IMT Avanzado

Se espera que un sistema IMT-Advanced proporcione una solución de banda ancha móvil integral y segura basada en IP para módems inalámbricos de computadoras portátiles , teléfonos inteligentes y otros dispositivos móviles. Se podrán ofrecer a los usuarios servicios como acceso a Internet de banda ultraancha , voz sobre IP , juegos y transmisión de contenido multimedia.

IMT-Advanced está diseñado para satisfacer los requisitos de calidad de servicio (QoS) y velocidad establecidos por el desarrollo de aplicaciones existentes como el acceso móvil de banda ancha , el Servicio de Mensajería Multimedia (MMS), el chat de video , la televisión móvil , así como nuevos servicios como la televisión de alta definición (HDTV). 4G puede permitir la itinerancia con redes de área local inalámbricas y puede interactuar con sistemas de transmisión de video digital . Su objetivo era ir más allá de los requisitos de la Norma Internacional de Telecomunicaciones Móviles-2000 , que especifica los sistemas de telefonía móvil comercializados como 3G .

Los requisitos específicos del informe IMT-Advanced incluían:

• Basado en una red de conmutación de paquetes totalmente IP . ^{[ 4 ]}
• Interoperabilidad con los estándares inalámbricos existentes. ^{[ 5 ]}
• Una velocidad de datos nominal de 100  Mbit/s mientras el cliente se mueve físicamente a altas velocidades con respecto a la estación, y 1  Gbit/s mientras el cliente y la estación están en posiciones relativamente fijas. ^{[ 6 ]}
• Comparta y utilice dinámicamente los recursos de la red para admitir más usuarios simultáneos por celda.
• Ancho de banda de canal escalable de 5 a 20  MHz, opcionalmente hasta 40  MHz ^{[ 7 ] [ 8 ]}
• Eficiencia espectral máxima del enlace de 15 bit/s/Hz en el enlace descendente y 6,75 bit/s/Hz en el enlace ascendente (lo que significa que  debería ser posible alcanzar 1 Gbit/s en el enlace descendente con un ancho de banda inferior a 67  MHz).
• Eficiencia espectral del sistema de hasta 3 bit/s/Hz/celda en el enlace descendente y 2,25 bit/s/Hz/celda para uso en interiores ^{[ 7 ].}
• Conectividad sin interrupciones y roaming global a través de múltiples redes con traspasos fluidos ^{[ 4 ] [ 9 ]}
• Capacidad para ofrecer un servicio de alta calidad en soporte multimedia.

El primer conjunto de requisitos 3GPP sobre LTE Advanced fue aprobado en junio de 2008. ^{[ 10 ]}

En un informe técnico se incluye un resumen de las tecnologías que se han estudiado como base para LTE Advanced. ^{[ 11 ]}

Si bien la UIT adopta requisitos y recomendaciones para las tecnologías que se utilizarán en las comunicaciones futuras, no realiza directamente el trabajo de desarrollo, y los países no las consideran normas vinculantes. Otros grupos comerciales y organismos de normalización, como el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) , el Foro WiMAX y el 3GPP, también desempeñan un papel importante.

Las técnicas de transmisión de la capa física que se espera utilizar incluyen: ^{[ 12 ]}

• MIMO : Para lograr una eficiencia espectral ultra alta mediante el procesamiento espacial, incluyendo MIMO multi-antena y multi-usuario.
• Ecualización en el dominio de la frecuencia, por ejemplo, "modulación multicarrier" ( OFDM ) en el enlace descendente o "ecualización en el dominio de la frecuencia de portadora única" (SC-FDE) en el enlace ascendente: para explotar la propiedad del canal selectivo en frecuencia sin ecualización compleja.
• Multiplexación estadística en el dominio de la frecuencia, por ejemplo ( OFDMA ) o (FDMA de portadora única) (SC-FDMA, OFDMA precodificado linealmente, LP-OFDMA) en el enlace ascendente: Tasa de bits variable mediante la asignación de diferentes subcanales a diferentes usuarios en función de las condiciones del canal.
• Códigos de corrección de errores basados ​​en el principio Turbo : Para minimizar la relación señal/ruido requerida en el lado de recepción.
• Programación dependiente del canal : Para utilizar el canal variable en el tiempo.
• Adaptación de enlace : Modulación adaptativa y códigos de corrección de errores.
• El reenvío, incluidas las redes de retransmisión fijas, y el concepto de reenvío cooperativo , conocido como protocolo multimodo.

La tecnología LTE ( Long Term Evolution ) tiene una capacidad máxima teórica de velocidad de bits neta  de 100 Mbit/s en el enlace descendente y 50  Mbit/s en el enlace ascendente si  se utiliza un canal de 20 MHz. La capacidad aumenta si se utiliza una matriz de antenas MIMO (entrada múltiple y salida múltiple). La interfaz de radio física se denominó inicialmente "Acceso ortogonal de paquetes de alta velocidad" y ahora se llama E-UTRA .

La tecnología de radio de espectro ensanchado CDMA , utilizada en los sistemas 3G y cdmaOne , ha sido abandonada. Fue reemplazada por el acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (ODM) y otros esquemas de acceso múltiple por división de frecuencia . Esto se combina con matrices de antenas MIMO, asignación dinámica de canales y programación dependiente del canal .

Los primeros servicios LTE disponibles públicamente se denominaron "4G" y se inauguraron en Estocolmo, la capital de Suecia ( sistema Ericsson ), y en Oslo, la capital de Noruega ( sistema Huawei ), el 14 de diciembre de 2009. Los terminales de usuario fueron fabricados por Samsung. ^{[ 13 ]} Los tres principales operadores de telefonía móvil de EE. UU. ofrecen servicios LTE.

En Corea del Sur, SK Telecom y LG U+ han habilitado el acceso al servicio LTE desde julio de 2011 para dispositivos de datos, con la previsión de que se extienda a todo el país en 2012. ^{[ 14 ]}

El estándar de acceso inalámbrico de banda ancha móvil (MWBA) Mobile WiMAX (IEEE 802.16e-2005) (comercializado como WiBro en Corea del Sur) a veces se denomina 4G y ofrece velocidades de datos máximas de 128 Mbit/s de bajada y 56 Mbit/s de subida a través de  canales de 20 MHz de ancho.

El primer servicio móvil comercial WiMAX fue inaugurado por KT en Seúl, Corea del Sur, en junio de 2006. ^{[ 15 ]}

En septiembre de 2008, Sprint Nextel comercializó Mobile WiMAX como una red "4G" a pesar de que no cumplía con los requisitos de IMT Advanced. ^{[ 16 ]}

En Rusia, Bielorrusia y Nicaragua, la empresa rusa Scartel ofrece acceso a internet de banda ancha WiMax , también bajo la marca 4G Yota .

Ultra Mobile Broadband (UMB) era la marca comercial de un proyecto 4G discontinuado dentro del grupo de estandarización 3GPP2 para mejorar el estándar de telefonía móvil CDMA2000 para aplicaciones y requisitos de próxima generación. En noviembre de 2008, Qualcomm , principal patrocinador de UMB, anunció que ponía fin al desarrollo de la tecnología, favoreciendo en su lugar LTE. ^{[ 17 ]} El objetivo era lograr velocidades de datos superiores a 275  Mbit/s de bajada y superiores a 75  Mbit/s de subida.

En una fase inicial, se esperaba que el sistema Flash-OFDM se desarrollara aún más hasta convertirse en un estándar 4G.

La tecnología iBurst , que utiliza acceso múltiple por división espacial de alta capacidad (HC-SDMA), fue considerada en una etapa temprana como un precursor de 4G. Fue incorporada por el grupo de trabajo de acceso inalámbrico de banda ancha móvil (MBWA) al estándar IEEE 802.20 en 2008. ^{[ 18 ]}

LTE Advanced (Long-term-evolution Advanced) fue presentado formalmente por la organización 3GPP a la UIT-T en otoño de 2009 y se lanzó en 2011. El objetivo de 3GPP LTE Advanced era alcanzar y superar los requisitos de la UIT. ^{[ 21 ]} LTE Advanced es una mejora de la red LTE existente. Se espera que la versión 10 de LTE alcance las velocidades de LTE Advanced. La versión 8 de 2009 admitía velocidades de descarga de hasta 300  Mbit/s, que aún estaban por debajo de los estándares IMT-Advanced. ^{[ 22 ]}

La evolución WirelessMAN-Advanced de IEEE 802.16e se publicó en mayo de 2011 como estándar IEEE 802.16m-2011 . La industria pertinente que promovía la tecnología le dio el nombre comercial de WiMAX Release 2. Tenía el objetivo de cumplir con los criterios IMT-Advanced. ^{[ 23 ] [ 24 ]} El grupo IMT-Advanced aprobó formalmente esta tecnología como que cumplía con sus criterios en octubre de 2010. ^{[ 25 ]} En la segunda mitad de 2012, el estándar 802.16m-2011 se integró en el estándar 802.16-2012, excluyendo la parte de la interfaz de radio WirelessMAN-Advanced del estándar 802.16m-2011, que se trasladó a IEEE Std 802.16.1-2012.