Nokia a anunţat că LSTI (LTE/SAE Trial Initiative) a reuşit să atingă viteze de transfer de date de 100 Mbps în teste recente.
LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) este o versiune evoluată (aşa-numita 3,9G, aproape de 4G, dar nu chiar acolo) a tehnologiei radio de acces la reţea a telefoanelor mobile, gândită pentru a oferi viteze mari de transfer, într-o arhitectură simplificată, folosind noi scheme de transmisii şi tehnologii avansate multi-antenă. Instalările comerciale inţiale ar trebui să atingă rate de transfer pe downlink de 100 Mbps şi pe uplink de 50 Mbps, superioare atât generaţiilor actuale 3G, cât şi conexiunilor DSL fixe.
Iniţiativa LSTI, lansată în luna mai a acestui an de nume mari din telecomunicaţii, precum Nokia, Ericsson, Alcatel-Lucent, Nokia-Siemens Networks, Nortel, T-Mobile, France Telecom/Orange şi Vodafone, vrea să demonstreze potenţialul LTE/STE ca standard 3GPP. Pentru a face acest lucru, proiectul trebuie să treacă prin 3 faze: proof-of-concept (demonstrarea practică a tehnologiei), interoperabilitate şi testele comerciale.
Ceea ce a reuşit acum LSTI este demonstraţia că nivelul fizic LTE poate atinge nivelele dorite de performanţă, atât în teste staţionare, cât şi mobile. Testele au folosit sisteme radio cu o singură antenă şi cu antene multiple şi au fost efectuate în laborator şi în locaţii urbane.
„Aceste rezultate preliminare indică posibilităţi foarte mari pentru tehnologia LTE 3GPP şi reprezintă o validare iniţială tangibilă a realităţii sistemelor şi serviciilor LTE 3GPP”, a afirmat un purtător de cuvânt al LSTI, grup în care între timp au intrat şi alte companii importante din domeniu, precum China Mobile, Huawei, LG Electronics, NTT DoCoMo, Samsung şi Telecom Italia.
Testele LTE vor continua până spre sfârşitul lui 2009, urmând ca primele reţele să apară în 2010. Între timp, se estimează că LTE ar putea să fie contracarat de către WiMax, o tehnologie wireless broadband, recent aprobată ca standard ITU. Deşi este considerată o tehnologie de generaţie 3G, oferind teoretic viteze de transfer de până la 70 Mbps, dar practic, deocamdată, mult mai puţin (în jur de 3 Mbps), WiMax ar putea reprezenta o alternativă interesantă în perioada următoare pentru operatorii care vor să-şi upgradeze reţelele pentru a oferi viteze superioare celor curente 3G.
Dacă WiMax, promovat intens în special de către Intel, va avea succes în următorii ani şi va fi adoptat de către operatori şi dacă va reuşi să atingă performanţe mai apropiate de cele teoretice, LTE ar putea întâmpina o compeţitie serioasă în 2010 când va fi lansat.
Protocolul IP
O caracteristică a aşa-numitelor reţele „4G”, inclusiv UMTS evoluate, este că se bazează în esenţă pe TCP/IP, principalul protocol de Internet, iar serviciile de nivel superior, ca acelea de voce, video şi mesagerie, sunt construite peste acesta. În 2004, 3GPP a lansat această propunere ca pas următor pentru UMTS şi a iniţiat studii de fezabilitate pentru aşa-numitele reţele All IP (AIPN). Aceste propuneri, care includeau recomandări pentru versiunea 3GPP 7 în 2005 (deşi unele aspecte erau deja incluse în versiuni chiar mai vechi, 4 de pildă), stau la baza încercării de construire a protocoalelor de nivel superior ale UMTS evoluat. Partea de LTE a acestei încercări se numeşte 3GPP System Architecture Evolution.
La o primă analiză, back-end-ul UMTS devine accesibil printr-o varietate de mijloace, cum ar fi reţeaua radio proprie GSM/UMTS (GERAN, UTRAN şi E-UTRAN), WiFi, şi chiar sisteme „concurente” ca WiMAX şi CDMA2000. Utilizatorilor de reţele radio non-UMTS li s-ar oferi un punct de acces la reţeaua IP, cu diverse nivele de securitate în funcţie de gradul de siguranţă a reţelei folosite pentru realizarea conexiunii. Utilizatorii de reţele GSM/UMTS ar folosi un sistem integrat în care toate autentificările la fiecare nivel al sistemului sunt acoperite de un singur sistem, în timp ce utilizatorii care accesează reţeaua UMTS prin WiMAX sau alte tehnologii asemănătoare ar folosi conexiunea WiMAX într-un fel (de pildă, autentificându-se printr-o adresă MAC sau ESN) şi link-up-ul UMTS în alt fel.
E-UTRA
Interfaţa versiunii 8, E-UTRA (Evolved UTRA, prefixul E fiind folosit în general pentru echivalentele evoluate ale unor componente UMTS mai vechi) ar fi folosită de operatorii UMTS care folosesc propriile reţele wireless. Este important de menţionat că Versiunea 8 este concepută pentru utilizarea pe orice reţea IP, inclusiv WiMAX şi WiFi, şi chiar pe reţele wired.
Sistemul E-UTRA propus foloseşte OFDMA pentru downlink (de la turn la handset) şi Single Carrier FDMA (SC-FDMA) pentru uplink, şi utilizează MIMO cu până la patru antene pe staţie. Schema de codare de canal pentru blocurile de transport este codarea turbo şi un interleaver intern cu cod turbo bazat pe polinoame de permutare pătratice (QPP).
Folosirea OFDM, sistem în care spectrul disponibil este împărţit în mii de purtătoare foarte înguste, fiecare pe o frecvenţă diferită, fiecare transportând o parte a semnalului, permite E-UTRA o flexibilitate mult mai mare în folosirea spectrului decât sistemele mai vechi bazate pe CDMA care dominau 3G. Reţelele CDMA necesită alocarea de blocuri mari de spectru pentru fiecare carrier, pentru a menţine rate ridicate de transfer şi a maximiza eficienţa. Construirea de dispozitive radio capabile să gestioneze rate de transfer diferite (şi lăţimi de bandă diferite) este mai dificilă decât producerea de dispozitive cu purtătoare de transmitere şi primire de o singură mărime, de aceea în general sistemele bazate pe CDMA au standardizat amblele categorii. Standardizarea pe o felie fixă de spectru are consecinţe pentru operatorii care folosesc sistemul: o bandă de spectru prea îngustă ar afecta eficienţa şi lăţimea de bandă maximă pe handset; o felie prea mare, şi operatorii fără rezerve de spectru nu se vor putea dezvolta. Aceasta a devenit o problemă majoră la promovarea în SUA a UMTS în defavoarea W-CDMA, întrucât standardul de 5 MHz al W-CDMA a împiedicat adesea operatorii să o folosească în paralel cu standardele GSM existente.
OFDM are o eficienţă spectrală de link mai mare decât a CDMA, iar atunci când este combinată cu formate de modulare ca 64QAM şi tehnici ca MIMO, E-UTRA ar trebui să fie substanţial mai eficientă decât W-CDMA cu HSDPA şi HSUPA.
Însă CDMA poate „suprapune” fluxuri multiple pe acelaşi canal (lărgire de spectru). Dat fiind că orice utilizator, sau nod, poate transmite fluxuri multiple pe acelaşi canal, CDMA poate teoretic să atingă viteze mai mari decât OFDM, folosind aceeaşi lăţime de bandă. În cazul serviciilor de voce, se pot face mai multe apeluri simultan pe acelaşi canal. Versiunea revizuită a CDMA folosită de Verizon Wireless, 1xEV-DO rev. A, permite teoretic o viteză de 3.100 kbit/s la downlink. Versiunea revizuită a CDMA în curs de dezvoltare în prezent, 1xEV-DO rev. C, permite o viteză la downlink de 280.000 kbit/s, în teorie, de departe mai mare decât cea a OFDM. Prin urmare, CDMA are o eficienţă spectrală de link mai mică, dar o eficienţă spectrală mai mare pentru sistem în ansamblu şi poate găzdui un număr mai mare de utilizatori. Dezavantajul este că CDMA foloseşte aceeaşi lăţime de bandă indiferent de numărul de utilizatori.
Downlink
Ecartamentul între sub-purtătoare la downlink-ul OFDM este de 15 kHz şi sunt disponibile un număr maxim de 2.048 de sub-purtătoare. Dispozitivele mobile trebuie să poată primi toate cele 2.048 de sub-purtătoare, dar staţia de bază nu trebuie să transmită decât 72 de sub-purtătoare. Transmisia este împărţită în eşantioane de timp cu o durată de 0,5 ms şi sub-cadre cu durată de 1,0 ms. Un cadru radio are 10 ms.
Formatele de modulare compatibile pe canalele de downlink date sunt QPSK, 16QAM şi 64QAM.
Pentru operarea MIMO, se face distincţia între un singur utilizator MIMO, pentru sporirea fluxului de date al unui singur utilizator, şi utilizatori MIMO multipli, pentru sporirea fluxului celular.
Uplink
Tipul de uplink propus în prezent foloseşte modulare QPSK sau 16QAM (opţional 64QAM) şi multiplexing SC-FDMA. SC-FDMA este folosit deoarece are un raport de putere medie/peak (Peak-to-Average Power Ratio – PAPR) scăzut. Fiecare dispozitiv mobil are cel puţin un transmiţător. Dacă se introduce virtual MIMO/Spatial Division Multiple Access (SDMA), rata de transmitere a datelor pe uplink poate fi mărită, în funcţie de numărul de antene de la staţia de bază. Cu această tehnologie, mai multe mobile pot refolosi aceleaşi resurse.
