Что такое 4G LTE: разновидности и особенности стандарта связи

Beamfoming – основы формирования луча в lte

При формировании луча используются несколько антенн для управления направлением фронта волны путем соответствующего взвешивания величины и фазы сигналов отдельных антенн (формирование луча передачи). Это позволяет лучше охватить конкретные области по краям сот.

Формирование приемных лучей позволяет определить направление, куда будет приходить волновой фронт. Также имеется возможность подавить выбранные мешающие сигналы, применяя нулевую диаграмму направленности в направлении мешающего сигнала. Адаптивное формирование луча относится к технике постоянного применения формирования луча к движущемуся приемнику. Это требует быстрой обработки сигналов и мощных алгоритмов.

Формирование луча стало возможным благодаря изменению величины и / или фазы сигнала на отдельных антеннах. Сигналы обрабатываются таким образом, чтобы их можно было конструктивно (эффект усиления за счет сложения волн) добавлять в направлении предполагаемого передатчика / приемника и деструктивно (ослабление волн) в направлении источников помех.

Что такое Beamforming, история развития, и для чего нужно формирование диаграммы направленности луча.

Вдумайтесь в эти цифры:

  • Более 100 лет ушло на создание 1 млрд. стационарных телефонных линий…
  • … и всего за 20 лет абонентами мобильной связи стали 5 млрд. человек, глобализация связи поистине грандиозна!
  • К началу 2022 года объем мирового трафика мобильных данных превысил объем голосового трафика.
  • Первое мобильное приложение было выпущено в начале 2008 года. А уже в 2022 году абоненты произвели 17 млрд. загрузок, что на 112.5 % больше, чем в 2022 году, когда этот показатель составлял около 8 млрд. загрузок.
  • Прирост числа пользователей широкополосных сетей на 10 % увеличивает годовой ВВП на 1 %. В денежном эквиваленте это около 800 млрд. долларов и способствует появлению миллионов рабочих мест по всему миру.

6 основных особенностей lte-advanced

  • Агрегация несущих в нисходящем канале для увеличения скорости передачи данных до 300 Мбит/с при спектре 20 20 МГц и 2х2 MIMO, а затем даже до 3 Гбит/с при использовании полосы пропускания 100 МГц и 8×8 MIMO. Для увеличения скорости передачи данных нужна большая пропускная способность.
  • Эволюция MIMO до 8×8 в сторону абонента и 4×4 в сторону базовой станции, что дает преимущества для исполльзования технологии формирования луча, увеличение пропускной способности сети при агрегации несущих. Мультиантенны увеличивают скорость передачи данных и пропускную способность сети.
  • Гетерогенная сеть (HetNet) для совместного размещения макро-, микро- и пикостанций. Функции HetNet обеспечивают координацию помех между сетевыми уровнями и увеличивают пропускную способность сети и локальное покрытие с высокой плотностью пикосот, одновременно разделяя частоту с микро и макросотами.
  • Узлы ретрансляции (Relay nodes) для транзитной передачи данных базовых станций через радиоинтерфейс. Линия передачи может использовать внутриполосную или внеполосную передачу. Узлы ретрансляции используются для увеличения покрытия сети, когда магистральные наземные соединения недоступны.
  • Скоординированная многоточечная передача и прием (CoMP) позволяет использовать несколько сектров разных БС для передачи данных к одному терминалу. Координированная многоточечная связь используется для улучшения скорости передачи данных на границе соты, которые ограничены межсотовыми помехами. Передача в сторону абонента может осуществляться с нескольких секторов в один и тот же момент времени, и обратно, прием данных от абонента идет несколькими секторами.
  • Самоорганизующиеся сетевые функции (SON) ускоряют и упрощают развертывание сети и повышают производительность конечного пользователя, обеспечивая правильную и оптимизированную настройку параметров сети.

Основные рабочие характеристики

ПараметрЗначение
Спектр полос1.4, 3, 5, 10, 15 и 20 МГц
Пиковые скорости
  • Downlink (2-х канальный MIMO): 100 Мбит/c;
  • Uplink (Одноканальный Tx): 50 Мбит/c (канал 20 МГц);
Конфигурация антенн
  • Downlink: 4×2, 2×2, 1×2, 1×1;
  • Uplink: 1×2, 1×1;
Задержка
  • Управляющий (сигнальный) уровень (логика работы сетевого устройства – куда и как слать сетевой трафик): меньше 100 мс для перехода на уровень пользователя;
  • Пользовательский уровень (передача полезного трафика) : меньше 10 мс от клиента к серверу;
Размер соты
  • Полная функциональность: до 5 км;
  • Незначительные ухудшения: 5 км – 30 км;
Мобильность
  • Опитимизировано для низкой скорости (0-15 км/ч);
  • Высокая производительность на скорости до 120 км/ч;
  • Поддерживает работоспособность при передвижении на скорости до 350 км/ч;
Выигрыш в спектральной эффективности
  • Downlink: в 3 – 4 раза HSDPA Rel.5;
  • Uplink: в 2 – 3 раза HSUPA Rel. 6;

Введение

Сети 4Gработают в стандарте LTE. Согласно Википедии LTE (буквально с англ.Long-TermEvolution— долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными (модемов, например).

Он увеличивает пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети. Стандарт был разработан 3GPP(консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии).

Что будет с 3g сетями?

Еще совсем недавно мировое сообщество делало ставку на развитие сетей третьего поколения и возможности, которые дали нам эти технологии, казались чем-то из области научной фантастики. Процесс перехода на LTE растянется еще на несколько лет, а да этого времени 3G сети будут так же эффективно решать задачи по передаче широкополосных данных миллиардам мобильных пользователей.

Однако рано или поздно мы полностью перейдем на сети четвертого поколения, и тогда в полной мере можно будет говорить об удовлетворении потребности клиентов в быстродействии и высокой пропускной способности мобильной сети – того, что так необходимо для развития новых приложений.

Видеоблоги и интерактивное телевидение, системы удаленного видеонаблюдения через интернет в режиме реального времени, 3D игры нового поколения и другие профессиональные сервисы предъявляют высокие требования к скорости передачи данных, отсутствию задержек и минимальному джиттеру в работе телекоммуникационной сети, и LTE это главная движущая сила инновационного развития.

Агрегация частот

Под словом «агрегация» в данном случае понимается объединение, т.е. агрегация частот – это объединение частот. Что это означает – попытаюсь объяснить ниже.

Известно, что скорость приема передачи зависит от ширины канала передачи. Как мы видели из таблицы в предыдущем разделе, ширина канала на загрузку, например, МТС равна 10 МГц в диапазоне Band7 (кроме Москвы), на отдачу также 10 МГц.

Однажды кому-то из разработчиков пришла в голову светлая мысль – а что, если передавать сигнал не на одной несущей частоте, а на нескольких одновременно. Тем самым расширяется канал приема/передачи и скорость теоретически значительно возрастет.

А если еще каждую несущую передавать по схеме MIMO 2х2, то получаем дополнительный выигрыш в скорости. Такая схема приема-передачи получила название «агрегации частот».Именно эту схему использует интернет 4G или LTE-Advanced (LTE-A).

В таблице указано, что для Cat.9, нужно, чтобы передатчик и приемник умели передавать и принимать сигнал на трех несущих частотах (в трех бэндах) одновременно, ширина каждого канала должна быть не менее 20 МГц.

Загадочные символы 256QAM означают определенный вид модуляции сигнала, позволяющий более плотно упаковывать информацию. Желающих более детально ознакомиться с этой темой могут начать знакомство с материалом в статье в Википедии и с тамошними ссылками.

Для голосовой связи и интернета

Топ продажКомплект Народный

Репитер RF-Link, Антенна 3-5 дБ, Внешняя антенна 11 дБ, Кабель 10м, Кабель 5м, Кронштейн.

Топ продажКомплект Народный DUO

Репитер RF-Link, Антенна 3-5 дБ, Внешняя антенна 11 дБ, Кабель 10м, Кабель 5м, Переходник, Кронштейн.

Топ продажКомплект Оптимальный

Репитер x 1, Внешняя антенна x 1, Внутренняя антенна x 1, Кабель 10м x 1, Кабель 5м x 1, Переходник x 2, Кронштейн x 1

Топ продажКомплект Коттедж

Репитер RF-Link, Внутренняя антенна, Внешняя антенна, Кабель, Разъёмы

Топ продажКомплект Офис Pro

Репитер RF-Link, Внутренняя антенна, Внешняя антенна, Кабель, Разъёмы

Топ продажКомплект Коттедж Pro

Репитер, Линейный усилитель RF-Link,Внутренние антенны x 2, Внешняя антенна, Кабель, Разъёмы, Делитель мощности, Грозоразрядник

Желающим поэкспериментировать с lte-a

Если в вашей местности появился LTE-A, в чем вы убедились, измерив частоты выбранного вами оператора (провайдер раздает интернет на двух частотах, например, LTE800 и LTE2600, т.е. использует сочетание В7 В20) и у вас руки чешутся попробовать что это такое, то можете попытаться использовать схему из двух MIMO-антенн с диплексерами. Что из этого получится (и получится ли вообще хоть что-то), можете написать в комментариях к статье.

Отмечу здесь, что антенна NITSA-5 MIMO 2×2 фактически реализует эту схему. Отличие в том, что в NITSA-5 функцию диплексеров выполняют сами широкополосные излучатели антенны, т.к. каждый из них принимает соответствующим образом поляризованные сигналы из диапазонов 790÷960/1700÷2700 МГцодновременно.

В целом, эта антенна хорошо приспособлена для приема 4G на небольших расстояниях (до 5 км при наличии прямой видимости БС), т.к. позволяет принимать любую комбинацию частот LTE-A и адаптирует MIMO 4×4 к широко распространенным модемам Cat.

История сотовой связи в россии

25 лет назад, 9 сентября 1991 года в Санкт-Петербурге был совершён первый в истории нашей страны звонок по мобильному телефону. Мэру города Анатолию Собчаку удалось связаться с коллегой из американского Сиэтла Норманом Райсом. Звонок был сделан через трёхкилограммовый телефон Nokia Mobira MD59-NB2, работавший по стандарту NMT-450. Спустя четверть века вес мобильных телефонов уменьшился до сотни граммов, а стандарт NMT-450 канул в прошлое. Юбилей первого звонка по сотовому — отличный повод обернуться и вспомнить, как развивалась мобильная связь в России.

Первое поколение: аналоговая связь NMT-450 и AMPS

Первым советским, а затем и российским оператором сотовой связи стал Дельта Телеком, который не дотянул до своего двадцатипятилетнего юбилея всего год — в 2022 году он был присоединён к Теле2. Оператор предоставлял связь по аналоговому стандарту NMT-450 в диапазоне частот 453–468 МГц. Подключение к нему стоило внушительных даже по нынешним временам денег — $5000, причём почти $2000 из них составляла цена телефона Nokia Mobira MD59-NB2. Минута любого звонка стоила один доллар. SIM-карт в то время не существовало, поэтому смена оператора связи была возможна только через перепрограммирование телефона. Благодаря тому, что радиус одной ячейки NMT-сети составлял до 40 километров, эта технология использовалась в отдалённых регионах России вплоть до конца «нулевых».

Читайте про операторов:  MVNO: что такое, зачем нужно, почему их называют виртуальными операторами. Виртуальные операторы в России: как работают, какие есть и стоит ли становиться их клиентом

В 1994 году, в России появился американский стандарт AMPS, работавший на частотах 825–890 МГц. Как и NMT, AMPS был аналоговой технологией, но предлагал более высокую ёмкость сетей, что было важно в условиях растущего числа абонентов. Кроме того, AMPS был лучше защищён от помех. Телефоны, работавшие в этом стандарте, уже имели вполне приемлемые размеры и вес — например, Ericsson DF388 весил 250 граммов. Последняя сеть AMPS в России была отключена оператором «Билайн» в Новосибирске 1 января 2022 года.

Второе поколение: цифровые сети D-AMPS

Первым стандартом второго поколения и первым цифровым стандартом в России стал D-AMPS. Он базировался на аналоговом AMPS и использовал тот же диапазон частот. Телефоны нового стандарта продолжали работать и в AMPS, но без доступа к цифровым услугам связи, в первую очередь, к SMS. Смена оператора без перепрограммирования телефона была всё так же невозможна. Популярный телефон этого стандарта — Nokia 5125. Он был уже похож на будущие GSM-трубки как внешне, так и весом: всего 166 граммов.

Именно в эпоху D-AMPS появился первый операторский телефон. Это была модель Philips AEON, которую в 1999 году начал продавать оператор «Би Лайн GSM» (впоследствии сменивший название на «Билайн») вместе с первым тарифом некогда популярной линейки «БИ ». Цена комплекта составляла $49, а стоимость звонков варьировалась от 5 центов за ночные звонки внутри сети до 22 центов за дневные звонки на телефоны других операторов.

1999 год запомнился ещё и значительным снижением цен на звонки. Если раньше средняя стоимость минуты составляла около 50 центов, то в 1999‑м — уже 15 центов. Чуть ранее, в 1998 году, операторы начали отказываться от взимания платы за входящие вызовы: первым это сделала «Московская сотовая связь», а годом позже — МТС и «Би Лайн GSM».

Последняя сеть D-AMPS в России была отключена калининградским оператором «Связьинформ» 1 октября 2022 года.

Появление SIM-карт: стандарт GSM

Наиболее значимой вехой в развитии сотовой связи в России стало появление сетей стандарта GSM, которые повсеместно используются и поныне. Именно GSM принёс нам роуминг между операторами и SIM-карты. По сравнению с NMT и AMPS в GSM была увеличена ёмкость базовых станций, снижены мощности излучателей, что также повлекло снижение веса телефонов. Были улучшены безопасность и помехозащищённость, выросло общее качество связи. Первую коммерческую сеть GSM в России в 1994 году запустил оператор «МТС». В этом же году начал работу оператор «Северо-Западный GSM», который впоследствии был переименован в «Мегафон». Сети обоих операторов работали на частоте 900 МГц, и с 1997 года им пришлось конкурировать с сетью оператора «Би Лайн», которая работала уже на частоте 1800 МГц и имела бо́льшую ёмкость.

Первым массовым GSM-телефоном стал выпущенный в конце 1992 года Nokia 1011. Также этот телефон был одним из первых, использующих компактный формат SIM-карты — mini-SIM. До этого GSM-телефоны могли весить пару килограммов, а их SIM-карта была размером с кредитку. Несмотря на то, что с тех пор прошла уже почти четверть века, до сих пор большинство SIM-карт продаётся именно такого размера, а покупателю самому предлагается выдавить из пластика нужный формат — mini-SIM, micro-SIM или nano-SIM.

Другим знаковым телефоном этого этапа развития сетей (да и одним из самых знаменитых телефонов вообще) стал Nokia 3310. Этот гаджет прославился не только своей доступностью (на момент выпуска в 2000 году его стоимость составляла около 170 долларов), но и «неубиваемостью», благодаря конструкции и форме корпуса. Эта модель была настолько удачной, что за пять лет Nokia удалось продать более 126 миллионов устройств.

Начиная с 2000 года, GSM-операторы стали предоставлять возможность подключения к интернету по протоколу WAP, однако этот сервис был мало востребован. Вероятно, не в последнюю очередь из-за стоимости: абонентская плата за пользование интернетом составляла $15 в месяц, а минута соединения стоила 5–15 центов в зависимости от времени суток — да, в то время тарификация была поминутной. Скорость передачи данных при этом составляла всего 64 Кбит/с. Правда, и сайты того времени были достаточно легковесными.

Технология GSM продолжает широко использоваться и в наши дни, но её роль постепенно снижается: например, оператор «Теле2» в 2022‑м успешно вышел на московский рынок, не имея ни одной базовой станции GSM.

Запоздавший конкурент: CDMA

С 2003 года параллельно с GSM в России развивалась и другая технология связи — CDMA. Внедряли её операторы «Дельта телеком», «Сонет» и «Московская сотовая связь», ранее работавшие по стандарту NMT. Ими была основана компания «Скай Линк», которая и стала предоставлять услуги по стандарту CDMA. Первые телефоны CDMA, как и устройства предыдущих стандартов, требовали прошивки под определённого оператора. Таким был первый предлагаемый «Скай Линк» телефон — Hyundai-Curitel HX-510B.

Однако уже в скором времени после создания, «Скай Линк» стал продавать телефон Ubiquam U-100, который стал первым устройством в линейке компании с поддержкой R-UIM карт. Это дало абонентам, использующим CDMA, сразу две новых возможности. Первая — возможность быстрой смены оператора. Вторая, которая могла быть даже более важной — возможность роуминга, в том числе «пластикового». До этого, из-за малой распространённости в мире CDMA-сетей на частоте 450 МГц, которую использовал «Скай Линк», выезжающий за пределы страны абонент рисковал остаться без связи. А карты R-UIM было возможно использовать и в GSM-телефонах: именно такой межстандартный роуминг и получил название «пластикового».

Разрешение на ношение телефона

До первой половины 2000 года любой желающий не мог просто так пользоваться мобильным телефоном: требовалось специальное разрешение от Госсвязьнадзора. Стоимость разрешения составляла всего $4, что не так уж много по сравнению с ценами на аппараты того времени, однако за его отсутствие могли оштрафовать на внушительную сумму от 15 до 70 минимальных зарплат. Небольшую бумажку необходимо было всегда носить с собой и предъявлять по требованию милиционеров. Даже если вы забыли разрешение дома, штрафа было не избежать. Интересно, что этот феномен существовал только в России: ни в других странах СНГ, ни в странах Европы подобные разрешения не требовались.

Между вторым и третьим поколением: GPRS и EV-DO

Переходом от второго к третьему поколению стал стандарт 2.5G. Годом его рождения принято считать 2001‑й, когда появился GPRS — первый массовый протокол соединения с Интернетом. Первым среди операторов такую услугу стал предоставлять «Би Лайн GSM», у других GPRS появился годом-двумя позже. Задержка была обусловлена малой заинтересованностью пользователей новой технологией, а также отсутствием достаточного количества мобильных телефонов с поддержкой GPRS. К 2003 году стоимость мегабайта медленного мобильного трафика могла достигать $2. Впрочем, покупая большие пакеты можно было и неплохо сэкономить: стоимость пакета в 200 МБ у «Би Лайн GSM» составляла $55.

Скорость передачи данных по GPRS даже в идеальных условиях составляет 170 кбит/с, а в реальности всегда была намного меньше. Решить эту проблем была призвана технология EDGE, которая начала внедряться операторами «большой тройки» в конце 2004 года. У EDGE теоретический максимум скорости был почти в три раза выше — 474 кбит/с. Одним из первых телефонов с поддержкой GPRS на российском рынке стал Siemens S45. Его монохромный экран с разрешением 101х80 пикселей мог отображать на дисплее несколько строк web-сайта. В то время такие возможности казались чем-то фантастическим.

Помимо появления новых технологий, в переходный период от второго к третьему поколению произошли и другие важные события. В 2002 году мобильные телефоны в нашей стране впервые стали популярнее стационарных, а всего через четыре года, в 2006 году, проникновение мобильной связи достигло 100%.

Третье поколение: UMTS, WCDMA и EV-DO

Для тех, кто использовал мобильный телефон только для голосовых звонков и SMS, приход третьего поколения не изменил ничего: сотовые операторы продолжали поддержку предыдущих технологий связи. А вот для пользователей мобильного интернета появление UMTS (она же 3G) стало эпохальным событием. Технология передачи данных в сетях UMTS под названием WCDMA теоретически позволяет достигнуть скорости 2 Мбит/с. И даже значительно меньшие реальные скорости позволяли сёрфить практически без тормозов, скачивать музыку, а если повезёт, то и видео. Чаще всего (но не всегда), именно подключение к сети UMTS с использованием WCDMA смартфоны обозначают как 3G в строке состояния. Одним из первых телефонов с поддержкой новых технологий стал выпущенный в 2005 году Sony Ericsson W900i из легендарной серии Walkman.

Читайте про операторов:  Как усилить сигнал сотовой связи своими руками: 3G/4G пушка

Между третьим и четвёртым поколением: HSPA, LTE и EV-DO Rev.B

Промежуточный этап развития сетей получил название 3.5G и был отмечен быстрым развитием технологий передачи данных. Первым на смену WCDMA пришёл стандарт HSPA, внедрённый оператором «Мегафон» в октябре 2007 года. HSPA позволяет передавать данные на скорости до 14,4 Мбит/с и на смартфонах обычно обозначается буквой H. Спустя три года «Мегафон» начал внедрять улучшенную технологию HSPA , максимальная скорость передачи данных в которой была увеличена до 21 Мбит/с. На смартфонах сетям с поддержкой этой технологии соответствуют символы H .

Несмотря на то, что сети LTE операторы сотовой связи и производители устройств в маркетинговых целях относят к четвёртому поколению, этот стандарт не удовлетворяет требованиям Международного союза электросвязи (МСЭ) для сетей 4G и не признаётся им в качестве такового. Теоретически, LTE может обеспечивать скорость до 326 Мбит/с, а реальная скорость мобильного Интернета в Москве может достигать 100 Мбит/с. Отметим, что скорость очень сильно зависит от качества сигнала и загруженности базовых станций, поэтому средняя скорость, как правило, в несколько раз меньше.

Первая LTE-сеть в России была запущена в 2022 году в Новосибирске. «Первопроходцем» стал оператор Yota — тот самый, который до того несколько лет экспериментировал с перспективной, но не получившей развития технологией WiMAX. А первым смартфоном с поддержкой LTE стал HTC Thunderbolt, выпущенный для американского оператора Verizon. Массовая популярность смартфонов с LTE в России пришлась на 2022 год, когда в продаже появился Samsung Galaxy S3 и флагманы других компаний.

Главный технологический недостаток LTE — невозможность совершения голосовых вызовов. Первым решением этой проблемы стала технология CFSB, которая при попытке звонка (или при входящем вызове) просто возвращает абонента в сети предыдущих поколений — GSM или UMTS. Именно этот способ обеспечивает голосовые звонки в большинстве LTE-сетей России. Минус данного способа — задержки в установлении связи между абонентами при звонке.

Другая технология голосовой связи в сетях LTE получила название VoLTE. Голос передаётся в виде IP-пакетов и не требует перехода абонента в сети предыдущих поколений. Однако VoLTE должен поддерживать как оператор сотовой связи, так и аппарат. К таким телефонам в настоящее время относится большинство популярных моделей среднего и топового ценовых сегментов. В России технология VoLTE ограниченно используется всеми операторами «большой тройки».

Четвёртое поколение: LTE-A

Первым стандартом, полностью удовлетворившим требованиям МСЭ для сотовых сетей 4G, стал LTE-Advanced, название которого обычно сокращается до LTE-A. Первым оператором, запустившим сети LTE-A в России, стала всё та же Yota — это произошло ещё в 2022 году. И только два года спустя, сети LTE-A появились и у операторов «большой тройки». По заявлениям самих операторов, максимальная скорость при использовании 4G у «Мегафон» составляет 300 Мбит/с, у «Билайн» — 115 Мбит/с, а у МТС — 187 Мбит/с. Из-за того, что сетями 4G операторы называли ещё LTE, для LTE-A компании стали использовать обозначение 4G , хотя именно LTE-A и есть первый настоящий 4G. Пока что сети LTE-A в России доступны только в некоторых крупных городах, но продолжают активно развиваться. Первым смартфоном с поддержкой LTE-A стала специальная версия Samsung Galaxy S4 для Южной Кореи, выпущенная в 2022 году. В настоящее время в таких сетях умеет работать большинство флагманских моделей различных компаний.

Сегодняшний день: 1,7 SIM на человека

За почти четверть века истории сотовой связи цены на неё в долларовом выражении непрерывно падали. Если в 1999 году средняя стоимость минуты разговора составляла около 15 центов, то в 2022 году уже около пяти центов, а к 2022 году упала почти до цента. Это делает российскую сотовую связь самой дешёвой в Европе и одной из самых дешёвых в мире.

По данным исследовательского агентства AC&M, во втором квартале 2022 года общее количество активных SIM-карт в России составляет 251,6 миллионов — это без малого две «симки» на россиянина, включая стариков и младенцев! А вот как распределяются эти абоненты между операторами:

Будущее: пятое поколение, шестое поколение

В настоящее время официальная нумерация поколений от МСЭ заканчивается на цифре 4, но многие компании уже ведут разработку пятого и шестых поколений сотовых сетей. Одним из лидеров в этой разработке выступает компания Huawei, которая предсказывает принятие стандартов 5G в 2022–2020 годах, а стандартов 6G — к 2025 году. Последние полевые испытания компанией Huawei показали, что при имеющийся в сетях 4G инфраструктуре после внедрения 5G скорость сможет достигать 3,6 Гбит/с. Максимальная скорость передачи данных в сетях 5G должна составить 20 Гбит/с, но таких возможностей в первые годы внедрения стандарта мы, скорее всего, не увидим.

Как узнать параметры lteсвоего 4g-сигнала

Интерфейс широко распространенного модема Huawei 3372 дает почти всю информацию о параметрах 4G-сигнала. На главной странице интерфейса видим, что принимаем сигнал LTE, оператора сотовой связи, приблизительный уровень сигнала в виде 5 полосок, а также значок, показывающий, что связь установлена – стрелочки верх-вниз.

Определить частотный диапазон (Band) и стандарт передачи данных (разнос данных – FDD или TDD) можно на следующей вкладке:

Выставив предпочтительный режим «только LTE», сняв галочку с параметра «все поддерживаемые», можно по очереди перебирая диапазоны узнать – на какой частоте вы получаете сигнал. Если сигнал принимается, то вверху справа будет отражаться информация, как на скриншоте, если приема нет, то появится надпись «Сигнала нет». После всех изменений не забудьте нажать кнопку «Применить».

Но не все так просто. Все вышесказанное прекрасно работает для диапазонов стандарта FDD. Выставить диапазон TDD не удается. Точно знаю, что в Москве МТС раздает LTE в диапазоне Band38, т.е.

частота 2600, тип передачи TDD. Попытка выставить этот диапазон для сим-карты МТС не удается, модем перегружает страницу и возвращается к предыдущему состоянию. При этом можно установить B7 иB3 как по отдельности, так и одновременно.

Измерения, проведенные на смартфоне с Андроид 7.0 и встроенным модемом Cat.12, показали следующий результат.

Отмечу, что Андроид 7.0 в отличие от более младших версий умеет измерять параметры сигнала и передавать данные приложениям, которые их запрашивают у ОС. На скриншоте видно, что на самом деле МТС (на скриншоте МГТС, это одно и то же) раздает LTE в диапазоне Band38, т.е. в формате TDD.

Возможная причина такой ситуации заключается в том, что модемы серии Е3372 выпускаются в двух модификациях – Е3372H и Е3372S. У меня модем с буквой H на конце, разлоченный и перепрошитый в HiLink.

У модемов E3372Н серийный номер начинается с комбинации G4P, а у E3372S – L8F. Допускаю, что модемы серии S умеют настраиваться на В38, но проверить не могу, т.к. не имею под рукой соответствующего модема.

Таким образом, интерфейс модема HiLink дает почти всю информацию о параметрах LTE-сигнала. Однако, при определении частотного диапазона (Band) может допускать ошибки, когда передача данных осуществляется в формате TDD.

Категории lte

Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с.

Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых — вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический транспорт и др. Наиболее распространенные категории абонентских устройств приведены в таблице.

Категория абонентского устройстваМакс. скорость загрузки (DL), Мбит/сАгрегация несущихДополнительные технологии
CAT4150
CAT4150
CAT63002х20 МГц
CAT94503Х20 МГц
CAT126003Х20 МГц4×4 MIMO, 256 QAM
CAT169804Х20 МГц4×4 MIMO, 256 QAM

Таблица требует некоторых пояснений. Здесь упомянута «агрегация несущих» и «дополнительные технологии». Попытаюсь пояснить, что это такое.

Категорирование приемных устройств

Схемаагрегирования частот активно развивается российскими провайдерами, заключены много соглашений о взаимном использовании частотных диапазонов, реконструируется антенное хозяйство базовых станций.

Однако есть одна проблема – на приемной стороне абонент должен уметь принимать сигнал на нескольких несущих частотах одновременно. Далеко не все смартфоны, планшеты и модемы поддерживают агрегацию частот и, следовательно, не могут работать в 4G .

Начиная с 2022 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE,в которых они умеют работать.Например, для смартфона выпуска 2022 г. HuaweiP10Plusпомимо прочих параметров указано:

2G

850/900/1800/1900 МГц

3G

HSPA до 42 Мбит/с

4G

LTE Cat12 до 600 Мбит/с

LTE частоты

FDD: Band 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 17, 18, 19, 20, 26, 28; TDD: Band 38, 39, 40, 41

Совместимость с операторами

МТС, Мегафон, Билайн, Теле2, Yota

Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антеннуMIMO 4×4 и соответствующий модем, позволяющий обрабатывать сигналы сразу на двух несущих частотах.

Читайте про операторов:  Работа : «продавец сотовых телефонов» в Москве — 1 290 свежих вакансий от прямых работодателей | Поиск работы с ГородРабот.ру

Если ваш смартфон поддерживает агрегацию частот, то вкладка «настройка»->«мобильная сеть» будет выглядеть примерно так:

Если это так, то ваш смартфон поддерживает LTE-A.

Таким образом, производители смартфонов начали догонять сотовых операторов. К сожалению, нельзя сказать того же о производителях модемов. До сих пор самый производительный модем дает максимальные скорости 150/50 Мбит/с, т.е. принадлежит Cat.4.

Пока это обстоятельство не слишком огорчает, т.к. такие скорости, если будут достигнуты на практике, заслуживают восхищения. Однако, производство мобильных роутеров, похоже, начинает догонять смартфоны. На рынке стали появляться роутеры Cat.

Надо сказать, что реальные скорости, достигаемые в режиме 4G , далеки от заявленных, но они значительно выше, чем в простом режиме 4G. Автором проведен ряд экспериментов в Москве, где не трудно найти LTE-A (оператор Мегафон), со смартфоном Cat.

12, результаты которых показаны на скриншотах. Первый скриншот – скорости для LTE-A (агрегация частот включена), второй скриншот для LTE (агрегация частот выключена). Отмечу, что почему-то при выполнении скриншота у значка 4G пропадает плюсик. Почему – не знаю, при тестировании плюс был – см. скрин.

Было проведено по шесть измерений для каждого режима.

Скорости при включенной агрегации частот в среднем заметно выше, хоть и не в разы. Измерения проводились вблизи вышки, днем.

Перспективы технологии

Несмотря на появление сетей пятого поколение, четвертое ещё долго останется господствующим, так как операторы даже сейчас их развивают. 4g самая безопасная сеть на данный момент и получила развитие в многих странах.Касательно нашей страны, во многих областях нет даже 3g сетей. Наша страна сильно отстаёт в плане развития и ей есть куда расти. Подключить интернет 4g хотели бы многие регионы страны.

Тем не менее в мире 4g используется и местами даже стал незаменим. Местам, отдаленные от инфраструктуры, которым очень сложно провести проводной интернет, нуждается в таком интернете. С помощью специальных усилителей сигнала 4g провести сеть даже туда, где отсутствует поддержка 4g.

Мы также рекомендуем вам ознакомиться с другими материалами: Мотив: настройки интернета 4g.

По какому принципу частоты распределяются между операторами

В РФ гражданскими организациями, к которым относятся операторы связи, занято всего 3–4% частотных диапазонов. Остальные распределены между военными и общественными нуждами.

В России распределением радиочастот занимается организация ГКРЧ (государственная комиссия по радиочастотам). Оператор связи должен подать заявление на использование интересующего его частотного диапазона. Что интересно, в открытом доступе нет точных данных об используемых частотах.

Заявление рассматривают сотрудники ГКРЧ, силовые структуры и Роскомнадзор. Каждый из них может отказать в предоставлении частот (силовики могут даже не назвать причину, сославшись на секретность данных).

Если на один и тот же ресурс претендуют сразу несколько операторов, то ГКРЧ объявляют конкурс. Баллы начисляются за использование технологий и наличие подходящего оборудования. Кто больше набрал — тот и получил право купить частоту.

Полосы частот 5g

BandUplinkDownlinkDuplex
n11920 – 1980 MHz2110 – 2170 MHzFDD
n21850 – 1910 MHz1930 – 1990 MHzFDD
n31710 – 1785 MHz1805 – 1880 MHzFDD
n5824 – 849 MHz869 – 894 MHzFDD
n72500 – 2570 MHz2620 – 2690 MHzFDD
n8880 – 915 MHz925 – 960 MHzFDD
n20832 – 862 MHz791 – 821 MHzFDD
n28703 – 748 MHz758 – 803 MHzFDD
n382570 – 2620 MHz2570 – 2620 MHzTDD
n412496 – 2690 MHz2496 – 2690 MHzTDD
n501432 – 1517 MHz1432 – 1517 MHzTDD
n511427 – 1432 MHz1427 – 1432 MHzTDD
n661710 – 1780 MHz2110 – 2200 MHzFDD
n701695 – 1710 MHz1995 – 2020 MHzFDD
n71663 – 698 MHz617 – 652 MHzFDD
n741427 – 1470 MHz1475 – 1518 MHzFDD
n75N/A1432 – 1517 MHzSDL
n76N/A1427 – 1432 MHzSDL
n773.3 – 4.2 GHz3.3 – 4.2 GHzTDD
n783.3 – 3.8 GHz3.3 – 3.8 GHzTDD
n794.4 – 5.0 GHz4.4 – 5.0 GHzTDD
n801710 – 1785 MHzN/ASUL
n81880 – 915 MHzN/ASUL
n82832 – 862 MHzN/ASUL
n83703 – 748 MHzN/ASUL
n841920 – 1980 MHzN/ASUL
n852496 – 2690 MHzN/ASUL
n25726.5 – 29.5 GHz26.5 – 29.5 GHzTDD
n25824.25 – 27.5 GHz24.25 – 27.5 GHzTDD
n26037 – 40 GHz37 – 40 GHzTDD

Самый быстрый интернет

Что такое 4G /LTE

Это мобильный интернет со скоростью не ниже обычного проводного интернета. Он позволяет быстро загружать страницы в браузере, файлы, музыку, видео, игры и приложения.

Где доступна технология

4G /LTE действует по всей стране, кроме Республики Крым и г. Севастополь.

Как оплачивается

4G /LTE не влияет на стоимость интернета.

Какие смартфоны поддерживают

Чтобы узнать, поддерживают ли ваше устройство и SIM-карта 4G /LTE, наберите команду *507#

Как проверить, работает ли технология

Если на экране вашего смартфона есть значок LTE или 4G/4G , то технология работает.

Как активировать

Следуйте инструкции

Характеристики сетей lte

Производительность и пропускная способность — одно из требований LTE заключается в обеспечении пиковой пропускной способности обратного канала не менее 100 Мбит/с.

Технология предусматривает поддержку скорости обмена данными более 300 Мбит/с, однако шведы уже продемонстрировали нам следующий этап развития LTE — с теоретически возможной пиковой пропускной способностью до 1,2 Гбит/с.

Простота — поддерживаются гибкие варианты полосы пропускания с несущей частотой от 1,4 МГц до 20 МГц и дуплексная передача с разделением по частоте (FDD *) и по времени (TDD *).

Задержка передачи данных в LTE меньше, чем в существующих технологиях 3G. Это преимущество является очень важным для обслуживания интерактивных сред с эффектом присутствия (например, многопользовательских игр) и обмена большими объемами медиаконтента.

Разнообразие устройств — кроме мобильных телефонов и периферийных устройств, встроенными LTE-модулями планируется оснащать многие компьютерные и бытовые электронные устройства. Это ноутбуки, планшеты, игровые приставки и set-top box-ы, видеокамеры и другие портативные устройства.

* При использовании TDD (Time Division Duplex) вся полоса попеременно отдается на загрузку или выгрузку данных. При использовании FDD (Frequency Division Duplex) входящий и исходящий трафик разделены частотно, загрузка данных идет на одной частоте, а выгрузка на другой.

Частотные диапазоны lte, band

Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, что не всё оборудование умеет работать на разных “бэндах”, т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоны с 33 по 44.

В России для сетей 4-го поколения на сегодня используются четыре частотных диапазона:

Частота1800 МГц2600 МГц800 МГц2600 МГц
Номер диапазона по классификации 3GPP372038
Разделение каналовFDDFDDFDDTDD

В качестве примера приведу распределение частот среди основных российских операторов связи в диапазоне LTE2600 (Band7):

Как видим из этой схемы, Билайну досталось всего 10 МГц. Ростелекому тоже досталось только 10 МГц. МТС – 35 МГц в Московском регионе и 10 МГц по всей стране. А Мегафону и Yota (это один и тот же холдинг) досталось аж 65 МГц на двоих в Московском регионе и 40 МГц по всей России!

Через Yota в Москве виртуально работает только Мегафон в стандарте 4G, в других регионах – Мегафон и МТС. В диапазоне TDD по всей России кроме Москвы будут работать телевидение (Космос-ТВ и др.).Полное распределение частот операторов сотовой связи в России см. здесь.

Сети 4G LTE в России

ОператорЧастотный диапазон (МГц) Dw/UpШирина канала (МГц)Тип дуплексаНомер полосы
Yota2500-2530 / 2620-26502×30FDDband 7
Мегафон2530-2540 / 2650-26602×10FDDband 7
Мегафон2575-259520TDDband 38
МТС2540-2550 / 2660-26702×10FDDband 7
МТС2595-261520TDDband 38
Билайн2550-2560 / 2670-26802×10FDDband 7
Теле22560-2570 / 2680-26902×10FDDband 7
МТС1710-1785 / 1805-18802×75FDDband 3
Теле2832-839.5 / 791-798.52×7.5FDDband 20
МТС839.5-847 / 798.5-8062×7.5FDDband 20
Мегафон847-854.5 / 806-813.52×7.5FDDband 20
Билайн854.5-862 / 813.5-8212×7.5FDDband 20

Распределение частот среди операторов по регионам России можно найти здесь.

Для тех, кому трудно запомнить номера диапазонов-бэндов или под рукой нет подходящего справочника, рекомендую небольшое андроид-приложение RFrequence, скриншот которого приведен ниже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector