LTE (mobilnett)

Den LTE ( Long Term Evolution ) er utviklingen av standard mobiltelefon GSM / EDGE , CDMA2000 , TD-SCDMA og UMTS .

LTE-standarden, definert av 3GPP- konsortiet , ble først sett på som en tredje generasjons "3.9G" -standard (fordi den er nær 4G ), spesifisert innenfor rammen av IMT-2000- teknologier , fordi i "versjoner 8 og 9" av standarden, oppfylte den ikke alle tekniske spesifikasjoner som ble pålagt International Telecommunication Union (ITU) for 4G-standarder . LTE-standarden er ikke satt i stein, 3GPP-konsortiet utvikler den kontinuerlig (generelt en ny versjon hver 12. til 18. måned).

I oktober 2010, ITU har anerkjent LTE-avansert teknologi (utvikling av LTE definert av 3GPP fra utgivelsen 10 ) som en 4G-teknologi i seg selv; deretter ga han inndesember 2010, til LTE- og WiMAX- standardene som ble definert før "  IMT-Advanced  " -spesifikasjonene og som ikke fullstendig oppfylte forutsetningene, den kommersielle muligheten for å bli betraktet som "4G" -teknologier, på grunn av en betydelig forbedring i ytelsen sammenlignet med de første “ 3G  ” -systemer  : UMTS og CDMA2000.

De mobile nettverk LTE markedsføres som "4G" av operatørene i mange land, f.eks Proximus , Base , VOO Mobile og Orange i Belgia, Swisscom og Sunrise i Sveits, Verizon og AT & T i USA, Videotron , Rogers og Fido Solutions i Canada, Orange , Bouygues Telecom , SFR og gratis mobil i Frankrike, Algérie Télécom i Algerie, Maroc Telecom , Orange og Inwi i Marokko ...

LTE bruker radiofrekvensbånd med en bredde som kan variere fra 1,4  MHz til 20  MHz i et frekvensområde fra 450  MHz til 3,8  GHz, avhengig av land. Det gjør det mulig å oppnå (for en båndbredde på 20  MHz ) en teoretisk bithastighet på 300  Mbit / s i "  nedlink  " ( nedlink , til mobilen). “True 4G”, kalt LTE Advanced, vil tilby en nedlinkhastighet som kan nå eller overstige 1  Gbit / s  ; denne gjennomstrømningen vil kreve bruk av samlede frekvensbånd 2 × 100  MHz brede som er definert i versjon 10 til 15 (3GPP utgivelser 10 , 11, 12, 13, 14 og 15) av LTE Advanced- standardene .

hovedtrekkene

LTE nettverksarkitektur

LTE-nettverk er mobilnettverk som består av tusenvis av radioceller som bruker de samme radiofrekvensene, inkludert i nærliggende radioceller, takket være OFDMA (base til terminal) og SC-FDMA (fra terminal til terminal) radiokoding. Basert). Dette gjør det mulig å tildele til hver celle en større spektralbredde enn i 3G, varierende fra 3 til 20  MHz og derfor ha større båndbredde og mer gjennomstrømning i hver celle.

Nettverket består av to deler: en radiodel ( eUTRAN ) og en "EPC" nettverkskjerne ( Evolved Packet Core ).

EUTRAN- radiodelen

Radiodelen av nettverket, kalt "  eUTRAN  ", er forenklet sammenlignet med de for 2G ( GERAN ) eller 3G ( UTRAN ) nettverk , ved integrering i " eNode B  " -stasjonene  til kontrollfunksjonene som tidligere var lokalisert i RNCs ( Radio Network Controllers ) av 3G UMTS-nettverk.

Radiodelen av et LTE-nettverk (se tegning) består derfor av eNode B , lokale eller eksterne antenner , optiske fiberkoblinger til lokale eller eksterne antenner ( CPRI- lenker ) og IP-koblinger som forbinder eNode B mellom dem (X2-lenker) og med kjernen nettverk (S1 lenker) via et backhaul nettverk .

EPC kjernenettverk

Kjernenettverket kalt “EPC” ( Evolved Packet Core ) bruker “  full IP  ” -teknologier, dvs. basert på internettprotokoller for signalering, tale- og datatransport. Dette kjernenettverket muliggjør samtrafikk via rutere med eksterne eNodeB-er, nettene til andre mobiloperatører, faste telefonnettverk og Internett-nettverket.

EPC til en LTE-operatør består hovedsakelig av serviceportaler, Serving Gateways (SGW) som transporterer datatrafikk (brukerplan) og konsentrerer trafikken til flere eNodeBer, MMEer som styrer signalering (kontrollplan) og gir tilgang til databaser ( HSS) / HLR ) som inneholder identifikatorer og rettigheter til abonnenter. Én (eller flere) PGW-er fungerer som gateways til Internett- nettverket  ; PGW har også rollen som å tildele IP-adresser til LTE-terminaler.

Den EPC tillater også, via andre gateways , terminal adgang til det LTE kjernenettverket ved å bruke andre typer radioaksess: Wi-Fi-tilgangspunkter eller Femtocells vanligvis forbundet via boksene ADSL eller FTTH .

Bruk av ende-til-ende IP-protokoll i kjernenettverket tillater, sammenlignet med 3G-nettverk, reduserte ventetid for internettilgang og LTE-taleanrop.

Hovedforskjellene mellom LTE og 3G UMTS-standarder

LTE-standarder, definert av 3GPP-konsortiet, er avledet av UMTS-standarder, men gir mange endringer og forbedringer, inkludert:

• en teoretisk nedadgående hastighet på opp til 326,4  Mbit / s topp (300  Mbit / s anvendelige) på 4 x 4 MIMO -modus  ;
• en teoretisk opplinkhastighet på opptil 86,4  Mbit / s topp (75  Mbit / s nyttig);
• fem klasser av LTE-terminaler er definert, de støtter hastigheter fra 10  Mbit / s ( kategori 1 ), opp til den maksimale nedlinkhastigheten som følger av LTE-standarden (300  Mbit / s for kategori 5 ). Alle LTE-terminaler må være kompatible med frekvensbåndbredder fra 1,4 til 20  MHz  ;
• tre til fire ganger datahastigheten til UMTS / HSPA  ;
• en spektral effektivitet (antall sendte bits per sekund per hertz ) tre ganger høyere enn versjonen av UMTS kalt HSPA  ;
• en RTT ( Round Trip Time ) ventetid nær 10  ms (sammenlignet med 70 til 200  ms i HSPA og UMTS);
• bruk av OFDMA-koding for nedlink og SC-FDMA for uplink (i stedet for W-CDMA i UMTS);
• forbedrede radioprestasjoner og hastigheter ved bruk av MIMO multi-antenneteknologi på bakken utstyrssiden ( eNodeB ) og på terminalsiden (kun i resepsjonen);
• muligheten for å bruke et frekvensbånd tildelt en operatør som varierer fra 1,4  MHz til 20  MHz , gir større fleksibilitet (sammenlignet med den faste spektralbredden på 5  MHz UMTS / W-CDMA);
• et bredt spekter av radiofrekvensbånd som støttes, inkludert de som historisk er tildelt GSM og UMTS og nye spektralbånd, spesielt rundt 800  MHz og 2,6  GHz  : 39 bånd er standardisert av 3GPP (inkludert 27 i LTE FDD og 11 i TDD ). Muligheten for å bruke ikke-sammenhengende frekvensunderbånd;
• motstykket til det store antallet frekvensbånd som er tilveiebrakt av standarden er den virtuelle umuligheten for en terminal å samtidig støtte alle standardfrekvensene; det er derfor betydelig risiko for inkompatibilitet mellom mobile terminaler og nasjonale nettverk;
• støtte for mer enn 200 samtidige aktive terminaler i hver celle;
• god støtte for hurtigflyttende terminaler. Gode ​​forestillinger er registrert opp til 350  km / t , eller til og med opp til 500  km / t , avhengig av frekvensbåndene som brukes.

I motsetning til 3G HSPA og HSPA + , som bruker samme radiodekning som UMTS, krever LTE sine egne radiofrekvenser og antenner, men kan samlokaliseres med de i et 2G- eller 3G-nettverk.

Voice over LTE

De første LTE-nettverkene og terminalene som var tilgjengelige i 2012/2014, kunne bare overføre data over radionettverket (for eksempel GPRS- og Edge- protokollene reservert for dataoverføring på GSM-nettverk). De mobiloperatører som tilbyr 4G LTE tilgang recycle da deres 2G eller 3G (CDMA eller UMTS) til støtte stemmen sine abonnenter samtaler gjennom en prosedyre kalt "CSFB" ( Circuit Switch fall-back ): Den mobile terminalen "midlertidig kuttet forbindelsen til 4G LTE-radionettverk, tidspunktet for taleanropet på 3G-nettverket.

En ny standard blir distribuert: “  VoLTE  ” ( Voice Over LTE ) som naturlig støtter tale, i tale over IP- modus , på LTE-nettverket, forutsatt at kompatible smarttelefoner brukes. Det gir raskere samtaler og gir også bedre talekvalitet ved bruk av AMR-WB ( Adaptive Multi-Rate Wideband ) bredbånd kodeker . Implementeringen begynte i slutten av 2014 på nettverkene til de viktigste nordamerikanske mobiloperatørene og er planlagt til Frankrike i 2015.

Teoretiske og faktiske strømningshastigheter

Den faktiske datahastigheten som observeres av brukeren av et LTE-nettverk kan reduseres veldig sammenlignet med de teoretiske bithastighetene som er kunngjort og definert av LTE-standardene. De viktigste faktorene som påvirker effektiv gjennomstrømning er som følger:

• antall aktive brukere som deler båndbredden i en celle (strålende overflate på en LTE-antenne); jo flere terminaler det er i kommunikasjon, jo mindre enhetshastighet har hver;
• den bredde av det frekvensbånd som er tildelt til den nettverksoperatøren . Den generelle nyttige gjennomstrømningen er proporsjonal med denne båndbredden, som kan variere fra 1,4  MHz til 20  MHz i LTE og opptil 100  MHz i LTE Advanced  ;
• hvilke typer antenner som brukes, terminalside og nettverksside ( reléantenne ): maksimal LTE-binærhastighet på 300  Mbit / s per operatør antar 4 × 4 MIMO-antenner (firdobling) i begge ender av LTE-radiokoblingen (tilfelle av urealistisk figur for en mobiltelefon eller smarttelefon på grunn av deres lille størrelse). Merk: LTE Advanced gjør det mulig å nå og til og med overstige 300  Mbit / s med bare en dobbel MIMO 2 × 2-antenne, men bruker flere bærere  ;
• avstanden mellom terminalen og reléantennen (e) (hastigheten er mye lavere ved periferien av radioceller på grunn av interferens med tilstøtende celler) og radiomottakelsesforholdene: interferens, støy , ekko knyttet til refleksjoner i bygninger ...;
• den faste (statiske) eller "bevegelige" posisjonen til abonnentens terminal; den nyttige strømmen reduseres for en terminal i rask bevegelse;
• gjennomstrømningskapasiteten og det maksimale antall samtidige brukere som er tillatt av basestasjonen ( eNode B ) og gjennomstrømningen av kobberleddet, mikrobølgeovnen eller den optiske fiberen , som kobler denne stasjonen til hjertet av nettverket ( backhaul network )

Terminalens type og kategori påvirker også maksimalt mulig gjennomstrømning; for eksempel støtter en kategori 1 LTE (UE " brukerutstyr  ") terminal  bare en binær hastighet på 10  Mbit / s, mens en annen i kategori 4 støtter 150  Mbit / s (se tabellen nedenfor ). På den annen side, jo høyere terminalen er, desto mer kompleks (kostbar) vil terminalen være og jo mindre vil dens autonomi være (på samme teknologiske nivå og like batterikapasitet).

Prestasjonssøkt og foreløpig tidsplan

Med LTE og 4G tilbys produsenter og operatører i Frankrike i 2013, reelle gjennomsnittlige nedlinkhastigheter målt på rundt 30  Mbit / s og gjennomsnittlige oppoverhastigheter på mellom 6 og 8  Mbit / s , med sterke variasjoner som kan forklares med årsakene oppført i forrige kapittel. Med generasjonene av terminaler ( kategori 4 , 5 og + ) har operatører siden 2014 tillatt en toppgjennomstrømning på opptil 150  Mbit / s ( kategori 4 terminaler ) og målretter 300  Mbit / s og mer på mellomlang sikt via “  Carrier aggregation  ”( carrier aggregation ) som tilbys i LTE Advanced evolusjonen . Den teoretiske maksimale gjennomstrømningen av LTE Advanced- teknologi er større enn 1  Gbit / s .

Standarder og frekvenser

3GPP-standarder

Standardisering av 3GPP av en st versjonen av LTE-standarden ble ferdigstilt tidlig i 2008 (3GPP versjon / rel 8) og tilgjengeligheten av første utstyr for å teste LTE standard fant sted i 2009. I 2009 og 2010, flere nordamerikanske operatører som brukte CDMA2000- standarden, bestemte seg for å bytte til LTE-standarden så snart utstyret var tilgjengelig, og dermed forlate sin historiske teknologi: CDMA , som ga muligheten til å lage en global standard på grunnlag av LTE for mobilkommunikasjon.

Målet med LTE er å muliggjøre bruk av mobilt bredbånd , ved å bruke erfaringene fra 3G-nettverk for å tillate rask utvikling og med bakoverkompatibilitet av terminaler mot ekte fjerde generasjon 4G- nettverk "  LTE Advanced  ", Målet er å oppnå enda høyere hastigheter (> 1  Gbit / s ).

To eksklusive varianter av LTE-standarden er definert på radionivå : FDD ( Frequency Division Duplexing ) som bruker to forskjellige frekvensbånd for overføring ( opplasting ) og mottak ( nedlasting ) og TDD ( Time-Division Duplex ) som bruker en enkelt frekvens bånd med ressurser dynamisk tildelt til overføring eller mottak av data ( tidsdelingsmultipleksering ).

TDD-varianten har fordelen av å enkelt tilpasse seg ubalanserte opplastings- / nedlastingshastigheter , noe som ofte er tilfelle for smarttelefontrafikk som brukes til å konsultere Internett eller for å se videoer; alle underbærerne definert av OFDMA- modulering kan brukes til å overføre og motta med en fordeling av båndbredden mellom uplink og downlink- hastigheter som er definert av mobiloperatøren. Denne varianten krever mer presis synkronisering av alle komponentene i nettverket, inkludert mobilterminalene . Kina har valgt å favorisere denne varianten.

FDD-varianten var den første som ble markedsført (mer enn 90% av markedet i 2013), den er den enkleste å bruke i reléantenner og LTE-terminaler  ; senterfrekvensene til sender- og mottaksfrekvensbåndene er atskilt med minst 30  MHz  ; det involverer mindre alvorlige synkroniseringsbegrensninger mellom mobilterminalene og basestasjonene fordi terminalene bruker et frekvensbånd som er forskjellig fra reléantennens for overføring. I begynnelsen av 2014 er de nyeste smarttelefonene kompatible med de to variantene: FDD og TDD. På begynnelsen av 2010-tallet valgte Europa (via CEPT ) og Frankrike FDD-varianten og tilhørende frekvensbånd for europeiske nettverk.

Frekvenser brukt

Radiofrekvensbåndene som følger av 3GPP-standardene for LTE og LTE Advanced er svært mange ( mer enn 30 ) og spenner fra 450  MHz til 3,8  GHz . De som ligger i 450 til 900  MHz- sonen kan brukes i alle territorier og er spesielt egnet for landlige områder fordi de har større rekkevidde enn mikrobølger med høyere frekvenser. Dekningsradiusen til hver celle er variabel, fra noen hundre meter (optimale strømningshastigheter i tette byområder) opp til 30  km (landlige områder).

I EU resulterte diskusjoner om bruken av 700 MHz og 800  MHz frekvensbånd  som tidligere ble brukt til UHF analog TV ( kanal 50-60 og kanal 61-69 ) i 2011, og deretter avsluttet. 2015, den gradvise tildelingen av disse spektralbåndene til 4G LTE-mobilnettverk. I Frankrike har kanalene på 800  MHz-båndet vært tilgjengelig siden begynnelsen av 2012, de på 700  MHz-båndet vil være tilgjengelig mellomapril 2016og midten av 2019, etter utgivelsen av det såkalte “  digitale utbyttet  ”, oppnådd ved overgangen til digital TV (TNT) i alle europeiske medlemsstater.

De andre radiobåndene som er tilordnet LTE, har høyere frekvenser (mellom 2,5 og 2,7  GHz i Frankrike og innen EU); de er mer egnet for byer og urbane områder. For disse frekvensene er størrelsen på radiocellen (dekningsområde) noen få kilometer eller mindre (noen titalls meter for femtoceller og noen hundre for små celler ).

For å kunne bruke båndene på 900 og 1800  MHz , er det nødvendig å "omorganisere" spekteret ved å frigjøre frekvenser som først ble tildelt GSM (2G) og UMTS (3G). I mange europeiske land bruker mange operatører allerede deler av eller hele 1800 MHz frekvensbåndet  for LTE; dette frekvensbåndet har vært det mest brukte i europeiske 4G / LTE-nettverk siden 2012.

I Frankrike ble det gitt tillatelse til å bruke deler av 1 800 MHz frekvensbånd  til Bouygues Telecom av Arcep den14. februar 2013, med en igangkjøringsdato satt til 1 st oktober 2013. Dette frekvensbåndet har og vil ha i noen år en blandet bruk av 2G (GSM) og LTE. Bouygues Telecom, for eksempel, startet med å tildele 10 MHz dupleks av sitt 1800 MHz frekvensbånd til LTE, deretter fraapril 2014i visse geografiske områder har den utvidet andelen tildelt LTE til 15 MHz (til skade for GSM); denne autorisasjonen ble utvidet til de 4 franske operatørene fraMai 2016.

Tildeling av frekvenser på fastlands-Frankrike

700 MHz bånd

Band LTE n o  28 FDD. 3GPP 36.101-standarden som definerer dette frekvensbåndet, utviklet seg i 2015 for å ta hensyn til begrensningene til DTT i Europa. Den duplekseren ved hjelp av de lave frekvenser i båndet 28 (2 x 30  MHz ) blir brukt i Europa.

Dette frekvensbåndet kan brukes til LTE og LTE Advanced . Det har blitt tilgjengelig, avhengig av region, mellomapril 2016 (Paris-regionen) og juni 2019 (i Nord-Frankrike).

Distribusjonsforpliktelser

Innehaverne av dette frekvensbåndet er pålagt å sørge for en minimumsdekning av deres høyhastighets mobilnett, i henhold til forskjellige kriterier som er tilbakekalt i vedlegget til overføringstillatelsene utstedt av ARCEP:

Frist	17. januar 2022	17. januar 2027	8. desember 2030
Metropolitan befolkning		98%	99,6%
Prioritetsområde	50%	92%	97,7%
Befolkningen i hver avdeling		90%	95%
Prioriterte veier			100%
Kommuner i programmet "hvite soner"		100%
Toglinjer (nasjonal dekning)	60%	80%	90%
Toglinjer (regional dekning)		60%	80%

De prioriterte vegaksene er motorveiene, hovedveksaksene som forbinder fylkeseteret (prefektur) til distriktshovedstedene (underprefekturene) i hver avdeling, og veidelene som sirkulerer i gjennomsnitt årlig minst 5000 kjøretøy per dag. Hvis flere veier forbinder en prefektur til en underprefektur, må innehaveren dekke minst en.

Daglige toglinjer refererer til ikke-underjordiske deler av linjene der:

• Tog fra TER- nettverket i storbyregioner, utenfor Ile de France og Korsika.
• Tog fra det regionale ekspressnettverket Île-de-France (linje A til E).
• Tog fra Transilien Ile de France-nettverket (linje H, J, K, L, N, P, R, U).
• Tog av det korsikanske jernbanenettet .

Hvis en toglinje skulle stenges, gjelder ikke dekningsplikten for den linjen lenger.

800 MHz bånd

Band LTE n o  20 FDD. Dette frekvensbåndet er dedikert til LTE og LTE Advanced og har vært tilgjengelig sidenjanuar 2012.

1800 MHz bånd

Bånd LTE nr .  3 FDD. Dette frekvensbåndet har blandet bruk 2G (GSM) og LTE.

Fra 1 st oktober 2013 til 24 mai 2016

På Fastlands-Frankrike har Bouygues Telecom hatt nytte siden slutten av 2013 av en 21,6  MHz dupleksbåndbredde som den kan bruke for GSM og LTE (det var noen lokale unntak frem tiljuli 2015). Siden1 st januar 2015, Drar Free Mobile også fordeler av en 5  MHz dupleksbåndbredde (det var noen lokale unntak i Nice og Paris tiljuli 2015).



Siden november 2014, ble selskapet Free Mobile autorisert til å bruke 5 MHz dupleks i frekvensbåndet på 1800  MHz kombinert ( samlet ) med frekvensene det har i båndet på 2600  MHz for å teste, uten kommersielt formål, teknologien LTE Advanced .

Siden 25. mai 2016

I hele Frankrike, kan Bouygues Telecom, Orange og SFR dele dette frekvensbåndet mellom GSM og LTE. Gratis mobil drar fordel av en 15  MHz dupleksbåndbredde i dette frekvensbåndet som har blitt brukt gradvis siden midten av 2016. Frekvensbåndene til de andre 3 operatørene er redusert til 20  MHz dupleks.

2100 MHz bånd

Band LTE n o  en FDD. Frekvenser i 2100  MHz-båndet har historisk blitt brukt til UMTS. Likevel siden16. juni 2017, Arcep har autorisert operatørene Bouygues Télécom og SFR til å bruke disse frekvensene, eller deler av disse frekvensene, for 4G; Orange fikk samme autorisasjon den14. september 2017. Arcep har antydet at andre operatører ( gratis mobil ) også kan be om det.

2600 MHz bånd

Band LTE n o  7 FDD. Dette frekvensbåndet er dedikert til LTE og LTE Advanced .



L ' Arcep i sine avgjørelser av22. desember 2011 og 17. januar 2012gis en teoretisk roaming rett i 800  MHz-båndet for den gratis mobiloperatøren på SFR s 4G nettverk , fordi den ARCEP utlysning gir for denne høyre for operatøren å ha oppnådd en lisens til å operere. bruk av frekvenser i 2-600  MHz-båndet og ikke i 800  MHz-båndet  ; i 2018 ble ikke denne retten brukt av Free mobile, som har roamingavtaler med Orange.

Fordeler og ulemper ved de forskjellige frekvensbåndene

Den større tilgjengeligheten av høye frekvenser (f.eks. 2600  MHz ) har gjort det mulig å tildele bredere frekvensbånd til hver mobiloperatør (15 eller 20  MHz dupleks i Frankrike); disse båndene støtter flere underbærere (se OFDMA- artikkelen ) og tillater derfor høyere hastigheter sammenlignet med 800 MHz frekvensbåndet,  som i Frankrike er delt inn i 10 MHz tosidige underbånd  per operatør.

På den annen side har de lave frekvensene et større område (en bedre forplantning i atmosfæren) og gjør det dermed mulig å dekke soner med større overflate fordi dempningen av de elektromagnetiske bølgene mellom 2 antenner avtar med bølgelengden; en lavere frekvens (derfor en høyere bølgelengde) tillater operatører å nå flere abonnenter med samme antall antenner.

Terminalegenskaper

LTE terminaler (kalt User utstyr eller UE i 3GPP spesifikasjoner) kan være telefoner ( smarttelefoner ), tabletter , USB-modem nøkler eller andre typer fast eller mobilt utstyr ( GPS , datamaskin, videoskjerm, etc.).

3GPP og ETSI i utgivelsesstandardene 8 ( versjon 8 ) har definert 5 klasser av LTE-terminaler som tilsvarer de maksimale hastighetene (oppstrøms og nedstrøms) som utstyret må støtte og til den type antenne det integrerer. Enhver terminal, uansett kategori, må kunne tilpasse seg de seks spektralbredder fra 1,4 til 20  MHz , definert av 3GPP. Datahastighetene oppført i tabellen antar en båndbredde på 20  MHz per overføringsretning ( FDD- modus ) og optimale radiooverføringsforhold.

LTE-terminalkategorier (3GPP rel.8)

Kategori		1	2	3	4	5
Topphastigheter (Mbit / s)	Fallende	10	50	100	150	300
	Beløp	5	25	50	50	75
Funksjonelle egenskaper
Radiobåndbredde etter overføringsretning		1,4 til 20  MHz
Modulasjoner	Fallende	QPSK, 16QAM, 64QAM
	Stiger	QPSK, 16QAM				QPSK, 16QAM, 64QAM
Antenner
2 × 2 MIMO		Nei	Ja
4 × 4 MIMO		Nei				Ja

Hastighetene er proporsjonale med bredden på frekvensbåndet som er tildelt hver mobiloperatør; for eksempel i Frankrike er båndbredden tildelt hver operatør i 800  MHz-båndet 10  MHz dupleks, som halverer toppgjennomstrømningen for hver kategori terminaler når den brukes i dette frekvensbåndet.

Tolv nye kategorier av LTE-terminaler er definert av 3GPP- versjon 10, 11 og 12 ( LTE Advanced ) standarder, de er beskrevet i LTE Advanced- artikkelen .

Konkurransedyktige eller komplementære 3G- og 4G-teknologier

• Den HSPA og HSPA + (3,5G og 3.75G) som utgjør en naturlig utvikling (billig) 3G-eksisterende UMTS-nettverk, men har lavere maksimal strømningshastigheter (42  Mbit / s HSDPA + "Dual Carrier" i 2015).
• Den WiMax , som har overtatt18. oktober 2007statusen til internasjonal ITU-standard som IMT-2000 (3G) -standard. Innehaverne av en 3G-lisens kunne derfor i teorien distribuere WiMAX i tillegg til eller i stedet for UMTS, men den tekniske inkompatibiliteten mellom disse 2 standardene og mellom de tilknyttede mobilterminalene gjør dette samlivet usannsynlig.
  • Mobile WiMAX ( IEEE 802.16e ) begynte å bli distribuert i 2009 med noen få operatører ( KT , SK Telecom i Korea, Sprint i USA), men den maksimale hastigheten som tilbys på mer enn 150  Mbit / s for LTE mot 70  Mbit / s for WiMAX samt overlegen tilgjengelighet (50  km i landlige områder) og det svært lave antallet WiMAX-terminaler (smarttelefoner) som er tilgjengelige, forklarer LTEs kommersielle dominans siden 2011.
  • Den WiMax og sin utvikling er sterke antagonister LTE; tilgjengeligheten av UMTS HSPA + og LTE-teknologier har betydelig redusert sjansene for vellykket distribusjon av WiMAX i stor skala, spesielt innen mobilt bredbånd. WiMax vil derfor trolig forbli begrenset til markedet for radiotrafik (BLR).
• Den LTE Advanced , standardiseringsarbeidet i 3GPP har resultert i 2011, 2012 og 2014, med 3GPP-standarder utgivelser 10 , 11 og frigjør 12 , er en videreutvikling av LTE gjør bryteren til "ekte 4G". Disse endringene gir og gir følgende fordeler:
  • høyere hastigheter på opp- og nedlink av nettverket, takket være aggregasjonen av transportører (på engelsk: Carrier aggregation );
  • økt radioytelse på cellenivå for å betjene flere terminaler, takket være utviklingen innen MIMO- teknologi  ;
  • muligheten for å distribuere radioreléer til en lavere kostnad som vil utvide dekning av en celle;
  • større fleksibilitet når det gjelder trafikkapasitet og antall terminaler som støttes av nettverket.
  • mindre interferens mellom to tilstøtende radioceller.
• Flere operatører har begynt å distribuere hybrid tilgangsnettverk som bruker LTE i kombinasjon med ADSL for å oppnå høyere hastigheter, spesielt for å tilby bredbåndstilgang til internettjenester i landlige områder.

Mange utstyrsprodusenter (Alcatel-Lucent, Ericsson, Nokia Siemens Networks , Huawei, etc.), teleoperatører (Verizon, AT&T, Orange, Vodafone, T-Mobile, NTT-DoCoMo, China Mobile, etc.) og produsenter av elektroniske brikker ( Qualcomm , Samsung ), har jobbet og jobber sammen innen 3GPP for å fullføre standardiseringen av LTE ( Long Term Evolution ) og LTE Advanced nettverk og terminaler .

Tester deretter markedsføring

Det britiske selskapet Vodafone kunngjorde i 2009 at det i laboratoriene hadde fullført evalueringer av LTE-produkter beregnet på de fleste europeiske land der det opererer.

Den japanske operatøren NTT DoCoMo begynte å markedsføre LTE i slutten av 2009 i Japan , den hadde mer enn 6 millioner LTE-abonnenter ioktober 2012.

De 15. desember 2009, TeliaSonera begynner markedsføring i Sverige og Norge tilbyr tilbud om LTE-utstyr og terminaler, og fortsetter med utvidelser til andre tett befolkede land i Nord-Europa. For teknisk støtte til den nyeste tredje generasjons teknologien har TeliaSonera stolt på Ericsson ( Stockholm ) og Huawei ( Oslo ), mens mottaksenheter ( USB ) (LTE-nøkler) er levert av Samsung .

I USA har selskapet Verizon Wireless lanserte den første LTE kommersielle tilbud i slutten av 2010 som trakk på slutten av 3 th  kvartal 2012, mer enn 16 millioner abonnenter ( 1 st  LTE globale nettverk) og 47,9 millioner abonnenter i begynnelsen av 2014. De tre andre største amerikanske mobiloperatørene ( AT&T , Sprint og T-Mobile US ) lanserte også et LTE-tilbud mellom slutten av 2011 og midten av 2012.

En studie av bruken av LTE-terminaler i et reelt miljø på AT&T og Verizon-nettverkene viste på slutten av 2011 ganske høye reelle hastigheter, fra 10 til 40  Mbit / s (topp) i mottak ( nedlasting ) og opptil 10  Mbit / s i overføring ( opplasting ).

I Frankrike kunngjorde Orange og Bouygues Telecom22. mars 2012 sin intensjon om å markedsføre et LTE-tilbud innen begynnelsen av 2013 og åpningen av pilotnettverk fra Juni 2012(henholdsvis i Marseille og Lyon). SFR kunngjorde også sluttenmars 2012plan for distribusjon, fra 2012, av to LTE-nettverk i Lyon og Montpellier. Free Mobile går inn i LTE-markedet den3. desember 2013. På slutten av den to e  kvartal 2014, Frankrike hadde 3,7 millioner LTE abonnenter.

I Belgia ble 4G / LTE lansert av Belgacom den5. november 2012 med til å begynne med dekningen av 258 belgiske byer og kommuner.

LTE hadde erobret på slutten av to e  kvartal 2012, 27 millioner abonnenter over hele verden, inkludert over 15 millioner i Nord-Amerika, deretter 58 millioner abonnenter over hele verden ved utgangen av 2012 (omtrent halvparten av dem i Nord-Amerika).
Antall abonnenter på LTE-nettverk over hele verden har overgått 250 millionerMars 2014, inkludert mer enn 100 millioner i Nord-Amerika og 16 millioner i Europa; den globale summen når 1.292 milliarder abonnentermars 2016.

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

521 mobiloperatører over hele verden markedsførte et LTE-tilbud i august 2016 inkludert mer enn 100 nettverk i Europa, deretter mer enn 790 operatører i begynnelsen av 2020.

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

Merknader og referanser

1. (en) 3GPP Standards update, lysbildene 7 , 13 og 15 [PDF] ETSI - 3GPP, februar 2011.
2. ITU forbereder grunnen for neste generasjon mobilteknologi: 4G , ITU pressemelding, oktober 2010.
3. (in) ITU-T gir 4G-status til 3GPP LTE , 3GPP.org 20. oktober 2010.
4. ITU, pressemelding: “Dette begrepet ( 4G ) kan også referere til forløperne, det vil si LTE- og WiMAX-teknologier, noe som gir en betydelig forbedring i kvaliteten på drift og kapasitet sammenlignet med de første systemene av tredje generasjon” , ITU ( ITU-T ), 6. desember 2010.
5. Den ITU bruker begrepet "  ekte 4G  " for spesifikasjoner IMT-Advanced .
6. (i) standarder LTE EUTRA , 3gpp.org, februar 2012.
7. (en) [doc] LTE TS 36.101 v11.4.0 standard: terminaler (EU), Operasjonsbånd: Kapittel 5.5 3gpp.org, juli 2013.
8. Den “  Voice over LTE  ” standard forventet i 2013 i USA , reseaux-telecoms.net, mai 2012.
9. (in) Slik aktiverer du Verizon Voice Over LTE (VoLTE) på iPhone 6 tekrevue.com, 21. september 2014
10. VoLTE: samtaler via 4G forbedret, oppdatering fra de 4 operatørene clubic.com, 4. juli 2014
11. 4G (LTE): Forvent en gjennomsnittlig gjennomstrømning på 30  Mbps , i gjennomsnitt over 137 000 tester , Frandroid.com, 12. april 2013.
12. (en) LTE-frekvenser radio-electronics.com, åpnet november 2015.
13. (en) FDD-LTE versus TDD-LTE , 4gsource.net, juni 2012.
14. (i) standard LTE TS 36101 v9.12.0: terminaler (EU), kapittel 5.7.4  : Frekvens Separasjon Tx / Rx [PDF] , 3gpp.org, juli 2012.
15. ARCEP publiserer resultatene av 4G-lisensallokeringsprosedyren i 800 MHz-båndet (det "digitale utbyttet") Arcep, 22. desember 2011
16. ARCEP, den digitale dividende - 700 MHz-båndet
17. (in) "  1800  MHz er det mest populære frekvensen for LTE med åpne nettverk i 29 land, inkludert 15 europeiske land  " ( Arkiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Hva skal jeg gjøre? ) , GSAcom. Com, november 2012 .
18. Arcep autoriserer Bouygues å bruke 1800  MHz-båndet for 4G , PCinpact, 14 mars 2013.
19. Bouygues Telecom er å rulle ut 4G-LTE avanserte takket være refarming. bbox-news.com, 11. mai 2014
20. 700 MHz: Oransje stor vinner foran Free Mobile frandroid.com, 17. november 2015
21. [PDF] Strategisk spekteret anmeldelse av svært høy hastighet mobilt bredbånd, bandet 28: sidene 12 og 14 arcep.fr, mars 2015
22. [PDF] (en) Standard 36,101 rev 12.9.0, brukerutstyr (UE) radio- overføring og mottak, kapitlene 5.5 og tabell 6.6.3.2-1 side 125 (band 28) Etsi / 3GPP, oktober 2015.
23. Oransje svar i februar 2015 på ARCEP-konsultasjonen om 700 MHz-båndet: "Det skal også bemerkes at spesifikasjonen av OOBE-kravene (utslipp utenfor båndet, i dette tilfellet for beskyttelse av digital TV) at terminalene LTE700 må overholde, er fortsatt under diskusjon. Den harmoniserte standarden, produsert av ETSI, med regulatorisk verdi i Europa, ble derfor ikke fullført i februar 2015. "tilgjengelig på http://www.arcep.fr/uploads/ tx_gspublication / bidrag-cp-THD-mobile-700mhz-310315.zip
24. (in) [PDF] APT700-bånd (bånd 28) Opprette en global LTE-økosystemmulighet, side 5 og 8 nedre duplekser Ericsson.com, februar 2014
25. 700 MHz-bånd Sluttresultat av Arcep.fr- tildelingsprosedyren , november 2015.
26. 700 MHz BAND: Viktige datoer: ANFR pressemelding datert 19. juni 2015 Arcep.fr, åpnet 29. november 2015
27. Beslutning nr. 2015-1569 av ARCEP datert 8. desember 2015 om godkjenning av SFR til å bruke frekvenser i 700 MHz-båndet på Frankrike.
28. Beslutning nr. 2015-1568 av ARCEP datert 8. desember 2015 om bemyndigelse av Orange til å bruke frekvenser i 700 MHz-båndet på det franske fastlandet.
29. Beslutning nr. 2015-1567 av ARCEP datert 8. desember 2015 om fullmakt til gratis mobil å bruke frekvenser i 700 MHz-båndet i Frankrike
30. Beslutning nr. 2015-1566 av ARCEP datert 8. desember 2015 om godkjenning av Bouygues Télécom til å bruke frekvenser i 700 MHz-båndet på det franske fastlandet.
31. ARCEP publiserer resultatene av 4G-lisensallokeringsprosedyren i 800 MHz- båndet  (det “digitale utbyttet”) Arcep.fr, desember 2011.
32. ARCEP tillater Bouygues Telecom å implementere 4G i båndet 1800  MHz , fra en st til oktober 2013, forutsatt at den gjenoppretter tidligere frekvenser (4G - refarming 1800  MHz ) Arcep.fr, 14. mars 2013.
33. I meget tette områder, Bouygues Telecom midlertidig nytte fra 23,8 MHz duplex båndbredde  : i Lyon inntil1 st januar 2015, i Marseille - Aix-en-Provence til1 st April 2015og i Nice og Paris til1 st juli 2015.
34. [PDF] Decision n ° 2014-1542 av Arcep Arcep, 16.12.2014
35. [PDF] beslutning fra 30.7.2015 modifisere avgjørelse n ° 2006 til 0239 autoriserer Orange selskapet å bruke frekvenser på 900 MHz og 1800 MHz-båndene Arcep, 31.7.2015
36. [PDF] beslutning fra 30.7.2015 modifisere avgjørelse n ° 2006-0140 autoriserer selskapet SFR til bruk av frekvenser på 900 MHz og 1800 MHz-båndene Arcep, 31.7.2015
37. [PDF] vedtak om godkjenning av selskapet Free Mobile til bruk av frekvenser i 1800 MHz-båndet Arcep.fr, 08.09.2015
38. L'OBSERVATOIRE ANFR anfr.fr, konsultert i november 2016
39. ARCEP pressemelding: Arcep autoriserer Bouygues Telecom og SFR å bruke 2,1 GHz-båndet i 4G arcep.fr, 16 juni 2017
40. Orange autorisert av ARCEP til å bruke 2100 MHz for sitt 4G degroupnews.com, 28. september 2017
41. Decision autoriserer Bouygues Telecom til bruk av frekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrike å etablere og drive et mobilradionett åpen for allmennheten, Decision n o  2011-1168 datert 11.10.2011 [PDF] .
42. vedtak om godkjenning av selskapet Free Mobile til bruk av frekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrike for å etablere og drive et mobilradionettverk åpent for publikum, Decision n o  2011-1169 datert 11.10.2011 [PDF] .
43. Decision autoriserer Orange France til bruk av frekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrike å etablere og drive et mobilradionett åpen for allmennheten, Decision n o  2011-1170 datert 11.10.2011 [PDF] .
44. Avgjørelse om å gi det franske selskapet fullmakt til å bruke radiofrekvenser i båndet 2,6  GHz i Frankrike for å etablere og drive et mobilradionettverk åpent for publikum, Beslutning nr .  2011-1171 datert 11. oktober 2011 [PDF] arcep .fr, oktober 2011 .
45. (en) 3GPP TS 36 306 rel.8 - (E-UTRA); Brukerutstyr (UE) radiotilgangsmuligheter ; kapittel 4  : EU-kategorier , etsi.org, juni 2011 [PDF]
46. (en) 3GPP, E-UTRA; Brukerutstyr (UE) radiotilgangsmuligheter, rel-11 3gpp.org, åpnet november 2015
47. (in) LTE Resources - Carrier Aggregation , artizanetworks.com.
48. (i) den 3 th  kvartal 2012 antall LTE abonnenter nådde 16,1 millioner Verizon C114.net, 6 desember 2012.
49. Antall LTE-linjer krysset 250 millioner silisium.fr, 18. september 2014
50. (in) AT & T, Verizon LTE net tilbyr lignende nedlasting av data , computerworld.com, desember 2011.
51. Orange forbereder 4G , itexpresso.fr, 22. mars 2012.
52. Bouygues Telecom og Orange kommer ut av skogen i LTE , Le journal des Télécoms - 22. mars 2012.
53. SFR distribuerer sin 4G LTE i Lyon og Montpellier , Silicon.fr - 30. mars 2012.
54. Free fortsetter å berike sitt mobiltilbud ved å inkludere 4G i Free Mobile- pakken .
55. 4G LTE: 3,7 millioner kunder i Frankrike igen.fr, 5. juli 2014
56. Belgacom lanserer 4G 5. november 2012 , Astel.be.
57. (in) Statistikk WCDMA og LTE - 27 millioner abonnenter LTE midten av 2012 , Global Mobile Suppliers Association , desember 2012.
58. [ (i) 58 millioner LTE-abonnenter over hele verden ved utgangen av 2012 og 103 millioner 4G LTE-håndsett solgt i 2012 , Fiercemobileit.com, 5. januar 2013.
59. (in) GSA bekrefter Nord-Amerika avsluttet 2013 med 101 millioner av totalt 200 millioner LTE-abonnenter , Gsacom.com, 10. mars 2014.
60. [PDF] (no) GSA: Mobile raske fakta: 521 kommersielt lanserte LTE-nettverk i 170 land , Gsacom.com, 4. august 2016.
61. (in) Globale LTE-tilkoblinger vokser 59% over 12 måneder til 2,37 milliarder 5gamericas.org, 8. september 2017
62. (i) GSA: GAMBoD Database Update: Networks Technology Spectrum - Det er 791 operatører med Kommersielt Lance LTE-nett. , Gsacom.com, januar 2020.
63. (in) LTE-abonnenter og 5G 2020 - Global vekst gsacom.com, september 2020

Se også

Relaterte artikler

• 4G
• EDGE ( Enhanced Data Rates for GSM Evolution )
• eNode B
• eUTRAN
• GSM ( globalt system for mobilkommunikasjon )
• GPRS ( General Packet Radio Service )
• HSPA +
• Liste over akronymer for mobiltelefoni
• LTE Advanced
• OFDMA
• Mobiltelefonnettverk
• 4G / LTE-ruter
• SC-FDMA
• Mobiltelefoni
• UMTS ( Universal Mobile Telecommunications System )
• VoLTE
• WiMAX

Eksterne linker

• (no) Presentasjon av LTE på nettstedet for 3. generasjons partnerskapsprosjekt .
• (en) Global Mobile Suppliers Association Association som samler hovedleverandørene av GSM, UMTS og LTE-utstyr.