LTE

Matkapuhelin- ja data- standardeja

0G PTT Autotel/PALM ARP

1G NMT AMPS/TACS/ETACS Hicap CDPD Mobitex DataTac

2G GSM iDEN D-AMPS IS-95/cdmaOne PDC CSD PHS GPRS HSCSD WiDEN CDMA2000 1xRTT/IS-2000 EDGE (EGPRS)

3G W-CDMA UMTS (3GSM) FOMA TD-CDMA/UMTS-TDD 1xEV-DO/IS-856 TD-SCDMA GAN/UMA HSPA HSDPA HSUPA Evolved HSPA

4G UMB UMTS Revision 8 (LTE) WiMAX

LTE (Long Term Evolution) on edistynyt 3G-tekniikka (joissain yhteyksissä myös 4G:ksi kutsuttu), jonka tarkoitus on kasvattaa datan siirtonopeuksia, lyhentää viiveitä, parantaa palveluita ja vähentää kuluja.

Standardoinniltaan LTE on 3GPP-järjestön Release 8 -määrityksiin sisältyvä laajennus.

Datan siirto

LTE on ensimmäinen 3G-tekniikka, jossa radioliikenne tukiasemasta päätelaitteeseen on toteutettu erilaisella radiotekniikalla kuin radioliikenne päätelaitteesta tukiasemaan. Datan siirto tukiasemasta päätelaitteeseen tapahtuu OFDM-tekniikalla ja päätelaitteesta tukiasemaan SC-FDMA-tekniikalla.

Data kulkee tukiasemasta päätelaitteeseen useita radioteitä pitkin eli niin sanotulla MIMO-tekniikalla, joka radiokanavan olosuhteista riippuen joko parantaa tiedonsiirron luotettavuutta tai mahdollistaa paljon tavallista suuremmat tiedonsiirtonopeudet. Standardi tukee monta erilaista tapaa MIMO:n hyödyntämiseen, joista paras valitaan tukiaseman ja päätelaitteen välillä vallitsevien kanavaolosuhteiden mukaan. Mahdollisia ovat mm. perustekniikkana käytetty luotettavuutta parantava tila-taajuus-koodaus (engl. Transmit diversity, käytännössä Space Frequency Block Code), tai olosuhteiden salliessa nopeuksia kasvattavat suljetun tai avoimen silmukan avaruudellinen limitys (engl. closed/open-loop spatial multiplexing) tai lähetyksen tehoa suuntaava säteenmuodostus (engl. beamforming). Lisäksi voidaan käyttää solun kokonaiskapasiteettia kasvattavaa MU-MIMOa (engl. Multi-User MIMO), jossa samaa aika-taajuus-resurssia käyttää monta eri käyttäjää.

Kenttäkokeissa on saatu tukiasemasta päätelaitteeseen 100 Mb/s ja päätelaitteesta tukiasemaan yli 50 Mb/s, etäisyyden ollessa 75 km.

Vahvuudet

Long Term Evolutionin tulevaisuuden menestys tukeutuu vahvasti tekniikan yhteensopivuuteen nykyisten 3G-verkkojen kanssa ja datansiirtonopeuksiin. Vaikka kaupalliseen käyttöön tulevien sovellusten datansiirtonopeudet eivät vielä pitkään aikaan yllä Nokian ja Ericssonin demoissa saavutettuihin nopeuksiin (n.150 Mb/s), niin silti datansiirto tulee olemaan huomattavasti nykyisiä 3G-tekniikoita nopeampaa. LTE:ssä verkon arkkitehtuuria on myös yksinkertaistettu, mikä lyhentää viiveitä tiedonsiirrossa ja vähentää operaattorien kustannuksia. Lisäksi LTE:ssä on mahdollista luoda maantieteellisesti suurikokoisia soluja (jopa yli 100 km), ja toisaalta tiedonsiirto on mahdollista myös nopeasti liikkuvissa ajoneuvoissa (jopa 350 km/h).

LTE:n käyttöönottoa helpottaa myös sen joustavuus, sillä standardi tukee monia taajuusalueita, kaistanleveyksiä (1,4 MHz – 20 MHz) ja sekä FDD:tä että TDD:tä.

Tulevaisuus

Sonera avasi LTE-tekniikkaan perustuvan Suomen ensimmäisen verkon koekäyttöön Turussa 2.6.2010. Testeissä saavutettiin noin 47 Mb/s siirtonopeuksia. Soneran mukaan nopeus käytännössä tulee jäämään huomattavasti testiolosuhteissa saavutettua alhaisemmaksi. Verkko avattiin kuluttajille joulukuussa 2010. Se peittää edelleen (vuonna 2012) hyvin pienen maantieteellisen alueen, joskin sen alueella on runsaasti väestöä.

Elisa Oyj on laajentanut ja laajentaa 1800 MHz:n LTE-verkkoaan suurimmissa taajamissa 2012. Testien mukaan loppukäyttäjän on mahdollista saavuttaa jopa 100 Mb/s tiedonsiirto viiveiden ollessa 30 ms luokkaa. Tämä on moninkertaisesti DC-verkkoihin nähden, joiden tiedonsiirto yltää jopa 30 Mb/s (teoreettinen 42 Mbps) hyvässä radiokentässä.

LTE-tekniikan kehitys jatkuu tulevaisuudessa. Kehittyneempi LTE-Advanced yltää gigabitin sekuntinopeuteen ja täyttää siten ITU:n 4G-nimitykseen oikeuttavat vaatimukset.

Kilpailijat

• HSPA
• WiMAX
• Flash OFDM
• LMDS

Aiheesta muualla

• 3GPP LTE-sivusto
• 3GPP TS 36.300 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description
• 3GPP AIPN Workitem
• "The Long Term Evolution of 3G", Ericsson Review, no. 2, 2005
• "3G Long-Term Evolution", Dr. Erik Dahlman at Ericsson Research
• "Long-Term 3G Evolution - Radio Access", Dr. Stefan Parkvall, Ericsson Research
• "3GPP Evolution: LTE and SAE", Francois Courau, Alcatel
• "3GPP Long-Term Evolution / System Architecture Evolution: Overview", Ulrich Barth, Alcatel
• "3GPP LTE & 3GPP2 LTE Standardization", Dr. Lee, HyeonWoo, Samsung Electronics
• "Mobile Broadband: The Global Evolution of UMTS/HSPA - 3GPP Release 7 and Beyond", 3G Americas
• "Trends in Mobile Network Architectures", Dr. Michael Schopp, Siemens Networks
• http://www.tietokone.fi/uutta/uutinen.asp?news_id=35972&tyyppi=1

Matkapuhelinverkkostandardit