LTE Advanced dopo il WiMAX

In telecomunicazioni l'LTE, acronimo di Long Term Evolution, o anche Super 3G, è la più recente 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 e si colloca in una posizione intermedia fra gli attuali standard 3G come l'UMTS e quelli cosiddetti di quarta generazione (4G) ancora in fase di sviluppo, anche se alcuni gestori mobili (come Verizon negli US e Telia nei paesi Scandinavi), dal punto di vista del marketing, vendono tale tecnologia come 4G.

Descrizione

La standardizzazione dell'LTE è stata completata dal 3GPP all'inizio del 2008 e la prima disponibilità di apparati per le reti di nuova generazione è avvenuta nel 2009.

L'obiettivo dell'LTE è quello di promuovere l'uso della banda larga in mobilità, sfruttando l'esperienza e gli investimenti effettuati per le reti 3G ed anticipando i tempi rispetto alla disponibilità degli standard di quarta generazione 4G il cui obiettivo è quello di raggiungere velocità di connessionewireless anche superiori ad 1 Gb/s.

HSPA ed LTE sono forti antagonisti del WiMAX e delle sue evoluzioni; la disponibilità di HSPA oggi e di LTE nel prossimo futuro riduce di molto le prospettive di successo su larga scala del WiMAX, soprattutto come applicazione in ambito Internet e banda larga mobili.

Oggi molti operatori CDMA2000 stanno pensando di passare allo standard LTE non appena gli apparati saranno disponibili, abbandonando così il CDMA, il cui successo è ormai sempre più limitato, rendendo molto più vicina la possibilità di realizzare uno standard per le comunicazioni mobili veramente mondiale.

Caratteristiche

L'LTE è parte integrante dello standard UMTS, ma prevede numerose modifiche e migliorie fra cui:

  • utilizzo della modulazione OFDM per il down link 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 più evoluta versione dell'UMTS, ovvero l'HSPA;
  • velocità di trasferimento dati in download fino a 326,4 Mb/s;
  • velocità di trasferimento dati in upload fino a 86,4 Mb/s;
  • velocità 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 ed i 200 ms dell'UMTS);
  • utilizzo di un minimo di 1,25 MHz ed un massimo di 20 MHz di banda per ciascun utente con ampia flessibilità (contro i 5 MHz fissi del W-CDMA);
  • applicabilità flessibile a diverse bande di frequenza, incluse quelle del GSM, dell'UMTS-WCDMA e di nuove bande a 2,6 GHz, e con possibilità di aggiungere nuove bande nel tempo a seconda delle necessità.
  • Ottimo supporto in mobilità. 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 è 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 così via.

Standard e frequenze

Nelle aree rurali la banda di frequenza utilizzata sarà di 800 MHz o 900 MHz.

Il raggio di copertura di ogni cella è variabile: si va dai 5 km (prestazioni ottimali) sino ai 100 km (prestazioni accettabili). In UE sono ancora in corso discussioni sul possibile utilizzo delle bande di frequenza 800 MHz, derivate dagli ex canali televisivi UHF 61-69.

Questi canali saranno resi disponibili dopo il 2012, in seguito alla dismissione del cosiddetto dividendo digitale, ottenuto dal passaggio al digitale terrestre di tutti gli stati membri europei.

Per l'utilizzo, invece, della banda a 900 MHz, si procederà al cosiddetto "refarming" dello spettro radio, ovvero verranno liberati dei canali attualmente utilizzati in tecnologia GSM (2G) per fare posto alle tecnologie 3G (HSPA+ e LTE). In città e nelle aree urbane saranno usate bande di frequenza più elevate (si parla dei 2,6 GHz in UE).

In questo caso il raggio di copertura della cella sarebbe di circa 1 km.

Sperimentazione e commercializzazione 

Vodafone comunica di aver concluso i test LTE di laboratorio in molti stati europei dove è presente. All'estero, NTT Docomo ha iniziato la commercializzazione nel 2009 in Giappone.

Il 15 dicembre 2009 TeliaSonera ha iniziato la commercializzazione delle offerte che utilizzano le apparecchiature LTE nei paesi scandinavi . Le capitali di Svezia e Norvegia hanno iniziato, 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 è affidata a Ericsson (Stoccolma) e Huawei (Oslo), mentre i dispositivi di ricezione (su chiave USB) sono forniti da Samsung. Alcuni test di velocità hanno dimostrato prestazioni reali abbastanza elevate, intorno ai 20 Mbps in download e 4 Mbps in upload.

Il 10 febbraio 2010 la compagnia svizzera Swisscom ha annunciato che nell'aprile 2010 sono stati effettuati  approfonditi test con il sistema di telefonia mobile di quarta generazione LTE. Dal mese di aprile 2010 Swisscom ha proceduto dapprima a dei test in laboratorio e, successivamente, a una prova sul campo. La fine di tutta la serie di test è terminata nell'autunno 2010. In base all'attuale pianificazione, lo standard LTE è stato integrato nella rete di telefonia mobile nel corso del 2011.

Dall`estate 2011 in Austria la compagnia A1, membro di Telekom Austria Group, offre connessione LTE fino a 150Mbit/sec in download e 75Mbit/sec in upload, il tutto peró con un tetto massimo di dati trasmessi pari a 40GB/mese.

Arrivo in Italia

Il 27 giugno 2011 viene pubblicato sulla gazzetta ufficiale il bando d'asta per l'assegnazione delle licenze agli operatori mobili interessati. Le frequenze oggetto d'asta sono:

  • banda 800 MHz (dividendo digitale e ex frequenze televisive), fino a 6 lotti di frequenze FDD, ciascuno di ampiezza pari a 5 MHz in spettro accoppiato, assegnabili su base nazionale, nominati da 1 a 6;
  • banda 1800 MHz, fino a 3 lotti di frequenze FDD, ciascuno di ampiezza pari a 5 MHz in spettro accoppiato, assegnabili su base nazionale, nominati da 1 a 3;
  • banda 2000 MHz, 1 lotto di frequenze TDD di ampiezza pari a 15 MHz, assegnabile su base nazionale, nominato lotto A;
  • banda 2600 MHz, fino a 12 lotti di frequenze FDD, ciascuno di ampiezza pari a 5 MHz, in spettro accoppiato, assegnabili su base nazionale, nominati da 3 a 14, e 2 lotti di frequenze TDD, ciascuno di ampiezza pari a 15 MHz, assegnabili su base nazionale, nominati lotto B e C, con esclusione delle frequenze 2500-2510 MHz e 2620-2630 MHz nei lotti FDD e delle frequenze 2600-2620 MHz nei lotti TDD.

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