Применение технологии LTE в смартфонах. Что такое LTE в телефоне

Что такое 4G (LTE)? Согласно Википедии LTE (буквально с англ.Long-TermEvolution- долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) - стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными (модемов, например). Он увеличивает пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети. Стандарт был разработан 3GPP (консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии). Беспроводной интерфейс LTE является несовместимым с 2G и 3G, поэтому он должен работать на отдельной частоте. В России для LTE выделено три частотных диапазона - 800, 1800 и 2600 МГц.

LTE FDD и LTE TDD

Стандарт LTE бывает двух видов, различия между которыми довольно существенны. FDD - FrequencyDivisionDuplex (частотный разнос входящего и исходящего канала) TDD - TimeDivisionDuplex (временной разнос входящего и исходящего канала). Грубо говоря, FDD - это параллельный LTE, а TDD - последовательный LTE. Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных. В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё-таки загрузка. В целом FDD LTE предпочтительнее, т.к. он работает быстрее и стабильнее.

Частотные диапазоны LTE, Band

Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, что не всё оборудование умеет работать на разных "бэндах", т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоны с 33 по 44. Существуют дополнительно несколько стандартов, которым еще не присвоены номера. Спецификации на частотные полосы называются бэндами (BAND). В России и Европе в основном используются band 7, band 20, band 3 и band 38.

В России для сетей 4-го поколения на сегодня используются четыре частотных диапазона:

В качестве примера приведу распределение частот среди основных российских операторов связи в диапазоне LTE2600 (Band7):

Как видим из этой схемы, Билайну досталось всего 10 МГц. Ростелекому тоже досталось только 10 МГц. МТС - 35 МГц в Московском регионе и 10 МГц по всей стране. А Мегафону и Yota (это один и тот же холдинг) досталось аж 65 МГц на двоих в Московском регионе и 40 МГц по всей России! Через Yota в Москве виртуально работает только Мегафон в стандарте 4G, в других регионах - Мегафон и МТС. В диапазоне TDD по всей России кроме Москвы будут работать телевидение (Космос-ТВ и др.).
Полное распределение частот операторов сотовой связи в России см. .

Сети 4G LTE в России

Распределение частот среди операторов по регионам России можно найти .

Для тех, кому трудно запомнить номера диапазонов-бэндов или под рукой нет подходящего справочника, рекомендую небольшое андроид-приложение RFrequence , скриншот которого приведен ниже.

Категории LTE

Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с. Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых - вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический транспорт и др. Наиболее распространенные категории абонентских устройств приведены в таблице.

Таблица требует некоторых пояснений. Здесь упомянута «агрегация несущих» и «дополнительные технологии». Попытаюсь пояснить, что это такое.

Агрегация частот

Под словом «агрегация» в данном случае понимается объединение, т.е. агрегация частот – это объединение частот. Что это означает – попытаюсь объяснить ниже.
Известно, что скорость приема передачи зависит от ширины канала передачи. Как мы видели из таблицы в предыдущем разделе, ширина канала на загрузку, например, МТС равна 10 МГц в диапазоне Band7 (кроме Москвы), на отдачу также 10 МГц. Чтобы увеличить скорость загрузки оператор перераспределяет купленные им частоты в соотношении 15 МГц на загрузку и 5 МГц на отдачу. Аналогично поступают и другие провайдеры.

Однажды кому-то из разработчиков пришла в голову светлая мысль – а что, если передавать сигнал не на одной несущей частоте, а на нескольких одновременно. Тем самым расширяется канал приема/передачи и скорость теоретически значительно возрастет. А если еще каждую несущую передавать по схеме MIMO 2х2, то получаем дополнительный выигрыш в скорости. Такая схема приема-передачи получила название «агрегации частот».Именно эту схему использует интернет 4G+ или LTE-Advanced (LTE-A).

В таблице указано, что для Cat.9, нужно, чтобы передатчик и приемник умели передавать и принимать сигнал на трех несущих частотах (в трех бэндах) одновременно, ширина каждого канала должна быть не менее 20 МГц. Для Cat.12 необходимо дополнительно, чтобы антенные устройства были соединены по схеме MIMO 4х4, т.е. фактически нужно 4 антенны на приемной и передающей стороне. Загадочные символы 256QAM означают определенный вид модуляции сигнала, позволяющий более плотно упаковывать информацию. Желающих более детально ознакомиться с этой темой могут начать знакомство с материалом в статье в Википедии и с тамошними ссылками.

Категорирование приемных устройств

Схема агрегирования частот активно развивается российскими провайдерами, заключены много соглашений о взаимном использовании частотных диапазонов, реконструируется антенное хозяйство базовых станций. Однако есть одна проблема – на приемной стороне абонент должен уметь принимать сигнал на нескольких несущих частотах одновременно. Далеко не все смартфоны, планшеты и модемы поддерживают агрегацию частот и, следовательно, не могут работать в 4G+.

Начиная с 2016 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE,в которых они умеют работать. Например, для смартфона выпуска 2017 г. Huawei P10 Plus помимо прочих параметров указано:

Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антеннуM IMO 4x4 и соответствующий модем, позволяющий обрабатывать сигналы сразу на двух несущих частотах. Если ваш смартфон поддерживает агрегацию частот, то вкладка «настройка» > «мобильная сеть» будет выглядеть примерно так:

Если это так, то ваш смартфон поддерживает LTE-A.

Таким образом, производители смартфонов начали догонять сотовых операторов. К сожалению, нельзя сказать того же о производителях модемов. До сих пор самый производительный модем дает максимальные скорости 150/50 Мбит/с, т.е. принадлежит Cat.4. Пока это обстоятельство не слишком огорчает, т.к. такие скорости, если будут достигнуты на практике, заслуживают восхищения. Однако, производство мобильных роутеров, похоже, начинает догонять смартфоны. На рынке стали появляться роутеры Cat.6 от Huaweiи Netgeer (не поддерживает российские бэнды). Так роутер Huawei E5787s-33a можно купить на AliExpress примерно за 10 тыс. руб.

Надо сказать, что реальные скорости, достигаемые в режиме 4G+, далеки от заявленных, но они значительно выше, чем в простом режиме 4G. Автором проведен ряд экспериментов в Москве, где не трудно найти LTE-A (оператор Мегафон), со смартфоном Cat.12, результаты которых показаны на скриншотах. Первый скриншот – скорости для LTE-A (агрегация частот включена), второй скриншот для LTE (агрегация частот выключена). Отмечу, что почему-то при выполнении скриншота у значка 4G+ пропадает плюсик. Почему – не знаю, при тестировании плюс был – см. скрин.

Было проведено по шесть измерений для каждого режима. Скорости при включенной агрегации частот в среднем заметно выше, хоть и не в разы. Измерения проводились вблизи вышки, днем.

Желающим поэкспериментировать с LTE-A

Если в вашей местности появился LTE-A, в чем вы убедились, измерив частоты выбранного вами оператора (провайдер раздает интернет на двух частотах, например, LTE800 и LTE2600, т.е. использует сочетание В7+В20) и у вас руки чешутся попробовать что это такое, то можете попытаться использовать схему из двух MIMO-антенн с диплексерами.

После запуска приложения, зайдите в его настройки и поставьте галочку на пункте "Определять частоты GMS/UMTS/LTE".

Затем на основном экране должна отобразиться интересующая вас информацию об используемом частотном диапазоне.

В нашем случае смартфон подключился к сети Tele2 по стандарту 4G на частоте 1800 МГц (band 3).

Большинство операторов по всему миру используют базовую конструкцию сети. Verizon Wireless, Sprint-Nextel, Leap Wireless, MetroPCS, C Spire Wireless и американские сотовые операторы настроены или будут настроены на той же базовой конструкции с одним существенным изменением: eHRPD заменит связи опорной сети с традиционными сетями UMTS.

Как на самом деле работает LTE

LTE использует два различных типа воздушных интерфейсов (радиолиний): один для нисходящей линии связи (от станции к устройству), и один для восходящего канала (от устройства к станции). При использовании различных типов интерфейсов для нисходящего и восходящего каналов, LTE использует способ сделать беспроводные соединения в обоих направлениях оптимальными, что позволяет лучше оптимизировать сети и продлить срок службы аккумулятора на LTE устройствах.

Для нисходящей линии связи LTE использует OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) воздушный интерфейс, в отличие от CDMA (Code Division Multiple Access) и TDMA (Time Division Multiple Access) воздушного интерфейса, который мы использовали с 1990 года. Что это значит? OFDMA (в отличие от CDMA и TDMA) использут принцип MIMO (Multiple In, Multiple Out). Функционал MIMO означает, что устройства имеют несколько подключений к одной соте, что повышает устойчивость соединения и уменьшает задержки. Это также увеличивает общую пропускную способность соединения. Мы уже видим реальные преимущества MIMO по маршрутизаторам и сетевым адаптерам. MIMO это то, что позволяет 802.11n WiFi достигать скорости до 600 Мбит, хотя большинство работает на скоростях до 300-400 Мбит. Но существует значительный недостаток. MIMO работает лучше, если антенны разных операторов находятся дальше друг от друга. На небольших расстояниях помехи, вызванные близкорасположенными антеннами, приводят к падению LTE производительности. WiMAX также предусматривает использование MIMO, поскольку она использует OFDMA. HSPA +, которая использует W-CDMA для радиоинтерфейса,также может дополнительно использовать MIMO.

Для восходящего канала (от устройства к станции) LTE использует DFTS-OFDMA (discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiple access) схему генерации SC-FDMA (одна несущая частота Division Multiple Access) сигнала. В отличие от регулярных OFDMA, SC-FDMA лучше для восходящего канала, потому что она имеет лучший пик в средней мощности более OFDMA по восходящей линии. LTE-устройства, в целях экономии батареи, как правило, не имеют сильного и мощного сигнала, идущий обратно к станции, таким образом многие преимуществ нормального OFDMA будут потеряны со слабым сигналом. Несмотря на название, SC-FDMA - по прежнему считается системой MIMO. LTE использует SC-FDMA 1 × 2 конфигурацию, которая означает, что для каждой антенны на передающее устройство есть две антенны на базовой станции для приема.

LTE технология сама по себе также поставляется в двух вариантах: FDD (frequency division duplex) вариант и TDD (time division duplex) вариант. Самый распространенный вариант использования является вариант FDD. Вариант FDD использует отдельные частоты для нисходящего и восходящего каналов в виде полосной пары. Это означает, что для каждого канала, поддерживаемого телефоном, он фактически использует два частотных диапазона. Они известны как парные полосы частот. Например, 10 МГц сети Verizon находится в FDD, поэтому полоса пропускания выделяется для восходящей и нисходящей линии связи.

В Соединенных Штатах Clearwire является единственным оператором сотовой сети развертывания LTE в варианте TDD. Все остальные сосредоточились на варианте FDD. Вариант TDD становится все более важным в Азии, так China Mobile (крупнейший оператор сотовой сети в мире с точки зрения количества абонентов) использует TDD частоты для своих 3G-сетей и планирует перейти на вариант TDD в LTE. К счастью, LTE устройства могут быть легко адаптированы для поддержки обоих вариантов на устройстве без особых проблем.

LTE и потребление энергии

Как LTE влияет на срок службы батареи? Причина, почему LTE устройства активно уменьшают заряд батареи в том, что сетевые операторы заставляют эти устройства находиться в активном двойном режиме работы.

Для Verizon Wireless это означает, что все свои LTE-устройства подключаются как CDMA2000 и LTE одновременно и остаются на связи и там, и там. Это означает, что расходуется в два раза больше заряда аккумулятора за каждую минуту, пока вы подключены, чем если бы вы были подключены только к CDMA2000 или LTE. Отправка и получение текстовых сообщений вызывает импульсы CDMA2000 деятельности, которая увеличивает расход зарядки аккумулятора.

Кроме это, есть хэндовер (handover - процедура смены абонентом канала связи во время разговора без потери соединения). Это процедура является важным компонентом, который делает возможным любую сотовую беспроводную сеть. Без хэндовера пользователю придется вручную выбирать нового оператора каждый раз, когда пользователь выходит из диапазона станции. (WiFi - пример технологии беспроводной сети, которая по сути не поддерживает handover.). Когда пользователь путешествует за пределами диапазона Wi-Fi сети, WiFi-радио будет просто разрывать соединение. Для сотовых сетей это даже более важно, потому что диапазон башни не очень предсказуем из-за факторов, находящихся вне чьего-либо контроля (например, погода, и т.д.). LTE поддерживает handover как и все другие сотовые беспроводные сети, но это делает это лучше и быстрее при передаче в поддерживаемый тип сети или ячейки.

Отключения LTE позволит значительно увеличить время автономной работы, потому что телефон переключается в один режим. Или, как в случае AT & T телефонами, пассивный двойной режим работы (для GSM / HSPA + handover), поскольку они обычно находятся в пассивном трехрежимном варианте работы для GSM / HSPA + / LTE handover. Пассивный мультирежим означает, что устройство не постоянно подключено к нескольким сетям, но установит соединение и передаст его, если сигнал на существующей сети слишком слабый или пропадающий. Это идеально подходит для мультирежима, но это не возможно для операторов сетей CDMA / LTE, пока они не позволяют LTE обрабатывать вызовы и текстовые сообщения.

Голосовой трафик в LTE - за счет IP-телефонии поверх LTE?

Конечная цель развертывания операторами сетей LTE – замена всех остальных технологий передачи данных на этот стандарт. Это означает, что LTE должна обрабатывать голосовые вызовы, текстовые сообщения, передачу служебных данных и т.д. по сети передачи данных.

Тем не менее, никто не разработал спецификации LTE с голосовыми и текстовыми сообщениями. LTE была разработана только как сеть передачи данных. Как же решаются эти проблемы? Разрабатывая решения VoIP , которые соответствют их потребностям. Появились два основных стандарта: VoLGA (Voice over LTE via Generic Access) и VoLTE-IMS (Voice over LTE via IMS). VoLGA была основанана GAN (Generic Network Access), который также известен как UMA (Unlicensed Mobile Access). Deutsche Telekom был единственным сетевым оператором, который хотел использовать этот метод, поскольку проект для VoLGA был в большой степени получен из реализации США T-Mobile UMA для ее функции Wi-Fi Calling. Никто больше из желал использовать этот вариант в качестве окончательного или промежуточного решения, поскольку это будет означать наличие устаревшей сети ядра GSM.

Все остальные поддерживали VoLTE-IMS (сейчас называется VoLTE), что позволило им полностью отказаться от своих старых сетей и упростить их сети, поскольку они списаны с традиционных сетей. Тем не менее, IMS является гораздо более дорогими и сложными в развертывании, чем VoLGA, по крайней мере, для операторов GSM сети.

VoLTE использует расширенный вариант SIP (Session Initiation Protocol) для обработки голосовых вызовов и текстовых сообщений. Для голосовых вызовов VoLTE использует AMR (Adaptive Multi-Rate) кодек с широкополосным версия используется, если поддерживается сетью и устройством. Кодек AMR уже давно используется в качестве стандарта кодека для GSM и UMTS голосовых звонков. Широкополосная версия поддерживает высокое качество кодирования речи, которая позволила бы сделать четкими голосовые вызовы. Текстовые сообщения поддерживаются с помощью SIP MESSAGE запросов. Видеосвязь использует H.264 CBP (ограничена базовым профилем) с AMR-WB аудио кодеком над RTP (Real-Time Transport Protocol) с VBR (Variable Bit Rate).При этом, видео-звонки через IMS должны быть очень высокого качества, независимо от того, каково качество передачи данных. С VBR вызов может адаптироваться к меняющимся уровеням нагрузки на сеть передачи данных для поддержания качественного видеозвонка.

О будущем 4G LTE

LTE представляет собой значительный скачок в оптимизированных сотовых беспроводных технологиях.

Станет ли LTE историей успеха мобильной индустрии еще предстоит выяснить. Сети операторов по всему миру только сейчас развернули LTE на более - менее видимую величину. И уже сейчас практические решения в области LTE превращаются в кашу.

3GPP уже утвердил более сорока полос частот для LTE. Тридцать из них для LTE FDD, а остальные для LTE TDD. Роуминг будет очень трудным на LTE. В одних только Соединенных Штатах и Канаде есть десять полос FDD и TDD одна полоса для LTE. В Европе есть еще три полосы для FDD LTE. В Азии и Океании есть те же три полосы для FDD, что и в Европе, еще три полосы частот для FDD и еще две полосы TDD. Остальная часть группы еще не используются, но они будут использоваться. Кому-то придется выяснить, как разместить больше полос на LTE устройствах без ущерба для портативности.

Кроме того, непонятно что же считается 4G. Вопреки распространенному мнению, LTE на данном этапе не всегда считается 4G.

Неизвестно, что будущее за у LTE , но оно, безусловно, будет очень интересным. Это самое захватывающее время в мобильной индустрии со времен перехода от аналогового к цифровому еще в начале 1990-х годов. LTE представляет собой сдвиг парадигмы от гибридной передачи голоса и данных в сторону передачи данных только по сети. Вероятнее, беспроводные сетевые технологии станут более широко использоваться, потому что они более доступны, чем кабельные услуги (кабель, DSL, и т.д.). Хотя, конечно, сомнительно, что это могло бы полностью их заменить. Стоит надеяться, что вопросы, связанные с LTE, решатся с течением времени. По крайней мере, это могло бы подтолкнуть развитие более продвинутых аккумуляторов и портативных технологий радиосвязи, которые могут обрабатывать больше, чем нынешние.

Оставьте свой комментарий!

Сотовые сети стандарта GSM по своей структуре изначально не были предназначены для мобильного интернета. Соответственно, в наши дни операторы сотовой связи вынуждены с целью удовлетворения потребностей населения вкладывать огромные деньги в модернизацию своих сетей до 3G (UMTS), а теперь уже и до 4G (LTE). Само собой, данные капиталовложения сотовые компании щедро заимствуют из наших с вами карманов, однако их работа тоже при этом весьма не легка.

Сейчас, когда внедрение сетей третьего поколения еще до конца в России не закончено, операторы уже приступили к работе над сетями следующего поколения - 4G или LTE.

На фото первая базовая станция LTE от Yota в Сочи:

Сам термин LTE расшифровывается как Long Term Evolution и в переводе на русский означает «долгосрочная эволюция». Длительное время на роль связи 4G претендовал стандарт WiMAX, однако впоследствии был отодвинут на задний план как менее востребованный вариант быстрого беспроводного интернета.

LTE является следующим после 3G поколением мобильной связи и работает на базе IP-технологий. Основное отличие LTE от предшественников - высокая скорость передачи данных. Теоретически она составляет до 326,4 Мбит/с на прием (download) и 172,8 Мбит/с на передачу (upload) информации. При этом в международном стандарте указаны цифры в 173 и 58 Мбит/с, соответственно. Данный стандарт связи четвертого поколения разработало и утвердило Международное партнерское объединение 3GPP.

Система кодирования последнего поколения - OFDM

Давайте разберемся, в чем же состоит главная особенность стандарта LTE. Так же как и в сетях 3G главным звеном в LTE можно назвать технологию кодирования и передачи данных OFDM-MIMO.

OFDM расшифровывается как Orthogonal Frequency-division Multiplexing и по-русски означает ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием. Это цифровая схема модуляции, использующая близко расположенные друг от друга ортогональные поднесущие в большом количестве. Все поднесущие моделируются по стандартной схеме модуляции, такой как квадратурная амплитудная модуляция на небольшой символьной скорости с соблюдением общей скорости передачи данных, как и в простых схемах модуляции одной несущей в этой же самой полосе пропускания. В действительности сигналы OFDM генерируются благодаря применению "Быстрого преобразования Фурье".

Данная технология описывает направление сигнала от базовой станции (БС) к вашему мобильному телефону. Что же касается обратного пути сигнала, т.е. уже от телефонного аппарата к базовой станции, техническим разработчикам пришлось отказаться от системы OFDM и воспользоваться другой технологией под названием SC-FDMA. В расшифровке она читается как Single-carrier FDMA и в переводе означает мультиплексирование на одной несущей. Смысл ее в том, что при сложении большого количества ортогональных поднесущих образуется сигнал с большим пик-фактором (отношением амплитуды сигнала к своему среднеквадратичному значению). Для того чтобы такой сигнал мог передаваться без помех необходим высококлассный и довольно дорогой высоколинейный передатчик.

Именно это устройство создало некоторые сложности с получением лицензии на территории России под сети LTE. И, тем не менее, как обычно бывает в нашей стране, несмотря на искусственно созданные сложности, Минкомсвязи России признал перспективным направлением развития сотовых сетей именно стандарт LTE. Однако при проведении тендера на распределение часто 2,3 - 2,4 ГГц в 40 регионах Российской Федерации методом радиодоступа была указана лишь технология OFDMA, что исключает, непосредственно, LTE, т.к. в последнем случае кроме OFDMA необходимо еще и SC-FDMA. Из этого в очередной раз следует полная некомпетентность российских чиновников в тех вопросах, которыми они занимаются.

MIMO - Multiple Input Multiple Output - представляет собой технологию передачи данных с помощью N-антенн и приема информации M-антеннами. При этом принимающие и передающие сигнал антенны разнесены между собой на такое расстояние, чтобы получить слабую степень корреляции между соседними антеннами.

Положение LTE в эфире

На данный момент под сети 4G уже зарезервированы диапазоны частот. Наиболее приоритетными принято считать частоты в районе 2,3 ГГц. Здесь главным примером является Китай со своим сотовым оператором China Mobile, уже выделившим нужный частотный диапазон и проводящий тестовое вещание. С учетом огромного объема местного потребления сотовой связи использование данной частоты обречено на успех и преобладание в Китае.

Другой перспективный диапазон частот - 2,5 ГГц применяется в США, Европе, Японии и Индии. Имеется еще частотная полоса в районе 2,1 ГГц, но она сравнительно небольшая - доступны лишь 15 МГц в диапазоне 2,1 ГГц, а большинство европейских мобильных операторов ограничивают в этом диапазоне полосы до 5 МГц. В будущем, скорее всего, наиболее используемым будет частотный диапазон 3,5 ГГц. Это связано с тем, что на данных частотах в большинстве стран уже используются сети беспроводного широкополосного доступа в интернет и благодаря переходу в LTE операторы получат возможность вновь применять свои частоты без необходимости приобретения новых дорогих лицензий. В случае необходимости под сети LTE могут быть выделены и другие диапазоны частот.

В отношении используемых полос частот и методов распределения в LTE все довольно непонятно и противоречиво, т.к. сам стандарт достаточно гибкий. В разных структурах сети четвертого поколения могут базироваться на полосах частот в диапазоне от 1,4 до 20 МГц, в отличие от фиксированных 5 МГц в 3G (UMTS). Также имеется возможность применения как временного разделения сигналов TDD (Time Division Duplex - дуплексный канал с временным разделением), так и частотного - FDD (Frequency Division Duplex - дуплексный канал с частотным разделением). Например, сеть LTE, строящаяся в Китае, стандарта TD-LTE.

Зона обслуживания базовой станции сети LTE может быть разной. Обычно она составляет около 5 км, но в ряде случаев она может быть увеличена до 30 и даже 100 км, в случае высокого расположения антенн (секторов) базовой станции.

Другое позитивное отличие LTE - большой выбор терминалов. Помимо сотовых телефонов, в сетях LTE будут использоваться многие другие устройства, такие как ноутбуки, планшетные компьютеры, игровые устройства и видеокамеры, снабженные встроенным модулем поддержки сетей LTE. А так как технология LTE обладает поддержкой хендовера и роуминга с сотовыми сетями предыдущих поколений, все данные устройства смогут работать и в сетях 2G/3G.

Структура сетей четвертого поколения

Схема сетей 4G (LTE) выглядит следующим образом:

Как видно из данной схемы, сети LTE включают в себя модули сетей 2,75G (EDGE) и 3G (UMTS). Из-за данной особенности строительство сетей четвертого поколения будет достаточно специфичным и походит скорее на следующую ступень развития сегодняшних технологий, нежели на что-то принципиально новое.

К примеру, в соответствии с такой структурой, звонок или интернет-сессия в зоне действия сети LTE может быть без разрыва соединения передана в сеть 3G (UMTS) или 2G (GSM). Кроме того, сети LTE довольно легко интегрируются с сетями WI-FI (обозначение WLAN Access NW на вышеприведенной схеме) и Интернет.

Остановимся на подсистеме радиодоступа более подробно. По своей структуре сеть радиодоступа RAN - Radio Access Network - выглядит аналогично сети UTRAN UMTS, или eUTRAN, но имеет одно дополнение: приемо-передающие антенны базовых станций взаимосвязаны по определенному протоколу X2, который объединяет их в сотовую сеть - Mesh Network - и дает возможность базовым станциям обмениваться данными между собой напрямую, не задействуя для этого контроллер RNC - Radio Network Controller.

К тому же взаимосвязь базовых станций с системой управления мобильными устройствами MME - Mobility Management Entity - и сервисными шлюзами S-GW - Serving Gateway - осуществляется путем «многих со многими», что позволяет получить большую скорость связи с небольшими задержками.

Технология LTE против WiMAX

Наверняка многим из вас стало интересно, почему будущее именно за LTE? Ведь буквально год-два назад все считали стандартом 4G технологию WiMAX, хорошо известную такими провайдерами широкополосного беспроводного интернета, как Yota и Комстар.

В действительности стандарты LTE и WiMAX достаточно близки между собой. Они оба используют технологию кодирования OFDM и систему передачи данных MIMO. И в том, и в другом стандарте применяются FDD и TDD-дуплекирование при пропускной способности канала до 20 МГц. И обе из систем связи используют в роли своего протокола IP. Соответственно, обе технологии в реальности одинаково хорошо применяют свой частотный диапазон и обеспечивают сравнимую скорость передачи данных интернет-доступа. Но, конечно, есть у них и кое-какие отличия.

Одним из таких отличий является гораздо более простая инфраструктура сети WiMAX, а, следовательно, и более надежная технически. Данная простота стандарта обеспечивается его предназначением исключительно для передачи данных. С другой стороны, «сложности» LTE нужны для обеспечения ее совместимости со стандартами предыдущих поколений - GSM и 3G. И данная совместимость нам с вами, безусловно, потребуется.

Существуют и другие детали в различии между LTE и WiMAX. Например, диспетчеризация радиочастотных ресурсов. В WiMAX она производится по технологии Frequency Diversity Scheduling, согласно которой поднесущие, предоставляемые абоненту, распределяются по всему спектру канала. Это необходимо для рандомизации и усреднения влияния частотно-селективных замираний на широкополосный канал.

В сетях LTE применена другая технология устранения частотно-селективных замираний. Она называется частотно-селективной диспетчеризацией ресурсов - Frequency Selective Scheduling. При этом для каждой абонентской станции и каждого частотного блока несущей создаются индикаторы качества канала CQI - Channel Quality Indicator.

Еще одним очень важным моментом, связанным с планированием сетей связи массового использования - коэффициент переиспользования частот. Его роль - показывать эффективность использования доступной полосы радиочастот для каждой базовой станции в отдельности.

Базовая структура переиспользования частотного диапазона WiMAX состоит из 3-х частотных каналов. При использовании трехсекторной конфигурации сайтов (базовых станций определенного частотного диапазона), в каждом из секторов реализован один из 3-х частотных каналов. При этом коэффициент переиспользования частот равняется 3-м. Иными словами, в каждой из точек пространства имеется лишь треть радиочастотного диапазона.

Работа сотовой сети LTE (4G) производится с коэффициентом переиспользования частот равном 1. То есть, получается, что все базовые станции LTE работают на одной несущей. Внутрисистемные помехи в подобной системе сводятся к минимуму благодаря частотно-селективной диспетчеризации, гибкому частотному плану и координации помех между отдельными сотами. Абонентам в центре каждой соты могут даваться ресурсы из всей полосы свободного канала, а пользователям на краях сот предоставляются частоты только из определенных поддиапазонов.

Перечисленные выше особенности сетей LTE и WiMAX оказывают большое влияние на одну из их главных характеристик - степень радиопокрытия. Отталкиваясь от данного параметра определяется необходимое количество базовых станций для качественного покрытия конкретной территории. Соответственно, он напрямую влияет и на конечную стоимость строительства сетей LTE.

Согласно расчетом, сеть LTE способна обеспечить лучшую зону покрытия при одинаковом числе базовых станций, что является несомненным плюсом для всех операторов сотовой связи.

В наше время нередко задается вопрос LTE - что это такое в телефоне? Современные производители устройств и оборудования для мобильной связи готовят отрасль к новому прорыву - переходу на стандарт связи 4G. Возможности этого стандарта просто фантастические. Теоретически 4G обеспечит скорость интернета до 100 Мбит/с для находящихся в движении мобильных средств связи и до 1 Гбит/с для стационарных. Это в 100 раз больше возможностей современного формата 3G. Ведущие производители уже оснащают телефоны стандарта 3G поддержкой "следующего поколения" стандарта - связь LTE.

LTE - что это?

Внедрение нового стандарта мобильной связи - дело непросто и не быстрое. На внедрение двух предыдущих форматов потребовалось по десятилетию на каждый. Работа над 4G началась в 2008, но уже сейчас, на вопрос, что такое LTE, можно ответить, что это первый этап развития формата 4G. Эта технология позволяет повысить пока что не в 100, а в 10 раз, но это только первое поколение формата. Технология стремительно популяризируется и интересует все больше пользователей.

LTE и 4G - в чем разница?

Пока еще рано говорить, что та высокая планка, которую поставили перед собой разработчики стандарта связи 4G, будет преодолена совсем скоро. Видимо, до массового перехода еще несколько лет. Но первые шаги уже сделаны, и они продемонстрировали серьезные преимущества над 3G. Современная технология LTE - это высокая скорость загрузки на мобильном устройстве, и грандиозная модернизация оборудования, которое обеспечивает работу беспроводных сетей и их инфраструктуры. А это позволит в недалеком будущем повысить возможности обмена данными без использования проводных сетей.

Преимущества LTE

Последние модели смартфонов, оснащенные технологией LTE, обеспечивают абоненту возможность пользоваться высокоскоростным интернетом. Эта переходная технология, на практике обеспечивает 100 Мбит/с при приеме и 50 Мбит/с при отдаче. При этом нужно помнить, что фактические показатели всегда ниже расчетных - теоретических. Высокая скорость LTE предоставляют пользователям такие возможности:

• осуществлять двустороннюю видеосвязь с высоким качеством;
• просматривать видео онлайн в формате FullHD;
• использовать любые сервисные программы и многое другое.

Как подключить LTE?

Последние модели iPhone, начиная с iPhone 5, оснащаются модулем LTE. Возможности модуля расширяются в каждом новом поколении и, если для iPhone 5, 5c, 5s скорость обмена составляла– 100 Мбит/сек, то в iPhone 7, 7 Plus это уже – 450 Мбит/сек. Для того чтобы воспользоваться преимуществами этой технологии, следует ответить на вопрос - как включить LTE. Инструкция проста и выглядит она так:

1. В меню Настройки выберите пункт Сотовая связь, далее - Параметры данных и Голос.
2. В окошке напротив LTE поставьте галочку. Выберите «Включить LTE» в окне всплывающего сообщения
3. Для проверки скорости соединения удобно использовать бесплатную утилиту Speedtest.

Почему не работает LTE?

Если модуль LTE не работает, то на это может быть несколько причин. Часто эта проблема возникает потому, что отсутствует поддержка LTE- покрытие своим сетевым оператором. Если эти неполадки на программном уровне, то с проблемой можно справиться самостоятельно. Для начала следует в Настройки и проверить подключение. Если подключение выполнено, но модуль не работает, можно попробовать решить проблему, используя такой алгоритм:

1. Сбросить настройки устройства и перезагрузить его. Служебная информация при этом обновится, а данные, кроме паролей Wi - Fi будут удалены.
2. Потребуется установить на устройство последнее обновление IOS.
3. Перезагрузить устройство повторно - Reset, удерживая кнопку включения, затем выбрать «домой» и удерживать одновременно, пока не загорится индикатор загрузки.

Активно развивается, пользователям с каждым днем предлагают все больше услуг и приложений, призванных максимально облегчить жизнь абонента сотовых сетей. Не секрет, что многие потребители беспроводной связи регулярно используют на своих гаджетах ресурсы Практически каждый выпускаемый сейчас смартфон - с поддержкой LTE, это обязательное требование современного информационного века.

Краткая история мобильного Интернета

Итак, Интернет стал неотъемлемой частью любого современного смартфона. Он помогает проверить почту, пообщаться в социальных сетях, да и просто добыть необходимую информацию в сжатые сроки. Раньше телефон в качестве точки доступа к сети использовался крайне редко. Это было связано со многими причинами: качество соединения оставляло желать лучшего, скорость Интернета заставляла изрядно понервничать, кроме того, немаловажную роль играла цена. Трафик на мобильных девайсах был первоначально достаточно дорогим удовольствием для рядового пользователя данного вида связи. Однако ничто не стоит на месте. Крупнейшие операторы сотовых сетей и производители гаджетов быстро осознали все выгоды от внедрения и удешевления прогрессивных в техническом смысле способов интернет-соединения для пользователей мобильных приспособлений.

Сети четвертого поколения

Что такое LTE в смартфоне? Проведем краткий экскурс в историю развития Итак, все достаточно хорошо помнят GPRS. Эта технология соединения со Всемирной паутиной требовала недюжинной выдержки и была баснословно дорогой, поэтому не пользовалась популярностью. Ей на смену приходит новая технология, получившая название "третье поколение мобильных услуг", или 3G. Это техническое достижение стало внедряться в 2000-х годах. Его отличительной особенностью является двухранговое подключение, что позволяет повысить до 3,5 Мбит/с. Это означает возможность просмотра на смартфоне фильмов, роликов и прочих объемных для трафика файлов. Кроме того, повысилось качество связи, и в сетях этого поколения возможен быстрый переход от голосового вызова к дальнейшему использованию интернет-серфинга. Но им на смену пришли более развитые сети - четвертое поколение, или 4G. Эта новейшая технология позволяет получить доступ ко Всемирной сети на скорости до 100 Мбит/с - вот что такое LTE в смартфоне.

Принцип работы LTE

А теперь попробуем разобраться с сетями последнего поколения, их поддержкой и возможностью использования в различных ситуациях. Каждые поколения связи изменяются в течение десяти лет, и к ним предъявляются новые, повышенные требования. Что такое LTE в смартфоне нового поколения? Это возможность комфортного использования голосовой и видеосвязи и, что немаловажно, это высокоскоростной доступ в сеть Интернет. При прочих равных условиях явные преимущества бесспорны: быстрое скачивание информации, обмен файлами крупного объема, четкая картинка при онлайн-просмотре. Все это обеспечивается многоранговым подключением и пакетной передачей данных. Однако сети нового поколения имеют ограниченную зону покрытия. На данный момент это мегаполисы, крупные города и некоторые столицы регионов РФ. Все гаджеты нового поколения обладают поддержкой LTE, однако их цена довольно высока. Неизменным спросом пользуются китайские смартфоны с LTE - как более дешевые, но с аналогичными спецификациями. Теперь вы можете представить, что такое LTE в смартфоне, и для чего служит это поколение средств связи.