Contente

• Como o LTE-A funciona?
• Agregação de operadora
• MIMO
• QAM
• Hardware celular
• Hardware de modem
• Lançamento global
• Relacionado

Atualmente, o 4G LTE é, sem dúvida, o padrão de fato para as operadoras em todo o mundo no que diz respeito às velocidades de banda larga móvel, com 3G e outras tecnologias mais antigas relegadas a áreas mais remotas ou buracos negros de cobertura. Mas o que vem depois? A resposta óbvia é o 5G e já está presente em alguns países. Enquanto isso, vimos outro tipo de tecnologia celular se tornar comum: o LTE-A.

(LTE-A) está disponível na Europa, América do Norte e Ásia há alguns anos. Então, o que exatamente é LTE-A? Nesta peça, veremos mais de perto como a tecnologia funciona e o que isso significa para os consumidores.

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Como o LTE-A funciona?

Como o nome indica, o LTE-Advanced é simplesmente uma versão evoluída da conectividade LTE atual, usando uma variedade de técnicas adicionais para garantir o nome "avançado". As novas funcionalidades introduzidas no LTE-Advanced são Agregação de portadora (CA), melhor uso das técnicas existentes de múltiplas antenas (MIMO) e suporte a nós de retransmissão. Tudo isso foi projetado para aumentar a estabilidade, largura de banda e velocidade das redes e conexões LTE.

Também vimos a chegada do LTE-Advanced Pro - também conhecido como Gigabit LTE em alguns mercados - (3GPP Release 13 ou superior). Então, como isso difere do padrão LTE-A? Este infográfico da Sierra Wireless faz um bom trabalho para ilustrar como ele se encaixa.

O LTE Pro / Gigabit LTE-A usa a tecnologia 256QAM existente, agregação de operadora mais avançada e outras técnicas para aumentar a velocidade do LTE-A de baunilha. Também está definido para ser uma parte importante das implantações 5G, essencialmente cobrindo áreas de cobertura onde 5G não está disponível.

Agregação de operadora

Provavelmente, a chave por trás do LTE-Advanced é a agregação de operadora. Essencialmente, essa tecnologia foi projetada para multiplicar a largura de banda das conexões LTE, permitindo o download de dados de várias bandas de rede simultaneamente. Os portadores de componentes LTE, ou bandas, são divididos em partes que transportam dados que podem ter uma largura de banda de 1,4, 3, 5, 10, 15 ou 20 MHz. Até cinco transportadoras de componentes podem ser agregadas. A agregação de operadora combina sinais dessas diferentes operadoras, permitindo que a largura de banda aumente até 100 MHz para uma única conexão. Isso se aplica aos tipos de rede FDD e TDD, bem como às conexões de download e upload.

A agregação de operadora pode trabalhar com operadoras de componentes contíguas localizadas na mesma banda de frequência operacional ou com operadoras não contínuas de diferentes bandas em diferentes frequências de operação. A imagem abaixo ajuda a explicar isso:

Em termos de velocidade de dados, essa técnica pode fornecer taxas de dados de pico extremamente altas, teoricamente de até 1 Gbps ao utilizar a largura de banda máxima disponível de cinco operadoras. Embora as soluções comerciais suportem apenas até três operadoras com taxas de dados de pico de até 600 Mbps para LTE-Advanced. No entanto, na realidade, as operadoras, hardware e cobertura de rede ficarão aquém desse máximo teórico, por exemplo, atingindo velocidades de download de cerca de 150 Mbps com duas operadoras de 20 MHz ativadas.

Também vimos surgir LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, divulgando a agregação de operadoras com até 32 operadoras de componentes. Esta próxima etapa teoricamente oferece velocidades de até 3Gbps, embora as taxas de pico de dados nas redes do mundo real durante os testes supostamente cheguem a 1Gbps. Espere que esse número caia ainda mais abaixo da marca de gigabit ao usar essas redes hoje, devido ao congestionamento, ao ambiente e a outros fatores.

Outro grande benefício da Carrier Aggregation é que permite total compatibilidade com versões anteriores e posteriores entre redes LTE existentes e dispositivos compatíveis com LTE-Advanced. As conexões LTE-Advanced serão fornecidas pelas bandas LTE existentes, portanto, os usuários LTE padrão continuarão a usar o LTE normalmente, enquanto as conexões avançadas farão uso de várias operadoras LTE.

MIMO

A tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output) é outra tecnologia necessária para o LTE-Advanced funcionar.O MIMO aumenta a taxa de bits geral da transferência combinando fluxos de dados de duas ou mais antenas e permite que a agregação de operadora funcione.

Em vez de enviar uma única informação de um remetente para um destinatário, você pode enviar a mesma informação de vários remetentes para vários destinatários. É um processo paralelo, que aumenta substancialmente a quantidade de dados que você pode enviar e receber a cada segundo (bits por hertz), desde que você tenha um modem receptor que possa classificar todas as informações na ordem correta.

Embora o MIMO já seja usado em redes LTE, o LTE-Advanced exige que os chips aumentem o número de entradas e saídas usadas simultaneamente. O Vanilla LTE-Advanced suporta até oito transmissores e receptores durante o download e quatro por quatro durante o upload. O aumento da disposição MIMO também melhorará a velocidade e a qualidade da conexão de conexões herdadas, como CDMA, GSM e WCDMA.

Também estamos vendo o chamado MIMO maciço sendo implementado para LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, consistindo em até 16 transmissores e receptores. Essa tecnologia também está configurada para formar a base para o 5G.

QAM

Outra parte importante do quebra-cabeça LTE-Advanced é a modulação em amplitude em quadratura (QAM). Essa técnica basicamente fornece mais bits de informação ao sinal enviado de uma torre para o seu telefone. Maior QAM fornece mais informações em um sinal e, portanto, velocidades mais rápidas.

A Qualcomm comparou o QAM aos caminhões que carregam uma carga maior devido a uma embalagem mais eficiente, reduzindo assim o número de caminhões necessários em uma rodovia.

Anteriormente, vimos o 64QAM sendo usado no LTE-A, mas redes LTE-Advanced de empresas como Verizon, T-Mobile e outras usam também o 256QAM. Essa versão específica do QAM aumenta drasticamente a largura de banda e, assim como o MIMO maciço, é outra tecnologia básica usada no 5G. De fato, a Qualcomm diz que o 256QAM aumenta a velocidade de download em 33% em relação ao 64QAM.

Essa tecnologia também é usada em Wi-Fi, com Wi-Fi 5 (802.11ac) usando 64QAM, enquanto o novo padrão Wi-Fi 6 tira vantagem do 1024QAM. De qualquer forma, 64QAM e 256QAM são usados ​​no LTE-A padrão, enquanto o LTE-A Pro geralmente adere ao 256QAM.

Hardware celular

A parte final da tecnologia introduzida no LTE-Advanced é uma peça de hardware da transportadora chamada nó de retransmissão. Embora os nós de retransmissão não sejam parte integrante da melhoria da velocidade dos dados, eles melhorarão a disponibilidade das conexões LTE e oferecerão mais opções para você escolher ao enviar dados de recebimento.

Simplificando, um nó de retransmissão é uma estação base de baixa potência usada para aumentar a cobertura da rede nas extremidades e além do raio de conexão da estação principal. Esses nós de retransmissão se conectam sem fio à estação principal e devem ajudar a aumentar o seu sinal ao se aproximar da extremidade da sua rede LTE. Obviamente, o acesso a uma conectividade aprimorada dependerá inteiramente de as operadoras se preocuparem em investir na construção desses nós.

As velocidades teóricas e de usuário máximas têm um grande impulso com o 4G LTE Advanced.

Hardware de modem

Para funcionar corretamente, a agregação de operadora, QAM e MIMO exigem implementações de hardware de telecomunicações e dispositivos. Você verá que muitos SoCs de smartphones e modems externos suportam essas taxas de dados mais rápidas. Os detalhes do hardware LTE-Advanced foram introduzidos com as especificações da Release 10 em 2011. Qualquer dispositivo LTE de categoria 4 ou superior suporta agregação de operadora, QAM e configurações MIMO maiores, cada uma em graus variados. Enquanto isso, os dispositivos LTE de categoria 16 ou posterior oferecem suporte para dispositivos Gigabit LTE ou LTE-Advanced Pro.

Um exemplo é o chipset Snapdragon 845 da Qualcomm, que usa um modem X20 LTE interno (categoria 18/13). Este modem oferece agregação de operadora de cinco bandas para downlink, 4 × 4 MIMO e 256QAM. Em outras palavras, ele possui todos os ingredientes necessários para a conectividade LTE-Advanced e LTE-Advanced Pro.

O Exynos 9820 da Samsung usado na série Galaxy S10 oferece o próprio modem LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE da empresa. Isso oferece velocidades de Categoria 20 com agregação de transportadora de até oito bandas, MIMO 4 × 4 e 256QAM. De fato, a Samsung alega velocidades de downlink de até 2Gbps.

A Huawei é outro grande player que suporta LTE-Advanced e Pro / Gigabit LTE, começando com o chipset Kirin 970 nas séries Huawei Mate 10 e P20. O Kirin 970 oferece suporte à Categoria 18, enquanto o Kirin 980 fornece um modem da Categoria 21.

O hardware dentro do seu smartphone é claramente apenas parte da batalha. Sua operadora precisa oferecer suporte a essas tecnologias para obter a menor latência e maiores velocidades de download.

Lançamento global

Demorou um pouco, mas o LTE-A percorreu o mundo desde o início. A maioria das principais redes da África, Ásia, Europa e Américas adotou o padrão. Caramba, o LTE-Advanced Pro também está alcançando vários mercados agora, na forma de Gigabit LTE.

Parece que são notícias antigas neste momento, à medida que as redes 5G percorrem o mundo lentamente, mas os componentes do LTE-A e LTE-Advanced Pro nunca foram tão importantes. Isso ocorre porque as tecnologias subjacentes ao LTE-A e LTE-A Pro serão usadas na borda das redes 5G como uma opção de fallback para os usuários.

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