Содержание

• Как работает LTE-A?
• Агрегация несущих
• MIMO
• QAM
• Сотовое оборудование
• Модемное оборудование
• Глобальное развертывание
• Связанный

В наши дни 4G LTE, без сомнения, является стандартом де-факто для операторов по всему миру, когда речь идет о скоростях мобильной широкополосной связи, при этом 3G и другие более старые технологии в основном относятся к более удаленным зонам или черным дырам покрытия. Но что дальше? Очевидный ответ - 5G, и он уже живет в нескольких странах. В то же время мы стали свидетелями того, как стал обычным сотовый сервис другого типа: LTE-A.

(LTE-A) был доступен в Европе, Северной Америке и Азии уже несколько лет. Так что же такое LTE-A? В этой статье мы подробнее рассмотрим, как работает технология и что она означает для потребителей.

Не пропустите: Лучшие телефоны 5G, которые вы можете купить, и все телефоны 5G скоро появятся

Как работает LTE-A?

Как следует из названия, LTE-Advanced - это просто усовершенствованная версия текущей возможности подключения LTE, использующая различные дополнительные методы для подтверждения «продвинутого» имени. Новые функции, представленные 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.

Мы также видели появление LTE-Advanced Pro - также известного как Gigabit LTE на некоторых рынках - (3GPP Release 13 и выше). Так чем же он отличается от стандартного LTE-A? Эта инфографика Sierra Wireless хорошо иллюстрирует, как она сочетается.

LTE-A Pro / Gigabit LTE использует существующую технологию 256QAM, более продвинутую агрегацию несущих и другие методы для повышения скорости по сравнению с обычным LTE-A. Он также должен стать основной частью развертываний 5G, по существу охватывая области покрытия, где 5G недоступен.

Агрегация несущих

Вероятно, ключом к LTE-Advanced является агрегация несущих. По сути, эта технология предназначена для увеличения пропускной способности соединений LTE, позволяя загружать данные из нескольких диапазонов сети одновременно. Компонентные несущие или полосы LTE разделены на несущие данные части, которые могут иметь ширину полосы 1,4, 3, 5, 10, 15 или 20 МГц. Можно объединить до пяти компонентных несущих. Агрегация несущих объединяет сигналы от этих разных несущих, что позволяет увеличить ширину полосы до 100 МГц для одного соединения. Это относится как к сетям FDD, так и к сетям TDD, а также к загрузке и загрузке соединений.

Агрегация несущих может работать с непрерывными компонентными несущими, которые расположены в одной и той же рабочей полосе частот, или с непостоянными несущими из разных полос на разных рабочих частотах. Изображение ниже помогает объяснить это:

С точки зрения скорости передачи данных этот метод может обеспечить чрезвычайно высокие пиковые скорости передачи данных, теоретически до 1 Гбит / с при использовании максимальной доступной полосы пропускания из пяти несущих. Хотя коммерческие решения поддерживают только до трех операторов с пиковой скоростью передачи данных до 600 Мбит / с для LTE-Advanced. Однако в действительности покрытие операторов, аппаратного обеспечения и сети не достигнет этого теоретического максимума, например, достигнет пика со скоростью загрузки около 150 Мбит / с при включенных двух несущих по 20 МГц.

Мы также увидели появление LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, обеспечивающего агрегацию несущих с поддержкой до 32 компонентов. Этот следующий шаг теоретически предлагает скорость до 3 Гбит / с, хотя пиковые скорости передачи данных в реальных сетях во время тестирования, как сообщается, достигают 1 Гбит / с. Ожидайте, что при использовании этих сетей сегодня эта цифра будет падать еще ниже гигабитной отметки из-за перегрузки, окружающей среды и других факторов.

Еще одно важное преимущество агрегации несущих заключается в том, что она обеспечивает полную обратную и прямую совместимость между существующими сетями LTE и совместимыми с LTE-Advanced устройствами. Соединения LTE-Advanced будут предоставляться через существующие диапазоны LTE, поэтому стандартные пользователи LTE будут продолжать использовать LTE в обычном режиме, тогда как в соединениях Advanced будут использоваться несколько несущих LTE.

MIMO

Технология Multiple Input Multiple Output (MIMO) - это еще одна технология, необходимая для работы LTE-Advanced.MIMO увеличивает общую скорость передачи битов за счет объединения потоков данных от двух или более антенн и позволяет работать агрегации несущих.

Вместо того, чтобы отправлять один фрагмент информации от одного отправителя одному получателю, вы можете отправить один и тот же фрагмент информации от нескольких отправителей нескольким получателям. Это параллельный процесс, который существенно увеличивает объем данных, которые вы можете отправлять и получать каждую секунду (бит на герц), при условии, что у вас есть приемный модем, который может отсортировать всю информацию в правильном порядке.

Хотя MIMO уже используется в сетях LTE, LTE-Advanced требует, чтобы микросхемы увеличивали количество входов и выходов, используемых одновременно. Vanilla LTE-Advanced поддерживает до восьми передатчиков и приемников во время загрузки и четыре на четыре при загрузке. Увеличенное расположение MIMO также улучшит скорость и качество соединения унаследованных соединений, таких как CDMA, GSM и WCDMA.

Мы также видим развертывание так называемого массивного MIMO для LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, состоящего из 16 передатчиков и приемников. Эта технология также является основой для 5G.

QAM

Другая важная часть головоломки LTE-Advanced - квадратурная амплитудная модуляция (QAM). Эта техника, по сути, собирает больше битов информации в сигнал, передаваемый с вышки на ваш телефон. Более высокий QAM доставляет больше информации в сигнале и, следовательно, увеличивает скорость.

Qualcomm сравнил QAM с грузовыми автомобилями, перевозящими большую нагрузку благодаря более эффективной упаковке, что позволило сократить количество грузовых автомобилей, необходимых на шоссе.

Ранее мы видели, как 64QAM используется в LTE-A, но сети LTE-Advanced от Verizon, T-Mobile и других также используют 256QAM. 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.

Эта технология также используется в Wi-Fi, где Wi-Fi 5 (802.11ac) использует 64QAM, а новый стандарт Wi-Fi 6 использует преимущества 1024QAM. В любом случае, 64QAM и 256QAM оба используются в стандарте LTE-A, в то время как LTE-A Pro обычно придерживается 256QAM.

Сотовое оборудование

Последний элемент технологии, представленный в LTE-Advanced, - это аппаратное оборудование, называемое ретрансляционным узлом. Хотя ретрансляционные узлы не являются неотъемлемой частью повышения скорости передачи данных, они улучшат доступность соединений LTE и предложат вам больше соединений на выбор при отправке принимаемых данных.

Проще говоря, ретрансляционный узел - это маломощная базовая станция, используемая для усиления покрытия сети на концах и за пределами радиуса соединения основной станции. Эти ретрансляционные узлы подключаются беспроводным способом к главной станции и должны помочь повысить ваш сигнал, когда вы находитесь вблизи границы вашей сети LTE. Конечно, доступ к улучшенному соединению будет полностью зависеть от того, будут ли операторы вкладывать средства в создание этих узлов.

Пиковые теоретические и пользовательские скорости заметно улучшаются с 4G LTE Advanced.

Модемное оборудование

Для правильного функционирования агрегации несущих, QAM и MIMO требуются как аппаратные средства связи, так и аппаратные реализации. Вы обнаружите, что многие SoC для смартфонов и внешние модемы поддерживают эту более высокую скорость передачи данных. Подробные сведения об оборудовании LTE-Advanced были введены в спецификации выпуска 10 еще в 2011 году. Любое устройство LTE категории 4 или выше поддерживает агрегацию несущих, QAM и более крупные конфигурации MIMO, каждая в разной степени. Между тем, устройства LTE категории 16 или более поздней предлагают поддержку устройств Gigabit LTE или LTE-Advanced Pro.

Одним из примеров является чипсет Qualcomm Snapdragon 845, в котором используется внутренний модем X20 LTE (категория 18/13). Этот модем предлагает агрегацию несущих на пять полос для нисходящей линии связи, 4 × 4 MIMO и 256QAM. Другими словами, в нем есть все компоненты устройства, необходимые для подключения LTE-Advanced и LTE-Advanced Pro.

Samsung Exynos 9820, используемый в серии Galaxy S10, предлагает собственный модем LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE. Это обеспечивает скорость категории 20 с агрегацией несущих до восьми полос, 4 × 4 MIMO и 256QAM. На самом деле, Samsung заявляет о скорости нисходящей линии связи до 2 Гбит / с.

Huawei - еще один крупный игрок, поддерживающий LTE-Advanced и Pro / Gigabit LTE, начиная с чипсета Kirin 970 в сериях Huawei Mate 10 и P20. Kirin 970 предлагает поддержку категории 18, а Kirin 980 - модем категории 21.

Аппаратные средства внутри вашего смартфона, безусловно, являются лишь частью битвы. Ваш оператор должен поддерживать эти технологии, чтобы обеспечить минимальную задержку и максимальную скорость загрузки.

Глобальное развертывание

Это заняло некоторое время, но LTE-A пробился по всему миру с момента своего появления. Большинство крупных сетей в Африке, Азии, Европе и Америке приняли стандарт. Черт, LTE-Advanced Pro также выходит на несколько рынков в виде Gigabit LTE.

Похоже, старые новости на данный момент, когда сети 5G медленно распространяются по всему миру, но строительные блоки LTE-A и LTE-Advanced Pro никогда не были более важными. Это связано с тем, что технологии, лежащие в основе LTE-A и LTE-A Pro, будут использоваться на границе сетей 5G в качестве альтернативного варианта для пользователей.

Связанный

• Вот как активировать 4G LTE на вашем смартфоне Android
• Что такое LTE? Все, что Вам нужно знать
• 5G против Gigabit LTE: различия объясняются