Top Banner
8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 1/37 ITU/BDT Arab Regional Workshop on “4G Wireless Systems” - Tunisia 2010  “4G  Wireless  Systems” LTE Technology Session  5  :  LTE  Technology Perofrmance Speakers M.  Lazhar BELHOUCHET . Date 27 29 January 2010 www.cert.tn 1  LTE Technology Perofrmance Evaluation
37

LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

Jun 03, 2018

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 1/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

 

“4G Wireless Systems”LTE Technology

Session 5 : LTE

 Technology Perofrmance

Speakers M. 

Lazhar BELHOUCHET. 

Date 27 – 29 January 2010

www.cert.tn1   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 2: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 2/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Agenda

 –   Frequency Bands and Typical deployment areas

 –   Layer 1 Peak

 Bit

 Rates

 –   Terminal Categories

 –   Reference Sensitivity

 –   Link 

Budgets –   Propagation model

 –   

 –   Downlink link budgets

 –   Comparison between

 GSM/HSPA/LTE

 –   Latency

 –   LTE Refarming to GSM Spectrum

www.cert.tn2

 –   Capacity Dimensioning

LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 3: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 3/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Introduction

•   Performance evaluation : LTE capabilities from the end user’s 

and from

 the

 o erator’s

 oint

 of 

 view

•   The operator is interested in the network efficiency: 

 –   how many customers can be served, 

 –   how much

 data

 can

 be

 provided

 and

 how

 many

 base

 station

 sites

 are

 

required. 

•   e en   user app cat on per ormance  epen s on :

 –   available bit rate, 

 –   

 –   seamless mobility

www.cert.tn3   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 4: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 4/37

Page 5: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 5/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Frequency Bands : Typical deployment areas

•   Europe:

 –   Band 7:The

 2.6

 GHz

 auctions

 have

 been

 running

 in

 a few

 countries

 during

 2007

 and

 

2008, and continue during 2009/2010.

 –   Band 8:is currently used mostly by GSM. The band is attractive from a coverage 

point of  view due to the lower propagation losses. The band can be reused for LTE 

or 

for 

HSPA. –   Band 3: is also used by GSM, but in many cases Band 3 is not as heavily used by 

GSM as Band 8. That makes refarming for LTE simpler.

 –   Digital dividend

•   USA: 

Bands 

4, 

12, 

13, 

14 

and 

17. 

Bands 

and 

can 

be 

used 

for 

LTE 

refarming.•   Japan : Bands 1, 9, 11 and 18.

•   LTE deployments globally will use several different frequency bands from the 

start.

www.cert.tn5   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 6: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 6/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

LTE Technolo Perofrmance Evaluation

PERFORMANCE 

EVALUATION

 

www.cert.tn6   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 7: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 7/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Layer 1 Peak Bit Rates

sSubCarrier of  Number  Hz

bits

ms

SubFrame per symbolsof  Number s Mbratebit Peak    *)(*

1]/[   =

•   control and reference signal overheads:

 –   PDCCH: takes one symbol out of  14 symbols. That is the minimum possible PDCCH 

=.  .   .

 –   Downlink Reference

 Signals

 (RS)

 depend

 on

 the

 antenna

 configuration

 :Single

 

stream transmission uses 2 RS out of  14 in every 3rd sub‐carrier, 2 × 2 MIMO 4 

.  .   . .

 –   Other downlink symbols Overhead: synchronization signal, PBCH, PCFICH, and one 

group 

of  

PHICH. 

The 

overhead 

depends 

on 

the 

BW 

ranging 

from 

below 

1% 

at 

20 

.   .

 –   Uplink reference signals take 1 symbol out of  7 symbols resulting in an overhead of  

14.3% = 1/7.

www.cert.tn7   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 8: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 8/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Layer 1 Peak Bit Rates  – Cont.

BW RB/Sub‐carriers

Modulation

and coding

Bits/

symbol

MIMO usage 1.4 MHz

6/72

3.0 MHz

15/180

5.0 MHz

25/300

10 MHz

50/600

15 MHz

75/900

20 MHz

100/1200

QPSK 1/2 1 Single stream 0.9 2.2 3.6 7.2 10.8 14.4

16QAM 1/2 2 Single stream 1.7 4.3 7.2 14.4 21.6 28.8

16QAM 3/4 3 Single stream 2.6 6.5 10.8 21.6 32.4 43.2

64QAM 3/4 4.5 Single stream 3.9 9.7 16.2 32.4 48.6 64.8

64QAM 1/1 6 Single stream 5.2 13.0 21.6 43.2 64.8 86.4

64QAM 3/4 9 2 × 2 MIMO 7.8 19.4 32.4 64.8 97.2 129.6

64QAM 1 1 12 2 × 2 MIMO 10.4 25.9 43.2 86.4 129.6 172.8

64QAM 1/1 24 4 × 4 MIMO 20.7 51.8 86.4 172.8 259.2 345.6

Downlink eak bit rates Mb s

www.cert.tn8   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 9: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 9/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Layer 1 Peak Bit Rates  – Cont.

BW RB/Sub‐carriers

and coding symbol

  .  

6/72

.  

15/180

.  

25/300

 

50/600

 

75/900

 

100/1200

QPSK 1/2 1 Single stream 0.9 2.2 3.6 7.2 10.8 14.4

16QAM 

1/2 2 Single 

stream 1.7 4.3 7.2 14.4 21.6 28.816QAM 3/4 3 Single stream 2.6 6.5 10.8 21.6 32.4 43.2

  . . . . . .

64QAM 3/4 4.5 Single stream 3.9 9.7 16.2 32.4 48.6 64.8

64QAM 

1/1 6 Single 

stream 5.2 13.0 21.6 43.2 64.8 86.4

Uplink peak bit rates (Mbps)

www.cert.tn9   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 10: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 10/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Terminal Categories

Category 1 Category 2 Category 3 Category 4 Category 5

Peak rate downlink (approximately) 10 Mbps 50 Mbps 100 Mbps 150 Mbps 300 Mbps

Peak rate uplink (approximately) 5 Mbps 25 Mbps 50 Mbps 50 Mbps 75 Mbps

Max bits received within TTI 10 296 51 024 102 048 149 776 299 552

Max bits transmitted within TTI 5 160 25 456 51 024 51 024 75 376

RF bandwidth 20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 MHz

 

Modulation uplink 16QAM 16QAM 16QAM 16QAM 64QAM

Receiver 

diversity Yes Yes Yes Yes YesMIMO downlink Optional 2 × 2 2 × 2 2 × 2 4 × 4

www.cert.tn10   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 11: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 11/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Reference Sensitivity

•   The reference sensitivity 

level is the

 minimum

 mean

 

•   kTB :thermal noise level , in units of  

dBm, in

 the

 specified

 bandwidth

 (B),

 

received signal strength 

applied to antenna ports at 

•   NF :noise figure for the receiver, 

•   SINR is the signal to interference plus 

which 

there 

is 

sufficient 

SINR 

for the specified modulation 

modulation and

 coding

 scheme,

•   IM is the implementation margin 

throughput requirement of  

95% of 

 the

 maximum

 

•   −3 dB represents the diversity gain.

possible.)(3Re   dBm IM SINR NF KTB fSens   −+++=

www.cert.tn11   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 12: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 12/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Reference Sensitivity

‐70.00

E‐UTRA reference sensitivity

‐85.00

‐80.00

‐75.00

‐100.00

‐95.00

‐90.00     d     B    m

‐110.00

‐105.00

1.4 3 5 10 15 20

 

QPSK  1/8  QPSK  1/5  QPSK  1/4  QPSK  1/3  QPSK  1/2 

QPSK  2/3  QPSK  3/4  QPSK  4/5  16QAM  1/2  16QAM  2/3 

16QAM  3/4  16QAM  4/5  64QAM  2/3  64QAM  3/4  64QAM  4/5 

www.cert.tn12   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 13: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 13/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Link Budgets

•   The link budget calculations estimate the maximum allowed 

si nal attenuation

 between

 the

 mobile

 and

 the

 base

 station

 

antenna. The maximum path loss allows the maximum cell 

range to be estimated with a suitable propagation model.

•   The cell

 range

 gives

 the

 number

 of 

 base

 station

 sites

 required

 to cover the target geographical area.

www.cert.tn13   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e

 d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y 

r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 14: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 14/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Link Budgets ‐ Propagation model 

•   A propagation model describes the average signal 

ro a ation 

and it converts

 the

 maximum

 allowed

 

propagation loss to the maximum cell range.

•   It depends on:

 –   Environment : urban,

 rural,

 dense

 urban,

 suburban,

 open,

 forest,

 sea…

 –   Distance

 –   Frequency

 –   atmospheric conditions

 – 

•   Examples : Free space, Walfish–Ikegami, Okumura–Hata, 

Lon le –Rice  Lee  Youn

www.cert.tn14   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e

 d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y 

r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 15: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 15/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Link Budgets ‐ Propagation model  –Cont.

•   Hata Model for Urban Areas:

****   −−−=

•   For small or medium sized city,

.....  B H  B

***   −−=

•   For large cities,

−**

⎩⎨

≤−=

1500200,97.42))*75.11(log(*2.3

...

 f if hC 

 M 

 H p

Parameters Unit Significance Parameters Unit Significance

Lu dB Path loss in Urban Areas f MHz Frequency of  Transmission

hB   m Height of  base station Antenna CH   dB Antenna height correction factor

hM   m Height of  mobile station Antenna d km Distance between Base station and MS

www.cert.tn15   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 16: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 16/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Link Budgets ‐ Propagation model  –Cont.

•   Coverage 

evaluation 

will 

be 

based 

on 

the 

the 

umura– a a propaga on mo e  w   e 

parameters shown below:

Urban indoor Suburban indoor Rural  outdoor Rural  outdoor fixed

Base station antenna height (m) 30 50 80 80

Mobile antenna height (m) 1.5 1.5 1.5 5

Mobile antenna gain (dBi) 0 0 0 0

Slow fading standard deviation (dB) 8 8 8 8

Location probability 95% 95% 95% 95%

Correction factor  dB 0   −5   −15   −15

Indoor loss (dB) 20 15 0 0

Slow fading margin (dB) 8.8 8.8 8.8 8.8

www.cert.tn16   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e

 d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y 

r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 17: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 17/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Uplink link budgets

GSM voice HSPA LTE

Data rate (kbps) 12.2 64 64

Transmitter  – UE

Source :

LTE for UMTS –a Max tx power (dBm) 33 23 23

b Tx antenna gain (dBi) 0 0 0

c Body loss (dB) 3 0 0

d EIRP (dBm) 30 23 23

OFDMA and SC-FDMA

Based Radio AccessHarri Holma and Antti Toskala

Receiver  – BTS/Node B/eNB

e Node B noise figure (dB) – 2 2

f Thermal noise (dB) –   ‐108.2   ‐118.4

Receiver noise  dBm –   ‐106.2   ‐116.4

h SINR (dB) –   ‐17.3   ‐7

i Receiver sensitivity   ‐114   ‐123.4   ‐123.4

 j Interference margin (dB) 0 3 1

 

l Rx antenna gain (dBi) 18 18 18

m Fast fade margin (dB) 0 1.8 0

n Soft handover gain (dB) 0 2 0

www.cert.tn17   LTE Technology Perofrmance Evaluation

ax mum pat   oss . .

E  d i   t   e

 d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y 

r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 18: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 18/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Downlink link budgets

Downlink GSM voice HSPA LTE

Data rate (kbps) 12.2 1024 1024

Transmitter – Node B

Source :

LTE for UMTS –

a Tx power (dBm) 44.5 46 46

b Tx antenna gain (dBi) 18 18 18

c Cable loss (dB) 2 2 2

OFDMA and SC-FDMA

Based Radio AccessHarri Holma and Antti Toskala

  .

Receiver 

 – UEe UE noise figure (dB) – 7 7

f Thermal noise (dB)   ‐119.7   ‐108.2   ‐104.5

g Receiver noise fl oor (dBm) –   ‐101.2   ‐97.5

h SINR (dB) –   ‐5.2   ‐9

i Receiver sensitivity (dBm)   ‐104   ‐106.4   ‐106.5

Interference mar in  dB 0 4 4

k Control channel overhead (%) 0 20 20

l Rx antenna gain (dBi) 0 0 0

m Body loss (dB) 3 0 0

www.cert.tn18   LTE Technology Perofrmance Evaluation

ax mum pat   oss . . .

E  d i   t   e

 d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y 

r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 19: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 19/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Link budgets Comparison GSM/HSPA/LTE

180

Maximum path loss values for GSM voice and HSPA and LTE data 

170

175

160

165

dB

145

150

140

GSM voice HSPA 1Mbps/64kbps LTE 1Mbps/64kbps

Uplink Downlink

www.cert.tn19   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e

 d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y 

r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 20: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 20/37

Page 21: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 21/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Cell range Comparison

•   The urban cell range varies from 

0.6 km

 to

 1.4

 km

 and

 suburban

 

Cell 

ranges 

with 

Okumura–Hata 

from 1.5 km to 3.4 km. 

•   Such cell ranges are also typically 

found in existin   GSM and UMTS 

100

 

networks. 

•   The rural case shows clearly 

10

     K    m

 

outdoor mobile coverage and 

even 

up 

to 

50 

km 

for 

the 

rural 

1

ixe   insta ation at 900 MHz.  0.1

900 MHz 1800  MHz 2100  MHz 2600  MHz

Urban indoor Suburban indoor

Rural outdoor Rural outdoor fixed

www.cert.tn21   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y 

r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 22: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 22/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Difference between 900 MHz and 2600 MHz 

Urban Rural  Rural fixed

wireless

•   1 :According to Okumura–Hata. 

•   2 :Shared

 1.3

 m

 antenna

 for

 

Propagation loss (1) +14 dB +14 dB +14 dB

900 2600 giving 15 and 18 dBi

gain at 900 vs 2600 MHz. 

•   3 :2.5 m antenna giving 18 dBi gain at 

BTS cable loss (4) +1 dB +3 dB +3 dB

900 MHz. 

•   4 :Cable 1/2’. Urban 30 m and rural 

100 m. 

UE antenna gain   ‐5 dB (5)   ‐5 dB (5) 0 dB (6)•   5 :Based on 3GPP RAN4 

contributions. 

•   6 :External

 fixed

 antenna

 assumed.

 UE sensitivity (7)   ‐1 dB   ‐1 dB   ‐1 dB

Total +6 dB +11 dB +16 dB

•   7 :UE sensitivity can be up to 3 dB 

worse at 900 MHz but the

www.cert.tn22

 

LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 23: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 23/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Cell range Limitation

•   The earth’s curvature limits the maximum cell range to 

a roximatel 

40 km

 with

 an

 80

 m

 hi h

 base

 station

 antenna

 

assuming that the terminal is at ground level. 

•   The maximum cell range can be calculated with Equation 

below•   To achieve 100 km cell range, the required antenna height is 

580 m!!!

R = 8650 km   222

(Effective earth radius for

radio propagation is

4/3 larger than real radius)  Rd  Rh   −+=   22

www.cert.tn23   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p

 or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E 

v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 24: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 24/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Latency

•   User plane latency is relevant for the performance of  many 

a lications. 

•   There are several applications that do not require a very high 

data rate, but they do require very low latency: voice, real 

time gaming,

 interactive

 applications.

www.cert.tn24   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 25: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 25/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Latency : End‐to‐end delay budget

Delay component Delay value

Transmission 

time 

uplink + 

2 ms

•   On average, the packet needs to wait 

for 

0.5 

ms 

for 

the 

start 

of  

the 

next 

Buffering time (0.5 ×

transmission time)  2 × 0.5 × 1 ms = 1 ms

Retransmissions 10% 2 × 0.1 × 8 ms = 1.6 ms

•   The retransmissions take 8 ms at best

•   the assumed retransmission 

Uplink scheduling request 0.5 × 5 ms = 2.5 ms

Uplink scheduling grant 4 msprobability

 is 10%.

 •   The average delay for sending the 

UE  e ay est mate 4 ms

eNodeB delay estimated 4 ms

Core network 1 ms

  .  

•   Scheduling grant : 4 ms.

•   UE 

rocessin 

dela 

: 4 ms,

 Total delay with pre‐allocated 

resources  13.6 ms

Total delay with scheduling 20.1 ms

•   eNodeB processing delay :4 ms

•   core network delay :1 ms.

www.cert.tn25   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 26: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 26/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

End‐to‐end round trip time including scheduling latency

25

LTE round trip time

20

Core

15

eNB

UE

Uplink scheduling grant

5

10 

Retransmissions

Buffering time

Transmission 

time

0

Delay value

www.cert.tn26   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 27: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 27/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

LTE Refarming to GSM Spectrum

•   LTE could be deployed in the existing GSM spectrum 

•   The flexible LTE bandwidth makes refarming easier 

an w   ecause  can s ar   w   .  

MHz or 3.0 MHz bandwidths and then grow later w en  e  ra c  as  ecrease .

www.cert.tn27   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e d  b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 28: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 28/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

LTE refarming to GSM spectrum ‐ Example

www.cert.tn28   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 29: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 29/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Dimensioning Capacity ‐ Traffic volume based approach

•   The busy hour is assumed to carry 

15% 

of  

the 

daily 

traffic 

•   t e  usy  our average  oading is 50%. 

•   The calculation shows that the total 

site throughput per month is 4600 

GB. 

•   To offer 5 GB data for every subscriber per month, the number of  

subscribers per site will be 920.

www.cert.tn29   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 30: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 30/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

Dimensioning Capacity ‐ Data rate based approach

•   Target : 1 Mbps per subscriber. 

•   Since only

 some

 of 

 the

 

subscribers are downloading data 

simultaneously, we can apply an 

overbookin   factor  for exam le 

20. 

•   It means that the average busy 

subscriber. 

•   The number

 of 

 subscribers

 per

 site using this approach is 1050.

www.cert.tn30   LTE Technology Perofrmance Evaluation

E  d i   t   e d 

 b  y F  ox i   t  R  e a d  er 

 C  o p y r i   gh  t   (   C  )   b  y F  ox i   t   C  or  p or  a t  i   on ,2  0  0  5 -2  0  0  9 

F  or E v  al   u a t  i   on Onl  .

Page 31: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 31/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

 

www.cert.tn31   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 32: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 32/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

LTE Technolo Perofrmance Evaluation

ANNEXES

 

www.cert.tn32   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Page 33: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 33/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

UL link budget parameters for LTE  – Parameters‐1

www.cert.tn33   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Ref. LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access Harri Holma and Antti Toskala

Page 34: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 34/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

UL link budget parameters for LTE  – Parameters‐2

www.cert.tn34   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Ref. LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access Harri Holma and Antti Toskala

Page 35: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 35/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

UL link budget parameters for LTE  – Parameters‐3

www.cert.tn35   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Ref. LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access Harri Holma and Antti Toskala

Page 36: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 36/37

Page 37: LTE TechnologyPerofrmance  Evaluation

8/12/2019 LTE TechnologyPerofrmance Evaluation

http://slidepdf.com/reader/full/ltetechnologyperofrmance-evaluation 37/37

ITU/BDT Arab Regional Workshop on “ 4G Wireless Systems” - Tunis ia 2010

DL link budget parameters for LTE  – Parameters‐2

www.cert.tn37   LTE Technology Perofrmance Evaluation

Ref. LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access Harri Holma and Antti Toskala