Innehåll
Idag är 4G LTE utan tvekan den faktiska standarden för transportörer över hela världen när det gäller mobila bredbandshastigheter, med 3G och annan äldre teknik som mestadels förflyttas till mer avlägsna områden eller svarta hål av täckning. Men vad är nästa? Det uppenbara svaret är 5G, och det lever redan i en handfull länder. Under tiden har vi sett en annan typ av cellulär teknik bli vanligt: LTE-A.
(LTE-A) har funnits i Europa, Nordamerika och Asien i några år nu. Så vad är LTE-A exakt? I det här stycket tittar vi närmare på hur tekniken fungerar och vad den betyder för konsumenterna.
Missa inte: Bästa 5G-telefoner du kan köpa och alla 5G-telefoner kommer snart
Hur fungerar LTE-A?
Som namnet antyder är LTE-Advanced helt enkelt en utvecklad version av den aktuella LTE-anslutningen och använder en mängd ytterligare tekniker för att garantera det ”avancerade” namnet. De nya funktionaliteterna som introducerats i LTE-Advanced är Carrier Aggregation (CA), bättre användning av befintliga multi-antenntekniker (MIMO) och support för relänoder. Alla dessa är utformade för att öka stabiliteten, bandbredden och hastigheten för LTE-nätverk och anslutningar.
Vi har också sett ankomsten av LTE-Advanced Pro - även känd som Gigabit LTE på vissa marknader - (3GPP Release 13 och senare). Så hur skiljer sig detta från standard LTE-A? Denna Sierra Wireless-infographic gör ett bra jobb med att illustrera hur den passar ihop.
LTE-A Pro / Gigabit LTE använder befintlig 256QAM-teknik, mer avancerad bäraraggregering och de andra teknikerna för att öka hastigheterna över vanilj LTE-A. Det är också inställt på att vara en viktig del av 5G-distributioner, väsentligen täckningsområden i täckning där 5G inte är tillgängligt.
Bärarsamling
Förmodligen är nyckeln bakom LTE-Advanced bärgaraggregering. I huvudsak är denna teknik utformad för att multiplicera bandbredden för LTE-anslutningar genom att låta dig ladda ner data från flera nätverksband samtidigt. LTE-komponentbärare, eller band, delas upp i databärande delar som kan ha en bandbredd på 1,4, 3, 5, 10, 15 eller 20 MHz. Upp till fem komponentbärare kan aggregeras tillsammans. Carrier Aggregation kombinerar signaler från dessa olika bärare, vilket gör att bandbredden kan öka upp till 100 MHz för en enda anslutning. Detta gäller både FDD- och TDD-nätverkstyper, såväl som för nedladdnings- och uppladdningsanslutningar.
Bäraraggregering kan arbeta med sammanhängande komponentbärare som är belägna inom samma driftsfrekvensband, eller med icke-kontinuerliga bärare från olika band över olika driftsfrekvenser. Bilden nedan hjälper till att förklara detta:
När det gäller datahastigheter kan denna teknik ge extremt höga toppdatahastigheter, teoretiskt sett upp till 1 Gbps vid användning av den maximala tillgängliga bandbredden från fem bärare. Även om kommersiella lösningar endast stöder upp till tre transportörer med höga datahastigheter upp till 600 Mbps för LTE-Advanced. I verkligheten kommer dock transportörer, hårdvara och nätverkstäckning att undvika detta teoretiska maximum, till exempel med en topp på cirka 150 Mbps nedladdningshastigheter med två 20MHz-bärare aktiverade.
Vi har också sett LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE dyka upp, vilket ger upphov till aggregering med upp till 32 komponentbärare. Detta nästa steg erbjuder teoretiskt hastigheter på upp till 3Gbps, även om höga datahastigheter på verkliga nätverk under testning enligt uppgift toppar vid 1 Gbps. Förvänta dig att denna siffra ska sjunka ännu längre under gigabitmarkeringen när du använder dessa nätverk idag, på grund av överbelastning, miljön och andra faktorer.
En annan viktig fördel med Carrier Aggregation är att det möjliggör full bakåt och framåt kompatibilitet mellan befintliga LTE-nätverk och LTE-Advanced-kompatibla enheter. LTE-Advanced-anslutningar kommer att tillhandahållas via befintliga LTE-band, så vanliga LTE-användare kommer att fortsätta att använda LTE som normalt, medan Advanced-anslutningar kommer att använda flera LTE-bärare.
MIMO
Multipel input Multiple Output-teknik (MIMO) är en annan teknik som krävs för att LTE-Advanced ska fungera.MIMO ökar den totala överföringsbithastigheten genom att kombinera dataströmmar från två eller flera antenner och gör det möjligt för bärare-aggregering att fungera.
I stället för att skicka en enda information från en avsändare till en mottagare, kan du skicka samma enda information från flera avsändare till flera mottagare. Det är en parallell process som väsentligt ökar mängden data du kan skicka och ta emot varje sekund (bitar per hertz) förutsatt att du har ett mottagarmodem som kan sortera all information ut i rätt ordning.
Även om MIMO redan används i LTE-nät kräver LTE-Advanced att chips ökar antalet ingångar och utgångar som används samtidigt. Vanilla LTE-Advanced stöder upp till åtta sändare och mottagare vid nedladdning och fyra för fyra vid uppladdning. Det ökade MIMO-arrangemanget kommer också att förbättra hastigheten och anslutningskvaliteten för gamla anslutningar som CDMA, GSM och WCDMA.
Vi ser också så kallad massiv MIMO distribueras för LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, bestående av upp till 16 sändare och mottagare. Denna teknik är också avsedd att utgöra grunden för 5G.
QAM
En annan viktig del av LTE-Advanced-pusslet är quadrature amplitude modulation (QAM). Den här tekniken pressar i huvudsak fler bitar med information i signalen som skickas från ett torn till din telefon. Högre QAM ger mer information i en signal och därmed snabbare hastigheter.
Qualcomm har jämfört QAM med lastbilar som har en större last på grund av mer effektiv packning, vilket därför minskat antalet lastbilar som behövs på en motorväg.
Vi har tidigare sett 64QAM användas i LTE-A, men LTE-Advanced-nätverk som liknande Verizon, T-Mobile och andra använder 256QAM också. Denna specifika version av QAM ökar dramatisk bandbredd och, precis som massiv MIMO, är en annan grundteknologi som används i 5G. Faktum är att Qualcomm säger att 256QAM ökar nedladdningshastigheterna med 33 procent över 64QAM.
Denna teknik används också i Wi-Fi, med Wi-Fi 5 (802.11ac) med 64QAM, medan den nya Wi-Fi 6-standarden utnyttjar 1024QAM. I alla händelser används 64QAM och 256QAM båda i standard LTE-A, medan LTE-A Pro i allmänhet håller sig vid 256QAM.
Cell hårdvara
Den sista tekniken som introducerats med LTE-Advanced är en bärarehårdvara som kallas en relänod. Även om relänoder inte är en integrerad del av att förbättra dina datahastigheter, kommer de att förbättra tillgängligheten för LTE-anslutningar och erbjuder dig fler anslutningar att välja mellan när du skickar en mottagande data.
Enkelt uttryckt är en relänod en lågdriven basstation som används för att öka nätverkstäckningen i ändarna av och bortom huvudstationsanslutningsradie. Dessa relänoder ansluts trådlöst till huvudstationen och bör hjälpa till att öka din signal när du undrar dig nära kanten av ditt LTE-nätverk. Naturligtvis kommer tillgång till förbättrad anslutning helt beroende på om transportörer bryr sig om att investera i att bygga dessa noder.
Peakteoretiska och användarhastigheter ser ett stort boost med 4G LTE Advanced.
Modem hårdvara
För att fungera korrekt kräver bäraraggregering, QAM och MIMO både telekommunikation och enhetshårdvaruimplementering. Du kommer att upptäcka att många smartphone-SoC: er och externa modem stöder dessa snabbare datahastigheter. LTE-Advanced maskinvarudetaljer introducerades med Release 10-specifikationerna tillbaka 2011. Varje LTE-kategori 4-enhet eller högre stöder bäraraggregation, QAM och de större MIMO-konfigurationerna, var och en i varierande grad. Samtidigt erbjuder LTE-kategori 16-enheter eller senare support för Gigabit LTE- eller LTE-Advanced Pro-enheter.
Ett exempel är Qualcomms Snapdragon 845-chipset, som använder ett internt X20 LTE-modem (kategori 18/13). Detta modem erbjuder fem bandbandsaggregering för nedlänk, 4 × 4 MIMO och 256QAM. Med andra ord har den alla enhetsingredienser som är nödvändiga för LTE-Advanced och LTE-Advanced Pro-anslutning.
Samsungs Exynos 9820 som används i Galaxy S10-serien erbjuder företagets eget LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE-modem. Detta erbjuder hastigheter i kategori 20 med upp till åtta bandbärarsamling, 4 × 4 MIMO och 256QAM. I själva verket hävdar Samsung nedlänkshastigheter på upp till 2 Gbps.
Huawei är en annan viktig spelare som stöder LTE-Advanced och Pro / Gigabit LTE, med början med Kirin 970-chipset i Huawei Mate 10-serien och P20-serien. Kirin 970 erbjuder kategori 18-stöd, medan Kirin 980 levererar ett kategori 21-modem.
Hårdvaran inuti din smartphone är dock helt klart bara en del av striden. Din operatör måste stödja dessa tekniker för att du ska få den lägsta latensen och de snabbaste nedladdningshastigheterna.
Global utrullning
Det har tagit ett tag, men LTE-A har gjort sin väg runt om i världen sedan starten. De flesta av de stora nätverken i Afrika, Asien, Europa och Amerika har antagit standarden. Heck, LTE-Advanced Pro når också flera marknader nu, i form av Gigabit LTE.
Det verkar som gamla nyheter vid denna tidpunkt då 5G-nät sakta tar sig runt världen, men byggstenarna för LTE-A och LTE-Advanced Pro har aldrig varit viktigare. Detta beror på att teknologierna som ligger till grund för LTE-A och LTE-A Pro kommer att användas i utkanten av 5G-nätverk som ett fallback-alternativ för användare.
Relaterad
- Så här aktiverar du 4G LTE på din Android-smartphone
- Vad är LTE? Allt du behöver veta
- 5G vs Gigabit LTE: skillnaderna förklarade
