NộI Dung

• LTE-A hoạt động như thế nào?
• Tập hợp tàu sân bay
• MIMO
• QAM
• Phần cứng di động
• Modem phần cứng
• Triển khai toàn cầu
• Liên quan

Ngày nay, 4G LTE không còn nghi ngờ gì nữa là tiêu chuẩn thực tế cho các nhà mạng trên toàn cầu khi nói đến tốc độ băng thông rộng di động, với 3G và các công nghệ cũ khác chủ yếu xuống các vùng xa hơn hoặc các lỗ đen phủ sóng. Nhưng những gì tiếp theo? Câu trả lời rõ ràng là 5G, và nó đã sống ở một số ít quốc gia. Trong khi đó, chúng tôi đã thấy một loại công nghệ di động khác trở nên phổ biến: LTE-A.

(LTE-A) đã có mặt ở Châu Âu, Bắc Mỹ và Châu Á trong một vài năm nay. Vậy chính xác thì LTE-A là gì? Trong phần này, chúng tôi xem xét kỹ hơn về cách thức hoạt động của công nghệ và ý nghĩa của nó đối với người tiêu dùng.

Don mệnh bỏ lỡ: Điện thoại 5G tốt nhất bạn có thể mua và tất cả các điện thoại 5G sắp ra mắt

LTE-A hoạt động như thế nào?

Đúng như tên gọi, LTE-Advanced chỉ đơn giản là một phiên bản phát triển của kết nối LTE hiện tại, sử dụng nhiều kỹ thuật bổ sung khác nhau để đảm bảo tên nâng cao của cải tiến. Các chức năng mới được giới thiệu trong LTE-Advanced là Carrier Aggregation (CA), sử dụng tốt hơn các kỹ thuật đa ăng-ten hiện có (MIMO) và hỗ trợ cho Nút chuyển tiếp. Tất cả những thứ này được thiết kế để tăng tính ổn định, băng thông và tốc độ của các mạng và kết nối LTE.

Chúng tôi cũng đã thấy sự xuất hiện của LTE-Advanced Pro - còn được gọi là Gigabit LTE ở một số thị trường - (Phiên bản 3GPP 13 trở lên). Vậy điều này khác với LTE-A tiêu chuẩn như thế nào? Infographic Sierra Wireless này thực hiện tốt việc minh họa cách nó khớp với nhau.

LTE-A Pro / Gigabit LTE sử dụng công nghệ 256QAM hiện có, tập hợp mạng di động tiên tiến hơn và các kỹ thuật khác để tăng tốc độ so với LTE-A vanilla. Nó cũng được thiết lập để trở thành một phần chính của việc triển khai 5G, về cơ bản là phủ kín các khu vực trong vùng phủ sóng có sẵn 5G.

Tập hợp tàu sân bay

Có lẽ chìa khóa đằng sau LTE-Advanced là tập hợp mạng di động. Về cơ bản, công nghệ này được thiết kế để nhân băng thông của các kết nối LTE bằng cách cho phép bạn tải xuống dữ liệu từ nhiều băng tần mạng cùng một lúc. Các sóng mang thành phần LTE, hoặc các băng tần, được chia thành các phần mang dữ liệu có thể có băng thông 1,4, 3, 5, 10, 15 hoặc 20 MHz. Lên đến năm sóng mang thành phần có thể được tổng hợp lại với nhau. Tập hợp sóng mang kết hợp tín hiệu từ các sóng mang khác nhau này, cho phép băng thông tăng lên tới 100 MHz cho một kết nối. Điều này áp dụng cho cả hai loại mạng FDD và TDD, cũng như cả kết nối tải xuống và tải lên.

Tập hợp sóng mang có thể hoạt động với các sóng mang thành phần liền kề nằm trong cùng một dải tần số hoạt động hoặc với các sóng mang không liên tục từ các dải khác nhau trên các tần số hoạt động khác nhau. Hình ảnh dưới đây giúp giải thích điều này:

Về tốc độ dữ liệu, kỹ thuật này có thể cung cấp tốc độ dữ liệu cực đại rất cao, về mặt lý thuyết lên tới 1Gbps khi sử dụng băng thông tối đa có sẵn từ năm nhà mạng. Mặc dù các giải pháp thương mại chỉ hỗ trợ tối đa ba nhà mạng với tốc độ dữ liệu cao nhất lên tới 600 Mbps cho LTE-Advanced. Tuy nhiên, trong các nhà mạng thực tế, phần cứng và vùng phủ sóng sẽ không đạt đến mức tối đa theo lý thuyết này, ví dụ, đạt cực đại ở tốc độ tải xuống khoảng 150Mbps với hai sóng mang 20 MHz được kích hoạt.

Chúng tôi cũng đã thấy LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE xuất hiện, chào hàng tập hợp nhà mạng với tối đa 32 nhà mạng thành phần. Bước tiếp theo về mặt lý thuyết này cung cấp tốc độ lên tới 3Gbps, mặc dù tốc độ dữ liệu cao nhất trên các mạng trong thế giới thực trong quá trình thử nghiệm được báo cáo đứng đầu ở mức 1Gbps. Hy vọng con số này sẽ giảm sâu hơn nữa dưới mốc gigabit khi bạn sử dụng các mạng này ngày hôm nay, do tắc nghẽn, môi trường và các yếu tố khác.

Một lợi ích lớn khác của Carrier Aggregation là cho phép khả năng tương thích ngược và xuôi hoàn toàn giữa các mạng LTE hiện tại và các thiết bị tương thích LTE-Advanced. Các kết nối LTE-Advanced sẽ được cung cấp thông qua các băng tần LTE hiện có, vì vậy người dùng LTE tiêu chuẩn sẽ tiếp tục sử dụng LTE như bình thường, trong khi các kết nối Nâng cao sẽ sử dụng nhiều nhà mạng LTE.

MIMO

Công nghệ nhiều đầu vào Nhiều đầu ra (MIMO) là một công nghệ khác cần thiết để LTE-Advanced hoạt động.MIMO tăng tốc độ truyền bit tổng thể bằng cách kết hợp các luồng dữ liệu từ hai hoặc nhiều ăng ten và cho phép tập hợp sóng mang hoạt động.

Thay vì gửi một mẩu thông tin từ một người gửi đến một người nhận, bạn có thể gửi cùng một thông tin từ nhiều người gửi đến nhiều người nhận. Nó xử lý một quá trình song song, làm tăng đáng kể lượng dữ liệu bạn có thể gửi và nhận mỗi giây (bit trên hertz), cung cấp cho bạn một modem nhận có thể sắp xếp tất cả thông tin theo đúng thứ tự.

Mặc dù MIMO đã được sử dụng trong các mạng LTE, LTE-Advanced yêu cầu các chip tăng số lượng đầu vào và đầu ra được sử dụng đồng thời. Vanilla LTE-Advanced hỗ trợ tối đa tám máy phát và máy thu trong khi tải xuống và bốn lần bốn khi tải lên. Sự sắp xếp MIMO tăng lên cũng sẽ cải thiện tốc độ và chất lượng kết nối của các kết nối cũ như CDMA, GSM và WCDMA.

Chúng tôi cũng thấy rằng cái gọi là MIMO khổng lồ đang được triển khai cho LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, bao gồm tối đa 16 máy phát và máy thu. Công nghệ này cũng được thiết lập để tạo nền tảng cho 5G.

QAM

Một phần quan trọng khác của câu đố LTE-Advanced là điều chế biên độ cầu phương (QAM). Kỹ thuật này về cơ bản nhồi nhét nhiều bit thông tin vào tín hiệu được gửi từ tháp tới điện thoại của bạn. QAM cao hơn cung cấp nhiều thông tin hơn trong tín hiệu và do đó tốc độ nhanh hơn.

Qualcomm đã so sánh QAM với các xe tải có tải trọng lớn hơn do đóng gói hiệu quả hơn, do đó giảm số lượng xe tải cần thiết trên đường cao tốc.

Trước đây, chúng tôi đã thấy 64QAM được sử dụng trong LTE-A, nhưng các mạng LTE-Advanced từ Verizon, T-Mobile và các mạng khác cũng sử dụng 256QAM. Phiên bản đặc biệt này của QAM giúp tăng đáng kể băng thông và, giống như MIMO khổng lồ, là một công nghệ nền tảng khác được sử dụng trong 5G. Trên thực tế, Qualcomm cho biết 256QAM tăng tốc độ tải xuống lên 33% so với 64QAM.

Công nghệ này cũng được sử dụng trong Wi-Fi, với Wi-Fi 5 (802.11ac) sử dụng 64QAM, trong khi tiêu chuẩn Wi-Fi 6 mới tận dụng lợi thế 1024QAM. Trong mọi trường hợp, 64QAM và 256QAM đều được sử dụng trong LTE-A tiêu chuẩn, trong khi LTE-A Pro thường bám sát 256QAM.

Phần cứng di động

Phần cuối cùng của công nghệ được giới thiệu với LTE-Advanced là một phần cứng của mạng di động được gọi là nút chuyển tiếp. Trong khi các nút chuyển tiếp không phải là một phần không thể thiếu trong việc cải thiện tốc độ dữ liệu của bạn, chúng sẽ cải thiện tính khả dụng của các kết nối LTE và cung cấp cho bạn nhiều kết nối hơn để lựa chọn khi gửi dữ liệu nhận.

Nói một cách đơn giản, nút chuyển tiếp là một trạm gốc có công suất thấp được sử dụng để tăng cường độ phủ sóng mạng ở cuối và ngoài bán kính kết nối của trạm chính. Các nút chuyển tiếp này kết nối không dây với trạm chính và sẽ giúp tăng tín hiệu của bạn khi tự hỏi gần rìa mạng LTE của bạn. Tất nhiên quyền truy cập vào kết nối được cải thiện sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào việc các nhà mạng có đầu tư vào việc xây dựng các nút này hay không.

Tốc độ tối đa về mặt lý thuyết và người dùng sẽ thấy một sự thúc đẩy lớn với 4G LTE Advanced.

Modem phần cứng

Để hoạt động chính xác, tập hợp sóng mang, QAM và MIMO yêu cầu cả triển khai phần cứng thiết bị và viễn thông. Bạn sẽ thấy rằng nhiều SoC điện thoại thông minh và modem ngoài hỗ trợ tốc độ dữ liệu nhanh hơn này. Chi tiết phần cứng LTE-Advanced đã được giới thiệu với thông số kỹ thuật Phiên bản 10 trở lại vào năm 2011. Bất kỳ thiết bị LTE Category 4 nào trở lên đều hỗ trợ tập hợp mạng di động, QAM và cấu hình MIMO lớn hơn, mỗi mức độ khác nhau. Trong khi đó, các thiết bị LTE Category 16 trở lên cung cấp hỗ trợ cho các thiết bị Gigabit LTE hoặc LTE-Advanced Pro.

Một ví dụ là chipset Qualcomm lõi Snapdragon 845, sử dụng modem X20 LTE trong nhà (Loại 18/13). Modem này cung cấp tổng hợp sóng mang năm băng tần cho đường xuống, 4 × 4 MIMO và 256QAM. Nói cách khác, nó có tất cả các thành phần thiết bị cần thiết cho kết nối LTE-Advanced và LTE-Advanced Pro.

Samsung Lừa Exynos 9820 được sử dụng trong dòng Galaxy S10 cung cấp modem LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE của công ty. Điều này cung cấp tốc độ Loại 20 với tổng hợp tối đa tám băng tần, 4 × 4 MIMO và 256QAM. Trên thực tế, Samsung tuyên bố tốc độ đường xuống lên tới 2Gbps.

Huawei là một người chơi lớn khác hỗ trợ LTE-Advanced và Pro / Gigabit LTE, bắt đầu với chipset Kirin 970 trong loạt Huawei Mate 10 và P20. Kirin 970 cung cấp hỗ trợ Loại 18, trong khi Kirin 980 cung cấp modem Loại 21.

Phần cứng bên trong điện thoại thông minh của bạn rõ ràng chỉ là một phần của trận chiến. Nhà cung cấp dịch vụ của bạn cần hỗ trợ các công nghệ này để bạn có được độ trễ thấp nhất và tốc độ tải xuống nhanh nhất.

Triển khai toàn cầu

Nó đã mất một thời gian, nhưng LTE-A đã đi khắp thế giới kể từ khi thành lập. Hầu hết các mạng lớn ở Châu Phi, Châu Á, Châu Âu và Châu Mỹ đã áp dụng tiêu chuẩn này. Heck, LTE-Advanced Pro hiện cũng đang tiếp cận một số thị trường, dưới dạng Gigabit LTE.

Có vẻ như tin tức cũ vào thời điểm này khi các mạng 5G dần dần đi khắp thế giới, nhưng các khối xây dựng của LTE-A và LTE-Advanced Pro chưa bao giờ quan trọng hơn. Điều này là do các công nghệ làm nền tảng cho LTE-A và LTE-A Pro sẽ được sử dụng ở rìa của mạng 5G như một tùy chọn dự phòng cho người dùng.

Liên quan

• Dưới đây, cách kích hoạt 4G LTE trên điện thoại thông minh Android của bạn
• LTE là gì? Mọi thư bạn cân biêt
• 5G so với Gigabit LTE: sự khác biệt được giải thích