LTE jest skr\u00f3tem od Long Term Evolution co mo\u017cna przet\u0142umaczy\u0107 dos\u0142ownie jako „Ewolucja d\u0142ugoterminowa”. Co jak wida\u0107 nie oznacza jednoznacznie niczego – dlatego LTE w rozumieniu telekomunikacyjnym jest „zbiorem” r\u00f3\u017cnych technologii pozwalaj\u0105cych na transmisj\u0119 danych z du\u017c\u0105 przepustowo\u015bci\u0105 w stosunku do technologii kt\u00f3re obecne s\u0105 ju\u017c na rynku. Jednak LTE tak w gruncie rzeczy nie jest a\u017c tak rewolucyjne jak mog\u0142oby si\u0119 to wydawa\u0107 – gdy\u017c o czym za chwil\u0119 opowiem nie ma jednoznacznego standardu LTE (\u017ceby by\u0142o \u015bmieszniej \ud83d\ude09 – z za\u0142o\u017cenia systemy oparte o t\u0105 technologi\u0119 mog\u0105 pracowa\u0107 teoretycznie na dowolnym zakresie cz\u0119stotliwo\u015bci (aczkolwiek wyznaczone s\u0105 odpowiednie przedzia\u0142y : np. 750MHZ, 800MHZ, 900MHZ, 1800MHZ, 2100MHZ, 2.6GHZ, \u00a03.3-3.8GHZ, 5GHZ) oraz na teoretycznie dowolnej szeroko\u015bci kana\u0142\u00f3w od 5MHZ (3,5MHZ efektywnie) do zasadniczo 40MHZ. Przy czym \u017ceby by\u0142o jeszcze ciekawiej LTE pozwala na prac\u0119 w dw\u00f3ch trybach FDD (Frequency Division Duplex) oraz TDD (Time Division Duplex) – oba tryby r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 w du\u017cej mierze tym, \u017ce pierwszy posiada osobny kana\u0142 dla nadawania i odbierania, w drugim trybie u\u017cywany jest jeden kana\u0142 dla nadawania i odbierania (jest wi\u0119c sporo wolniejszy). Zgodnie ze specyfikacj\u0105 LTE dost\u0119pne s\u0105 odpowiednio 3 modulacje : QPSK, QAM16 i QAM64. Dodatkowo w odr\u00f3\u017cnieniu od klasycznego systemu UMTS – LTE pozwala na wykorzystanie systemu wieloantenowego MIMO w konfiguracji 4×4 (cztery anteny nadaj\u0105ce i cztery odbieraj\u0105ce) – to tak w wielkim skr\u00f3cie.<\/p>\n
Teoria a praktyka<\/strong><\/p>\n Teoria jak wida\u0107 wy\u017cej jest ca\u0142kiem \u0142adna. W najlepszym mo\u017cliwym wypadku czyli du\u017cej szeroko\u015bci kana\u0142u LTE mo\u017ce osi\u0105ga\u0107 pr\u0119dko\u015bci do nawet 600Mbit przy oczywi\u015bcie za\u0142o\u017ceniu, \u017ce posiadamy 40MHZ pasma i dysponujemy systemem MIMO 4×4 oraz urz\u0105dzeniami klienckimi MIMO 4×4. Ale wr\u00f3\u0107my na ziemi\u0119 \ud83d\ude42 Bo teoria jest bardzo fajna zwa\u017cywszy, \u017ce w por\u00f3wnaniu do tego co oferuje np. HSPA mo\u017cliwo\u015bci LTE wydaj\u0105 si\u0119 olbrzymie. Jednak w praktyce wszystko nie wygl\u0105da ju\u017c tak pi\u0119knie. Podstawowa r\u00f3\u017cnica to jak\u0105 szeroko\u015b\u0107 pasma mo\u017cemy wykorzysta\u0107. W Polsce w ramach LTE do dyspozycji jest tego pasma niewiele – na ca\u0142y kraj Plus\/CP posiada 20MHZ kana\u0142 FDD w zakresie cz\u0119stotliwo\u015bci 1800MHZ (czyli \u0142\u0105cznie mamy 20MHZ na kana\u0142 do klienta i 20MHZ na kana\u0142 od klienta). Dodatkowo Plus\/CP posiada systemy oraz modemy dla klient\u00f3w pracuj\u0105ce w trybie MIMO 2×2 co powoduje, \u017ce maksymalna – podkre\u015blam teoretyczna wydajno\u015b\u0107 systemu oscyluje zgodnie z prost\u0105 kalkulacj\u0105 wynosi 150Mbit – co jest wr\u0119cz nachalnie reklamowane w reklam\u00f3wkach Polsatu. Tak jak podkre\u015bli\u0142em – jest to bardzo teoretyczna przepustowo\u015b\u0107, gdy\u017c 150Mbit dost\u0119pne jest przy za\u0142o\u017ceniu i\u017c spe\u0142nione s\u0105 wszystkie warunki (niemal\u017ce laboratoryjne). No ale jed\u017amy dalej.<\/p>\n OFDM vs. WCDMA<\/strong><\/p>\n LTE w odr\u00f3\u017cnieniu od system\u00f3w UMTS korzysta z zupe\u0142nie innego rodzaju dost\u0119pu do kana\u0142u transmisyjnego. W przypadku LTE dany kana\u0142 transmisyjny dzielony jest na ma\u0142e segmenciki (resource blocki) kt\u00f3re odpowiadaj\u0105 ka\u017cdej podno\u015bnej zgodnie z multipleksacj\u0105 OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). <\/em>Zasada dzia\u0142ania multipleksacji OFDM zasadniczo znana jest jeszcze ze standard\u00f3w WIFI – w danej szeroko\u015bci kana\u0142u tworzone s\u0105 osobne tzw. subkana\u0142y o okre\u015blonej niewielkiej szeroko\u015bci na kt\u00f3rych transmitowane s\u0105 cz\u0105stkowe dane. W ten spos\u00f3b kana\u0142 wykorzystywany jest efektywniej – gdy\u017c pozwala przenie\u015b\u0107 znaczn\u0105 ilo\u015b\u0107 danych – dodatkowo ka\u017cdy subkana\u0142 modulowany jest okre\u015blon\u0105 technik\u0105. W przypadku 802.11g subkana\u0142y modulowane s\u0105 tak\u0105 sam\u0105 modulacj\u0105 (albo QPSK, QAM16 lub QAM64). W przypadku LTE ka\u017cdy subkana\u0142 modulowany mo\u017ce by\u0107 inn\u0105 modulacj\u0105 – ma to oczywi\u015bcie podstawow\u0105 zalet\u0119 zwi\u0105zan\u0105 z faktem, \u017ce poszczeg\u00f3lne subkana\u0142y mo\u017cemy przypisa\u0107 do konkretnego urz\u0105dzenia ko\u0144cowego – a co zatem idzie – dany szeroki kana\u0142 mo\u017ce by\u0107 wsp\u00f3\u0142dzielony przez urz\u0105dzenia kt\u00f3re odbieraj\u0105 sygna\u0142 o gorszych i lepszych parametrach – element steruj\u0105cy stacj\u0105 bazow\u0105 mo\u017ce wybiera\u0107 do kt\u00f3rych urz\u0105dze\u0144 wysy\u0142amy sygna\u0142 z „wolniejsz\u0105” modulacj\u0105 a do kt\u00f3rych mo\u017cemy nadawa\u0107 z „szybsz\u0105”. Jest to moim zdaniem bardzo fajny „ficzer” wbudowany bezpo\u015brednio w warstw\u0119 PHY – kt\u00f3ry eliminuje cz\u0119\u015bciowo potrzeb\u0119 ci\u0105g\u0142ej retransmisji. W przypadku system\u00f3w WCDMA (UMTS, HSPA) nie jest stosowana multipleksacja OFDM i niejako wszystkie stacje klienckie nadaj\u0105\/odbieraj\u0105 w tym samym czasie za pomoc\u0105 techniki CDMA – jest to oczywi\u015bcie o wiele wolniejsza metoda dost\u0119pu i obarczona du\u017c\u0105 ilo\u015bci\u0105 „b\u0142\u0119d\u00f3w” z uwagi na wsp\u00f3\u0142dzielony kana\u0142 – jednak bezapelacyjnie w odr\u00f3\u017cnieniu od modulacji OFDM posiada ona jedn\u0105 podstawow\u0105 zalet\u0119 – potrafi dzia\u0142a\u0107 przy bardzo niskim poziomie odbieranego sygna\u0142 zachowuj\u0105c ca\u0142kiem przyzwoite parametry. Dlatego zasi\u0119g HSPA na tej samej cz\u0119stotliwo\u015bci i szeroko\u015bci kana\u0142u jest znacznie wi\u0119kszy ni\u017c LTE. LTE aby pracowa\u0107 poprawnie przy niskich poziomach sygna\u0142u prowadza jeszcze pewno ulepszenie – mianowicie cykliczne testowanie no\u015bnej – dzia\u0142a to na takiej zasadzie, \u017ce co jaki\u015b czas stacja bazowa wysy\u0142a pewien sygna\u0142 korekcyjny na wszystkich no\u015bnych – aby sprawdzi\u0107 kt\u00f3ry nadaje si\u0119 najlepiej do transmisji dla poszczeg\u00f3lnych klient\u00f3w – w teorii pozwala to na „kalibrowanie” stacji bazowej pod k\u0105tem przemieszczaj\u0105cych si\u0119 u\u017cytkownik\u00f3w oraz zmieniaj\u0105cych si\u0119 warunk\u00f3w propagacyjnych (odbicia, chwilowe t\u0142umienia) – taka kalibracja ma oczywi\u015bcie zalety ale r\u00f3wnie\u017c wady – kt\u00f3re objawiaj\u0105 si\u0119 tym, \u017ce taka korekcja zajmuje kana\u0142 regularnej transmisji co zajmuje oczywi\u015bcie zasoby czasowe wi\u0119c wp\u0142ywa na og\u00f3ln\u0105 wydajno\u015b\u0107.<\/p>\n Jak to wi\u0119c jest z wydajno\u015bci\u0105 praktycznymi maksymalnymi osi\u0105gami ?<\/strong><\/p>\n Znalaz\u0142em ciekawy przelicznik jak obliczy\u0107 teoretyczn\u0105 wydajno\u015b\u0107 LTE:<\/p>\n W przypadku system\u00f3w MIMO 2×2 wydajno\u015b\u0107 teoretycznie potrafi zosta\u0107 zwi\u0119kszona dwukrotnie. Jednak je\u015bli m\u00f3wimy tutaj o terminalach mobilnych warto zauwa\u017cy\u0107, \u017ce MIMO 2×2 opiera swoje dzia\u0142anie zasadniczo na dw\u00f3ch osobnych polaryzacjach – to powoduje, \u017ce terminal mobilny oraz stacja bazowe musi posiada\u0107 anten\u0119 o odpowiedniej charakterystyce – tak aby osobne tory transmisji nie zosta\u0142y mi\u0119dzy sob\u0105 zak\u0142\u00f3cane. W przypadku niewielkich modem\u00f3w na USB zasadniczo wydajno\u015b\u0107 w trybie MIMO uzale\u017cniona jest od tego co znajduje si\u0119 w \u015brodku. Zapewnienie dobrej izolacji polaryzacji w malutkim urz\u0105dzeniu jest nie lada wyzwaniem (o ile jest w og\u00f3le mo\u017cliwe) – st\u0105d wydajno\u015b\u0107 w praktyce nie ro\u015bnie dwukrotnie. St\u0105d w idealnych warunkach przy za\u0142o\u017ceniu, \u017ce MIMO nie dzia\u0142a poprawnie pozwala na uzyskanie pr\u0119dko\u015bci jedynie w granicach ok. 75-120Mbit\/s. Warto doliczy\u0107, \u017ce ta pr\u0119dko\u015b\u0107 wsp\u00f3\u0142dzielona jest r\u00f3wnie\u017c przez dodatkow\u0105 ilo\u015b\u0107 danych sygnalizacyjnych st\u0105d spokojnie mo\u017cemy przyj\u0105\u0107, \u017ce realna wydajno\u015b\u0107 z jednym u\u017cytkownikiem na pok\u0142adzie oscyluje w granicach 70-80Mbit\/s. W przypadku modulacji QAM16 wydajno\u015b\u0107 spada do 50-60Mbit\/s i przy QPSK do 20-30Mbit\/s. Dodatkowo dochodzi do tego kwestia jeszcze FECu (Forward Error Correction) czyli danych nadmiarowych s\u0142u\u017c\u0105cych do naprawy uszkodzonych ramek. Wydajno\u015b\u0107 wi\u0119c w najgorszym mo\u017cliwym wypadku mo\u017ce wynie\u015b\u0107 jedynie nieca\u0142e 20-30Mbit\/s na sektor. Przyjmuj\u0105c, \u017ce 60% klient\u00f3w pracuje w \u015brednich warunkach a 20% klient\u00f3w pracuje w warunkach kiepskich lub idealnych mo\u017cemy przyj\u0105\u0107, \u017ce \u015brednio dysponujemy wydajno\u015bci\u0105 na poziomie 48-56Mbit\/s wsp\u00f3\u0142dzielonych przez wszystkich u\u017cytkownik\u00f3w danego sektora. Aby przekona\u0107 si\u0119, \u017ce moje obliczenia s\u0105 s\u0142uszne – wystarczy poczyta\u0107 sobie o „realnych” osi\u0105gach LTE na forach. Jak wida\u0107 bardzo daleko jest do osi\u0105gni\u0119cia umownych 100 lub 150Mbit\/s w realnym \u015brodowisku.<\/p>\n Praktyczna pojemno\u015b\u0107 wed\u0142ug test\u00f3w IS-Wireless. Jak wida\u0107 \u015brednie przepustowo\u015bci uzyskiwane podczas pobierania nijak si\u0119 maj\u0105 do marketingowego be\u0142kotu.<\/p><\/div>\n Warto r\u00f3wnie\u017c zaznaczy\u0107, \u017ce im wi\u0119cej klient\u00f3w z kiepskim sygna\u0142em tym wydajno\u015b\u0107 sektora mimo wszystko spada, dlatego im wi\u0119cej urz\u0105dze\u0144 pod\u0142\u0105czonych do stacji bazowej i odbieraj\u0105cych z ni\u017csz\u0105 modulacj\u0105 tym og\u00f3lna wydajno\u015b\u0107 jest mniejsza.<\/p>\n LTE ma jeszcze jedn\u0105 istotn\u0105 wad\u0119 – wykorzystanie modulacji OFDM wymaga aby „przestrze\u0144 radiowa” nie by\u0142a wsp\u00f3\u0142dzielona przez wiele stacji bazowych w tym samym czasie z uwagi na zak\u0142\u00f3cenia. To powoduje, \u017ce postawienie wielu stacji na tym samym kanale nie zwi\u0119ksza dramatycznie pojemno\u015bci sieci (jest to fizycznie niemo\u017cliwe) – dlatego LTE ma jeszcze jeden „ficzer” pozwalaj\u0105cy na „upchanie” wielu stacji – mianowicie synchronizacja. Dzi\u0119ki synchronizacji mo\u017cliwe jest wsp\u00f3\u0142dzielenie jednej cz\u0119stotliwo\u015bci przez wiele stacji poprzez wsp\u00f3\u0142dzielenie resource-blok\u00f3w. Zasi\u0119g takiej sieci zwi\u0119ksza si\u0119 terytorialnie, ale pojemno\u015bciowo zysk jest niewielki. Aby umieszcza\u0107 wiele nadajnik\u00f3w na tym samym obszarze nale\u017cy wykorzysta\u0107 kolejne kana\u0142y – a te jak wiemy nie s\u0105 dost\u0119pne w niskich pasmach – gdzie zasi\u0119g jest wi\u0119kszy.<\/p>\n Podsumowuj\u0105c<\/strong><\/p>\n LTE na pewno jest „ewolucj\u0105” system\u00f3w mobilnych, jednak podobnie jak ka\u017cda poprzednia technologia oferuj\u0119 „co\u015b za co\u015b”. W przypadku du\u017cych przepustowo\u015bci oferowanych przez LTE – ograniczeniem jest przede wszystkim dost\u0119pne pasmo. I tutaj nawet wprowadzenie bardziej skomplikowanych modulacji oraz system\u00f3w MIMO 4×4 nie zwi\u0119kszy przepustowo\u015bci drastycznie (najwy\u017cej dwukrotnie) gdy\u017c im wi\u0119ksza przepustowo\u015b\u0107 tym znacznie mniejszy zasi\u0119g us\u0142ugi. Drug\u0105 moim zdaniem najwa\u017cniejsz\u0105 wad\u0105 LTE jest jego realna pojemno\u015b\u0107 i oferowane pr\u0119dko\u015bci, kt\u00f3re s\u0105 zdecydowanie mniejsze ni\u017c to co sugeruj\u0105 reklamy. Sprzedaj\u0105c us\u0142ugi kt\u00f3rych przep\u0142ywno\u015bci by\u0142yby zdecydowanie ni\u017csze np. 10Mbit\/s ale bez limitu skutecznie zapcha\u0142yby nawet stacj\u0119 bazow\u0105 – gdy\u017c realne pr\u0119dko\u015bci pokroju 40-50Mbit\/s per sektor nie wystarcz\u0105 do obs\u0142ugi nawet 20 klient\u00f3w w dzisiejszych czasach – je\u015bli przyjmiemy, \u017ce LTE jest konkurencj\u0105 dla us\u0142ug stacjonarnych.<\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Od co najmniej kilku lat magiczne LTE pobudza zmys\u0142y chyba wszystkich zainteresowanych nowoczesnymi technologiami. I wszystko by\u0142o by w porz\u0105dku tylko po\u0142owa „entuzjast\u00f3w” nie bardzo jest w stanie powiedzie\u0107 czym jest tak naprawd\u0119 LTE i co kryje si\u0119 za tym … Czytaj dalej \n
![\"\"](\"http:\/\/www.devices.nazwa.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2012\/11\/lte.png\" "\\"LTE")
<\/a>