LTE (télécommunications)

Dans le domaine des télécommunications , la technologie LTE ( Long Term Evolution ) est une norme de communication haut débit sans fil pour les appareils mobiles et les terminaux de données basée sur les normes GSM / EDGE et UMTS / HSPA . Elle améliore la capacité et la vitesse de ces normes en utilisant une interface radio différente et des améliorations du réseau central. La technologie LTE est la voie de mise à niveau pour les opérateurs disposant à la fois de réseaux GSM/UMTS et de réseaux CDMA2000 . Étant donné que les fréquences et les bandes LTE diffèrent d'un pays à l'autre, seuls les téléphones multibandes peuvent utiliser la technologie LTE dans tous les pays où elle est prise en charge.

Français La norme est développée par le 3GPP (3rd Generation Partnership Project) et est spécifiée dans sa série de documents Release 8, avec des améliorations mineures décrites dans la Release 9. LTE est également appelé 3.95G et a été commercialisé sous les noms de 4G LTE et Advanced 4G ; mais la version originale ne répondait pas aux critères techniques d'un service sans fil 4G , comme spécifié dans les séries de documents 3GPP Release 8 et 9 pour LTE Advanced . Les exigences ont été définies par l' organisation UIT-R dans la spécification IMT Advanced ; mais, en raison de la pression du marché et des avancées significatives que WiMAX , Evolved High Speed ​​Packet Access et LTE apportent aux technologies 3G originales, l'UIT-R a décidé plus tard que LTE et les technologies susmentionnées peuvent être appelées technologies 4G. La norme LTE Advanced satisfait formellement aux exigences de l'UIT-R pour être considérée comme IMT-Advanced. Pour différencier LTE Advanced et WiMAX-Advanced des technologies actuelles Les technologies 4G, l'UIT a défini ces dernières comme « véritable 4G ».

LTE signifie Long-Term Evolution et est une marque déposée appartenant à l' ETSI (European Telecommunications Standards Institute) pour la technologie de communication de données sans fil et un développement des normes GSM/UMTS. Cependant, d'autres pays et entreprises jouent un rôle actif dans le projet LTE. L'objectif de LTE était d'augmenter la capacité et la vitesse des réseaux de données sans fil en utilisant de nouvelles techniques DSP (traitement numérique du signal) et des modulations qui ont été développées au tournant du millénaire. Un autre objectif était la refonte et la simplification de l' architecture du réseau vers un système basé sur IP avec une latence de transfert considérablement réduite par rapport à l' architecture 3G . L'interface sans fil LTE est incompatible avec les réseaux 2G et 3G, de sorte qu'elle doit être exploitée sur un spectre radio séparé .

L'idée de LTE a été proposée pour la première fois en 1998, avec l'utilisation de la technique d'accès radio COFDM pour remplacer le CDMA et l'étude de son utilisation terrestre dans la bande L à 1428 MHz (TE) en 2004 par le japonais NTT Docomo , avec des études sur la norme officiellement commencées en 2005. En mai 2007, l'alliance LTE/ SAE Trial Initiative (LSTI) a été fondée en tant que collaboration mondiale entre fournisseurs et opérateurs dans le but de vérifier et de promouvoir la nouvelle norme afin d'assurer l'introduction mondiale de la technologie le plus rapidement possible.

La norme LTE a été finalisée en décembre 2008 et le premier service LTE disponible au public a été lancé par TeliaSonera à Oslo et Stockholm le 14 décembre 2009, sous forme de connexion de données avec un modem USB. Les services LTE ont également été lancés par les principaux opérateurs nord-américains, le Samsung SCH-r900 étant le premier téléphone mobile LTE au monde à partir du 21 septembre 2010, et le Samsung Galaxy Indulge étant le premier smartphone LTE au monde à partir du 10 février 2011, tous deux proposés par MetroPCS , et le HTC ThunderBolt proposé par Verizon à partir du 17 mars étant le deuxième smartphone LTE à être vendu dans le commerce. Au Canada, Rogers Wireless a été le premier à lancer le réseau LTE le 7 juillet 2011, en proposant le modem mobile à large bande USB Sierra Wireless AirCard 313U, connu sous le nom de « LTE Rocket stick », suivi de près par les appareils mobiles de HTC et Samsung. Au départ, les opérateurs CDMA prévoyaient de passer à des normes concurrentes appelées UMB et WiMAX , mais les principaux opérateurs CDMA (tels que Verizon , Sprint et MetroPCS aux États-Unis, Bell et Telus au Canada, au KDDI au Japon, SK Telecom en Corée du Sud et China Telecom / China Unicom en Chine) ont plutôt annoncé leur intention de migrer vers LTE. La prochaine version de LTE est LTE Advanced , qui a été normalisée en mars 2011. Les services ont commencé en 2013. Une évolution supplémentaire connue sous le nom de LTE Advanced Pro a été approuvée en 2015.

La spécification LTE fournit des débits de pointe en liaison descendante de 300 Mbit/s, des débits de pointe en liaison montante de 75 Mbit/s et des dispositions de qualité de service permettant une latence de transfert inférieure à 5 ms dans le réseau d'accès radio . LTE a la capacité de gérer les mobiles à déplacement rapide et prend en charge les flux de multidiffusion et de diffusion. LTE prend en charge des bandes passantes de porteuse évolutives , de 1,4 MHz à 20 MHz et prend en charge à la fois le duplexage par répartition en fréquence (FDD) et le duplexage par répartition dans le temps (TDD). L'architecture réseau basée sur IP, appelée Evolved Packet Core (EPC) conçue pour remplacer le réseau central GPRS , prend en charge les transferts transparents pour la voix et les données vers les tours de téléphonie cellulaire avec une technologie de réseau plus ancienne comme GSM , UMTS et CDMA2000 . L'architecture plus simple entraîne des coûts d'exploitation plus faibles (par exemple, chaque cellule E-UTRA prendra en charge jusqu'à quatre fois la capacité de données et de voix prise en charge par HSPA ).

• En 2004, NTT Docomo du Japon propose LTE comme norme internationale.
• En septembre 2006, Siemens Networks (aujourd'hui Nokia Networks ) a présenté en collaboration avec Nomor Research la première émulation en direct d'un réseau LTE aux médias et aux investisseurs. Les applications en direct ont montré que deux utilisateurs diffusaient une vidéo HDTV en liaison descendante et jouaient à un jeu interactif en liaison montante.
• En février 2007, Ericsson a présenté pour la première fois au monde le LTE avec des débits binaires allant jusqu'à 144 Mbit/s
• En septembre 2007, NTT Docomo a démontré des débits de données LTE de 200 Mbit/s avec un niveau de puissance inférieur à 100 mW lors du test.
• En novembre 2007, Infineon a présenté le premier émetteur-récepteur RF au monde appelé SMARTi LTE prenant en charge la fonctionnalité LTE dans un silicium RF monopuce traité en CMOS
• Début 2008, les équipements de test LTE ont commencé à être expédiés par plusieurs fournisseurs et, lors du Mobile World Congress 2008 à Barcelone , Ericsson a présenté le premier appel mobile de bout en bout au monde activé par LTE sur un petit appareil portable. Motorola a présenté un eNodeB conforme à la norme LTE RAN et un chipset LTE lors du même événement.
• RAN signifie Radio Access Network (réseau d'accès radio).
• Au Mobile World Congress de février 2008 :
  • Motorola a démontré comment LTE peut accélérer la fourniture d'expériences multimédia personnelles avec le streaming de démonstrations vidéo HD, les blogs vidéo HD, les jeux en ligne et la VoIP sur LTE exécutant un réseau LTE et un chipset LTE conformes à la norme RAN.
  • Ericsson EMP (plus tard ST-Ericsson ) a démontré le premier appel LTE de bout en bout au monde sur un appareil portable Ericsson a démontré le mode LTE FDD et TDD sur la même plate-forme de station de base.
  • Freescale Semiconductor a démontré la diffusion de vidéos HD avec des débits de données de pointe de 96 Mbit/s en liaison descendante et de 86 Mbit/s en liaison montante.
  • NXP Semiconductors (qui fera plus tard partie de ST-Ericsson ) a présenté un modem LTE multimode comme base d'un système radio défini par logiciel destiné à être utilisé dans les téléphones portables.
  • picoChip et Mimoon ont présenté une conception de référence de station de base. Celle-ci fonctionne sur une plate-forme matérielle commune (radio multimode/ définie par logiciel ) avec leur architecture WiMAX.
• En avril 2008, Motorola a démontré le premier transfert EV-DO vers LTE : le transfert d'une vidéo en streaming de LTE vers un réseau EV-DO commercial et retour vers LTE.
• En avril 2008, LG Electronics et Nortel ont démontré des débits de données LTE de 50 Mbit/s lors de déplacements à 110 km/h (68 mph).
• En novembre 2008, Motorola a présenté la première session LTE en direct du secteur dans la bande de fréquences de 700 MHz.
• Des chercheurs de Nokia Siemens Networks et de l'Institut Heinrich Hertz ont démontré que le LTE pouvait atteindre des vitesses de transfert en liaison montante de 100 Mbit/s.
• Au Mobile World Congress de février 2009 :
  • Infineon a présenté un émetteur-récepteur RF CMOS 65 nm monopuce offrant des fonctionnalités 2G/3G/LTE
  • Lancement du programme ng Connect, un consortium multisectoriel fondé par Alcatel-Lucent pour identifier et développer des applications haut débit sans fil.
  • Motorola a organisé une tournée LTE dans les rues de Barcelone pour démontrer les performances du système LTE dans un environnement RF métropolitain réel
• En juillet 2009, Nujira a démontré une efficacité de plus de 60 % pour un amplificateur de puissance LTE 880 MHz
• En août 2009, Nortel et LG Electronics ont démontré le premier transfert réussi entre les réseaux CDMA et LTE d'une manière conforme aux normes
• En août 2009, Alcatel-Lucent reçoit la certification FCC pour les stations de base LTE pour la bande de fréquences 700 MHz.
• En septembre 2009, Nokia Siemens Networks a présenté le premier appel LTE au monde sur un logiciel commercial conforme aux normes.
• En octobre 2009, Ericsson et Samsung ont démontré l'interopérabilité entre le tout premier appareil LTE commercial et le réseau en direct à Stockholm, en Suède.
• En octobre 2009, les Bell Labs d' Alcatel-Lucent , les laboratoires d'innovation de Deutsche Telekom , l'Institut Fraunhofer Heinrich-Hertz et le fournisseur d'antennes Kathrein ont réalisé des tests sur le terrain en direct d'une technologie appelée Coordinated Multipoint Transmission (CoMP) visant à augmenter les vitesses de transmission de données des réseaux LTE et 3G.
• En novembre 2009, Alcatel-Lucent a réalisé le premier appel LTE en direct en utilisant la bande de fréquences de 800 MHz réservée dans le cadre du dividende numérique européen (EDD).
• En novembre 2009, Nokia Siemens Networks et LG ont réalisé les premiers tests d'interopérabilité de bout en bout du LTE.
• Le 14 décembre 2009, le premier déploiement commercial LTE a eu lieu dans les capitales scandinaves Stockholm et Oslo par l'opérateur réseau suédo-finlandais TeliaSonera et sa marque norvégienne NetCom (Norvège) . TeliaSonera a incorrectement baptisé le réseau « 4G ». Les modems proposés ont été fabriqués par Samsung (dongle GT-B3710) et l'infrastructure réseau avec la technologie SingleRAN a été créée par Huawei (à Oslo) et Ericsson (à Stockholm). TeliaSonera prévoit de déployer le LTE à l'échelle nationale en Suède, en Norvège et en Finlande. TeliaSonera a utilisé une bande passante spectrale de 10 MHz (sur les 20 MHz maximum) et une transmission à entrée unique et à sortie unique . Le déploiement aurait dû fournir un débit binaire net de couche physique allant jusqu'à 50 Mbit/s en liaison descendante et 25 Mbit/s en liaison montante. Les tests d'introduction ont montré un débit TCP de 42,8 Mbit/s en liaison descendante et de 5,3 Mbit/s en liaison montante à Stockholm.
• En décembre 2009, ST-Ericsson et Ericsson ont été les premiers à réaliser la mobilité LTE et HSPA avec un appareil multimode.
• En janvier 2010, Alcatel-Lucent et LG ont réalisé un transfert en direct d'un appel de données de bout en bout entre les réseaux LTE et CDMA.
• En février 2010, Nokia Siemens Networks et Movistar testent le LTE au Mobile World Congress 2010 à Barcelone, en Espagne, avec des démonstrations en intérieur et en extérieur.
• En mai 2010, Mobile TeleSystems (MTS) et Huawei ont présenté un réseau LTE intérieur au « Sviaz-Expocomm 2010 » à Moscou, en Russie. MTS prévoit de lancer un service LTE d'essai à Moscou d'ici le début de l'année 2011. Auparavant, MTS avait reçu une licence pour construire un réseau LTE en Ouzbékistan et a l'intention de lancer un réseau LTE de test en Ukraine en partenariat avec Alcatel-Lucent .
• Lors de l' exposition universelle de Shanghai 2010 en mai 2010, Motorola a présenté un LTE en direct en collaboration avec China Mobile . Cela comprenait des flux vidéo et un système de test de conduite utilisant TD-LTE.
• Depuis le 12/10/2010, DirecTV s'est associée à Verizon Wireless pour tester la technologie sans fil LTE à haut débit dans quelques foyers de Pennsylvanie, conçue pour offrir un forfait Internet et TV intégré. Verizon Wireless a annoncé avoir lancé des services sans fil LTE (pour les données, pas la voix) sur 38 marchés où vivent plus de 110 millions d'Américains le dimanche 5 décembre.
• Le 6 mai 2011, Sri Lanka Telecom Mobitel a démontré la 4G LTE pour la première fois en Asie du Sud, atteignant un débit de données de 96 Mbit/s au Sri Lanka.

La plupart des opérateurs prenant en charge les réseaux GSM ou HSUPA devraient à un moment ou à un autre mettre à niveau leurs réseaux vers la LTE. Une liste complète des contrats commerciaux est disponible à l'adresse suivante :

• Août 2009 : Telefónica a sélectionné six pays pour tester le LTE sur le terrain dans les mois suivants : l'Espagne, le Royaume-Uni, l'Allemagne et la République tchèque en Europe, et le Brésil et l'Argentine en Amérique latine.
• Le 24 novembre 2009 : Telecom Italia a annoncé la première expérimentation pré-commerciale en extérieur au monde, déployée à Turin et totalement intégrée au réseau 2G/3G actuellement en service.
• Le 14 décembre 2009, le premier service LTE accessible au public au monde a été ouvert par TeliaSonera dans les deux capitales scandinaves, Stockholm et Oslo .
• Le 28 mai 2010, l'opérateur russe Scartel a annoncé le lancement d'un réseau LTE à Kazan d'ici la fin de l'année 2010.
• Le 6 octobre 2010, le fournisseur canadien Rogers Communications Inc. a annoncé qu'Ottawa, la capitale nationale du Canada, serait le site des essais LTE. Rogers a déclaré qu'il allait étendre ces tests et passer à un essai technique complet de LTE sur les fréquences basses et hautes dans la région d'Ottawa.
• Le 6 mai 2011, Sri Lanka Telecom Mobitel a démontré avec succès la 4G LTE pour la première fois en Asie du Sud, atteignant un débit de données de 96 Mbit/s au Sri Lanka.
• Le 7 mai 2011, l'opérateur mobile sri-lankais Dialog Axiata PLC a lancé le premier réseau pilote 4G LTE en Asie du Sud avec son partenaire fournisseur Huawei et a démontré une vitesse de téléchargement de données allant jusqu'à 127 Mbit/s.
• Le 9 février 2012, Telus Mobility a lancé son service LTE dans les zones métropolitaines suivantes : Vancouver, Calgary, Edmonton, Toronto et la région du Grand Toronto, Kitchener, Waterloo, Hamilton, Guelph, Belleville, Ottawa, Montréal, Québec, Halifax et Yellowknife .
• Telus Mobility a annoncé qu'elle adopterait la LTE comme norme sans fil 4G.
• Cox Communications a sa première tour pour le déploiement d'un réseau LTE sans fil. Services sans fil lancés fin 2009.
• En mars 2019, la Global Mobile Suppliers Association a signalé qu'il y avait désormais 717 opérateurs disposant de réseaux LTE (accès fixe sans fil à large bande et/ou mobile) lancés commercialement.

Voici une liste des 10 premiers pays/territoires en termes de couverture 4G LTE telle que mesurée par OpenSignal.com en février/mars 2019.

Pour la liste complète de tous les pays/territoires, voir la liste des pays par pénétration 4G LTE .

Le duplex à répartition dans le temps à évolution à long terme ( LTE-TDD ), également appelé TDD LTE , est une technologie et une norme de télécommunications 4G codéveloppée par une coalition internationale d'entreprises, dont China Mobile , Datang Telecom , Huawei , ZTE , Nokia Solutions and Networks , Qualcomm , Samsung et ST-Ericsson . Il s'agit de l'une des deux technologies de transmission de données mobiles de la norme technologique LTE (Long-Term Evolution), l'autre étant le duplex à répartition dans la fréquence à évolution à long terme ( LTE-FDD ). Bien que certaines entreprises désignent le LTE-TDD par « TD-LTE » pour se familiariser avec le TD-SCDMA , il n'y a aucune référence à cette abréviation dans les spécifications 3GPP.

Il existe deux différences majeures entre LTE-TDD et LTE-FDD : la manière dont les données sont téléchargées et chargées, et les spectres de fréquences dans lesquels les réseaux sont déployés. Alors que LTE-FDD utilise des fréquences appariées pour télécharger et charger des données, LTE-TDD utilise une fréquence unique, alternant entre le téléchargement et le chargement des données au fil du temps. Le rapport entre les téléchargements et les chargements sur un réseau LTE-TDD peut être modifié de manière dynamique, selon que davantage de données doivent être envoyées ou reçues. LTE-TDD et LTE-FDD fonctionnent également sur des bandes de fréquences différentes, LTE-TDD fonctionnant mieux à des fréquences plus élevées, et LTE-FDD fonctionnant mieux à des fréquences plus basses. Les fréquences utilisées pour LTE-TDD vont de 1850 MHz à 3800 MHz, avec plusieurs bandes différentes utilisées. Le spectre LTE-TDD est généralement moins cher d'accès et a moins de trafic. De plus, les bandes pour LTE-TDD chevauchent celles utilisées pour WiMAX , qui peuvent facilement être mises à niveau pour prendre en charge LTE-TDD.

Malgré les différences dans la façon dont les deux types de LTE gèrent la transmission des données, LTE-TDD et LTE-FDD partagent 90 % de leur technologie de base, ce qui permet aux mêmes chipsets et réseaux d'utiliser les deux versions de LTE. Un certain nombre d'entreprises produisent des puces ou des appareils mobiles bimodes, notamment Samsung et Qualcomm , tandis que les opérateurs CMHK et Hi3G Access ont développé des réseaux bimodes à Hong Kong et en Suède, respectivement.

La création de LTE-TDD a impliqué une coalition d'entreprises internationales qui ont travaillé pour développer et tester la technologie. China Mobile a été l'un des premiers partisans de LTE-TDD, avec d'autres entreprises comme Datang Telecom et Huawei , qui ont travaillé au déploiement de réseaux LTE-TDD, et ont ensuite développé une technologie permettant aux équipements LTE-TDD de fonctionner dans les espaces blancs - spectres de fréquences entre les stations de télévision diffusées. Intel a également participé au développement, en créant un laboratoire d'interopérabilité LTE-TDD avec Huawei en Chine, ainsi que ST-Ericsson , Nokia, et Nokia Siemens (maintenant Nokia Solutions and Networks ), qui ont développé des stations de base LTE-TDD qui ont augmenté la capacité de 80 pour cent et la couverture de 40 pour cent. Qualcomm a également participé, en développant la première puce multimode au monde, combinant à la fois LTE-TDD et LTE-FDD, ainsi que HSPA et EV-DO. Accelleran, une société belge, a également travaillé à la construction de petites cellules pour les réseaux LTE-TDD.

Les essais de la technologie LTE-TDD ont commencé dès 2010, avec Reliance Industries et Ericsson India effectuant des tests sur le terrain de la technologie LTE-TDD en Inde , atteignant des vitesses de téléchargement de 80 mégabits par seconde et des vitesses de téléversement de 20 mégabits par seconde. En 2011, China Mobile a commencé à tester la technologie dans six villes.

Bien qu'initialement considérée comme une technologie utilisée par seulement quelques pays, dont la Chine et l'Inde, en 2011, l'intérêt international pour LTE-TDD s'est accru, en particulier en Asie, en partie en raison du coût de déploiement inférieur du LTE-TDD par rapport au LTE-FDD. Au milieu de cette année-là, 26 réseaux à travers le monde effectuaient des essais de la technologie. Le Global LTve (GTI) a également été lancé en 2011, avec les partenaires fondateurs China Mobile, Bharti Airtel , SoftBank Mobile , Vodafone , Clearwire , Aero2 et E-Plus . En septembre 2011, Huawei a annoncé qu'il s'associerait au fournisseur de téléphonie mobile polonais Aero2 pour développer un réseau combiné LTE-TDD et LTE-FDD en Pologne, et en avril 2012, ZTE Corporation avait travaillé au déploiement de réseaux LTE-TDD d'essai ou commerciaux pour 33 opérateurs dans 19 pays. Fin 2012, Qualcomm a travaillé intensivement pour déployer un réseau LTE-TDD commercial en Inde et s'est associé à Bharti Airtel et Huawei pour développer le premier smartphone LTE-TDD multimode pour l'Inde.

Au Japon , SoftBank Mobile a lancé des services LTE-TDD en février 2012 sous le nom de Advanced eXtended Global Platform (AXGP) et commercialisé sous le nom de SoftBank 4G (ja). La bande AXGP était auparavant utilisée pour le service PHS de Willcom , et après l'arrêt du PHS en 2010, la bande PHS a été réaffectée au service AXGP.

Aux États-Unis, Clearwire prévoyait de mettre en œuvre LTE-TDD, le fabricant de puces Qualcomm acceptant de prendre en charge les fréquences de Clearwire sur ses chipsets LTE multimodes. Avec l'acquisition de Clearwire par Sprint en 2013, l'opérateur a commencé à utiliser ces fréquences pour le service LTE sur les réseaux construits par Samsung , Alcatel-Lucent et Nokia .

En mars 2013, il existait 156 réseaux commerciaux 4G LTE, dont 142 réseaux LTE-FDD et 14 réseaux LTE-TDD. En novembre 2013, le gouvernement sud-coréen prévoyait d'autoriser un quatrième opérateur sans fil en 2014, qui fournirait des services LTE-TDD, et en décembre 2013, des licences LTE-TDD ont été accordées aux trois opérateurs mobiles chinois, permettant le déploiement commercial des services 4G LTE.

En janvier 2014, Nokia Solutions and Networks a indiqué avoir réalisé une série de tests de voix sur LTE (

Les appels VoLTE (Voice-LTE) sur le réseau TD-LTE de China Mobile. Le mois suivant, Nokia Solutions and Networks et Sprint ont annoncé qu'ils avaient démontré des vitesses de débit de 2,6 gigabits par seconde en utilisant un réseau LTE-TDD, surpassant le record précédent de 1,6 gigabits par seconde.

La norme LTE vise en grande partie à faire évoluer la technologie 3G UMTS vers ce qui deviendra à terme la technologie de communication mobile 4G . Une grande partie du travail vise à simplifier l'architecture du système, dans le cadre de la transition du réseau combiné UMTS + commutation de paquets existant vers un système à architecture plate tout IP. E-UTRA est l'interface radio de la LTE. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :

• Débits de téléchargement de pointe jusqu'à 299,6 Mbit/s et débits de téléversement jusqu'à 75,4 Mbit/s selon la catégorie d'équipement utilisateur (avec des antennes 4×4 utilisant 20 MHz de spectre). Cinq classes de terminaux différentes ont été définies, d'une classe centrée sur la voix jusqu'à un terminal haut de gamme qui prend en charge les débits de données de pointe. Tous les terminaux seront capables de traiter une bande passante de 20 MHz.
• Faibles latences de transfert de données ( latence inférieure à 5 ms pour les petits paquets IP dans des conditions optimales), latences plus faibles pour le transfert et le temps d'établissement de la connexion qu'avec les technologies d'accès radio précédentes .
• Prise en charge améliorée de la mobilité illustrée par la prise en charge des terminaux se déplaçant jusqu'à 350 km/h (220 mph) ou 500 km/h (310 mph) selon la fréquence
• Accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence pour la liaison descendante, FDMA à porteuse unique pour la liaison montante afin d'économiser l'énergie.
• Prise en charge des systèmes de communication FDD et TDD ainsi que du FDD semi-duplex avec la même technologie d'accès radio.
• Prise en charge de toutes les bandes de fréquences actuellement utilisées par les systèmes IMT par l'UIT-R .
• Flexibilité accrue du spectre : les cellules larges de 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz et 20 MHz sont normalisées. ( Le W-CDMA n'offre pas d'autres options que des tranches de 5 MHz, ce qui pose des problèmes de déploiement dans les pays où 5 MHz est une largeur de spectre couramment attribuée et serait donc déjà fréquemment utilisée avec des normes héritées telles que le GSM 2G et le cdmaOne .)
• Prise en charge de tailles de cellules allant de quelques dizaines de mètres de rayon ( femtocellules et picocellules ) jusqu'à 100 km (62 miles) de rayon pour les macrocellules . Dans les bandes de fréquences inférieures à utiliser dans les zones rurales, 5 km (3,1 miles) est la taille de cellule optimale, 30 km (19 miles) ayant des performances raisonnables et jusqu'à 100 km de tailles de cellules prises en charge avec des performances acceptables. Dans les villes et les zones urbaines, des bandes de fréquences plus élevées (telles que 2,6 GHz dans l'UE) sont utilisées pour prendre en charge le haut débit mobile à haut débit. Dans ce cas, les tailles de cellule peuvent être de 1 km (0,62 miles) ou même moins.
• Prise en charge d'au moins 200 clients de données actifs (utilisateurs connectés) dans chaque cellule de 5 MHz.
• Architecture simplifiée : Le côté réseau de l'E-UTRAN est composé uniquement d' eNode B.
• Prise en charge de l'interopérabilité et de la coexistence avec les normes existantes (par exemple, GSM / EDGE , UMTS et CDMA2000 ). Les utilisateurs peuvent démarrer un appel ou un transfert de données dans une zone utilisant une norme LTE et, si la couverture n'est pas disponible, poursuivre l'opération sans aucune action de leur part en utilisant les réseaux GSM/ GPRS ou UMTS basés sur W-CDMA ou même 3GPP2 tels que cdmaOne ou CDMA2000.
• Agrégation de porteuses en liaison montante et descendante .
• Interface radio à commutation de paquets .
• Prise en charge de MBSFN ( réseau multidiffusion-diffusion à fréquence unique ). Cette fonctionnalité permet de fournir des services tels que la télévision mobile à l'aide de l'infrastructure LTE et est un concurrent de la diffusion TV basée sur DVB-H . Seuls les appareils compatibles LTE reçoivent le signal LTE.

La norme LTE ne prend en charge que la commutation par paquets avec son réseau tout IP. Les appels vocaux dans les réseaux GSM, UMTS et CDMA2000 sont commutés par circuit , donc avec l'adoption de la LTE, les opérateurs devront repenser leur réseau d'appels vocaux. Quatre approches différentes ont vu le jour :

Voix sur LTE (VoLTE)

Circuit de repli commuté (CSFB)

Dans cette approche, le LTE fournit uniquement des services de données et lorsqu'un appel vocal doit être lancé ou reçu, il revient au domaine à commutation de circuits. Avec cette solution, les opérateurs n'ont qu'à mettre à niveau le MSC au lieu de déployer l' IMS et peuvent donc fournir des services rapidement. Cependant, l'inconvénient est le délai d'établissement de l'appel plus long.

Voix et LTE simultanés (SVLTE)

Dans cette approche, le téléphone fonctionne simultanément en mode LTE et en mode à commutation de circuits, le mode LTE fournissant les services de données et le mode à commutation de circuits fournissant le service vocal. Il s'agit d'une solution uniquement basée sur le téléphone, qui n'a pas d'exigences particulières sur le réseau et ne nécessite pas non plus le déploiement d' IMS . L'inconvénient de cette solution est que le téléphone peut devenir cher avec une consommation d'énergie élevée.

Continuité des appels vocaux radio simples (SRVCC)

Une approche supplémentaire qui n’est pas initiée par les opérateurs est l’utilisation de services de contenu over-the-top (OTT), en utilisant des applications comme Skype et Google Talk pour fournir un service vocal LTE.

La plupart des principaux promoteurs de la LTE ont préféré et promu la VoLTE dès le début. Le manque de support logiciel dans les premiers appareils LTE, ainsi que dans les appareils du réseau central, a cependant conduit un certain nombre d'opérateurs à promouvoir la VoLGA (Voice over LTE Generic Access) comme solution provisoire. L'idée était d'utiliser les mêmes principes que le GAN (Generic Access Network, également connu sous le nom d'UMA ou Unlicensed Mobile Access), qui définit les protocoles par lesquels un téléphone mobile peut effectuer des appels vocaux sur la connexion Internet privée d'un client, généralement sur un réseau local sans fil. La VoLGA n'a cependant jamais reçu beaucoup de soutien, car la VoLTE ( IMS ) promet des services beaucoup plus flexibles, bien qu'au prix d'une mise à niveau de l'ensemble de l'infrastructure d'appel vocal. La VoLGA peut nécessiter une continuité d'appel vocal radio unique (SRVCC) afin de pouvoir effectuer en douceur un transfert vers un réseau 2G ou 3G en cas de mauvaise qualité du signal LTE.

Bien que le secteur ait adopté la norme VoLTE, les premiers déploiements LTE ont obligé les opérateurs à introduire une solution de repli à commutation de circuits comme mesure provisoire. Lors de l'émission ou de la réception d'un appel vocal sur un réseau ou un appareil non compatible VoLTE, les téléphones LTE reviendront aux anciens réseaux 2G ou 3G pendant toute la durée de l'appel.

Pour garantir la compatibilité, le 3GPP exige au moins le codec AMR-NB (bande étroite), mais le codec vocal recommandé pour VoLTE est Adaptive Multi-Rate Wideband , également connu sous le nom de HD Voice . Ce codec est obligatoire dans les réseaux 3GPP qui prennent en charge l'échantillonnage à 16 kHz.

Fraunhofer IIS a proposé et présenté « Full-HD Voice », une implémentation du codec AAC-ELD (Advanced Audio Coding – Enhanced Low Delay) pour les téléphones portables LTE. Alors que les codecs vocaux des téléphones portables précédents ne prenaient en charge que des fréquences allant jusqu'à 3,5 kHz et que les futurs services audio à large bande commercialisés sous le nom de HD Voice ne prenaient en charge que jusqu'à 7 kHz, Full-HD Voice prend en charge toute la bande passante de 20 Hz à 20 kHz. Cependant, pour que les appels Full-HD Voice de bout en bout réussissent, les téléphones de l'appelant et du destinataire, ainsi que les réseaux, doivent prendre en charge cette fonctionnalité.

La norme LTE couvre une gamme de nombreuses bandes différentes, chacune étant désignée à la fois par une fréquence et un numéro de bande :

• Amérique du Nord – 600, 700, 850, 1700, 1900, 2300, 2500, 2600, 3500, 5000 MHz (bandes 2, 4, 5, 7, 12, 13, 14, 17, 25, 26, 28, 29, 30, 38, 40, 41, 42, 43, 46, 48, 66, 71)
• Amérique centrale, Amérique du Sud et Caraïbes – 600, 700, 800, 850, 900, 1700, 1800, 1900, 2100, 2300, 2500, 2600, 3500, 5000 MHz (bandes 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 12, 13, 14, 17, 20, 25, 26, 28, 29, 38, 40, 41, 42, 43, 46, 48, 66, 71)
• Europe – 450, 700, 800, 900, 1500, 1800, 2100, 2300, 2600, 3500, 3700 MHz (bandes 1, 3, 7, 8, 20, 22, 28, 31, 32, 38, 40, 42, 43)
• Asie – 450, 700, 800, 850, 900, 1500, 1800, 1900, 2100, 2300, 2500, 2600, 3500 MHz (bandes 1, 3, 5, 7, 8, 11, 18, 19, 20, 21, 26, 28, 31, 38, 39, 40, 41, 42)
• Afrique – 700, 800, 850, 900, 1800, 2100, 2500, 2600 MHz (bandes 1, 3, 5, 7, 8, 20, 28, 41)
• Océanie (y compris l'Australie et la Nouvelle-Zélande ) – 700, 850, 900, 1800, 2100, 2300, 2600 MHz (bandes 1, 3, 5, 7, 8, 28, 40)

Par conséquent, les téléphones d'un pays peuvent ne pas fonctionner dans d'autres pays. Les utilisateurs auront besoin d'un téléphone compatible multibande pour se déplacer à l'étranger.

Selon la base de données sur les droits de propriété intellectuelle (DPI) de l'Institut européen des normes de télécommunications (ETSI) , environ 50 entreprises ont déclaré, en mars 2012, détenir des brevets essentiels couvrant la norme LTE. L'ETSI n'a cependant pas enquêté sur l'exactitude de ces déclarations, de sorte que « toute analyse des brevets LTE essentiels devrait prendre en compte plus que les déclarations de l'ETSI. » Des études indépendantes ont révélé qu'environ 3,3 à 5 % de tous les revenus des fabricants de téléphones portables sont consacrés aux brevets essentiels à la norme. Ce chiffre est inférieur aux taux publiés combinés, en raison des accords de licence à taux réduit, tels que les licences croisées.