaz de instrucciones definidas por el usuario, pues los procesadores multifuncin tales como las CPU o los DSP no son adecuados para el funcionamiento a nivel binario. Este tipo de procesador, que puede tratar mltiples tip

43、os de procesos de datos a nivel binario, puede integrarse en diversas aplicaciones para el funcionamiento eficaz de los sistemas de comunicaciones mviles. Los sistemas microelectromecnicos de RF (MEMS) son microdispositivos (o sistemas integrados) que combinan componentes electrnicos y mecnicos fabr

44、icados utilizando una tcnica de circuito integrado (CI) compatible con el procesamiento por lotes. Esta tecnologa puede ofrecer circuitos integrados compactos, ligeros, de bajo consumo y gran calidad que sustituyan a los componentes discretos pasivos de RF, tales como los VCO, los filtros de FI y RF

45、 y los duplexores. Los sistemas de clculo personales son tambin una tecnologa prometedora que dar lugar a nuevas lneas de interfaces hombre-mquina aplicables a los terminales de usuario. Hasta el momento, hay mltiples soluciones que no estn normalizadas, pero que son mtodos patentados. Hay tambin un

46、a clara necesidad de armonizar y utilizar abiertamente las normas de interfaz abierta comn. 3.1 Nuevas tecnologas radioelctricas y su repercusin en el espectro 3.1.1 Tecnologas para mejorar la eficacia de la anchura de banda Para cumplir la intensa demanda de servicios multimedio en banda ancha para

47、 usuarios itinerantes y mviles, es necesario aumentar la velocidad binaria mxima de informacin de los sistemas posteriores a las IMT-2000. Para mejorar la capacidad de las IMT-2000 y sistemas posteriores, son indispensables tecnologas innovadoras o nuevos conceptos que mejoren la eficacia de la anch

48、ura de banda. Los algoritmos de gestin avanzada del recurso radioelctrico (RRM) servirn para maximizar la utilizacin del recurso. Adems, las tecnologas de antena y de codificacin, tales como las de antenas inteligentes, las tcnicas de diversidad, las tcnicas de codificacin, la codificacin espacio-tiempo y las tecnologas combinadas sern necesarias para que los sistemas posteriores a las IMT-2000 mejoren la calidad del enlace inalmbrico en los canales con desvane-cimiento multitrayecto de Rayleigh. Adems, los esquemas eficaces de acceso mltiple, la modu