LTE (mobilnetværk)

Den LTE ( Long Term Evolution ) er udviklingen af standarden mobiltelefon GSM / EDGE , CDMA2000 , TD-SCDMA og UMTS .

LTE-standarden, defineret af 3GPP- konsortiet , blev først betragtet som en tredje generation af "3.9G" -standarden (fordi den er tæt på 4G ), specificeret inden for rammerne af IMT-2000- teknologier , fordi i "version 8 og 9" af standarden opfyldte den ikke alle de tekniske specifikationer, der blev pålagt International Telecommunication Union (ITU) for 4G-standarder . LTE-standarden er ikke sat i sten, 3GPP-konsortiet udvikler den konstant (generelt en ny version hver 12. til 18. måned).

I oktober 2010, ITU har anerkendt LTE-avanceret teknologi (udvikling af LTE defineret af 3GPP fra frigivelse 10 ) som en 4G-teknologi i sig selv; derefter gik han inddecember 2010, til LTE- og WiMAX- standarderne defineret før “  IMT-Advanced  ” -specifikationerne, og som ikke fuldt ud opfyldte dens forudsætninger, den kommercielle mulighed for at blive betragtet som “4G” -teknologier på grund af en betydelig forbedring i ydeevne sammenlignet med dem fra de første “ 3G  ” -systemer  : UMTS og CDMA2000.

De mobile netværk LTE markedsføres som "4G" af de operatører i mange lande, f.eks Proximus , Base , VOO Mobile og Orange i Belgien, Swisscom og Sunrise i Schweiz, Verizon og AT & T i USA, Videotron , Rogers og Fido Solutions i Canada, Orange , Bouygues Telecom , SFR og gratis mobil i Frankrig, Algérie Télécom i Algeriet, Maroc Telecom , Orange og Inwi i Marokko ...

LTE bruger radiofrekvensbånd med en bredde, der kan variere fra 1,4  MHz til 20  MHz i et frekvensområde fra 450  MHz til 3,8  GHz afhængigt af land. Det gør det muligt at opnå (for en båndbredde på 20  MHz ) en teoretisk bithastighed på 300  Mbit / s i "  downlink  " ( downlink til mobilen). ”True 4G”, kaldet LTE Advanced, vil tilbyde en downlink-hastighed, der kan nå eller overstige 1  Gbit / s  ; denne gennemstrømning vil kræve brug af samlede frekvensbånd 2 × 100  MHz brede, som er defineret i version 10 til 15 (3GPP frigiver 10 , 11, 12, 13, 14 og 15) i LTE Advanced- standarderne .

hovedtræk

LTE-netværksarkitektur

LTE-netværk er cellulære netværk, der består af tusindvis af radioceller, der bruger de samme radiofrekvenser, herunder i nærliggende radioceller, takket være OFDMA (base til terminal) og SC-FDMA (fra terminal til terminal) radiokodning. Baseret). Dette gør det muligt at tildele hver celle en større spektralbredde end i 3G, der varierer fra 3 til 20  MHz og derfor have en større båndbredde og mere gennemstrømning i hver celle.

Netværket består af to dele: en radiodel ( eUTRAN ) og en "EPC" netværkskerne ( Evolved Packet Core ).

EUTRAN- radiodelen

Radiodelen af netværket, kaldet "  eUTRAN  ", er forenklet sammenlignet med dem fra 2G ( GERAN ) eller 3G ( UTRAN ) -netværk ved integration i "  eNode B  " -basestationerne af kontrolfunktionerne, som tidligere var placeret i RNC ( radionetværkscontrollere ) af 3G UMTS-net.

Radiodelen af et LTE-netværk (se tegning) består derfor af eNode B , lokale eller eksterne antenner , fiberoptiske links til lokale eller eksterne antenner ( CPRI- links ) og IP-links, der forbinder eNode B mellem dem (X2-links) og med kernen netværk (S1-links) via et backhaul- netværk .

EPC- kernenetværket

Kernenettet kaldet “EPC” ( Evolved Packet Core ) bruger “  fuld IP  ” -teknologier, dvs. baseret på internetprotokoller til signalering, tale- og datatransport. Dette kernenetværk muliggør samtrafik via routere med eksterne eNodeB'er, andre mobiloperatørers netværk, faste telefonnet og internetnetværket.

En LTE-operatørs EPC består hovedsageligt af servicegateways, Serving Gateways (SGW), der transporterer datatrafik (brugerplan) og koncentrerer trafikken for flere eNodeB'er, MME'er, der styrer signalering (kontrolplan) og giver adgang til databaser ( HSS / HLR ), der indeholder identifikatorer og rettigheder for abonnenter. Én (eller flere) PGW'er tjener som gateways til internetnetværket  ; PGW har også rollen som at tildele IP-adresser til LTE-terminaler.

Den EPC giver også via andre gateways , terminal adgang til LTE centrale netværk, ved hjælp af andre typer af radio adgang: Wi-Fi-adgangspunkter eller femtocells generelt forbundet via kasser ADSL eller FTTH .

Brug af ende-til-ende IP-protokol i kernenetværket muliggør, sammenlignet med 3G-netværk, reducerede latenstider for internetadgang og LTE-taleopkald.

Vigtigste forskelle mellem LTE og 3G UMTS standarder

LTE-standarder, defineret af 3GPP-konsortiet, er afledt af UMTS-standarder, men medfører mange ændringer og forbedringer, herunder:

• en teoretisk downlink hastighed på op til 326,4  Mbit / s top (300  Mbit / s nyttigt) i MIMO 4 × 4 -tilstand  ;
• en teoretisk uplinkhastighed på op til 86,4  Mbit / s peak (75  Mbit / s nyttige);
• der er defineret fem klasser af LTE-terminaler , de understøtter hastigheder fra 10  Mbit / s ( kategori 1 ) op til den maksimale downlinkhastighed, der er fastsat i LTE-standarden (300  Mbit / s for kategori 5 ). Alle LTE-terminaler skal være kompatible med frekvensbåndbredder fra 1,4 til 20  MHz  ;
• tre til fire gange datahastigheden for UMTS / HSPA  ;
• en spektral effektivitet (antal bit transmitteret pr. sekund pr. hertz ) tre gange højere end den version af UMTS kaldet HSPA  ;
• en RTT ( Round Trip Time ) latenstid tæt på 10  ms (sammenlignet med 70 til 200  ms i HSPA og UMTS);
• brugen af OFDMA-kodning til downlink og SC-FDMA til uplink (i stedet for W-CDMA i UMTS);
• forbedrede radiopræstationer og hastigheder ved brug af MIMO multi-antenneteknologi på bakken udstyrssiden ( eNodeB ) og på terminalen (kun i modtagelse)
• muligheden for at bruge et frekvensbånd, der er allokeret til en operatør, der varierer fra 1,4  MHz til 20  MHz , giver større fleksibilitet (sammenlignet med den faste spektralbredde på 5  MHz UMTS / W-CDMA);
• en bred vifte af understøttede radiofrekvensbånd, inklusive dem, der historisk er allokeret til GSM og UMTS og nye spektralbånd, især omkring 800  MHz og 2,6  GHz  : 39 bånd er standardiseret af 3GPP (inklusive 27 i LTE FDD og 11 i TDD ). Muligheden for at bruge ikke-sammenhængende frekvensunderbånd;
• modstykket til det store antal frekvensbånd, der er tilvejebragt af standarden, er den virtuelle umulighed for en terminal til samtidig at understøtte alle standardfrekvenser; der er derfor betydelige risici for inkompatibilitet mellem mobile terminaler og nationale netværk
• understøttelse af mere end 200 terminaler, der er aktive samtidigt i hver celle;
• god support til hurtige terminaler. Der er registreret gode præstationer op til 350  km / t eller endda op til 500  km / t afhængigt af de anvendte frekvensbånd.

I modsætning til 3G HSPA og HSPA + , der bruger den samme radiodækning som UMTS, kræver LTE sine egne radiofrekvenser og antenner, men kan placeres sammen med dem i et 2G- eller 3G-netværk.

Voice over LTE

De første LTE-netværk og terminaler, der var tilgængelige i 2012/2014, kunne kun transmittere data over radionetværket (såsom GPRS- og Edge- protokollerne forbeholdt dataoverførsel på GSM-netværk). De mobiloperatører , der tilbyder 4G LTE adgang genbruge så deres 2G eller 3G (CDMA eller UMTS) til støtte stemme deres abonnenter opkald via en procedure kaldet "CSFB" ( Circuit Switch fall-back ): den mobile terminal "midlertidigt afbrød forbindelsen til 4G LTE-radionetværk, tidspunktet for taleopkaldet på 3G-netværket.

En ny standard er ved at blive implementeret: "  VoLTE  " ( Voice Over LTE ), der indbygget understøtter tale i tale over IP- tilstand på LTE-netværket, forudsat at der bruges kompatible smartphones. Det giver hurtigere opkald og giver også bedre lydkvalitet takket være brugen af AMR-WB ( Adaptive Multi-Rate Wideband ) bredbånd codecs . Dens implementering begyndte i slutningen af ​​2014 på netværkene fra de største nordamerikanske mobiloperatører og er planlagt til Frankrig i 2015.

Teoretiske og faktiske strømningshastigheder

Den aktuelle datahastighed observeret af brugeren af ​​et LTE-netværk kan reduceres meget sammenlignet med de teoretiske bithastigheder, der er annonceret og defineret af LTE-standarderne. De vigtigste faktorer, der påvirker den effektive gennemstrømning, er som følger:

• antallet af aktive brugere, der deler båndbredden i en celle (strålende overflade på en LTE-antenne) jo flere terminaler der er i kommunikation, jo mindre enhedshastighed har hver;
• den bredde af frekvensbåndet tildelt netværket operatør . Den samlede nyttige gennemstrømning er proportional med denne båndbredde, som kan variere fra 1,4  MHz til 20  MHz i LTE og op til 100  MHz i LTE Advanced  ;
• de anvendte antennetyper, terminalsiden og netværkssiden ( relæantenne ): den maksimale LTE-binære hastighed på 300  Mbit / s pr. operatør antager 4 × 4 MIMO-antenner (firdoblet) i begge ender af LTE-radiolinket (tilfælde af urealistisk figur til en mobiltelefon eller smartphone på grund af deres lille størrelse). Bemærk: LTE Advanced gør det muligt at nå og endda overstige 300  Mbit / s med kun en dobbelt MIMO 2 × 2-antenne, men ved hjælp af flere bærere  ;
• afstanden mellem terminalen og relæantennen (hastighederne er meget lavere ved periferien af ​​radioceller på grund af interferens med tilstødende celler) og radiomodtagelsesforholdene: interferens, støj , ekkoer forbundet med refleksioner på bygninger ...
• den faste (statiske) eller "bevægelige" position i abonnentens terminal; den nyttige strøm reduceres til en terminal i hurtig bevægelse;
• kapacitet og det maksimale antal samtidige brugere, der er tilladt af basestationen ( eNode B ), og gennemstrømningen af ​​kobberforbindelsen, mikrobølgeovnen eller den optiske fiber , der forbinder denne station til hjertet af netværket ( backhaul- netværk ).

Terminalens type og kategori påvirker også den maksimalt mulige kapacitet; for eksempel understøtter en kategori 1 LTE (UE " brugerudstyr  ") terminal  kun en binær hastighed på 10  Mbit / s, mens en anden af kategori 4 understøtter 150  Mbit / s (se nedenstående tabel ). På den anden side, jo højere terminalens kategori er, desto mere kompleks (dyrere) vil terminalen være, og jo mindre vil dens autonomi være (på samme teknologiske niveau og samme batterikapacitet).

Præstationssøgt og foreløbig tidsplan

Med LTE og 4G tilbød producenter og operatører i Frankrig i 2013 reelle gennemsnitlige nedstrømshastigheder målt på omkring 30  Mbit / s og gennemsnitlige opadgående hastigheder på mellem 6 og 8  Mbit / s med stærke variationer, der kan forklares med årsagerne anført i forrige kapitel. Med generationer af terminaler ( kategori 4 , 5 og + ) har operatører siden 2014 tilladt en maksimal gennemstrømning på op til 150  Mbit / s ( kategori 4 terminaler ) og sigter mod 300  Mbit / s og mere på mellemlang sigt via “  Carrier aggregation  ”( carrier aggregation ), der tilbydes i LTE Advanced evolution . Den teoretiske maksimale gennemstrømning af LTE Advanced- teknologi er større end 1  Gbit / s .

Standarder og frekvenser

3GPP-standarder

Standardisering af 3GPP af 1 st version af LTE standarden blev afsluttet i begyndelsen af 2008 (3GPP-version / rel 8) og tilgængeligheden af første udstyr til at teste LTE standarden fandt sted i 2009. I 2009 og 2010, flere nordamerikanske operatører som brugte CDMA2000- standarden, besluttede at skifte til LTE-standarden, så snart udstyret var tilgængeligt, og derved opgive deres historiske teknologi: CDMA , der tilbød udsigten til at skabe en global standard på basis af LTE for mobilkommunikation.

Målet med LTE er at muliggøre brugen af mobilt bredbånd ved hjælp af erfaringerne fra 3G-netværk for at muliggøre hurtig udvikling og med bagudkompatibilitet af terminaler mod ægte fjerde generation 4G- netværk "  LTE Advanced  ", hvis mål er at opnå endnu højere hastigheder (> 1  Gbit / s ).

To eksklusive varianter af LTE-standarden er defineret på radioniveau : FDD ( Frequency Division Duplexing ), der bruger 2 forskellige frekvensbånd til transmission ( upload ) og modtagelse ( download ) og TDD ( Time-Division Duplex ), der bruger en enkelt frekvens bånd med ressourcer, der dynamisk er allokeret til transmission eller modtagelse af data ( tidsdelingsmultiplexing ).

TDD-varianten har fordelen ved let at tilpasse sig ubalanceret upload / download- hastighed , hvilket ofte er tilfældet for smartphone-trafik, der bruges til at høre Internettet eller se videoer; alle underbærere defineret ved OFDMA- modulering kan bruges til at transmittere og modtage med en fordeling af båndbredden mellem uplink- og downlinkhastigheder , som er defineret af mobiloperatøren. Denne variant kræver mere nøjagtig synkronisering af alle komponenter i netværket, inklusive mobilterminalerne . Kina har valgt at favorisere denne variant.

FDD-varianten var den første, der blev markedsført (mere end 90% af markedet i 2013), den er den nemmeste at bruge i relæantenner og LTE-terminaler  ; centerfrekvenserne på de sende- og modtagefrekvensbånd er adskilt af mindst 30  MHz  ; det involverer mindre alvorlige synkroniseringsbegrænsninger mellem de mobile terminaler og basestationerne, fordi terminalerne bruger et frekvensbånd, der er forskelligt fra relæantennen til transmission. I begyndelsen af ​​2014 er de nyeste smartphones kompatible med de 2 varianter: FDD og TDD. I begyndelsen af ​​2010'erne valgte Europa (via CEPT ) og Frankrig FDD-varianten og de tilknyttede frekvensbånd til europæiske netværk.

Frekvenser brugt

Radiofrekvensbåndene i 3GPP-standarderne for LTE og LTE Advanced er meget talrige ( mere end 30 ) og spænder fra 450  MHz til 3,8  GHz . Dem, der er placeret i zonen 450 til 900  MHz , kan bruges i alle områder og er særligt velegnede til landdistrikter, fordi de har et større område end mikrobølger med højere frekvenser. Dækningsradiusen for hver celle er variabel og spænder fra nogle få hundrede meter (optimale strømningshastigheder i tætte byområder) op til 30  km (landdistrikter).

I Den Europæiske Union resulterede diskussioner om brugen af ​​700 MHz og 800  MHz frekvensbånd  , der tidligere blev brugt til UHF analogt tv ( kanal 50-60 og kanal 61-69 ) i 2011 og derefter afsluttet. 2015, den gradvise tildeling af disse spektrale bånd til 4G LTE-mobilnetværk. I Frankrig har kanalerne på 800  MHz-båndet været tilgængelige siden begyndelsen af ​​2012, de på 700  MHz-båndet vil være tilgængelige mellemapril 2016og midten af ​​2019 efter frigivelsen af ​​det såkaldte “  digitale udbytte  ” opnået ved overgangen til digitalt tv (TNT) i alle europæiske medlemsstater.

De andre radiobånd, der er tildelt LTE, har højere frekvenser (mellem 2,5 og 2,7  GHz i Frankrig og inden for EU); de er mere velegnede til byer og byområder. For disse frekvenser er størrelsen på radiocellen (dækningsområde) et par kilometer eller mindre (et par titusinder af meter for femtoceller og et par hundrede for små celler ).

For at kunne bruge 900- og 1800  MHz-båndene er det nødvendigt at "omarrangere" spektret ved at frigøre frekvenser, der oprindeligt er allokeret til GSM (2G) og UMTS (3G). I mange europæiske lande genbruger mange operatører allerede en del eller hele 1800 MHz frekvensbåndet  til LTE; dette frekvensbånd har været det mest anvendte i europæiske 4G / LTE-netværk siden 2012.

I Frankrig tilladelse til brug en del af en 800 MHz- frekvens  -båndet blev tildelt Bouygues Telecom ved Arcep på14. februar 2013med en idriftsættelsesdato, der er sat til 1 st oktober 2013. Dette frekvensbånd har og vil have i et par år en blandet brug af 2G (GSM) og LTE. Bouygues Telecom startede for eksempel med at tildele 10 MHz duplex af sit 1800 MHz frekvensbånd til LTE, derefter fraapril 2014i visse geografiske områder har den udvidet andelen tildelt LTE til 15 MHz (til skade for GSM); denne tilladelse blev udvidet til at omfatte de 4 franske operatører fraMaj 2016.

Tildeling af frekvenser i Frankrigs fastland

700 MHz bånd

Bånd LTE nr .  28 FDD. 3GPP 36.101-standarden, der definerer dette frekvensbånd, udviklede sig i 2015 for at tage højde for begrænsningerne ved DTT i Europa. Den duplekser under anvendelse af de lave frekvenser af bånd 28 (2 x 30  MHz ) anvendes i Europa.

Dette frekvensbånd kan bruges til LTE og LTE Advanced . Det er blevet tilgængeligt, afhængigt af regionen, mellemapril 2016 (Paris-regionen) og juni 2019 (i det nordlige Frankrig).

Implementeringsforpligtelser

Indehaverne af dette frekvensbånd er forpligtet til at sikre en minimumsdækningshastighed af deres meget hurtige mobilnetværk i henhold til forskellige kriterier, der tilbagekaldes i tillægget til transmissionstilladelser udstedt af ARCEP:

Deadline	17. januar 2022	17. januar 2027	8. december 2030
Metropolitan befolkning		98%	99,6%
Prioriteret område	50%	92%	97,7%
Befolkningen i hver afdeling		90%	95%
Prioriterede veje			100%
Kommuner i programmet "hvide zoner"		100%
Toglinjer (national dækning)	60%	80%	90%
Toglinjer (regional dækning)		60%	80%

De prioriterede vejakser er motorveje, hovedvejeakserne, der forbinder amtssædet (præfekturet) med distriktshovedstæderne (underpræfekturer) inden for hver afdeling og de vejsektioner, der cirkulerer i gennemsnit mindst årligt mindst 5000 køretøjer om dagen. Hvis flere veje forbinder en præfektur til en underpræfektur, skal indehaveren dække mindst en.

Daglige toglinjer henviser til de ikke-underjordiske dele af linjerne, hvor:

• Tog fra TER- netværket i hovedstadsregioner uden for Ile de France og Korsika.
• Tog fra det regionale ekspressnetværk Île-de-France (linje A til E).
• Tog fra Transilien Ile de France-netværket (linje H, J, K, L, N, P, R, U).
• Tog til det korsikanske jernbanenet .

Hvis en toglinje skulle lukkes, gælder dækningsforpligtelsen ikke længere for den linje.

800 MHz bånd

Bånd LTE nr .  20 FDD. Dette frekvensbånd er dedikeret til LTE og LTE Advanced og har været tilgængeligt sidenjanuar 2012.

1800 MHz bånd

Bånd LTE nr .  3 FDD. Dette frekvensbånd har blandet brug af 2G (GSM) og LTE.

Fra 1. st oktober 2013 til 24 maj 2016

På det franske fastland har Bouygues Telecom siden slutningen af 2013 draget fordel af en 21,6  MHz dupleksbåndbredde, som den kan bruge til GSM og LTE (der var nogle lokale undtagelser indtiljuli 2015). Siden1 st januar 2015, Har Free Mobile også fordel af en 5 MHz duplex båndbredde  (der var nogle lokale undtagelser i Nice og Paris indtiljuli 2015).



Siden november 2014, blev virksomheden Free Mobile autoriseret til at bruge 5 MHz duplex i frekvensbåndet på 1800  MHz koblet ( aggregeret ) med de frekvenser, det har i båndet på 2600  MHz til at teste teknologien LTE Advanced uden kommercielt formål .

Siden 25. maj 2016

I hele Frankrigs fastland kan Bouygues Telecom, Orange og SFR dele dette frekvensbånd mellem GSM og LTE. Gratis mobil nyder godt af en 15  MHz duplexbåndbredde i dette frekvensbånd, som er blevet brugt gradvist siden midten af ​​2016. Frekvensbåndene for de andre 3 operatører er reduceret til 20  MHz duplex.

2100 MHz bånd

Bånd LTE nr .  1 FDD. Frekvenser i 2100  MHz-båndet har historisk været brugt til UMTS. Ikke desto mindre siden16. juni 2017, Arcep har godkendt operatører Bouygues Télécom og SFR til at bruge disse frekvenser eller en del af disse frekvenser til 4G; Orange modtog den samme tilladelse den14. september 2017. Arcep har angivet, at andre operatører ( gratis mobil ) også kan anmode om det.

2600 MHz bånd

Bånd LTE nr .  7 FDD. Dette frekvensbånd er dedikeret til LTE og LTE Advanced .



L ' Arcep i sine beslutninger af22. december 2011 og 17. januar 2012tildelt en teoretisk roaming ret i 800  MHz-båndet til den gratis mobil operatør på SFR s 4G-netværk , fordi den ARCEP udbud giver denne ret for operatøren har opnået en licens til at drive. anvendelse af frekvenser i 2 600  MHz-båndet og ikke i 800  MHz båndet  ; i 2018 blev denne ret ikke brugt af Free mobile, der har roamingaftaler med Orange.

Fordele og ulemper ved de forskellige frekvensbånd

Den større tilgængelighed af høje frekvenser (f.eks. 2.600  MHz ) har gjort det muligt at tildele bredere frekvensbånd til hver mobiloperatør (15 eller 20  MHz duplex i Frankrig); disse bånd understøtter flere underbærere (se OFDMA- artiklen ) og tillader derfor højere hastigheder sammenlignet med 800 MHz frekvensbåndet,  som i Frankrig er opdelt i 10 MHz duplex- underbånd  pr. operatør.

På den anden side har de lave frekvenser et større område (en bedre udbredelse i atmosfæren) og gør det således muligt at dække zoner med større overflade, fordi dæmpningen af de elektromagnetiske bølger mellem 2 antenner falder med bølgelængden; en lavere frekvens (derfor en højere bølgelængde) gør det muligt for operatører at nå flere abonnenter med det samme antal antenner.

Terminalegenskaber

LTE terminaler (kaldet User udstyr eller UE i 3GPP specifikationer) kan være telefoner ( smartphones ), tabletter , USB-modem nøgler eller enhver anden form for fast eller mobilt udstyr ( GPS , computer, videoskærm, osv).

3GPP og ETSI i version 8 ( version 8 ) standarder har defineret 5 klasser af LTE-terminaler svarende til de maksimale hastigheder (opstrøms og nedstrøms), som udstyret skal understøtte, og til den type antenne, det integrerer. Enhver terminal, uanset dens kategori, skal være i stand til at tilpasse sig de seks spektrale bredder fra 1,4 til 20  MHz , defineret af 3GPP. De datahastigheder, der er anført i tabellen, antager en båndbredde på 20  MHz pr. Transmissionsretning ( FDD- tilstand ) og optimale radiotransmissionsforhold.

LTE-terminalkategorier (3GPP rel.8)

Kategori		1	2	3	4	5
Maksimal bithastighed (Mbit / s)	Aftagende	10	50	100	150	300
	Beløb	5	25	50	50	75
Funktionelle egenskaber
Radiobåndbredde efter transmissionsretning		1,4 til 20  MHz
Modulationer	Aftagende	QPSK, 16QAM, 64QAM
	Stiger	QPSK, 16QAM				QPSK, 16QAM, 64QAM
Antenner
2 × 2 MIMO		Ingen	Ja
4 × 4 MIMO		Ingen				Ja

Hastighederne er proportionale med bredden af ​​det frekvensbånd, der er tildelt hver mobiloperatør; i Frankrig er for eksempel båndbredderne, der er tildelt hver operatør i 800  MHz-båndet , 10  MHz duplex, hvilket halverer peak-gennemstrømningen for hver kategori terminaler, når de anvendes i dette frekvensbånd.

Tolv nye kategorier af LTE-terminaler er defineret af 3GPP- version 10, 11 og 12 ( LTE Advanced ) -standarder, de er beskrevet i LTE Advanced- artiklen .

Konkurrencedygtige eller supplerende 3G- og 4G-teknologier

• Den HSPA og HSPA + (3.5G og 3.75G), der udgør en naturlig evolution (billig) 3G eksisterende UMTS-net, men har lavere peak flow (42  Mbit / s HSPA + "Dual Carrier" i 2015).
• Den WiMAX , som har fået18. oktober 2007status for international ITU-standard som IMT-2000 (3G) -standard. Indehavere af en 3G-licens kunne derfor i teorien implementere WiMAX ud over eller i stedet for UMTS, men den tekniske uforenelighed mellem disse 2 standarder og mellem de tilknyttede mobile terminaler gør dette samliv usandsynligt.
  • Mobile WiMAX ( IEEE 802.16e ) begyndte at blive implementeret i 2009 med nogle få operatører ( KT , SK Telecom i Korea, Sprint i USA), dog den maksimale hastighed, der tilbydes på mere end 150  Mbit / s for LTE mod 70  Mbit / s til WiMAX samt overlegen tilgængelighed (50  km i landdistrikterne) og det meget lave antal WiMAX-terminaler (smartphones), der er tilgængelige, forklarer LTE's kommercielle dominans siden 2011.
  • Den WiMAX og dens udvikling er stærkt antagonister LTE; tilgængeligheden af ​​UMTS HSPA + og LTE-teknologier har betydeligt reduceret chancerne for vellykket implementering af WiMAX i stor skala, især inden for mobil bredbånd. WiMax vil derfor sandsynligvis forblive begrænset til BLR-markedet ( radio local loop ).
• Den LTE Advanced , standardiseringsarbejdet inden for 3GPP har resulteret, i 2011, 2012 og 2014, med 3GPP-standarderne frigiver 10 , 11 og frigiver 12 , er en videreudvikling af LTE gør kontakten til "rigtige 4G". Disse ændringer medfører og vil medføre følgende fordele:
  • højere hastigheder på uplink og downlink på netværket takket være aggregation af transportører (på engelsk: Carrier aggregation );
  • øget radioydelse på celleniveau at tjene flere terminaler, takket være udviklingen i MIMO teknologi  ;
  • muligheden for at indsætte radiorelæer til en lavere pris, som vil udvide dækningen af ​​en celle;
  • større fleksibilitet med hensyn til trafikkapacitet og antallet af terminaler, der understøttes af netværket.
  • mindre interferens mellem 2 tilstødende radioceller.
• Flere operatører er begyndt at implementere hybridadgangsnetværk, der bruger LTE i kombination med ADSL for at opnå højere hastigheder, især for at levere højhastighedsinternetadgangstjenester i landdistrikterne.

Mange producenter af udstyr (Alcatel-Lucent, Ericsson, Nokia Siemens Networks , Huawei osv.), Teleoperatører (Verizon, AT&T, Orange, Vodafone, T-Mobile, NTT-DoCoMo, China Mobile osv.) Og producenter af elektroniske chip ( Qualcomm , Samsung ), har arbejdet og arbejder sammen inden for 3GPP for at gennemføre standardiseringen af ​​LTE ( Long Term Evolution ) og LTE Advanced netværk og terminaler .

Test derefter markedsføring

Det britiske firma Vodafone meddelte i 2009, at det i sine laboratorier havde afsluttet evalueringer af LTE-produkter beregnet til de fleste af de europæiske lande, hvor det opererer.

Den japanske operatør NTT DoCoMo begyndte at markedsføre LTE i slutningen af ​​2009 i Japan , den havde mere end 6 millioner LTE-abonnenter ioktober 2012.

Det 15. december 2009, TeliaSonera begynder markedsføring i Sverige, og Norge tilbyder at tilbyde LTE-udstyr og terminaler og fortsætter med udvidelser til andre tætbefolkede lande i Nordeuropa. For teknisk support af den nyeste tredje generationsteknologi har TeliaSonera påberåbt sig Ericsson ( Stockholm ) og Huawei ( Oslo ), mens modtagende enheder ( USB ) (LTE-nøgler) leveres af Samsung .

I USA har selskabet Verizon Wireless lancerede den første LTE kommercielle udbud i slutningen af 2010, der trak i slutningen af den 3 th  kvartal af 2012, mere end 16 millioner abonnenter ( 1 st  LTE globale netværk) og 47,9 millioner abonnenter i begyndelsen 2014. De andre tre største amerikanske mobiloperatører ( AT&T , Sprint og T-Mobile US ) lancerede også et LTE-tilbud mellem slutningen af ​​2011 og midten af ​​2012.

En undersøgelse af brugen af ​​LTE-terminaler i et reelt miljø på AT&T og Verizon-netværket viste i slutningen af ​​2011 temmelig høje reelle hastigheder fra 10 til 40  Mbit / s (peak) i modtagelse ( download ) og op til 10  Mbit / s i transmission ( upload ).

I Frankrig annoncerede Orange og Bouygues Telecom22. marts 2012 deres intention om at markedsføre et LTE-tilbud i begyndelsen af ​​2013 og åbningen af ​​pilotnetværk fra Juni 2012(henholdsvis i Marseille og Lyon). SFR annoncerede også afslutningenmarts 2012plan for implementering fra 2012 af to LTE-netværk i Lyon og Montpellier. Free Mobile går ind på LTE-markedet den3. december 2013. Ved afslutningen af den 2 e  kvartal 2014 Frankrig havde 3,7 millioner LTE-abonnenter.

I Belgien blev 4G / LTE lanceret af Belgacom den5. november 2012 med til at begynde med dækningen af ​​258 belgiske byer og kommuner.

LTE havde erobret i slutningen af 2 e  kvartal af 2012, 27 millioner abonnenter på verdensplan, herunder over 15 millioner i Nordamerika; derefter 58 millioner abonnenter over hele verden ved udgangen af ​​2012 (ca. halvdelen af ​​dem i Nordamerika).
Antallet af abonnenter på LTE-netværk over hele verden har overskredet 250 millioner slutningerMarts 2014, inklusive mere end 100 millioner i Nordamerika og 16 millioner i Europa; det globale antal når 1.292 milliarder abonnentermarts 2016.

I juni 2017, var der 2,37 milliarder LTE- og LTE-Advanced-abonnenter over hele verden.

521 mobiloperatører over hele verden markedsførte et LTE-tilbud i august 2016 inklusive mere end 100 netværk i Europa, derefter mere end 790 operatører i starten af ​​2020.

I juni 2020, var der 5,55 milliarder LTE- og LTE-Advanced-abonnenter over hele verden.

Noter og referencer

1. (da) 3GPP-standardopdatering, dias 7 , 13 og 15 [PDF] ETSI - 3GPP, februar 2011.
2. ITU forbereder grundlaget for den næste generation af mobile teknologier: 4G , ITU-pressemeddelelse, oktober 2010.
3. (i) ITU-T giver 4G-status til 3GPP LTE , 3GPP.org den 20. oktober 2010.
4. ITU, pressemeddelelse: “Dette udtryk ( 4G ) kan også henvise til deres forløbere, det vil sige LTE- og WiMAX-teknologier, hvilket medfører en væsentlig forbedring af kvaliteten af ​​drift og kapacitet sammenlignet med de første systemer af tredje generation” , ITU ( ITU-T ), 6. december 2010.
5. Den ITU bruger udtrykket "  sande 4G  " for specifikationer IMT-Advanced .
6. (in) standarder LTE EUTRA , 3gpp.org, februar 2012.
7. (da) [doc] LTE TS 36.101 v11.4.0 standard: terminaler (EU), driftsbånd: kapitel 5.5 3gpp.org, juli 2013.
8. Den ”  Voice Over LTE  ” standard forventes i 2013 i USA , reseaux-telecoms.net, maj 2012.
9. (in) Sådan aktiveres Verizon Voice Over LTE (VoLTE) på iPhone 6 tekrevue.com, 21. september 2014
10. VoLTE: opkald via 4G forbedret, opdatering fra de 4 clubic.com- operatører , 4. juli 2014
11. 4G (LTE): Forvent en gennemsnitlig kapacitet på 30  Mbps , i gennemsnit over 137.000 tests , Frandroid.com, 12. april 2013.
12. (en) LTE-frekvenser radio-electronics.com, adgang til november 2015.
13. (en) FDD-LTE versus TDD-LTE , 4gsource.net, juni 2012.
14. (in) standard LTE TS 36101 v9.12.0: terminaler (EU), kapitel 5.7.4  : Frekvensadskillelse Tx / Rx [PDF] , 3gpp.org, juli 2012.
15. ARCEP offentliggør resultaterne af 4G-tildelingsproceduren for mobillicenser i 800 MHz-båndet (det "digitale udbytte") Arcep, 22. december 2011
16. ARCEP, det digitale udbytte - 700 MHz-bånd
17. (in) "  1800  MHz er det mest populære båndfrekvens for LTE med åbne netværk i 29 lande inklusive 15 europæiske lande  " ( Arkiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Hvad skal jeg gøre? ) , GSAcom. Com, november 2012 .
18. Arcep giver Bouygues tilladelse til at bruge 1800  MHz-båndet til 4G , PCinpact, 14. marts 2013.
19. Bouygues Telecom implementerer 4 g-lte avanceret takket være genopvarmning. bbox-news.com, 11. maj 2014
20. 700 MHz: Orange stor vinder foran Free Mobile frandroid.com, 17. november 2015
21. [PDF] Strategisk spektrum anmeldelse af meget høj hastighed mobilt bredbånd, band 28: side 12 og 14 arcep.fr marts 2015
22. [PDF] (en) Standard 36,101 rev 12.9.0, Bruger (UE) radiotransmission og modtagelse, kapitlerne 5.5 og tabel 6.6.3.2-1 side 125 (bånd 28) Etsi / 3GPP, Oktober 2015.
23. Orange svar i februar 2015 på ARCEP-høringen om 700 MHz-båndet: "Det skal også bemærkes, at specifikationen af ​​OOBE-kravene (emissioner uden for båndet, i dette tilfælde til beskyttelse af digitalt tv), at terminalerne LTE700 bliver nødt til at overholde, er stadig under diskussion; den harmoniserede standard, produceret af ETSI, med lovgivningsmæssig værdi i Europa, blev derfor ikke afsluttet i februar 2015. "tilgængelig på http://www.arcep.fr/uploads/ tx_gspublication / bidrag - cp-THD-mobile-700mhz-310315.zip
24. (in) [PDF] APT700-bånd (bånd 28) Oprettelse af en global LTE-økosystemmulighed, side 5 og 8 nederste duplexer Ericsson.com, februar 2014
25. 700 MHz bånd Endelig resultat af Arcep.fr- tildelingsproceduren , november 2015.
26. 700 MHz BAND: Nøgledatoer: ANFR- pressemeddelelse dateret 19. juni 2015 Arcep.fr, adgang 29. november 2015
27. Afgørelse nr. 2015-1569 truffet af ARCEP dateret 8. december 2015 om bemyndigelse af SFR til at bruge frekvenser i 700 MHz-båndet på det franske fastland
28. Afgørelse nr. 2015-1568 truffet af ARCEP dateret 8. december 2015 om bemyndigelse af Orange til at bruge frekvenser i 700 MHz-båndet på det franske fastland
29. Afgørelse nr. 2015-1567 truffet af ARCEP dateret 8. december 2015 om tilladelse til gratis mobil til at bruge frekvenser i 700 MHz-båndet i Frankrig
30. Afgørelse nr. 2015-1566 truffet af ARCEP dateret 8. december 2015 om bemyndigelse af Bouygues Télécom til at bruge frekvenser i 700 MHz-båndet på det franske fastland
31. ARCEP offentliggør resultaterne af 4G-tildelingsproceduren for mobillicenser i 800 MHz- båndet  (det “digitale udbytte”) Arcep.fr, december 2011.
32. ARCEP tillader BT at gennemføre 4G i båndet 1800  MHz , fra 1 st oktober 2013 forudsat det tidligere genskaber frekvenser (4G - genopdyrkning 1800  MHz ) Arcep.fr 14. marts 2013.
33. I meget tætte områder har Bouygues Telecom midlertidigt haft fordel af en 23,8  MHz dupleksbåndbredde: i Lyon indtil1 st januar 2015, i Marseille - Aix-en-Provence indtil1 st april 2015og i Nice og Paris indtil1 st juli 2015.
34. [PDF] afgørelse nr 2014-1542 af Arcep Arcep 16. december, 2014
35. [PDF] beslutning af 30. juli, 2015 om ændring af beslutning nr 2006-0239 bemyndigelse Orange selskab til anvendelse af frekvenser i 900 MHz-båndet og 1800 MHz-båndet Arcep, den 31. juli, 2015
36. [PDF] beslutning af 30. juli, 2015 om ændring af beslutning nr 2006-0140 bemyndigelse virksomheden SFR til anvendelse af frekvenser i 900 MHz-båndet og 1800 MHz-båndet Arcep, den 31. juli, 2015
37. [PDF] beslutning om tilladelse til selskabet Gratis Mobile til anvendelse af frekvenser i 1800 MHz-båndet Arcep.fr, September 8, 2015
38. L'OBSERVATOIRE ANFR anfr.fr, hørt i november 2016
39. ARCEP pressemeddelelse: Arcep bemyndiger Bouygues Telecom og SFR at bruge 2,1 GHz-båndet i 4G arcep.fr 16. juni 2017
40. Orange godkendt af ARCEP til at bruge 2100 MHz til sin 4G degroupnews.com, 28. september 2017
41. Beslutning om bemyndigelse af Bouygues Telecom til at bruge frekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrig til at etablere og drive et mobilradionetværk åbent for offentligheden, beslutning nr .  2011-1168 dateret 11. oktober 2011 [PDF] .
42. Beslutning om bemyndigelse af virksomheden Free Mobile til at bruge frekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrig til at etablere og drive et mobilradionetværk, der er åbent for offentligheden, beslutning nr .  2011-1169 dateret 11. oktober 2011 [PDF] .
43. Beslutning om bemyndigelse af Orange Frankrig til at bruge frekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrig til at etablere og drive et mobilradionetværk, der er åbent for offentligheden, beslutning nr .  2011-1170 dateret 11. oktober 2011 [PDF] .
44. Beslutning om bemyndigelse af det franske selskab til at bruge radiofrekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrig til at etablere og drive et mobilradionetværk åbent for offentligheden, afgørelse nr .  2011-1171 dateret 11. oktober 2011 [PDF] arcep .fr, oktober 2011 .
45. (en) 3GPP TS 36 306 rel.8 - (E-UTRA); Brugerudstyr (UE) radioadgangsfunktioner ; kapitel 4  : EU-kategorier , etsi.org, juni 2011 [PDF]
46. (en) 3GPP, E-UTRA; Brugerudstyr (UE) radioadgangsfunktioner, rel-11 3gpp.org, adgang til november 2015
47. (in) LTE Resources - Carrier Aggregation , artizanetworks.com.
48. (i) den 3 th  kvartal af 2012 antallet af LTE abonnenter nåede 16,1 mio Verizon C114.net den 6. december 2012.
49. Antallet af LTE-linjer krydsede 250 millioner silicium.fr, den 18. september 2014
50. (i) AT & T, Verizon LTE net tilbyde lignende dataoverførsel , computerworld.com, december 2011.
51. Orange forbereder 4G , itexpresso.fr, 22. marts 2012.
52. Bouygues Telecom og Orange kommer ud af skoven i LTE , Le journal des Télécoms - 22. marts 2012.
53. SFR implementerer sin 4G LTE i Lyon og Montpellier , Silicon.fr - 30. marts 2012.
54. Free fortsætter med at berige sit mobiludbud ved at inkludere 4G i sin Free Mobile- pakke .
55. 4G LTE: 3,7 millioner kunder i Frankrig igen.fr, 5. juli 2014
56. Belgacom lancerer 4G den 5. november 2012 , Astel.be.
57. (i) Statistik WCDMA og LTE - 27 millioner abonnenter LTE midten af 2012 , Global mobile Suppliers Association , december 2012.
58. [ (in) 58 millioner LTE-abonnenter over hele verden ved udgangen af ​​2012 og 103 millioner 4G LTE-håndsæt solgt i 2012 , Fiercemobileit.com, 5. januar 2013.
59. (i) GSA bekræfter Nordamerika sluttede 2013 med 101 millioner af de samlede 200 millioner LTE Abonnenter , Gsacom.com 10. marts 2014.
60. [PDF] (da) GSA: Mobile hurtige fakta: 521 kommercielt lancerede LTE-netværk i 170 lande , Gsacom.com, 4. august 2016.
61. (in) Globale LTE-forbindelser vokser 59% over 12 måneder til 2,37 milliarder 5gamericas.org, 8. september 2017
62. (i) GSA: GAMBoD Database Update: Netværksteknologi Spectrum - Der er 791 operatører med Kommercielt LANCE LTE-netværk. , Gsacom.com, januar 2020.
63. (in) LTE-abonnenter & 5G 2020 - Global vækst gsacom.com, september 2020

Se også

Relaterede artikler

• 4G
• EDGE ( forbedrede datahastigheder for GSM-udvikling )
• eNode B
• eUTRAN
• GSM ( globalt system til mobilkommunikation )
• GPRS ( General Packet Radio Service )
• HSPA +
• Liste over akronymer for mobiltelefoni
• LTE Advanced
• OFDMA
• Mobiltelefonnetværk
• 4G / LTE-router
• SC-FDMA
• Mobiltelefoni
• UMTS ( Universal Mobile Telecommunications System )
• VoLTE
• WiMAX

eksterne links

• (en) Præsentation af LTE på webstedet for 3. generation partnerskabsprojekt .
• (en) Global Mobile Suppliers Association Association, der samler hovedleverandørerne af GSM-, UMTS- og LTE-udstyr.