Зміст

• Як працює LTE-A?
• Агрегація носія
• MIMO
• QAM
• Стільникове обладнання
• Модем обладнання
• Глобальний випуск
• Пов'язані

Сьогодні 4G LTE, без сумніву, є фактичним стандартом для операторів по всьому світу, коли мова йде про мобільні широкосмугові швидкості, а 3G та інші старіші технології в основному переносяться на більш віддалені райони або чорні діри покриття. Але що далі? Очевидна відповідь - 5G, і вона вже живе в декількох країнах. Тим часом ми побачили, що ще один тип стільникових технологій став звичним: LTE-A.

(LTE-A) вже кілька років доступний в Європі, Північній Америці та Азії. То що саме LTE-A? У цьому творі ми детальніше розглянемо, як працює технологія та що вона означає для споживачів.

Не пропустіть: Найкращі телефони 5G, які ви можете придбати, і всі 5G телефони незабаром

Як працює LTE-A?

Як випливає з назви, LTE-Advanced є просто розвиненою версією поточного підключення LTE, використовуючи різні додаткові методи, щоб гарантувати "розширене" ім'я. Нові функції, запроваджені в LTE-Advanced, - це Агрегація несучої (CA), краще використання існуючих мульти антенних методик (MIMO) та підтримка релейних вузлів. Все це розроблено для підвищення стабільності, пропускної здатності та швидкості мереж та з'єднань LTE.

Ми також спостерігали появу LTE-Advanced Pro - також відомий як Gigabit LTE на деяких ринках - (3GPP, випуск 13 і новіші). Отже, чим це відрізняється від стандартного LTE-A? Ця інфографіка Sierra Wireless чудово демонструє, як вона поєднується.

LTE-A Pro / Gigabit LTE використовує існуючу технологію 256QAM, більш досконалу агрегацію несучих та інші методи для підвищення швидкості над ванільним LTE-A. Він також є основною частиною розгортання 5G, по суті, покриваючи області, де 5G недоступний.

Агрегація носія

Напевно, ключовим фактором LTE-Advanced є агрегація носіїв. По суті, ця технологія призначена для примноження пропускної здатності з'єднань LTE, дозволяючи одночасно завантажувати дані з декількох мережних діапазонів. Носії компонентів LTE або смуги розбиваються на частини, що несуть дані, які можуть мати смугу пропускання 1,4, 3, 5, 10, 15 або 20 МГц. До п'яти компонентних носіїв можуть бути об'єднані разом. Агрегація несучої поєднує сигнали від цих різних носіїв, що дозволяє пропускній здатності збільшуватися до 100 МГц для одного з'єднання. Це стосується як типів мереж FDD, так і TDD, а також підключень для завантаження та завантаження.

Агрегація несучої може працювати з суміжними несучими компонентами, розташованими в одній і тій же робочій смузі частот, або з неперервними носіями з різних діапазонів на різних робочих частотах. Зображення нижче допомагає пояснити це:

З точки зору швидкості передачі даних ця методика може забезпечити надзвичайно високу пікову швидкість передачі даних, теоретично до 1 Гбіт / с при використанні максимальної доступної пропускної здатності від п'яти носіїв. Хоча комерційні рішення підтримують лише три оператори з максимальною швидкістю передачі даних до 600 Мбіт / с для LTE-Advanced. Однак насправді операторські та апаратні засоби та мережеве покриття не відповідають цьому теоретичному максимуму, наприклад, досягаючи швидкості завантаження близько 150 Мбіт / с з увімкненими двома носіями 20 МГц.

Ми також спостерігали появу LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, рекламуючи агрегацію операторів з 32 компонентами. Цей наступний крок теоретично пропонує швидкість до 3 Гбіт / с, хоча пікова швидкість передачі даних у реальних мережах під час тестування, як повідомляється, досягає швидкості 1 Гбіт / с. Очікуйте, що ця цифра опуститься ще нижче гігабітової позначки, коли ви сьогодні використовуєте ці мережі, через перевантаженість, навколишнє середовище та інші фактори.

Ще одна основна перевага операції агрегації операторів зв'язку полягає в тому, що вона забезпечує повну сумісність назад і вперед між існуючими мережами LTE та сумісними пристроями LTE-Advanced. LTE-Advanced з'єднання забезпечуватимуться через існуючі діапазони LTE, тому стандартні користувачі LTE продовжуватимуть використовувати LTE як звичайні, тоді як розширені з'єднання використовуватимуть декілька LTE-операторів.

MIMO

Технологія множинного введення з декількома виходами (MIMO) - ще одна технологія, необхідна для роботи LTE-Advanced.MIMO збільшує загальний бітрейт передачі за рахунок комбінування потоків даних з двох або більше антен і дозволяє агрегації носіїв працювати.

Замість того, щоб надсилати єдиний фрагмент інформації від одного відправника до одного одержувача, ви можете надсилати одну й ту саму частину інформації від декількох відправників до декількох приймачів. Це паралельний процес, який істотно збільшує кількість даних, які ви можете надсилати та отримувати щосекунди (біт за герц), за умови, що у вас є модем приймача, який може сортувати всю інформацію в правильному порядку.

Хоча MIMO вже використовується в мережах LTE, LTE-Advanced вимагає, щоб мікросхеми збільшували кількість входів і виходів, що використовуються одночасно. Vanilla LTE-Advanced підтримує до восьми передавачів і приймачів під час завантаження і чотири на чотири під час завантаження. Покращене розташування MIMO також покращить швидкість та якість з'єднання застарілих з'єднань, таких як CDMA, GSM та WCDMA.

Ми також бачимо так зване масове MIMO, розгорнуте для LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, що складається з до 16 передавачів і приймачів. Ця технологія також створена для формування основи для 5G.

QAM

Ще одна важлива частина головоломки LTE-Advanced - це квадратурна амплітудна модуляція (QAM). Цей прийом, по суті, притискає більше бітів інформації до сигналу, що надсилається з вежі на ваш телефон. Вища QAM забезпечує більше інформації в сигналі і тим самим більш високі швидкості.

Qualcomm порівнював QAM з вантажівками, які перевозять більший вантаж за рахунок більш ефективної упаковки, тому зменшуючи кількість вантажних автомобілів, необхідних на шосе.

Раніше ми бачили, що 64QAM використовується в LTE-A, але мережі LTE-Advanced від подібних Verizon, T-Mobile та інших також використовують 256QAM. Ця конкретна версія QAM різко збільшує пропускну здатність і, як і масовий MIMO, є ще однією основоположною технологією, що використовується в 5G. Насправді, Qualcomm каже, що 256QAM збільшує швидкість завантаження на 33 відсотки порівняно з 64QAM.

Ця технологія використовується також у Wi-Fi, при цьому Wi-Fi 5 (802.11ac) використовує 64QAM, тоді як новий стандарт Wi-Fi 6 використовує 1024QAM. У будь-якому випадку, 64QAM і 256QAM обидва використовуються у стандартній LTE-A, тоді як LTE-A Pro зазвичай дотримується 256QAM.

Стільникове обладнання

Останній фрагмент технології, представлений LTE-Advanced, - це обладнання апаратного забезпечення, яке називається релейним вузлом. Хоча вузли ретрансляції не є невід’ємною частиною підвищення швидкості передачі даних, вони покращать доступність LTE-з'єднань і пропонують вам більше з'єднань на вибір під час надсилання даних, що приймають.

Простіше кажучи, релейний вузол - це малопотужна базова станція, яка використовується для посилення охоплення мережі на кінцях та поза радіусом з'єднання основної станції. Ці ретрансляційні вузли бездротово підключаються до головної станції і повинні сприяти підвищенню сигналу, коли цікавитесь біля краю вашої мережі LTE. Звичайно, доступ до поліпшеного зв’язку буде повністю залежати від того, чи турбують оператори вкладати кошти у створення цих вузлів.

Максимальна теоретична та споживча швидкість бачать великий приріст із 4G LTE Advanced.

Модем обладнання

Щоб правильно функціонувати, агрегація несучої, QAM та MIMO потребують як телекомунікаційних, так і апаратних реалізацій пристрою. Ви побачите, що багато мобільних телефонів і зовнішніх модемів підтримують ці швидкісні швидкості передачі даних. Деталі апаратного забезпечення LTE-Advanced були представлені із специфікаціями версії 10 ще в 2011 р. Будь-який пристрій LTE категорії 4 або вище підтримує агрегацію носіїв, QAM та більші конфігурації MIMO, кожна в різній мірі. Тим часом пристрої LTE категорії 16 або новіших версій пропонують підтримку пристроїв Gigabit LTE або LTE-Advanced Pro.

Одним із прикладів є набір мікросхем Snapdragon 845 Qualcomm, який використовує внутрішній модем X20 LTE (категорія 18/13). Цей модем пропонує п'ять смугових несучих агрегацій для низхідній лінії зв'язку, 4 × 4 MIMO та 256QAM. Іншими словами, у ньому є всі інгредієнти пристрою, необхідні для підключення LTE-Advanced та LTE-Advanced Pro.

Samsung Exynos 9820, що використовується в серії Galaxy S10, пропонує власний LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE-модем. Це пропонує швидкості категорії 20 з агрегацією несучих до восьми діапазонів, MIMO 4 × 4 та 256QAM. Насправді Samsung заявляє про швидкість низхідної лінії до 2 Гбіт / с.

Huawei - ще один великий програвач, що підтримує LTE-Advanced та Pro / Gigabit LTE, починаючи з чіпсету Kirin 970 в серіях Huawei Mate 10 та P20. Kirin 970 пропонує підтримку категорії 18, а Kirin 980 - модем категорії 21.

Однак обладнання у вашому смартфоні очевидно лише частина битви. Ваш оператор повинен підтримувати ці технології, щоб ви отримали найменші затримки та швидкість завантаження.

Глобальний випуск

Минуло багато часу, але LTE-A пройшов шлях по всьому світу з моменту створення. Більшість основних мереж в Африці, Азії, Європі та Америці прийняли цей стандарт. Heck, LTE-Advanced Pro також виходить на кілька ринків, у вигляді Gigabit LTE.

Начебто старі новини на даний момент, оскільки мережі 5G повільно пробиваються по всьому світу, але будівельні блоки LTE-A та LTE-Advanced Pro ніколи не були важливішими. Це відбувається тому, що технології, що лежать в основі LTE-A і LTE-A Pro, будуть використовуватися на межі 5G-мереж як резервний варіант для користувачів.

Пов'язані

• Ось як активувати 4G LTE на своєму смартфоні Android
• Що таке LTE? Все, що потрібно знати
• 5G проти Gigabit LTE: розбіжності пояснено