LTE

LTE (буквально с англ. Long-Term Evolution — долговременное развитие, часто обозначается как 4G  LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными. Он основан на сетевых технологиях GSM/EDGE и UMTS/HSPA, увеличивая пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети. Стандарт был разработан 3GPP (консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии) и определён в серии документов Release 8, с незначительными улучшениями, описанными в Release 9.

LTE является естественным обновлением как для операторов с сетью GSM/UMTS, так и для операторов с сетью CDMA2000. В разных странах используются различные частоты и полосы для LTE, что делает возможным подключать к LTE-сетям по всему миру только многодиапазонные телефоны.

Хотя маркировка 4G используется сотовыми операторами и производителями телефонов, LTE (как указано в серии документов консорциума 3GPP Release 8 и Release 9) не удовлетворяет техническим требованиям, которые консорциум 3GPP принял для нового поколения сотовой связи, а также требованиям, которые были первоначально установлены Международным союзом электросвязи (в спецификации IMT Advanced).

LTE является стандартом беспроводной передачи данных и развитием стандартов GSM/UMTS. Целью LTE было увеличение пропускной способности и скорости с использованием нового метода цифровой обработки сигналов и модуляции, которые были разработаны на рубеже тысячелетий. Ещё одной целью было реконструировать и упростить архитектуру сетей, основанных на IP, значительно уменьшив задержки при передаче данных по сравнению с архитектурой 3G-сетей. Беспроводной интерфейс LTE является несовместимым с 2G и 3G, поэтому он должен работать на отдельной частоте.

Спецификация LTE позволяет обеспечить скорость загрузки до 3 Гбит/с, а задержка в передаче данных может быть снижена до 2 миллисекунд. LTE поддерживает полосы пропускания частот от 1,4 МГц до 20 МГц и поддерживает как частотное разделение каналов (FDD), так и временное разделение (TDD).

Ниже представлен рейтинг стран по временному охвату 4G LTE (данные OpenSignal на май 2019 года).

Радиус действия базовой станции  LTE зависит от мощности излучения и теоретически не ограничен, а максимальная скорость передачи данных зависит от радиочастоты и удалённости от базовой станции. Теоретический предел для скорости в 1 Гбит/сек — от 3,2 км (2600 МГц) до 19,7 км (450 МГц). Большинство операторов в России работают в диапазонах 2600 МГц, 1800 МГц и 800 МГц (стандарт LTE-FDD). Базовые станции диапазона 800 МГц способны обеспечить такую скорость на расстоянии до 13,4 км. Диапазон 1800 МГц — наиболее используемый в мире, он сочетает в себе высокую емкость и относительно большой радиус действия (6,8 км).

В ноябре 2015 года Международный союз электросвязи рекомендовал в Европе, Африке, на Ближнем Востоке и в Центральной Азии строить LTE-сети в диапазоне 694—790 МГц. Эти частоты в ряде стран, в частности в России, заняты аналоговым телевещанием.

Большая часть стандарта LTE рассматривает модернизацию 3G UMTS на то, что в конечном итоге будет технологией 4G. Большая часть работы направлена на упрощение архитектуры системы: она переходит из существующих UMTS цепи + коммутации пакетов объединенной сети к единой IP-инфраструктуре (all-IP). E-UTRA является беспроводным интерфейсом LTE. Его основные особенности:

• Максимальная скорость загрузки из Сети до 299,6 Мбит/с и максимальная скорость загрузки в Сеть от абонента до 75,4 Мбит/с в зависимости от категории оборудования пользователя (антенна 4×4 с использованием спектра 20 МГц).
• Низкая задержка при передаче данных (5 мс задержка для маленьких IP пакетов в оптимальных условиях), более низкая задержка при установке соединения.
• Улучшена поддержка мобильности, в качестве примера терминал, движущийся со скоростью 350 км/ч или 500 км/ч в зависимости от диапазона частот.
• OFDMA для нисходящей линии связи, SC-FDMA для восходящей линии связи с целью экономии энергии.
• Поддержка и FDD и TDD систем связи, а также полудуплексной FDD с одной и той же технологией радиодоступа.
• Повышение гибкости. Спектр: 1,4 МГц, 3 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц для ширины соты стандартизированы.
• Поддержка размеров соты от нескольких десятков метров (фемто и пикосоты) до 100 км. В нижних частотных диапазонах, которые будут использоваться в сельских районах, 5 км является оптимальным размером соты. В городе и в районах плотной заселённости более высокие частотные диапазоны (например, 2,6 ГГц в ЕС) используются для поддержки высокоскоростной мобильной широкополосной связи. В этом случае размер соты может быть 1 км или даже меньше.
• Поддержка как минимум 200 активных клиентов в каждой соте 5 МГц.
• Поддержка сосуществования со старыми стандартами (например, GSM/EDGE, UMTS и CDMA2000). Пользователи могут начать вызов или передачу данных в области с наличием LTE и, покинув область покрытия, продолжить работу без каких-либо специальных действий с его стороны в сетях GSM/GPRS.
• Радиоинтерфейс коммутации пакетов.