Gigabit LTE är en milstolpe för mobil anslutning som levererar uppströms och nedströms hastigheter långt över vad de flesta trådbundna bredbandsanslutningar levererar för närvarande. Det är en teknik med transformativ potential för allt från molnbaserad programvara och tjänster till mobil virtuell verklighet, förstärkt verklighet, videostreaming, fordonsdatorer och mer. Ändå går löftet om Gigabit LTE längre. När företag som Qualcomm® och dess partners i 3GPP-alliansen investerar i Gigabit LTE lägger de grunden för nästa generations mobila anslutningar, 5G NR. Om Gigabit LTE är en stor stegförändring är 5G NR positivt revolutionerande; inte så mycket en uppsättning mobilnätsstandarder som det underliggande anslutningslagret för framtidens värld.
Resan så här långt
För att förstå varför Gigabit LTE är så viktigt för 5G måste du förstå hur mobilanslutning har utvecklats hittills. Ta 3G som utgångspunkten för mainstream mobilt internet, med standarderna definierade av 3rd Generation Partnership Project (3GPP) – en grupp av telekomföreningar från hela världen – som möjliggör en grafiskt rik mobilupplevelse för första gången. 3G utnyttjade nytillgängliga radiofrekvenser (900MHz och 2100MHz i Storbritannien) och High-Speed Packaged Access (HSPA)-teknik för att leverera maximala topphastigheter för nedladdning på upp till 14,4 Mbits/sek. Ankomsten av HSPA+ 2010 drev upp det till 63Mbits/sek.
HSPA+ var snabb, men nya applikationer som HD-videoströmning eller cloud computing behövde ännu högre nätverkskapacitet för att uppnå snabbare genomströmning. Som svar definierade 3GPP nya standarder baserade på en utveckling av UMTS-teknik, kallad Long Term Evolution (LTE). Den grundläggande tekniken bakom dagens 4G-nätverk, LTE använde nya signalbehandlingstekniker och moduleringar för att möjliggöra mer bandbredd över nya frekvensband – 800MHz, 1800MHz och 2600MHz i Storbritannien – med topphastigheter för nedladdning upp till 150Mbits/sek och verkliga nedladdningshastigheter till upp till 30-50Mbits/sek.
Under de senaste åren har LTE förbättrats för att ta in en ny standard, LTE Advanced, som tar LTE och lägger till Carrier Aggregation och MIMO-funktioner för att öka hastigheterna ytterligare. Carrier Aggregation innebär att kombinera flera signaler, potentiellt på olika frekvenser, för att använda mer bandbredd. Om du tänker på din mobila dataanslutning som en väg som transporterar tunga lastbilar, är det som att förvandla en vanlig enkelkörbana till en motorväg med två körbanor eller flerfilig motorväg.
Och MIMO? Multiple Input Multiple Output är en teknik för att använda flera antenner på både enheten och sändaren för att skapa fler radiolänkar, så att data kan flöda genom två eller flera dataströmmar samtidigt. I själva verket är det som att ta vår motorväg och stapla ytterligare en ovanpå, så att ännu mer trafik kan fortsätta att röra sig igenom med högsta hastighet. LTE Advanced är en bakåtkompatibel uppgradering till LTE, så befintliga användare påverkas inte – i själva verket drar de nytta av den extra kapacitet som skapas i nätverket på grund av dessa uppgraderingar.
Nästa steg
LTE Advanced var aldrig slutet på LTE-vägen, men det finns två sätt du kan se på dess efterföljare, LTE Advanced Pro, eller i dess mest kända form, Gigabit LTE. Å ena sidan är Gigabit LTE en uppgradering till LTE Advanced, som tar hastigheterna ännu längre. Å andra sidan är det en färdplan för framtiden, som lägger grunden för 5G-nätverken 2020 och framåt.
Varför? För det första definierar Gigabit LTE en helt ny kategori av hastighet. Med maximala maximala nedladdningshastigheter på över 1 Gbits/sek och verkliga hastigheter på upp till 750 Mbits/sek, ger Gigabit LTE mobila enheter möjlighet att hantera de mest krävande applikationerna – även de som en gång skulle ha varit det enda förbehållet för datorer, spelkonsoler och mediastreamers som fungerar över en trådbunden internetanslutning. Faktum är att Gigabit LTE potentiellt skulle kunna undanröja behovet av en bredbandsanslutning i hemmet helt och hållet.
Detta kommer ner på en mördande kombination av Licensed Assisted Access, fyrvägs MIMO och 256-QAM. Den första, LAA, är en ny form av operatörsaggregation, som kombinerar bandbredd i det öppna, olicensierade 5GHz-nätverket med bandbredd i det licensierade 4G-spektrumet för att öppna upp en fyrfilig supermotorväg där trafiken är fri att röra sig i ännu högre hastigheter. Den använder sedan MIMO för att stapla motorvägen fyra nivåer djup.
256-QAM är samtidigt en form av modulering som packar in mer data i varje fordon på motorvägen, och utnyttjar all den bandbredden maximalt. Kombinera detta med ytterligare förbättringar som minskar fördröjningen på anslutningen, minskar eventuell fördröjning som kan få en applikation att kännas mindre lyhörd, och du har ett mobilnätverk som är idealiskt för att strömma VR-innehåll, hantera datarika affärsapplikationer eller till och med arbeta med AI-applikationer – inklusive förarlösa bilar – på avstånd.
5G vid horisonten
Gigabit LTE är faktiskt en sådan stegvis förändring att du kanske undrar varför det inte är grunden för nästa generations 5G-nätverk. Tja, i många avseenden är 5G NR en utveckling av Gigabit LTE. De föreslagna standarderna använder en förbättrad form av LAA för att ge dig snabbare upp- och nedladdningshastigheter. MIMO blir under tiden Massive MIMO, där dussintals antenner på masten samarbetar för att spåra din enhet och fokusera radioenergi rakt på den, vilket ger dig mycket högre hastigheter. Radiolatensen kommer att reduceras till under 1 ms, vilket ger dig webbaserade appar, spel och VR-upplevelser som känns som att de körs på enheten och gör väntan medan data laddas omärklig.
Den avgörande delen av 5G NR är dock NR, eller New Radio. Detta innebär att man ändrar radiovågformerna, överföringsramverken och kanalkodningsschemana som styr hur data rör sig över nätverket, samtidigt som man använder bandbredden i det underutnyttjade millimetervågspektrumet (mmWave) – i intervallet 24 till 60 GHz – för att rymma ännu mer data flyttas med ännu högre hastigheter. Med 5G NR kan vi prata nedladdningshastigheter på någonstans mellan 2Gbits/sek och 8Gbits/sek på nätverk som är utformade för att hantera mycket högre toppefterfrågan.
Gigabit LTE är avgörande
Men om 5G NR kunde ersätta Gigabit LTE i början av 2020-talet, kommer det senare fortfarande att spela någon roll om några år? Överraskande, ja. Även när 5G NR börjar rulla ut kommer Gigabit LTE fortfarande att behövas som ett höghastighetstäckningslager, vilket ger en konsekvent upplevelse i områden där 5G NR ännu inte är tillgängligt och säkerställer att de enheter och applikationer som är beroende av höghastighetsanslutning fungerar fortfarande utanför 5G-räckvidden. Gigabit LTE kommer att göra för 5G NR vad 3G och HSPA+ gjorde för LTE eller EDGE för 3G.
För det andra levererar Gigabit LTE en plattform på vilken tillverkare, utvecklare och tjänsteleverantörer kan bygga och introducera de produkter som går mainstream med 5G. Gigabit LTE är tillräckligt snabb och stabil nog att täcka rika mobila VR- och AR-applikationer, AI-enheter, förarlösa bilar och Ultra HD-underhållningstjänster. Den har räckvidden och genomströmningen för att stödja det växande Internet of Things. Det betyder att, när 5G lanseras, kommer det att finnas vanliga applikationer förberedda och pumpade för att dra fördel av den extra bandbredden, på nätverk som har utrymme att växa med den massiva spridningen av tjänster och enheter. När världen förändras och behovet av höghastighetsanslutning blir överallt, kommer nätverksinfrastrukturen att finnas där för att stödja det.
Kort sagt, Gigabit LTE skapar både scenen för 5G och kommer att spela en avgörande roll även efter 5G:s ankomst. Dagens Gigabit LTE-enheter, baserade på Qualcomm® Snapdragon™ 835 Mobile Platform med Gigabit LTE, kommer att ge användarna de bästa mobila upplevelserna idag och en väg in till de ännu bättre upplevelserna 2020 och framåt. Det är därför Gigabit LTE är viktigt nu, och varför det är så viktigt för framtiden.
