📄 LTE

(Long Term Evolution)

🔹 Общее описание

LTE (Long Term Evolution) — это технология мобильной связи четвёртого поколения (4G), разработанная для обеспечения высокоскоростной передачи данных по беспроводным сетям. Основная цель LTE — создать унифицированную и более эффективную сеть пакетной передачи данных, заменяющую устаревшие технологии 2G и 3G.

Тип: Технология мобильной связи
Поколение: 4G (IMT-Advanced)
Стандарт: 3GPP Release 8 и выше
Первое внедрение: 2009 год (Швеция, Норвегия)
Скорость передачи данных:
Downlink: до 1 Гбит/с (теоретически)
Uplink: до 500 Мбит/с
Реальная скорость: от 10 Мбит/с до 300 Мбит/с

🔹 Основные характеристики LTE

Характеристика	Значение
Тип модуляции	QPSK, 16QAM, 64QAM
Скорость	До 300 Мбит/с (Cat.6), до 1 Гбит/с (Cat.9–Cat.20)
Поддержка VoIP	Да (VoLTE)
Протоколы	IP-based (все данные передаются через IP)
Совместимость	Работает в паре с GSM/UMTS (NSA режим)
Частотные диапазоны	B1 (2100), B3 (1800), B7 (2600), B20 (800), B5 (850), B2 (1900) и др.

🔹 Архитектура сети LTE

Основные компоненты:

Компонент	Описание
UE (User Equipment)	Пользовательское устройство (смартфон, модем)
eNodeB (evolved Node B)	Базовая станция, выполняющая функции RRC, MAC, PHY
EPC (Evolved Packet Core)	Ядро сети LTE
MME (Mobility Management Entity)	Управление мобильностью и регистрацией пользователя
SGW (Serving Gateway)	Передача данных между eNodeB и PGW
PGW (PDN Gateway)	Шлюз к внешним сетям (интернет)
HSS (Home Subscriber Server)	Центр регистрации абонентов и информации о профиле

🔹 Категории LTE (Categories)

Категория	Downlink (Мбит/с)	Uplink (Мбит/с)	Используемые технологии
Cat.1	10	5	QPSK, 1x DL slot
Cat.3	100	50	64-QAM, 2x DL slot
Cat.4	150	75	MIMO 2x2
Cat.6	300	50	Carrier Aggregation (DL 2CC)
Cat.9	450	150	DL 3CC, MIMO 2x2
Cat.12	600	150	DL 3CC, 64-QAM
Cat.16	1000	150	DL 4CC, 256-QAM

🔹 Технологии LTE

Технология	Описание
FDD-LTE	Frequency Division Duplex — разделение входящих и исходящих сигналов по частоте
TDD-LTE	Time Division Duplex — разделение по времени
Carrier Aggregation (CA)	Объединение нескольких несущих для увеличения скорости
MIMO	Multiple Input Multiple Output — использование нескольких антенн для повышения качества сигнала
VoLTE	Voice over LTE — голосовые вызовы через IP-сеть
IMS (IP Multimedia Subsystem)	Подсистема для передачи мультимедийных данных через IP
eMBMS (enhanced Multimedia Broadcast Multicast Service)	Поддержка широковещательной передачи данных

🔹 Преимущества LTE

Высокая скорость передачи данных
Низкая задержка (latency)
Поддержка HD-видео, стриминга, онлайн-игр
Устойчивое соединение даже на высокой скорости (например, в поезде)
Поддержка VoLTE и IMS (IP-телекоммуникации)
Энергоэффективность и масштабируемость

🔹 Ограничения LTE

Зависит от плотности инфраструктуры (вышки, антенны)
Чувствителен к препятствиям (здания, леса)
Требует значительного радиочастотного спектра
Выше энергопотребление по сравнению с 2G/3G

🔹 Примеры использования

Сфера применения	Примеры
Интернет в смартфонах	Веб-серфинг, YouTube, Netflix
Мобильный офис	Видеоконференции, облачные сервисы
IoT и M2M	Удалённые камеры, умные счетчики
Транспорт	Мобильные роутеры, беспроводной интернет
Образование и здравоохранение	Телемедицина, онлайн-обучение

🔹 AT-команды для работы с LTE-модемами

Для управления LTE-модемами (Quectel, Telit, Sierra Wireless и др.) часто используются следующие команды:

AT              # Проверка связи
AT+CGMI         # Производитель
AT+CGMM         # Модель устройства
AT+CIMI         # IMSI номер SIM-карты
AT+CSQ          # Уровень сигнала
AT+COPS?        # Информация о сети
AT+CREG?        # Регистрация в сети
AT+CGATT?       # Прикрепление к пакетной сети
AT+CGDCONT      # Настройка PDP контекста
AT+QIACT        # Активация контекста (Quectel)
AT+QIDEACT      # Деактивация контекста
AT+QISTATUS     # Статус подключения

🔹 LTE Advanced и LTE Advanced Pro

Версия	Описание
LTE-A	Расширенная версия LTE с поддержкой CA, MIMO, CoMP
LTE-A Pro	Дальнейшее развитие LTE, подготовка к 5G (до 3 Гбит/с)

🔹 Отношение к 5G

Параметр	LTE	5G NSA	5G SA
Ядро сети	EPC	EPC + 5GC	5GC
Скорость	до 1 Гбит/с	до 2 Гбит/с	до 20 Гбит/с
Задержка	~30 мс	~10 мс	~1 мс
Совместимость	Самостоятельная сеть	Использует LTE как основу	Полностью независимая сеть