Nelle
telecomunicazioni
, il termine
LTE
, sigla di
L
ong
T
erm
E
volution
, indica l'evoluzione degli
standard
di
telefonia mobile
cellulare
GSM
/
UMTS
,
CDMA2000
e TD-SCDMA. Nasce come nuova generazione per i sistemi di accesso mobile a
banda larga
(
Broadband Wireless Access
). LTE e il nome tecnico dello standard utilizzato a livello mondiale per il
4G
, e la sua evoluzione e il LTE ADVANCED (4.5G).
Con l'intento di porre fine alla confusione tra l'utilizzo in
marketing
del termine 4G e la vera classificazione come 4G
[1]
, l'
ITU
ha deciso di applicare il termine 4G all’LTE
[2]
.
La standardizzazione dell'LTE e stata completata dal
3GPP
all'inizio del 2008.
L'obiettivo dell'LTE e quello di promuovere l'uso della
banda larga
in mobilita, sfruttando l'esperienza e gli investimenti effettuati per le reti
3G
e anticipando i tempi rispetto alla disponibilita degli standard di quarta generazione
4G
il cui obiettivo e quello di raggiungere velocita di
connessione
wireless
anche superiori a 1
Gbit/s
.
HSPA
ed LTE sono forti antagonisti del
WiMAX
e delle sue evoluzioni; la disponibilita su larga scala di HSPA e di LTE nei principali agglomerati urbani hanno ridotto le prospettive di successo del WiMAX, soprattutto come applicazione in ambito
Internet
e banda larga mobile.
Molti operatori
CDMA2000
stanno pensando di passare allo standard LTE non appena gli apparati saranno disponibili, abbandonando cosi il
CDMA
, il cui successo e ormai sempre piu limitato, rendendo molto piu vicina la possibilita di realizzare uno standard per le comunicazioni mobili veramente mondiale.
LTE puo funzionare su diverse bande di frequenza. In particolar modo nella UE verranno utilizzate le seguenti bande:
- banda di
frequenza
800
MHz
(una volta liberate le frequenze televisive da 794 MHz a 858 MHz, gli attuali canali dal 61 al 69, con l'avvento del
digitale terrestre
, in Italia dal 2013),
- banda di
frequenza
850 MHz (una volta completato il refarming dello spettro, verra liberato dal GSM),
- banda di
frequenza
1800 MHz (una volta liberati alcuni dei canali attualmente usati dal GSM),
- banda di
frequenza
1900 MHz,
- banda di
frequenza
2100 MHz,
- banda di
frequenza
2600 MHz (frequenze gia libere in alcune zone ma utilizzate dai Ministeri della Difesa e dai radar in altre zone).
Come specificato, la banda di frequenza 800 MHz e derivata dagli ex canali televisivi
UHF
61-69 (che occupavano la banda da 790 a 862 MHz), liberatisi al passaggio al
digitale terrestre
di tutti gli stati membri europei. Tali frequenze sono collettivamente chiamate
dividendo digitale
(da non confondersi con il
divario digitale
).
Sono suddivise in canali di 5 MHz ciascuno, di cui: 6 blocchi (o canali) nella banda da 791 a 821 MHz per il
download
e altri 6 blocchi nelle frequenze da 832 a 862 MHz per l'
upload
. Le due bande sono distanziate da una banda "di transizione" da 11 MHz nelle frequenze da 821 a 832 MHz, detta di
duplex gap
dove si trasmette sia in download che in upload.
Per l'utilizzo della banda a 850 MHz e 1800 MHz si procedera invece al cosiddetto "refarming" dello spettro radio, ovvero verranno liberati dei canali attualmente utilizzati in tecnologia
GSM
(2G) per fare posto alle tecnologie 3G e 4G (HSPA+ e LTE). In citta e nelle aree urbane saranno usate bande di frequenza piu elevate (si parla dei 2,6 GHz in UE).
LTE e parte integrante dello standard
UMTS
, ma prevede numerose modifiche e migliorie fra cui:
- utilizzo della
modulazione
OFDM
per il
downlink
e Single-Carrier
FDMA
per l'
uplink
(al posto del
W-CDMA
dell'
UMTS
);
- efficienza spettrale
(ovvero numero di bit al secondo trasmessi per ogni hertz della
portante
) 3 volte superiore alla piu evoluta versione dell'
UMTS
, ovvero l'
HSPA
;
- velocita di trasferimento
dati in scaricamento fino a 326,4
Mbit/s
;
- velocita di trasferimento dati in
caricamento
fino a 86,4 Mbit/s;
- velocita di trasferimento dati al bordo della cella da 2 a 3 volte superiori all'
UMTS
/
HSPA
- RTT (
Round Trip Time
) inferiore ai 10 ms (contro i 70 ms dell'
HSPA
e i 200 ms dell'
UMTS
);
- utilizzo di un minimo di 1,25
MHz
e un massimo di 20 MHz di banda per ciascun utente con ampia flessibilita (contro i 5 MHz fissi del
W-CDMA
);
- applicabilita flessibile a diverse bande di frequenza, incluse quelle del GSM, dell'UMTS-WCDMA e di nuove bande a 2,6 GHz, e con possibilita di aggiungere nuove bande nel tempo a seconda delle necessita.
- Ottimo supporto in mobilita. Sono state registrate elevate prestazioni fino a 350 km/h, o addirittura sino ai 500 km/h, a seconda della banda di frequenza usata.
A differenza dell'
HSPA
e dell'
HSPA Evolution
, che utilizzano la stessa copertura radio della rete
UMTS
, nel caso dell'LTE e necessario predisporre una copertura radio dedicata, realizzando di fatto una nuova rete aggiuntiva a quella dell'
UMTS
, o di qualsiasi altro sistema di accesso cellulare, come il
GSM
, il
CDMA2000
e cosi via.
Questa tecnologia venne prodotta in varie categorie, le quali identificano le prestazioni della tecnologia.
[3]
Pur utilizzando una diversa forma di interfaccia radio,
OFDMA
/
SC-FDMA
invece di
CDMA
, ci sono molte similitudini con le precedenti forme di architettura 3G.
|
WCDMA (UMTS)
|
HSPA
|
HSPA+
|
LTE
|
LTE Advanced
|
Velocita massima in scaricamento
|
384 kbit/s
|
14 Mbit/s
|
42 Mbit/s
|
326,4 Mbit/s
|
3,3 Gbit/s
|
Velocita massima in caricamento
|
128 kbit/s
|
5,7 Mbit/s
|
11 Mbit/s
|
86,4 Mbit/s
|
500 Mbit/s
|
Latenza (espressa in ms)
|
150
|
100
|
50
|
~ 10
|
Sconosciuto
|
Versione 3GPP
|
Rel 99/4
|
Rel 5/6
|
Rel 7
|
Rel 8
|
Rel 10
|
Metodologia
|
CDMA
|
CDMA
|
CDMA
|
OFDMA / SC-FDMA
|
OFDMA Ibrido / SC-FDMA
|
Inoltre la rete LTE e interamente basata sul protocollo IP e supporta sia
IPv4
sia
IPv6
.
LTE sfrutta tre nuove tecnologie che gli permettono di avere una maggiore efficienza spettrale:
- OFDM
(
Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
): la tecnologia OFDM permette di ottenere elevati data rate pur mantenendo un alto livello di robustezza nei confronti delle interferenze. I sistemi di accesso variano tra Downlink e Uplink. Nel primo caso si ricorre all'
OFDMA
; nel secondo caso si utilizza l'
SC-FDMA
che consente di avere un rapporto picco/potenza media di dimensioni ridotte che porta ad avere un'alta efficienza di potenza RF nei telefoni cellulari (un fattore molto importante perche si ripercuote sulla durata della batteria).
- MIMO
(
Multiple-Input Multiple-Output
): uno dei problemi principali dei sistemi di telecomunicazioni precedenti e relativo ai cammini multipli, dovuto alla presenza di palazzi o oggetti che provocano la riflessione dei segnali (
multipath fading
). Il MIMO permette di trarre giovamento da questa situazione, andando a combinare tra loro i vari segnali ricevuti. Quando si usa il MIMO e necessario utilizzare piu antenne per permettere di distinguere i segnali che provengono da percorsi diversi. Mentre e facile aggiungere antenne dal lato delle stazioni radio base, lo stesso non si puo dire dal lato del terminale dove le dimensioni limitano il numero di antenne che e possibile installare.
- SAE
(
System Architecture Evolution
): molte funzioni, precedentemente gestite dalla core network, sono state trasferite verso la periferia della rete. Questo conferisce alla rete una forma "piatta" che consente di ridurre notevolmente i tempi di latenza.
- In
Libano
nel 2011 Touch ha avviato la costruzione di 50 siti che offriranno connettivita 4G/LTE a 173 Mbit/s
[4]
. Nel maggio del 2013 in Libano Alfa e Touch hanno lanciato lo LTE in aree limitate di
Beirut
[5]
.
- NTT docomo
commercializza la connessione dal 2009 in
Giappone
[6]
.
- Dal 15 dicembre
2009
TeliaSonera
commercializza delle offerte che utilizzano le apparecchiature LTE nei paesi
scandinavi
(le capitali di
Svezia
e
Norvegia
per cominciare, con le estensioni ad altre aree densamente popolate dei paesi dell'Europa settentrionale dall'inizio del
2010
). Per la parte tecnica di supporto all'ultima tecnologia di 3ª generazione, TeliaSonera si e affidata a
Ericsson
(
Stoccolma
) e
Huawei
(
Oslo
), mentre i dispositivi di ricezione (su
chiave USB
) sono forniti da
Samsung
. Alcuni test di velocita hanno dimostrato prestazioni reali abbastanza elevate, intorno ai 20 Mbit/s in scaricamento e 4 Mbit/s in caricamento
[7]
.
- Nel febbraio
2010
la compagnia
svizzera
Swisscom
annuncio
[8]
che nell'aprile 2010 avrebbe cominciato approfonditi test con il sistema di telefonia mobile di quarta generazione LTE. Dal mese di aprile 2010 Swisscom ha proceduto dapprima con dei test in laboratorio e, successivamente, a una prova sul campo. Dopo aver ultimato la serie di test nell'autunno 2010, lo standard LTE e stato integrato nella rete di telefonia mobile dal 2011.
- Vodafone
comunica di aver concluso i test LTE di laboratorio in molti stati europei dove e presente nel 2010 e dal 2012 offre LTE in alcuni mercati dove e presente (
Germania
,
Portogallo
e altri).
- In
Austria
la compagnia A1, membro di
Telekom Austria Group
, dall'estate 2011 offre connessione LTE fino a 150 Mbit/s in scaricamento e 75 Mbit/s in caricamento, il tutto pero con un tetto massimo di dati trasmessi pari a 40 GB/mese.
- Nel corso del 2012 la compagnia
russa
Yota ha completato il passaggio dalla tecnologia WiMAX alla tecnologia LTE, con velocita fino a 20 Mbit/s. La compagnia copre
Mosca
,
San Pietroburgo
,
Krasnodar
,
So?i
,
Ufa
,
Samara
,
Novosibirsk
e
Vladivostok
.
- A primavera 2013 la compagnia
irachena
Regional Telecom ha lanciato
[9]
il sistema "FastLink", basato su tecnologia LTE di
Alcatel-Lucent
, con copertura su tre citta nella regione del
Kurdistan
Iracheno.
- ^
Michele Nasi,
ITU: WiMax e LTE un'evoluzione ma non sono 4G
, su
IlSoftware.it
, 8 gennaio 2017.
URL consultato il 28 ottobre 2022
.
- ^
Newsroom ? Press Release
, su
itu.int
.
URL consultato il 2 maggio 2019
(archiviato dall'
url originale
il 7 novembre 2020)
.
- ^
Cosa sono LTE Cat. 6 / 8 / 10 / 16 / 18 e LTE Advanced?
- ^
(
FR
)
MTC-Touch annonce la 3G pour septembre
, su
LeCommerceDuLevante.com
, 9 maggio 2011.
URL consultato il 1º ottobre 2019
.
- ^
(
EN
)
Limited 4G data service arrives in Beirut|News, Lebanon News|THE DAILY STAR
, su
DailyStar.com.lb
, 15 maggio 2013.
URL consultato il 1º ottobre 2019
(archiviato dall'
url originale
il 26 agosto 2018)
.
- ^
Dario Bonacina,
250 megabit di banda sul cellulare
, su
Punto-Informatico.it
, 28 marzo 2008.
URL consultato il 1º ottobre 2019
.
- ^
(
EN
)
Speed test on world's first 4G/LTE network by DOVADO (Feb 2010)
, su
YouTube.com
, 3 febbraio 2010.
URL consultato il 1º ottobre 2019
.
- ^
Swisscom - Chi Siamo - Navigazione mobile ancora piu rapida in futuro: Swisscom testa lo standard di telefonia mobile di quarta generazione LTE
Archiviato
il 1º giugno 2011 in
Internet Archive
.
- ^
FastLink
Archiviato
il 15 luglio 2013 in
Internet Archive
.