Что такое LTE
Социальные медиа, потоковое видео, онлайн-игры. Наши смартфоны потребляют все больше и больше трафика. 4G LTE — это современное поколение беспроводных технологий, которое делает все это реальностью, хотя во многих странах операторы уже переходят на 5G. 4G делает все это на гораздо более высоких скоростях, чем старые стандарты 3G и 2G. Но что такое LTE?
В этой статье мы рассмотрим, как работает LTE, связанное с ним оборудование, его преимущества и как все это относится к смартфону в Вашем кармане.
Что такое LTE и как оно работает
Наиболее заметные различия между LTE и его предшественниками — это изменения в частоте и использовании полосы пропускания. В 3G полоса 2100 МГц была основной глобальной частотой, с опцией 900 МГц для более дальнего покрытия. Есть еще много диапазонов 4G LTE, использование которых будет варьироваться в зависимости от страны и даже конкретного оператора. Популярный спектр включает в себя полосы 800, 1800 и 2600 МГц, причем 700, 1900 и 2300 также используются несколькими несущими.
В 4G LTE эти частоты делятся на дуплексирование с частотным разделением (FDD) и дуплексирование с временным разделением (TDD). Спектру FDD требуется пара полос, одна для восходящей линии связи и одна для нисходящей линии связи. TDD использует одну полосу в качестве восходящей линии связи и нисходящей линии связи на одной частоте, но они разделены по времени. Имеется 31 пара полос LTE, которые работают между 452 МГц и 3600 МГц, и еще 12 полос TDD в диапазоне от 703 МГц до 3800 МГц. Более высокие частоты обеспечивают более быструю передачу в населенных пунктах, в то время как более низкие частоты предлагают дополнительное покрытие, но ограниченную полосу пропускания. Эти полосы обычно предлагают полосу пропускания от 10 до 20 МГц для передачи данных, хотя они также обычно делятся на более мелкие фрагменты 1,4, 3 и 5 МГц.
FDD — это вариация LTE, которая наблюдается на рынках Северной Америки, Европы и некоторых стран Азии. TDD был внедрен в Китае и Индии, поскольку более широкая полоса пропускания позволяет увеличить число пользователей на МГц. Вот почему Вы всегда должны тщательно проверять диапазоны LTE и совместимость несущей при покупке телефонов из других стран.
LTE использует две разные радиолинии для нисходящей линии связи и восходящей линии связи — от вышки к устройству и наоборот. Для нисходящей линии связи LTE использует OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением), который требует MIMO. MIMO означает множественный вход и множественный выход, использует две или более антенны для значительного уменьшения задержки и повышения скорости в пределах данного канала. Стандартный LTE может вместить до 4х4 устройств (первая цифра — количество передающих антенн, а вторая — количество приемных антенн). Для восходящей линии связи (от устройства к вышке) LTE использует сигнал SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением с одной несущей). SC-FDMA лучше подходит для восходящей линии связи, поскольку имеет лучшее отношение пиковой к средней мощности.
Существует много технологий, лежащих в основе. Но в двух словах, 4G LTE обеспечивает больше полос спектра для обеспечения большей полосы пропускания, чем 3G. Это приводит к более высокой скорости передачи данных и лучшему качеству соединений, чем у предыдущих поколений.
Что такое LTE Advanced
Стандартный 4G LTE сейчас устарел. Современные сети 4G основаны на технологии LTE-Advanced. Как следует из названия, LTE-Advanced — это просто усовершенствованная версия текущей возможности подключения LTE, использующая различные дополнительные методы для подтверждения «продвинутого» имени. Новые функции, введенные в LTE-Advanced, включают агрегацию несущих (CA), лучшее использование существующих многоантенных методов (MIMO) и поддержку узлов ретрансляции. Все они предназначены для повышения стабильности, пропускной способности и скорости сетей и соединений LTE.
Так же можно встретить LTE-Advanced Pro — также известного на некоторых рынках как Gigabit LTE (версия 3GPP 13 и выше). Так чем же он отличается от стандартного LTE-A?
Ключом к более быстрым данным через LTE-Advanced является введение 8×8 MIMO в нисходящей линии связи и 4×4 в восходящей линии связи, что позволяет объединять несколько полос несущих для улучшения уровня сигнала и ширины полосы. Агрегация несущих отправляет и принимает данные в нескольких диапазонах, увеличивая пропускную способность для более высоких скоростей. Каждая полоса LTE имеет ширину полосы 1.4, 3, 5, 10, 15 или 20 МГц, что дает нам максимальную ширину полосы 100 МГц с пятью объединенными. Хотя это будет зависеть от пропускной способности, доступной в Вашем регионе.
LTE-Advanced Pro/Gigabit LTE рекламирует агрегацию несущих до 32 компонентных несущих. Теоретически они обеспечивают максимальную скорость загрузки примерно 3,3 Гбит/с и 1,5 Гбит/с. Однако аппаратный модем, установленный в Вашем смартфоне, возможно, не так быстр, и покрытие сети, конечно, еще недостаточно для того, чтобы соответствовать этим критериям.
Другая важная часть LTE-Advanced — квадратурная амплитудная модуляция (QAM). Эта техника, по сути, встраивает больше битов информации в сигнал, передаваемый с вышки на Ваш телефон. Более высокий QAM доставляет больше информации в сигнале и, следовательно, увеличивает скорость. Эта конкретная версия QAM значительно увеличивает пропускную способность и, как и массивный MIMO, является еще одной фундаментальной технологией, используемой в 5G. Фактически, Qualcomm говорит, что 256QAM повышает скорость загрузки на 33 процента по сравнению с 64QAM.
Как быстро работает LTE
Теперь, когда мы обрисовали в общих чертах, что такое LTE, то пришло время рассказать, как быстро работает LTE.
Основным преимуществом для потребителей с 4G является более высокая скорость загрузки. Тем не менее, качество и скорость Вашего соединения будет зависеть от количества пользователей и уровня сигнала. Согласно последним исследованиям OpenSignal, большинство сетей LTE обеспечивают скорость загрузки от 10 до 20 Мбит/с. Самые быстрые страны 4G LTE имеют скорость загрузки в среднем до 50 Мбит/с, хотя для большинства потребителей это все еще редкость.
Для сравнения, старые сети 3G могут довольно сильно различаться по своим фактическим результатам. Максимальная скорость загрузки HSPA-сетей составляет около 14 Мбит/с и 6 Мбит/с при выгрузке, но они редко приближаются к этому. Как правило, хорошая сеть LTE по крайней мере в 5-10 раз быстрее, чем лучшее покрытие 3G.
Технология внутри Вашего телефона
Как Вы, наверное, поняли, 4G является развивающимся стандартом, и он продолжает меняться, поскольку мы движемся к будущему с технологией 5G. Таким образом, оборудование внутри наших смартфонов с годами менялось, чтобы идти в ногу с более быстрыми сетями LTE.
Для простоты пользовательское оборудование разделено на несколько различных категорий, каждая из которых предназначена для предоставления набора функций и скоростей на основе выпуска спецификации. Это часто число, которое Вы увидите в списке технических характеристик смартфона. Релиз 10 представил улучшения скорости и MIMO, которые идут с LTE-Advanced, но есть и более новые Релизы до 16 категории для 5G.
Производители мобильных SoC объединяют модемы 4G с компонентами обработки в основной чип, так как это важная технология. Например, Snapdragon 855 компании Qualcomm оснащен собственным модемом X24 LTE категории 20. Тем не менее, последняя версия Snapdragon 865 не имеет встроенного модема 4G LTE, поскольку компания переходит на 5G с помощью внешнего модема.
Дорога до 5G
Внедрение быстрых сетей 4G еще не закончено. По-прежнему есть еще много клиентов, которые могут подключиться к сети и улучшить инфраструктуру по всему миру. Внедрение 4G в 2020 году должно охватить почти девять миллиардов устройств, хотя индустрия быстро движется к подключению 5G.
5G действительно еще один эволюционный шаг, который начался с 4G. Как и LTE-Advanced, технология 5G дополнительно расширяет диапазон доступных полос, объединяя данные из еще более широкого диапазона частот спектра. К ним относятся частоты ниже 6 ГГц и очень высокие частоты мм-волн. Как и LTE и LTE-A, 5G требует новых радиотехнологий от операторов и нового оборудования внутри наших смартфонов. Эти технологии должны стать основными в течение 2020 года.
