Le LTE () est une évolution des normes de téléphonie mobile GSM/EDGE, CDMA2000, TD-SCDMA et UMTS.
La norme LTE, définie par le consortium 3GPP , 13 et 15 ETSI - 3GPP, février 2011., a d'abord été considérée comme une norme de troisième génération « 3.9G » (car proche de la 4G), spécifiée dans le cadre des technologies IMT-2000, car dans les « versions 8 et 9 » de la norme, elle ne satisfaisait pas toutes les spécifications techniques imposées pour les normes 4G par l'Union internationale des télécommunications (UIT). La norme LTE n'est pas figée, le consortium 3GPP la fait évoluer en permanence (en général, une nouvelle version tous les 12 à 18 mois).
En , l'UIT a reconnu la technologie (évolution de LTE définie par le 3GPP à partir de sa ) comme une technologie 4G à part entièreL'UIT prépare le terrain pour la prochaine génération de technologies mobiles : la 4G, communiqué de presse de l'UIT, octobre 2010. ITU-T , 3GPP.org, le 20 octobre 2010. ; puis, il a accordé en , aux normes LTE et WiMAX définies avant les spécifications « » et qui ne satisfaisaient pas complètement à ses prérequis, la possibilité commerciale d'être considérées comme des technologies « 4G », du fait d'une amélioration sensible des performances comparées à celles des premiers systèmes « 3G » : UMTS et CDMA2000UIT, communiqué de presse : « Ce terme (4G) peut également désigner leurs précurseurs, c'est-à-dire les technologies LTE et WiMAX, apportant une amélioration sensible de la qualité de fonctionnement et des capacités par rapport aux premiers systèmes de troisième génération », UIT (ITU-T), le 6 décembre 2010..
Les réseaux mobiles LTE sont commercialisés sous l’appellation « 4G » par les opérateurs de nombreux pays, par exemple : Proximus, Base, VOO Mobile et Orange en Belgique, Swisscom et Sunrise en Suisse, Verizon et AT&T aux États-Unis, Vidéotron, Rogers et Fido Solutions au Canada, Orange, Bouygues Telecom, SFR et en France, Algérie Télécom en Algérie, Maroc Telecom, Orange et Inwi au Maroc...
Le LTE utilise des bandes de fréquences hertziennes d’une largeur pouvant varier de à dans une plage de fréquences allant de à selon les pays. Il permet d'atteindre (pour une largeur de bande de ) un débit binaire théorique de en « liaison descendante » (, vers le mobile). La « vraie 4GL'UIT utilise le terme « » pour les spécifications . », appelée et affichée 4G+ sur le mobile offrira un débit descendant pouvant atteindre ou dépasser ; ce débit nécessitera l’utilisation de bandes de fréquences agrégées de 2× de largeur qui sont définies dans les à 15 (3GPP , 11, 12, 13, 14 et 15) des normes .
Caractéristiques principales thumb|upright=1.5| Architecture de l’accès radio (eUTRAN) d’un réseau LTE.
Architecture du réseau LTE Les réseaux LTE sont des réseaux cellulaires constitués de milliers de cellules radio qui utilisent les mêmes fréquences hertziennes, y compris dans les cellules radio mitoyennes, grâce aux codages radio OFDMA (de la base vers le terminal) et SC-FDMA (du terminal vers la base). Ceci permet d’affecter à chaque cellule une largeur spectrale plus importante qu'en 3G, variant de et donc d'avoir une bande passante plus importante et plus de débit dans chaque cellule.
Le réseau est constitué de deux parties : une partie radio (eUTRAN) et un cœur de réseau « EPC » ().
La partie radio eUTRAN
La partie radio du réseau, appelée « eUTRAN », est simplifiée comparée à celles des réseaux 2G (GERAN) ou 3G (UTRAN), par l’intégration dans les stations de base « eNode B » des fonctions de contrôle qui étaient auparavant localisées dans les RNC () des réseaux 3G UMTS.
La partie radio d’un réseau LTE (voir dessin) se compose donc des eNode B, d’antennes locales ou distantes, de liaisons en fibres optiques vers les antennes locales ou distantes (liaisons CPRI) et des liaisons IP reliant les eNode B entre eux (liens X2) et avec le cœur de réseau (liens S1) via un réseau de .
Le cœur de réseau EPC
vignette|upright=1.5|Architecture de la partie EPC d’un réseau 4G LTE. Le cœur de réseau appelé « EPC » () utilise des technologies « », c'est-à-dire basées sur les protocoles Internet pour la signalisation, le transport de la voix et des données. Ce cœur de réseau permet l’interconnexion via des routeurs avec les eNodeB distants, les réseaux des autres opérateurs mobiles, les réseaux de téléphonie fixe et le réseau Internet.
L’EPC d’un opérateur LTE est principalement constitué de passerelles de services, Serving Gateways (SGW) qui transportent le trafic de données (plan utilisateur) et concentrent le trafic de plusieurs eNodeB, de MMEs qui gèrent la signalisation (plan de contrôle) et donnent l’accès aux bases de données (HSS / HLR) contenant les identifiants et les droits des abonnés. Un (ou plusieurs) PGW servent de passerelles vers le réseau Internet ; le PGW a aussi pour rôle d’attribuer les adresses IP aux terminaux LTE.
L'EPC permet aussi, via d'autres passerelles, l'accès des terminaux au cœur de réseau LTE, en utilisant d'autres types d'accès radio : des points d'accès Wi-Fi ou des femtocells généralement connectés via des box ADSL ou FTTH.
L’utilisation du protocole IP de bout-en bout dans le cœur de réseau permet, par rapport aux réseaux 3G, des temps de latence réduits pour l’accès internet et les appels vocaux LTE.
Principales différences entre les normes LTE et 3G UMTS
Les normes LTE, définies par le consortium 3GPP normes LTE EUTRA, 3gpp.org, février 2012. sont dérivées des normes UMTS, mais apportent de nombreuses modifications et améliorations, notamment :
un débit descendant théorique allant jusqu'à crête ( utiles) en mode MIMO 4×4 ; un débit montant théorique allant jusqu'à crête ( utiles) ; cinq classes de terminaux LTE ont été définies, elles supportent des débits allant de (), jusqu’au débit maximal descendant prévu par la norme LTE ( pour la ). Tous les terminaux LTE doivent être compatibles avec les largeurs de bandes de fréquence allant de ; un débit de données trois à quatre fois plus important que celui de l'UMTS/HSPA ; une efficacité spectrale (nombre de bits transmis par seconde par hertz) trois fois plus élevée que la version de l'UMTS appelée HSPA ; un temps de latence RTT () proche de (contre en HSPA et UMTS) ; l’utilisation du codage OFDMA pour la liaison descendante et du SC-FDMA pour la liaison montante (au lieu du W-CDMA en UMTS) ; des performances et des débits radios améliorés par l’utilisation de la technologie multi-antennes MIMO du côté équipement terrestre (eNodeB) et du côté terminal (en réception uniquement) ; la possibilité d'utiliser une bande de fréquence allouée à un opérateur variant de à , permet une plus grande souplesse (par rapport à la largeur spectrale fixe de de l'UMTS / W-CDMA) ; une large gamme de bandes de fréquences hertziennes supportées, y compris celles historiquement attribuées au GSM et à l’UMTS et de nouvelles bandes spectrales notamment autour de et de : sont normalisées par le 3GPP (dont 27 en LTE FDD et 11 en TDD norme LTE TS 36.101 v11.4.0 : terminaux (UE), 3gpp.org, juillet 2013.). La possibilité d'utiliser des sous-bandes de fréquences non-contiguës ; la contrepartie du grand nombre de bandes de fréquences prévues par la norme est la quasi impossibilité pour un terminal de prendre en charge simultanément toutes les fréquences normalisées ; il y a donc des risques importants d'incompatibilité entre terminaux mobiles et réseaux nationaux ; la prise en charge de plus de actifs simultanément dans chaque cellule ; un bon support des terminaux en mouvement rapide. De bonnes performances ont été enregistrées jusqu'à , voire jusqu'à , en fonction des bandes de fréquence utilisées.
Contrairement aux normes 3G HSPA et HSPA+, qui utilisent la même couverture radio que l’UMTS, le LTE nécessite des fréquences radio et des antennes qui lui sont propres mais qui peuvent être colocalisées avec celles d’un réseau 2G ou 3G.
La voix sur LTE
Les premiers réseaux et terminaux LTE disponibles en 2012 / 2014 ne pouvaient transmettre que des données sur le réseau radio (comme les protocoles GPRS et Edge réservés au transfert de données sur les réseaux GSM). Les opérateurs mobiles qui proposent des accès 4G LTE réutilisent alors leur réseau 2G ou 3G (CDMA ou UMTS) pour prendre en charge les appels vocaux de leurs abonnés via une procédure appelée « CSFB » () : le terminal mobile « coupe » provisoirement la connexion au réseau radio 4G LTE, le temps de l'appel vocal sur le réseau 3G.
La norme VoLTE ()La norme « » attendue en 2013 aux États-Unis, reseaux-telecoms.net, mai 2012. est déployé dans le monde. En France, il faudra attendre 2020 pour que les téléphones soient compatibles VoLTE et Vowifi chez SFR, Orange et Bouygues. Free active cette fonctionnalité à partir de 2022, pour les nouveaux téléphones, et ceux à venir : les fabricants mettent rarement à jour un ancien appareil just pour la volte/vowifi. Elle supporte nativement la voix, en mode voix sur IP, sur le réseau LTE, à condition d'utiliser des smartphones compatibles. Elle permet des appels plus rapides et apporte aussi une meilleure qualité vocale grâce à l'utilisation de codecs large bande AMR-WB (Adaptive Multi-Rate Wideband). Sa mise en œuvre a commencé fin 2014 sur les réseaux des principaux opérateurs mobiles nord-américains How to Enable Verizon Voice Over LTE (VoLTE) on the iPhone 6 tekrevue.com, le 21 septembre 2014. En France, elle est mise en œuvre à partir de 2015 journaldunet.com, le 1 novembre 2025..
La vidéo sur LTE
À l'instar de la voix, la vidéo sur LTE, ou ViLTE, se fonde sur le protocole IP, en passant par le serveur IMS, au même titre que la VoLTE ou la VoNR.. Ce service est défini par la norme IR.94..
En 2017, Next rappelle qu'en cas d'absence de support ViLTE de l'opérateur mobile de l'abonné, le téléphone est alors redirigé vers Google Duo en cas de téléphones fonctionnant sur Android. https://next.ink/brief-article/sur-android-des-appels-videos-via-vilte-ou-google-duo/
Coté iPhone, Apple se contente de faire passer la vidéo par FaceTime.
Aujourd'hui, aucun indice ne permet de démontrer qu'il est possible d'utiliser un iphone, ou un android, en ViLTE directement par les opérateurs, sans passer par les services tiers de Google ou d'Apple.
En 2019, la Global mobile Suppliers Association avait déterminé que 257 appareils mobiles, tous fabricants confondus, supportaient les appels vidéos ViLTE. Cependant l'intégration de la ViLTE est échantillonnesque dans le monde, notamment par rapport aux usages utilisant des applications tierces (Whatsapp, Telegram, Signal, Quicksy...)
En 2025, un collectif de passionnés s'interroge sur l'absence du déploiement de la ViLTE auprès des opérateurs français..
Débits théoriques et débits réels
Le débit réel de données observé par l’utilisateur d’un réseau LTE peut être très fortement réduit par rapport aux débits binaires théoriques annoncés et définis par les normes LTE. Les principaux facteurs ayant une influence sur le débit effectif sont les suivants :
le nombre d’utilisateurs actifs se partageant la bande passante au sein d’une cellule (surface radiante d'une antenne LTE) ; plus il y a de terminaux en communication, moins chacun a de débit unitaire ; la largeur de la bande de fréquence attribuée à l’opérateur du réseau. Le débit utile global est proportionnel à cette largeur de bande qui peut varier de à en LTE et jusqu'à en ; les types d’antennes utilisés, côté terminal et côté réseau (antenne relais) : le débit binaire maximal LTE de par porteuse suppose des antennes MIMO 4×4 (quadruples) aux de la liaison radio LTE (cas de figure peu réaliste pour un téléphone mobile ou un smartphone à cause de leur petite taille). À noter : le LTE Advanced permet d'atteindre et même dépasser les avec seulement une antenne double MIMO 2×2, mais en utilisant plusieurs porteuses ;