LTE para principiantes, Día 3: ¿Cómo de rápido puede ir mi smartphone 4G?

Si has estado un poco atento a los anuncios de 4G que hay por todas partes últimamente, te sonará la asombrosa cifra de 150 Mbps. Es la velocidad con que nos dicen que podremos navegar a partir de ahora si nos pasamos al 4G.
Sin embargo, como ocurre siempre en estos casos, se trata de la velocidad máxima teórica que da el sistema, y que sólo se podría alcanzar si la operadora cuenta con el máximo ancho de banda posible (20 MHz), estuviéramos solos en toda la red, y nuestro terminal fuera de una determinada categoría.
Estas condiciones por desgracia, serán difíciles de conseguir de forma simultánea, y por ello a continuación mostraremos con algo más de precisión a qué velocidades podremos llegar dependiendo de estos parámetros. Hay muchos factores, como hemos comentado, que influyen en la velocidad que experimentemos. Por supuesto la carga de la red hará que varíe significativamente, pero este análisis, mucho más teórico, lo dejamos para futuros posts.
En principio supondremos que el móvil dispone de todos los recursos radio para él en el cálculo de las velocidades. En este caso, hay dos cosas que afectan de forma directa a la pérdida de velocidad: la categoría LTE del móvil que tengamos y el ancho de banda del que disponga el operador que hemos contratado. Vamos a ver brevemente cada una de ellas:

Categorías de terminales LTE

Hay cinco categorías distintas para los móviles LTE. Estas categorías traen implícitos los estándares de comunicación entre el móvil y la base. El móvil informa a la base de su categoría, para que ésta sepa cómo puede comunicarse con él.
Los parámetros más importantes de cada categoría, y que limitarán las velocidades, son el tipo de modulación y la configuración de antenas. A continuación se muestran ambos para las cinco categorías, además de las velocidades que se pueden alcanzar con cada una de ellas:

tabla1esp

La mejor modulación es 64 QAM en cuanto a velocidad, pues es la que envía más información por símbolo, pero que se pueda usar o no depende del estado del canal radio. Para el cálculo de las velocidades siempre se supone que se emplea esta modulación (si la categoría lo permite).

tabla2esp

A mayor número de antenas TX y RX (MIMO) mayor velocidad. Sin embargo como vemos, es bastante probable que el terminal sólo soporte un esquema de 2×2.
Según la configuración de antenas, la velocidad de descarga máxima es la que se muestra en esta tabla:

tabla3esp

No es hasta la categoría 4 cuando podemos tener los famosos 150 Mbps.
Como curiosidad cabe destacar que un terminal LTE de categoría 1 ofrece peores prestaciones que un terminal HSDPA de la categoría más alta.
Vemos también que se pude conseguir incluso el doble con categoría 5, sin embargo esta velocidad no se publicita porque en los despliegues estándar de LTE que se están realizando se emplea 2×2 MIMO.
(Todas las categorías con valores para 20 MHz de ancho de banda).

Qué categoría tiene nuestro terminal es algo que generalmente nos pasará desapercibido, y sin embargo, condicionará significativamente las velocidades objetivo que podremos alcanzar. Los terminales de gama alta que tenemos disponibles hoy en día como el Iphone 5 o el Samsung Galxy s4 son de categoría 3. Huawei ha lanzado en mayo de 2013 el Pocket Wi Fi LTE GL04P que tiene como novedad ser el primer terminal de categoría 4 en el mundo.
Las categorías están definidas en la especificación del 3GPP “3GPP TS 36.306 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio access capabilities (Release 8)”.

Ancho de banda

El ancho de banda define la cantidad de recursos físicos que transportan la información dirigida al terminal. El máximo ancho de banda configurable de LTE es 20 MHz. Sin embargo, los operadores pueden no utilizar todo lo posible, sino 5, 10 o 15 MHz. Por tanto si queremos saber a cuánto aspiramos al contratar nuestra tarifa, debemos también saber qué banda tiene licenciada el operador en cuestión.
Actualmente en España el reparto del espectro está de la siguiente forma (aunque la banda de 800 MHz aún no está libre de la TDT y no tienen LTE desplegado en ella):

tabla4esp

Aunque tengan licenciados los 20 MHz puede ser que no los estén utilizando todos al principio y vayan ampliando según aumenten los usuarios abonados, por lo que puede ser también una causa de que tengamos velocidades más bajas de las que esperamos.
De todas formas suponemos que se utilizan los 20 MHz, y si suponemos también la mejor calidad de canal (esto es, modulación 64 QAM) la máxima velocidad para cada categoría en subida y bajada es la siguiente:

tabla5esp

Para tener una referencia, los 100 Mbps que tenemos con categoría 3 y 20 MHz caen hasta 79 Mbps con 10 MHz y 39 Mbps para 5 MHz.
Por tanto, vemos que ya en el mejor de los casos los 150 Mbps se nos quedan en 100 si tenemos un terminal de categoría 3. Partiendo de estos 100 Mbps tendríamos después que tener en cuenta que no estamos solos ante la antena y que tenemos que compartir los recursos con los demás usuarios. Medidas en entornos reales no muy cargados muestran velocidades de pico de entre 50 y 70 Mbps en el mejor de los casos y zonas donde la cobertura es máxima.
Aun así con LTE tendremos mejores velocidades y mucho menores retardos que con la anterior HSDPA, en aquellas zonas donde haya buena cobertura, pero hemos de tener en cuenta que los 150 Mbps, son de momento una utopía.

Publicado originalmente en http://intotally.com/tot4blog/ por Leticia Almansa López (contacto)