Что такое диапазоны lte. LTE что это такое в телефоне

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!

Пересказ публикации д-ра Stamatis Georgoulis, Aeroflex Limited "LTE to LTE-Advanced: What You Need to Know Right Now". В принципе, ничего принципиально нового.

Переход от LTE к LTE-A обещает преимущества, как для оператора, в плане сокращения OPEX/CAPEX и повышения коэффициента использования спектра, так и для абонента в плане роста скоростей передачи данных и емкости сети.

LTE-A обещает возможность получения подлинной подключенности 4G, впервые могут быть соблюдены требования к IMT-Advanced. Какие проблемы LTE следует разрешить, чтобы иметь возможность эволюционировать к LTE-A? Как начать пользоваться преимуществами решения уже с первых шагов?

В статье обсуждаются основные драйверы, которые стимулируют быстрый переход к LTE-A, те преимущества, которые ожидаются с учетом быстрого роста спроса на смартфоны, а также тех проблем для владельцев сетей, которые с этим связаны. Также рассматривается, как именно LTE-A помогает оператору сократить OPEX и CAPEX, а также как это позволяет операторам лучше использовать дорогой и фрагментированный спектр для улучшения качества покрытия и емкости сети.

LTE-A также помогает операторам справляться с задачей повышения энергоэффективности технологий связи, в статье показано, как этого можно добиться. В статье уделено внимание практически всем новым технологическим компонентам, которые ассоциированы с LTE-A - агрегации частот, MIMO, само-организующиеся сети, управление интерференцией.

LTE-A. Когда и что

LTE-A уже с нами и сейчас пора обсудить преимущества данной технологии. Основная причина в том, что LTE-A не только обещает ускорение передачи данных, но также может справиться с удовлетворением массового спроса на услугу передачи данных, которую формируют пользователи. Растущим объемом трафика мы обязаны росту распространенности мобильных устройств, включая смартфоны и планшеты, росту популярности приложений, особенно приложений социального взаимодействия, которые требуют постоянного подключения. Как только пользователь обзаводится смартфоном, его профиль потребления начинает изменяться в сторону увеличения объема трафика, по мере того, как пользователь осваивает различные возможности своего устройства и скачивает на него приложения. В свою очередь этот процесс приводит к росту спроса на непрерывное покрытие, включая покрытие в зданиях и услуги связи в общественном транспорте. Согласно известному отчету Cisco, в последние годы число мобильных подключений превысило население планеты и сейчас составляет около 7 млрд, как показано на рис.1.

Преимущества LTE-A

Итак, как LTE-A может помочь нам в решении известных проблем? Прежде всего, эта технология позволяет улучшить покрытие и емкость сети, два ключевых параметра, которые сказываются на пользовательском опыте. Не менее важно то, что оператор сможет сэкономить на операционных и капитальных затратах, что позволит компании сохранять прибыльность. Преимущества технологии, которые присущи LTE-A обещают возможность более быстрого внедрения и быстрого обнаружения и решения проблем. Это обеспечит для абонентов возможность более быстрого подключения, вырастет качество подключения и возможность получения доходов оператором.

В настоящее время в распоряжении операторов дорогой, но фрагментированный спектр. Вместе с тем, стоит задача возврата инвестиций, которую не получится решить без аггрегации фрагментов спектра и их совместного использования. О способах агрегации мы еще поговорим, но важно понимать, что агрегация частот (CA - carrier aggregation) - это ключевой компонент LTE-A, который позволяет эффективно использовать частоты.

Наконец, есть востребованность со стороны отдельных потребителей и общества в целом в отношении того, чтобы технологии сотовой связи и мобильного ШПД становились более "зелеными". Энергосбережение, кроме того, имеет под собой и экономическое обоснование. Использование технологий компенсирующих интерференцию в LTE-A с целью улучшения сигнала на краях сот, в комбинации с использованием самооптимизации сетей, а также большого числа малых сот в гетерогенной сети, обеспечивает существенный позитивный вклад в энергосбережение по-сравнению с 3G и LTE.

Кроме перечисленных фич, есть и еще более эффективные технологии, например, растущее использование трекинга пакетов или технология Догерти в усилителях мощности базовых станций, что также обеспечивает дополнительное энергосбережение. Релейное включение в LTE-A также из числа энергосберегающих мер, например, релейная станция может (RN - relay node) может оставаться в "спящем" режиме, если она не востребована.

Преимущества LTE-A перед LTE

1. Агрегация частот.

- улучшенная емкость
- гибкость в использовании спектра
- лучше покрытие

2. MIMO более высоких порядков
- высокая скорость передачи данных
- эффективность использования спектра

3. SON / умная гетерогенная сеть
- улучшение покрытия
- улучшение энергоэффективности
- сокращение OPEX и CAPEX
- улучшенное качество пользовательского опыта
- лучше общая емкость сети
- быстрее развитие сети

4. Управление интерференцией
- ниже стоимость использования данных
- лучше покрытие


- лучше общая емкость сети

5. Релейное включение
- лучше покрытие
- лучше качество пользовательского опыта
- улучшенная энергоэффективность
- быстрее развитие сети

Что такое 4G?

Хотя операторы и продают LTE, как технологию 4G, в действительности мы имеем дело определенной задержкой в переходе к новому поколению. Так же, как "мобильный интернет", который начали предлагать еще в 1990 году на базе E-GPRS, стал реальностью только после появления 3G WCDMA, мобильный ШПД стал реальностью только после появления 3.5G HSPA, а не в момент появления 3G. Высокая емкость и возможность непрерывной подключенности, которые ожидались от HSPA, стали реальностью только с появлением LTE. Таким образом, настоящее функционирование 4G станет реальностью только с появлением LTE-A. Можно утверждать, что LTE - это прототип LTE-A.

Международный Союз Электросвязи (ITU) предложил список рекомендаций, которым должна отвечать IMT Advanced 4G. Цель - обеспечить гибкое, глобальное, непрерывное мобильное подключение на основе сети all-IP с масштабируемой полосой частот и высокой спектральной эффективностью, одновременно с обеспечением низкой задержки и быстрой мобильности. Цели по скорости - 100 Мбит/с в мобильном режиме и до 1 Гбит/с в пиковом режиме. В 3GPP назвали спецификацию с такими параметрами - LTE-A, который описан, как Rel.10 3GPP LTE. В таблице ниже приведено сравнение рекомендаций ITU, параметров, которые обеспечивает LTE Rel.9, а также LTE-A.

Технологические энейблеры LTE-A

LTE-A стала возможной благодаря набору технологических энейблеров, каждый из которых обеспечивает улучшение характеристик по-сравнению с LTE. Основые энейблеры таковы:

Агрегация частот (CA)

Комбинируя блоки частот, которые называют компонентными несущими (CC), как показано на рисунке, агрегация частот позволяет использовать фрагментированный спектр и позволяет LTE-A соответствовать требованиям IMT-Advanced, прежде всего, требованию обеспечивать скорость передачи данных 1 Гбит/с.

Агрегация частот может быть обеспечена за счет апгрейда железа, а также при обеспечении совместимости вниз с 3GPP Rel.8. Агрегация частот обеспечивает гибкость использования спектра, но речь идет не только о использовании нескольких полос частот 20 МГц, можно также агрегировать небольшие, несмежные полосы частот. Таким образом, полоса частот может заметно измениться, что отвечает потребностям индивидуальных пользователей.

Однако, обеспечение поддержки CA в абонентских устройствах - это действительная проблема.

MIMO более высоких порядков (HOM)

Более высокие порядки MIMO (на рисунке 4) позволяют повысить спектральную эффективность, в терминах бит/с на Гц. Но для этого опять же требуется апгрейд железа. MIMO более высоких порядков обеспечит LTE-A с до 8 одновременных потоков передачи, обеспечивающих спектральную эффективность в аплинке и даунлинке для исполнения спецификаций IMT-A. Возможно использовать несколько хитрых схем для аплинка и даунлинка, как в случае одиночных, так и множественных пользователей. MIMO требует использования множественных антенн, как на базовых станциях, так и на абонентских устройствах - 8 потоков потребуют 8 раздельных антенн на устройстве. В комбинации с множественными радио, что также предусматривается в LTE-A, это означает, что мобильные устройства в конце концов могут стать похожими на "дикобраза".

Релейное включение

Релейные включения - это эффективный по цене способ расширить покрытие в зонах, где обеспечение фиксированного ШПД не является экономически оправданным. Можно подключать цепочку базовых станций, которые выступают в качестве релейных станций в опорной сети. Релейная база выступает в качестве абонентского устройства в донорной макросоте. Использование такой схемы позволяет быстро развернуть сеть, сохраняя низкую стоимость оборудования по-сравнению с использованием традиционной опорной сети. Использование релейных включений - это эффективный обмен емкости соты на площадь покрытия.

Самоорганизующиеся/самооптимизирующиеся сети (SON)

SON обеспечивает эффективное использование гетерогенных сетей (HetNets), гибридных сетей, которые включают малые соты для улучшения покрытия и емкости, обеспечиваемой традиционными макросотами. Несколько малых сот могут быть размещены в макросоте, используя те же частотные диапазоны, чтобы заполнить гэпы в покрытии и обеспечить дополнительную емкость.

Эффективное использование SON может сократить OPEX, а также нарастить емкость. Однако, если вести развитие сети хаотично, могут возникать проблемы. Необходима координация для того, чтобы избежать потери емкости. Необходима динамическая адаптация, чтобы максимизировать достигаемый эффект.

Некоторые элементы SON, такие, как сообщения CGI и автоматическое распознавание соседей (ANR - Automatic Neighbor Recognition), уже были внедрены в Rel.8, в Rel.9 есть улучшения RLF. Но если LTE обеспечивает базовые показатели, то LTE-A, где появился интерфейс X2, обеспечивающий возможность обмена информации; улучшенная координация интерференции между сотами; баланс нагрузки; минимизация необходимости драйв-тестов (MDT); само-исправление; энергосбережение. В релизе 11 предусмотрено также Coordinated Multipoint (CoMP).

Рис.3 Три из множества возможных для LTE-A сценариев агрегации частот, где частота f1 показана серым, а f2 - голубым: (a) f1 использована для наращивания покрытия, а f2 использован для наращивания скорости передачи данных (f2>f1)
(b) Обе частоты использованы для наращивания пропускной способности соты;
(c) f1 обеспечивает макро-покрытие и f2 используется для увеличения пропускной способности в хотспотах.

Управление интерференцией (IM)

Управление интерференцией - это еще одна фича LTE-A, которая достигается апгрейдом ПО, которая может обеспечивать увеличение спектральной эффективности (измеряемой в битах/с на Гц/кв.км). Это обеспечивает выигрыш за счет более эффективного совместного использования частот в заданной зоне. Фича является динамической и может работать в диапазоне до 100 мс.

Улучшенное подавление межсотовой интерференции (eICIC) представляет наращивание технологий управления интерференцией, которая использовалась в LTE Rel 8 и Rel 9. Отличие в том, что этот процесс не прозрачен в отношении абонентских устройств и таким образом необходимо вести его тестирование, например, с помощью Aeroflex TM500 Test Mobile.

ECIC требует координации между каждым из узлов сети, которые коммуницируют друг с другом по интерфейсу X2. В типичном случае макросоты, чьи зоны покрытия перекрываются с зонами покрытий одной или нескольких малых сот, могут координировать передачу с этими узлами. Это поможет сократить интерференцию, вызванную абонентскими устройствами в данных сотах в некоторых подкадрах, за счет ограничения передачи макросот до DL Common Reference Signal (CRS), без передачи данных, во время некоторых сабфреймов - этот режим называется Almost Blank Subframes (ABS) - почти пустые сабфреймы. Это снижает интерференцию на краю соты, образованной микро-сотой или пикосотой, а также обеспечивает возможность для микро- и пикосоты формировать "расширение радиуса соты", увеличивая зону покрытия во время этих сабфреймов.

Итоги

Все улучшения, которые появляются в LTE-A - SON, IM, малые соты, HetNets - обещают существенные выигрыши для операторов и подписчиков. Все эти компоненты, если их внедрить одноврменно, повышают спектральную эффективность, увеличивают емкость и покрытие, а также позволяет сети обслуживать большее число устройств более эффективно.

Эти улучшения достигаются за счет комбинации программных апгрейдов и эффективных по затратам замен железа. Комбинированный эффект обеспечивает выигрыш в емкости в 2.2 раза (рел.10 HetNet) по-сравнению с сетью, в которой используются только макросоты. Вдобавок преимущества LTE-A самоочевидны и ощутимы. Пользователям эта технология обещает общее улучшение качества опыта и снижения стоимости передачи данных. Оператор выиграет от сокращения OPEX и CAPEX за счет использования "интеллектуальности" HetNets, опции, которая сейчас внедряется. А также за счет дальнейшего повышения эффективности по мере развития железа. Производители сетевых решений уже способны обеспечить улучшения для интеллектуальных сетей HetNets, за которыми вскоре последуют CA и MIMO высоких порядков.

Что такое 4G и LTE? Есть ли между ними разница? Как работают технологии и какие возможности предоставляют? LTE (Long Term Evolution, «долговременная эволюция») – 4-е поколение сотовых сетей. Для функционирования необходимо минимум 4 условия:

• Подключение к интернету.
• Присутствие функции в мобильном устройстве.
• Нахождение в зоне покрытия (т.е. там, где работает стандарт).
• Получение USIM-карты, поддерживающей функцию.

Основное преимущество технологии – повышенная скорость интернета. Обещают до 1 Гбит в секунду, но по факту оказывается около 100 Мб/сек у «Билайна», до 300 Мб/сек у «Мегафона», до 187 Мб/сек у «МТС» (по данным на сентябрь 2017).

В чем разница между 4G и LTE?

Удобно приравнивать LTE к 4G. Но это не совсем так. Long Term Evolution придет в мелкие городки и деревни быстрее, чем 4 «Джи».

1. LTE нельзя считать не 4G-форматом.
2. Технология не на 100% соответствует стандартам 4 поколения.
3. Скорость интернета в регионах будет не больше 100 Mbps (это в 10 меньше, чем было заявлено в рекламных акциях).
4. LTE развивается быстрее, чем 4G. Но есть технические трудности, с которыми сталкиваются операторы связи.

В чем отличия между 2G, 3G и 4G?

Скорость передачи в 4G-сети примерно в 5 раз выше, чем в 3G. Конкретные характеристики зависят от местонахождения, модели мобильного устройства, тарифного плана и других особенностей.

*** Информация собрана в соответствии с данными на сайте мобильного оператора «Билайн» (http://www.beeline-online.info).

Как подключить технологию?

Вам нужно купить мобильный телефон с поддержкой технологии 4G и LTE. Дальше идем к оператору мобильной связи в офис и просим предоставить USIM-карту. Это бесплатно. Ваш номер не изменяется. Отдельные мобильные операторы даже поощряют замену «симок», предоставляют бонусы. Белорусский оператор «Лайф» (Life) летом 2017 года обещал до 2 Гб бесплатного трафика за смену обычной симки на USIM.

Как узнать о нахождении в LTE и 4G?

Взгляните на устройство (нас интересует строка состояния, расположенная в верхней части экрана). На ней вы увидите значок LTE или 4G. Это значит, что гаджет находится в зоне покрытия и готов предоставить вам высокоскоростной доступ в интернет.

Сам значок может быть другим. Все зависит от модели вашего смартфона, или планшета.

Где работает 4G, а в какие регионы только собирается идти?

Используется термин «карта покрытия» («зона покрытия»). Он обозначает регионы и населенные пункты, в которых есть подстанции, где «ловит сигнал». Карта покрытия «МТС» по состоянию на 12 октября 2015 г. по Москве и Московской области выглядела так. Оператор предупреждает, что в пределах зоны радиопокрытия радиотелефонная связь может ухудшаться и прерываться. Сигнал может идти с помехами, если вы находитесь рядом со зданиями, в подвальных помещениях, в туннелях. Мобильный оператор гордо заявляет, что у него самая большая 4G-сеть в стране, включающая 27 365 базовых станций.

На официальном сайте мобильного оператора «Мегафон» также можно посмотреть зоны, в которых работает связь. Для примера мы выбрали Москву и Московскую область. Как и в случае с «МТС», сигнал есть в центре столицы и крупных населенных пунктах рядом с ней. Есть «белые пятна» и зоны, куда 4 «Джи» не пришел.

На официальном сайте «Билайна» нельзя уменьшать карту и посмотреть Московскую область. Но видно, что в столице сигнал есть почти везде (исключение – территория Алексеевского лесопарка, Кунцевского леса, части Горенского лесопарка).

С покрытием разобрались. Могу лишь добавить, что нужно смотреть карты покрытия на официальных сайтах операторов. Так как они все время обновляются.

Какие мобильные телефоны, смартфоны и планшеты поддерживают 4G и LTE?

Первым в мире телефоном, поддерживающим LTE, стал Samsung SCH-R900, который появился на рынке в 2010. В 2011 году компания выпустила первый в мире LTE-смартфон, которым стал Samsung GALAXY Indulge. В 2014 году появился GALAXY S5, который «научился» поддерживать сверхскоростной LTE-Advanced.

Функция предусмотрена во многих современных смартфонах:

• iPhone 5S, Sony Xperia V (LT25i), Nokia 920 Lumia, iPhone 5С, Sony Xperia ZR LTE (C5503).
• BlackBerry Z10, Sony Xperia Z1 (C6903), HTC One, Nokia 925 Lumia, HTC One SV (LTE).
• HTC X325u (One XL), Sony Xperia SP (C5303), Nokia 625 Lumia, Sony Xperia ZL (C6503).
• Sony Xperia Z (C6603), Nokia 820 Lumia, Sony Xperia SP (C5302) и десятки других.

Технология появилась в планшетах (iPad Air, Sony Xperia Tablet Z или iPad Mini Retina), работает на модемах (ZTE MF823 и ZTE MF821D). Перед покупкой гаджета посмотрите, какие функции есть, какие возможности предоставляются. Если телефон не поддерживает 4 «Джи», а вы вставили USIM-карту и подключили мобильный интернет, скорость не увеличится до 300 Мб/сек.

LTE (Long Term Evolution, «ЛТЕ») – переходный этап от 3G к 4G и 4G+. Принято смешивать эти понятия. Даже на официальных сайтах мобильных операторов они LTE, 4G и 4G+ стоят в одном ряду. Теперь вы будете знать, чем отличаются стандарты, что нужно для работы с ними. Успехов и до связи.

LTE включает в себя сеть радиодоступа (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN) и усовершенствованное пакетное ядро (Evolved Packet Core, EPC).

Сеть LTE построена как совокупность новых базовых станций eNB (Evolved NodeB или eNodeB), где соседние eNB соединены между собой интерфейсом Х2. eNB подключены к EPC посредством интерфейса S1. На рис.1 показано взаимодействие новых элементов в архитектуре сети: S-GW (Serving Gateway) – обслуживающих шлюзов, содержащих ПО управления по протоколу MM (MME – Mobility Management Entity).

Рис. 1. Упрощенная архитектура сети LTE

В сети радиодоступа радиоинтерфейс между UE и eNB осуществлен на основе технологии ортогонального частотного разнесения (O rthogonal F requency D ivision M ultiplexing, OFDMA). Работа EPC основана на технологии IP. Такую структуру относят к All-IP Network (AIPN).

Структура сети LTE приведена на рис. 2. Ядро сети EPC (Evolved Packet Core) состоит из обслуживающего шлюза S-GW (Serving Gateway), шлюза для выхода на пакетные сети P-GW (Packet Data Network Gateway), структуры управления по протоколу Mobility Management MME (Mobility Management Entity), связанной с S-GW и eNodeB сигнальными интерфейсами.

Рис. 2.

Функции eNodeB (Evolved NodeB )

eNodeB объединяет в себе функции базовых станций и контроллеров сетей 3-го поколения:

Обеспечивает передачу трафика и сигнализации по радиоканалу,

Управляет распределением радиоресурсов,

Обеспечивает сквозной канал трафика к S-GW,

Поддерживает синхронизацию передач и контролирует уровень помех в соте,

Обеспечивает шифрацию и целостность передачи по радиоканалу,

Выбирает MME и организует сигнальный обмен с ним,

Производит сжатие заголовков IP-пакетов,

Поддерживает услуги мультимедийного вещания,

При использовании структуры с усилителями мощности на антенной мачте организует управление антеннами по специальному интерфейсу Iuant.

Интерфейс S 1 , как показано на рис.2, поддерживает передачу данных с S-GW и сигнализации через ММЕ. Отметим, что eNB может иметь соединения с несколькими S-GW.

Интерфейсы X 2 используют для организации хэндоверов между соседними базовыми станциями, в том числе и при балансировке нагрузки между ними. При этом интерфейсы Х2 могут быть логическими, т.е. для их организации не обязательно реальное физическое соединение между eNB.

Функции обслуживающего шлюза S - GW :

Маршрутизация передаваемых пакетов данных,

Установка качественных показателей (Quality of Service, QoS) предоставляемых услуг,

Буферизация пакетов для UE, пребывающих в состоянии Idle Mode,

Предоставление учетных данных для тарификации и оплаты выполненных услуг.

S-GW является якорной структурой, обеспечивающей мобильность абонентов. Каждую работающую UE обслуживает определенный S-GW. Теоретически UE может быть связана с несколькими пакетными сетями; тогда ее будут обслуживать несколько серверов S-GW.

Функции P-GW (Packet Data Network Gateway )

Шлюз для выхода на пакетные сети P - GW организует точку доступа к внешним IP-сетям. Соответственно P-GW является якорным шлюзом для обеспечения трафика. Если абонент имеет статический IP-адрес, то P-GW его активизирует. В случае, если абонент должен получить на время сеанса связи динамический IP-адрес, P-GW запрашивает его с сервера DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) или сам выполняет необходимые функции DHCP, после чего обеспечивает доставку IP-адреса абоненту. В состав P-GW входит PCEF (Policy and Charging Enforcement Function), который входит обеспечивает качественные характеристики услуг на внешнем соединении через интерфейс Sgi и фильтрацию пакетов данных. При обслуживании абонента в домашней сети функции P-GW и S-GW могут выполнять как два разных, так и одно устройство. Интерфейс S5 представляет собой туннельное соединение GPRS или Proxy Mobile Ipv6. Если P-GW и S-GW находятся в разных сетях (например, при обслуживании абонента в роуминге), то интерфейс S5 заменяют интерфейсом S8.

Функции MME (Mobility Management Entity )

Управляющий блок ММЕ прежде всего поддерживает выполнение процедур протокола Mobility Management: обеспечение безопасности работы в сети при подключении UE и выбор S-GW, P-GW. ММЕ связан с HSS своей сети посредством интерфейса S6a. Интерфейс S10, соединяющий различные ММЕ, позволяет обслуживать UE при перемещениях абонента, а также при его нахождении в роуминге.

Функции PCRF

Policy and Charging Resource Function (PCRF) по сути представляет собой управляющий сервер, обеспечивающий централизованное управление ресурсами сети, учет и тарификацию предоставляемых услуг. Как только появляется запрос на новое активное соединение, эта информация поступает на PCRF. Он оценивает имеющиеся в его распоряжении ресурсы сети и направляет в PCEF шлюза P-GW команды, устанавливающие требования к качеству услуг и к их тарификации.

Сеть стандарта LTE не так давно была одобрена консорциумом 3GPP. Благодаря использованию такого радиоинтерфейса удается получить сеть с беспрецедентными эксплуатационными параметрами в плане максимальной скорости, с которой осуществляется передача данных, времени задержки при пересылке пакетов, а также спектральной эффективности. Авторы говорят, что запуск сети LTE позволяет более гибко использовать радиоспектр, мультиантенную технологию, адаптацию канала, механизмы диспетчеризации, организацию повторной ретрансляции данных и регулирование мощности.

Предыстория

Мобильная широкополосная связь, которая базируется на технологии передачи пакетов данных на высокой скорости по стандарту HSPA, уже стала достаточно широко признанной пользователями сотовых сетей. Однако необходимо и дальше производить совершенствование их обслуживания, к примеру, используя увеличение скорости трансляции данных, минимизацию времени задержки, а также увеличение общей емкости сети, так как требования пользователей к услугам подобной связи постоянно повышаются. Именно с этой целью и была произведена спецификация радиоинтрфейсов HSPA Evolution и LTE консорциумом 3GPP.

Основные отличия от ранних версий

Сеть стандарта LTE отличается от ранее разработанной системы 3G улучшенными техническими характеристиками, включая максимальную скорость, с которой осуществляется передача информации - более 300 мегабит за секунду, задержка пересылки пакетов не превышает 10 миллисекунд, а спектральная эффективность стала гораздо выше. Построение сетей LTE можно осуществлять как в новых частотных полосах, так и в уже имеющихся у операторов.

Данный радиоинтерфейс позиционируется как решение, на которое постепенно операторы будут переходить с систем стандартов, существующих на данный момент, это 3GPP и 3GPP2. А разработка этого интерфейса - это достаточно важный этап на пути формирования стандарта IMT-Advanced сетей 4G, то есть нового поколения. Фактически в спецификации LTE уже содержится большинство функций, которые изначально предназначались для систем 4G.

Принцип организации радиоинтерфейса

Радиосвязь обладает характерной особенность, которая состоит в том, что радиоканал по качеству не является постоянным во времени и пространстве, а зависит от частоты. Тут необходимо сказать и о том, что параметры связи меняются относительно быстро в результате многолучевого распространения радиоволн. Чтобы поддерживать постоянную скорость обмена информацией по радиоканалу, обычно применяется целый ряд способов свести к минимуму подобные изменения, а именно - различные методы разнесенной передачи. Одновременно с этим в процессе передачи пакетов информации пользователи не всегда могут заметить кратковременные колебания битовой скорости. Режим сети LTE предполагает в качестве основного принципа радиодоступа не уменьшение, а применение стремительных изменений качества радиоканала для того, чтобы обеспечить максимально эффективное использование радиоресурсов, доступных в каждый момент времени. Это реализуется в частотной и временной областях посредством технологии радиодоступа OFDM.

Устройство сети LTE

Что это за система, можно понять, только разобравшись, как она организована. В ее основу заложена обычная технология OFDM, предполагающая по нескольким узкополосным поднесущим. Применение последних в совокупности с циклическим префиксом позволяет сделать связь на базе OFDM устойчивой к временным дисперсиям параметров радиоканала, а также дает возможность практически исключить необходимость в использовании сложных эквалайзеров на принимающей стороне. Это обстоятельство оказывается весьма полезным для организации нисходящего канала, так как в этом случае удается упростить обработку сигналов приемником на главной частоте, что позволяет снизить стоимость самого терминального устройства, а также мощность, потребляемую им. И это становится особенно важно в случае использования сети 4G LTE вместе с передачей в режиме нескольких потоков.

Восходящий канал, где излучаемая мощность существенно ниже, чем в нисходящем, требует обязательного включения в работу энергоэффективного метода передачи информации для увеличения зоны покрытия, снижения принимающим устройством, а также его стоимости. Проведенные исследования привели к тому, что теперь для восходящего канала LTE используется одночастотная технология трансляции информации в форме OFDM с дисперсией, соответствующей закону дискретного Подобное решение позволяет обеспечить меньшее отношения среднего и максимального уровня мощности в сравнении с применением традиционной модуляции, что позволяет повысить энергоэффективность и упростить конструкцию терминальных устройств.

Базовый ресурс, используемый при передаче информации в соответствии с технологией ODFM, можно продемонстрировать в виде частотно-временной сети, которая соответствует набору символов OFDM, и поднесущим во временной и частотной областях. Режим сети LTE предполагает, что в качестве основного элемента передачи данных тут использованы два ресурсных блока, которые соответствуют частотной полосе 180 килогерц и интервалу времени в одну миллисекунду. Широкий диапазон скоростей для передачи данных можно реализовать посредством объединения частотных ресурсов, настройки параметров связи, включая скорость кодирования и выбор модуляционного порядка.

Технические характеристики

Если рассматривать сети LTE, что это такое, станет понятно после определенных объяснений. Чтобы достичь высокие целевые показатели, которые установлены для радиоинтерфейса такой сети, его разработчиками был организован ряд достаточно важных моментов и функциональных возможностей. Далее будет описан каждый из них с подробным указанием на то, какое влияние они оказывают на такие важные показатели, как емкость сети, зона радиопокрытия, время задержки и скорость передачи данных.

Гибкость применения радиоспектра

Законодательные нормы, которые действуют в том или ином географическом регионе, влияют на то, как будет организована мобильная связь. То есть, в них предписывается радиоспектр, выделяемый в разных частотных диапазонах непарными или парными полосами разной ширины. Гибкость использования - это одно из важнейших преимуществ радиоспектра LTE, что позволяет задействовать его в разных ситуациях. Архитектура LTE сети позволяет не только работать в разных частотных диапазонах, но и использоватьем частотные полосы, имеющие различную ширину: от 1,25 до 20 мегагерц. Помимо этого, такая система может осуществлять работу в непарных и парных частотных полосах, поддерживая временной и частотный дуплекс соответственно.

Если говорить о терминальных устройствах, то при использованении парных частотных полос прибор может действовать в дуплексном или полудуплексном режиме. Второй режим, в котором терминалом осуществляется прием и передача данных в разное время и на различных частотах, привлекателен тем, что существенно понижает требования, выставляемые к характеристикам дуплексного фильтра. Благодаря этому удается уменьшить стоимость терминальных устройств. Помимо того, появляется возможность для введения в действие парных частотных полос с незначительным дуплексным разносом. Получается, что сети мобильной связи LTE можно организовать почти при любом распределении частотного спектра.

Единственная проблема при разработке технологии радиодоступа, где предусматривается гибкое применение радиспектра, - сделать устройства связи совместимыми. С такой целью в технологии LTE реализована идентичная кадровая структура в случае использования частотных полос различной ширины и разных дуплексных режимов.

Многоантенная трансляция данных

Применение многоантенной трансляции в системах мобильной связи позволяет улучшить их технические характеристики, а также расширить их возможности в плане абонентского обслуживания. Покрытие сети LTE предполагает использование двух методов многоантенной передачи: разнесенной и многопоточной, в качестве частного случая которой выделяется формирование узкого радиолуча. Разнесенную информацию можно рассматривать в качестве способа выравнивания уровня сигнала, который идет с двух антенн, что позволяет устранить глубокие провалы в уровне сигналов, которые принимаются от каждой антенны в отдельности.

Можно подробнее рассмотреть сеть LTE: что это и как она использует все указанные режимы? Разнесенная передача тут базируется на методе пространственно-частотного кодирования блоков данных, которое дополнено разнесением по времени с частотным сдвигом при применении четырех антенн одновременно. Разнесенную передачу используют обычно на общих нисходящих каналах, где нельзя применять функцию диспетчеризации в зависимости от того, в каком состоянии находится При этом разнесенная передача может быть использована для пересылки пользовательских данных, к примеру, трафика VoIP. Из-за относительно низкой интенсивности подобного трафика нельзя оправдать дополнительные накладные расходы, которые связаны с функцией диспетчеризации, упомянутой ранее. Благодаря разнесенной передаче данных удается повысить радиус сот и емкость сети.

Многопоточная передача для одновременной пересылки ряда потоков информации по одному радиоканалу предполагает использование нескольких приемных и передающих антенн, находящихся в терминальном устройстве и базовой сетевой станции соответственно. Это существенно увеличивает максимальную скорость трансляции данных. К примеру, если терминальное устройство снабжено четырьмя антеннами и такое количество имеется на базовой станции, то вполне реальной является одновременная передача по одному радиоканалу до четырех потоков данных, что позволяет фактически сделать его пропускную способность вчетверо больше.

Если используется сеть с небольшой рабочей нагрузкой либо маленькими сотами, то благодаря многопоточной передаче удастся добиться достаточно высокой пропускной способности для радиоканалов, а также эффективно использовать радиоресурсы. Если имеются большие соты и нагрузка высокой степени интенсивности, то качество канала не позволит использовать передачу в режиме мультипотока. В таком случае качество сигнала можно повысить, если задействовать несколько передающих антенн, чтобы сформировать узкий луч для передачи данных в

Если рассматривать сеть LTE - что это дает ей для достижения большей эффективности - то тут стоит заключить, что для качественной работы при различных эксплуатационных условиях в этой технологии реализована адаптивная мультипотоковая передача, которая позволяет постоянно регулировать количество потоков, передаваемых одновременно, в соответствии с постоянно изменяющимся состоянием канала связи. При хорошем состоянии канала можно осуществлять одновременную передачу до четырех потоков данных, что позволяет достичь скорости передачи до 300 мегабит за секунду при ширине частотной полосы в 20 мегагерц.

Если состояние канала не является настолько благоприятным, то передача производится меньшим количеством потоков. В данной ситуации антенны могут использоваться для формирования узкой диаграммы направленности, повышая общее качество приема, что в итоге приводит к увеличению пропускной способности системы и расширению обслуживаемой зоны. Чтобы обеспечить обширные зоны радиопокрытия либо передачу данных на высокой скорости, можно осуществлять передачу одного потока данных с узком луче либо задействовать на общих каналах разнесенную трансляцию данных.

Механизм адаптация и диспетчеризации канала связи

Принцип работы LTE сетей предполагает, что под диспетчеризацией будет подразумеваться распределение между пользователями сетевых ресурсов для передачи данных. Тут предусматривается динамическая диспетчеризация в нисходящем и восходящем каналах. Сети LTE в России настроены на данный момент так, чтобы сбалансировать каналы связи и общую производительность всей системы.

Радиоинтерфейс LTE предполагает реализацию функции диспетчеризации в зависимости от того, в каком состоянии находится канал связи. С ее помощью обеспечивается передача данных на высоких скоростях, что достигается за счет применения модуляции высокого порядка, передачи дополнительных потоков информации, уменьшения степень кодирования каналов, а также снижения количества повторных трансляций. Для этого задействованы частотные и характеризующиеся относительно хорошими условиями связи. Получается, что передача любого конкретного объема данных производится за более короткий промежуток времени.

Сети LTE в России, как и в других странах, построены так, что трафик сервисов, которые заняты пересылкой пакетов с небольшой полезной нагрузкой спустя одинаковые временные промежутки, может вызывать необходимость в увеличении объемов трафика сигнализации, который требуется для динамической диспетчеризации. Он может даже превосходить объем информации, транслируемой пользователем. Именно поэтому существует такое понятие, как статическая диспетчеризация сети LTE. Что это, станет понятно, если сказать, что пользователю выделяется радиочастотный ресурс, предназначенный для передачи какого-то конкретного числа подкадров.

Благодаря механизмам адаптации удается «выжать все возможное» из канала с динамическим качеством связи. Он позволяет выбрать схему канального кодирования и модуляции в соответствии с тем, какими условиями связи характеризуются сети LTE. Что это, станет понятно, если сказать, что его работа влияет на скорость трансляции данных, а также на вероятность возникновения в канале каких-либо ошибок.

Мощность в восходящем канале и ее регулирование

Этот аспект касается управления уровнем мощности, излучаемой терминалами, чтобы увеличить емкость сети, повысить качество связи, сделать зону радиопокрытия больше, снизить потребление энергии. Чтобы достичь перечисленных целей механизмами регулирования мощности, стремятся к максимальному увеличению уровня полезного входящего сигнала с одновременным снижением радиопомех.

Сети LTE "Билайн" и других операторов предполагают, что сигналы в восходящем канале остаются ортогональными, то есть между пользователями одной соты не должно быть взаимных радиопомех, по крайней мере, это касается идеальных условий связи. Уровень помех, которые создаются пользователями соседних сот, зависит о того, где находится излучающий терминал, то есть от того, как затухает его сигнал на пути к соте. Сеть LTE "Мегафон" устроена точно так же. Правильно будет сказать так: чем ближе терминал находится к соседней соте, тем выше будет уровень помех, которые он в ней создает. Терминалы, которые находятся на более значительном расстоянии от соседней соты, способны передавать сигналы большей мощности в сравнении с терминалами, находящимися с ней в непосредственной близости.

Благодаря ортогональности сигналов, в восходящем канале можно мультиплексировать сигналы от терминалов разной мощности в одном канале на одной и той же соте. Это означает, что нет необходимости компенсировать всплески уровня сигнала, которые возникают из-за многолучевого распространения радиоволн, а можно использовать их с целью увеличения скорости трансляции данных с применением механизмов адаптации и диспетчеризации каналов связи.

Ретрансляции данных

Почти любая система связи, и LTE сети в Украине не являются исключением, время от времени допускает ошибки в процессе пересылки данных, к примеру, из-за замирания сигнала, помех или шумов. Защита от ошибок обеспечивается за счет методов повторной передачи утраченных или искаженных частей информации, предназначенных для гарантии обеспечения высокого качества связи. Радиоресурс используется намного рациональнее, если протокол ретрансляции данных организован эффективно. Чтобы максимально полно использовать радиоинтерфейс высокой скорости, технология LTE обладает динамически эффективной двухуровневой системой ретрансляции данных, которая реализует Hybrid ARQ. Он характеризуется небольшими накладными расходами, необходимыми для обеспечения обратной связи и повторной посылки данных, дополненный протоколом селективного повтора высокой степени надежности.

Протоколом HARQ предоставляется приемному устройству избыточная информация, дающая ему возможность корректировать какие-то конкретные ошибки. Ретрансляция по протоколу HARQ приводит к формированию дополнительной информационной избыточности, которая может потребоваться в том случае, когда для устранения ошибок оказалось недостаточно повторной передачи. Ретрансляция пакетов, которые не прошли исправление протоколом HARQ, производится с использованием протокола ARQ. LTE сети на iPhone работают в соответствии с вышеописанными принципами.

Это решение позволяет гарантировать минимальную задержку трансляции пакетов с малыми накладными расходами, а надежность связи при этом гарантируется. Протокол HARQ позволяет обнаружить и исправить большую часть ошибок, что приводит к достаточно редкому использованию протокола ARQ, так как это сопряжено с немалыми накладными расходами, а также с повышением времени задержки при трансляции пакетов.

Является конечным узлом, который поддерживает оба эти протокола, обеспечивая тесную связь уровней двух этих протоколов. В числе разнообразных преимуществ подобной архитектуры можно назвать высокую скорость устранения ошибок, которые остались после работы HARQ, а также регулируемый объем информации, передаваемой посредством использования протокола ARQ.

Радиоинтерфейс LTE обладает высокими рабочими характеристиками, благодаря его основным компонентам. Гибкость применения радиоспектра позволяет задействовать данный радиоинтерфейс при любом доступном ресурс частот. Технология LTE предусматривает ряд функций, которые обеспечивает эффективное применение стремительно изменяющихся условий связи. В зависимости от состояния канала, функция диспетчеризации выдает лучшие ресурсы пользователям. Применение многоантенных технологий приводит к уменьшению замирания сигнала, а с помощью механизмов адаптации канала можно задействовать методы кодирования и модуляции сигнала, гарантирующие в конкретных условиях оптимальное качество связи.