WiMAX ja LTE neljännen sukupolven mobiililaajakaistateknologioina

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin ja vertailtiin kahta neljännen sukupolven (4G) langatonta laajakaista- ja matkapuhelinteknologiaa WiMAX:ia ja LTE:tä tavoitteena selvittää niiden tulevaisuuden näkymiä 4G-mobiililaajakaistamarkkinoilla. Työn alkuvaiheessa selvitettiin kummankin teknologian ominaisuudet ja standardien kehityshistoria tähän päivään asti. Työn loppuvaiheessa tutkittiin WiMAX:in ja LTE:n välistä kilpailuasetelmaa teknisten ominaisuuksien, markkina- ja kilpailutilanteen kannalta.

WiMAX perustuu IEEE 802.16-standardiin. Vuonna 2004 julkaistu Fixed WiMAX kehitettiin kiinteitä laajakaista-, backhaul- ja hotspot-yhteyksiä varten ja vuonna 2005 julkaistu Mobile WiMAX Release 1.0 mobiililaajakaistayhteyksiä varten. LTE on vuonna 2009 julkaistu 3GPP-yhteistyöorganisaation standardi, joka kehitettiin parantamaan 3G-verkkojen tukiasemajärjestelmää ja optimoimaan 3G-verkkojen radioverkkoarkkitehtuuria.

Teknisiltä ominaisuuksiltaan WiMAX ja LTE ovat hyvin lähellä toisiaan. Molemmat käyttävät OFDMA-siirtotekniikkaa tulosuunnassa, tukevat FDD- ja TDD-menetelmiä, moniantennitekniikkaa ja samoja modulaatiomenetelmiä. Suorituskykyjä verrattaessa LTE on edellä. LTE:n tiedonsiirtonopeudet ovat suuremmat ja viive pienempi. Kilpailuasetelmaa teknisten ominaisuuksien tai suorituskyvyn paremmuudesta ei kuitenkaan ole. Kummankin standardin kehitys tähtää täyttämään IMT-Advanced 4G-vaatimukset, WiMAX Forum Mobile WiMAX Release 2.0:lla ja 3GPP LTE-Advancedilla.

WiMAX:in muutaman vuoden etumatka 4G-mobiililaajakaista- ja matkapuhelinmarkkinoilla on kääntymässä LTE:n eduksi. On ennustettu, että LTE-liittymien määrä ohittaa WiMAX-liittymien määrän vuoden 2012 aikana. LTE:n tulevaisuus 4G-markkinoilla näyttää vahvalta mutta WiMAX näyttää menettäneen operaattoreiden tuen. WiMAX pysyy markkinoilla kiinteillä laajakaistayhteyksillä, backhaul- ja hotspot-yhteyksillä, mutta tulevaisuus mobiililaajakaistamarkkinoilla riippuu Mobile WiMAX Release 2.0:n tulevaisuudesta.

The aim of this thesis was to study and compare two fourth generation (4G) wireless broadband and cellular technologies, WiMAX and LTE, to foresee their future in the 4G mobile broadband markets. At the beginning the specifications of both technologies and the history of both standards were examined. At the end the competitive situation between the technologies based on their technical specifications and market share were examined.

WiMAX is based on the IEEE 802.16 standard. Fixed WiMAX was developed for fixed broadband, backhaul and hotspot connections. Mobile WiMAX Release 1.0 was developed for mobile broadband connections. LTE is the standard for 3GPP projects, and it was developed to enhance the base station system of 3G networks and to optimize their radio access architecture.

Comparing the technical specifications of WiMAX and LTE, they are very similar, but comparing their performance, LTE has an advantage. The data rates of LTE exceed WiMAX and its latency is lower. Despite this there is no competition and the development of both standards aims to fulfill IMT-Advanced 4G requirements.

Despite WiMAX having a few years’ head start in 4G mobile broadband markets, LTE is likely to overcome WiMAX. It has been predicted that LTE subscriptions will surpass WiMAX subscriptions in 2012. The future of LTE in 4G markets looks strong, but WiMAX seems to be loosing the support of the network operators. WiMAX will stay in the markets with fixed broadband, backhaul and hotspot connections, but the future in the 4G mobile broadband markets will depend on the future of Mobile WiMAX Release 2.0.