Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о стандарте мобильного доступа в Интернет. Для использования в других целях, см 4G (значения) .

Часть серии о
Поколения мобильных телефонов
Мобильная связь
Аналог
Цифровой

4G - это четвертое поколение технологии широкополосных сотовых сетей , пришедшее на смену 3G и предшествующее 5G . Система 4G должна обеспечивать возможности, определенные ITU в IMT Advanced . Потенциальные и текущие приложения включают измененный мобильный веб- доступ, IP-телефонию , игровые услуги, мобильное телевидение высокой четкости , видеоконференцсвязь и 3D-телевидение .

Первый выпуск стандарта Long Term Evolution (LTE) был коммерчески развернут в Осло, Норвегия , и Стокгольме, Швеция, в 2009 году и с тех пор развернут во многих частях мира. Тем не менее, обсуждается вопрос о том, следует ли рассматривать версии первого выпуска как 4G LTE.

Технический обзор [ править ]

В марте 1998 года Международный союз электросвязи - сектор радиосвязи (ITU-R) определил набор требований для стандартов 4G, названный спецификацией International Mobile Telecommunications Advanced (IMT-Advanced), установив требования к пиковой скорости для услуги 4G на уровне 100 мегабит на секунда (Мбит / с) (= 12,5 мегабайт в секунду) для связи с высокой мобильностью (например, из поездов и автомобилей) и 1 гигабит в секунду (Гбит / с) для связи с низкой мобильностью (например, для пешеходов и стационарных пользователей). [1]

Поскольку первые версии Mobile WiMAX и LTE поддерживают пиковую скорость передачи данных намного ниже 1 Гбит / с, они не полностью совместимы с IMT-Advanced, но часто провайдеры услуг называют их 4G. По словам операторов, под поколением сети понимается развертывание новой не обратно совместимой технологии. 6 декабря 2010 года МСЭ-R признал, что эти две технологии, а также другие технологии, выходящие за рамки 3G, которые не соответствуют требованиям IMT-Advanced, тем не менее, могут считаться 4G, при условии, что они представляют собой предшественников совместимых с IMT-Advanced. версий и «существенное улучшение производительности и возможностей по сравнению с начальными системами третьего поколения, развернутыми в настоящее время». [2]

Mobile WiMAX Release 2 (также известный как WirelessMAN-Advanced или IEEE 802.16m ) и LTE Advanced (LTE-A) - это IMT-Advanced, обратно совместимые версии двух вышеупомянутых систем, стандартизированные весной 2011 г. [ ссылка необходима ] и многообещающие скорости порядка 1 Гбит / с. Услуги ожидались в 2013 году. [ Необходимо обновить ]

В отличие от предыдущих поколений, система 4G не поддерживает традиционные услуги телефонии с коммутацией каналов , а вместо этого полагается на общение на основе IP- протокола, такое как IP-телефония . Как видно ниже, радиотехнология с расширенным спектром, используемая в системах 3G, отказалась от всех систем-кандидатов 4G и заменена передачей с множеством несущих OFDMA и другими схемами выравнивания частотной области (FDE), что позволяет передавать очень высокие скорости передачи данных, несмотря на обширные многолучевое распространение радиоволн (эхо). Пиковая скорость передачи данных дополнительно улучшена за счет интеллектуальных антенных решеток длясвязь с несколькими входами и выходами (MIMO).

Фон [ править ]

В области мобильной связи «поколение» обычно относится к изменению фундаментального характера услуги, несовместимой с предыдущей технологией передачи, более высокой пиковой скорости передачи данных, новым частотным диапазонам, более широкой полосе частот канала в герцах и выше. возможность одновременной передачи множества данных (более высокая спектральная эффективность системы в битах в секунду / герцах на сайт).

Новые поколения мобильных телефонов появлялись примерно каждые десять лет с момента первого перехода от аналоговой (1G) к цифровой (2G) передачи в 1981 году в 1992 году. В 2001 году за этим последовала поддержка мультимедиа 3G, передача с расширенным спектром и минимальный пиковый бит. со скоростью 200 кбит / с , в 2011/2012 гг. за ним последует «настоящий» 4G, который относится к сетям с коммутацией пакетов, полностью основанным на протоколе Интернет (IP), предоставляющим мобильный сверхширокополосный (гигабитная скорость) доступ.

Хотя ITU принял рекомендации по технологиям, которые будут использоваться для будущих глобальных коммуникаций, они фактически не выполняют работы по стандартизации или разработке сами, вместо этого полагаясь на работу других органов по стандартизации, таких как IEEE, WiMAX Forum и 3GPP.

В середине 1990-х годов организация по стандартизации ITU-R выпустила требования IMT-2000 в качестве основы для того, какие стандарты следует рассматривать в качестве систем 3G , требующих пиковой скорости передачи данных 200 кбит / с. В 2008 году ITU-R определил требования IMT Advanced ( Advanced International Mobile Telecommunications Advanced) для систем 4G.

Самым быстрым стандартом на основе 3G в семействе UMTS является стандарт HSPA + , который коммерчески доступен с 2009 года и предлагает 28 Мбит / с в нисходящем направлении (22 Мбит / с в восходящем направлении) без MIMO , то есть только с одной антенной, а в 2011 году был ускорен до Пиковая скорость передачи данных 42 Мбит / с в нисходящем направлении с использованием либо DC-HSPA + (одновременное использование двух несущих UMTS 5 МГц) [3], либо 2x2 MIMO. Теоретически возможны скорости до 672 Мбит / с, но они еще не развернуты. Самым быстрым стандартом на базе 3G в семействе CDMA2000 является EV-DO Rev. B , который доступен с 2010 года и обеспечивает скорость нисходящего потока 15,67 Мбит / с.

Частоты для сетей 4G LTE [ править ]

Смотрите здесь: диапазоны частот LTE

Требования IMT-Advanced [ править ]

В этой статье говорится о 4G с использованием IMT-Advanced (Advanced International Mobile Telecommunications Advanced ), как это определено ITU-R . Сотовая система IMT-Advanced должна соответствовать следующим требованиям: [4]

  • Основываться на сети с коммутацией пакетов, полностью состоящей из IP.
  • Иметь пиковую скорость передачи данных примерно до 100  Мбит / с для высокой мобильности, такой как мобильный доступ, и примерно до 1  Гбит / с для низкой мобильности, такой как кочевой / локальный беспроводной доступ. [1]
  • Уметь динамически совместно использовать и использовать сетевые ресурсы для поддержки большего количества одновременных пользователей на ячейку.
  • Используйте масштабируемую полосу пропускания канала от 5 до 20 МГц, опционально до 40 МГц. [1] [5]
  • Пиковая спектральная эффективность линии связи составляет 15  бит / с · Гц в нисходящей линии связи и 6,75  бит / с · Гц в восходящей линии связи (это означает, что 1  Гбит / с в нисходящей линии связи должен быть возможен в полосе пропускания менее 67 МГц).
  • Спектральная эффективность системы для внутренних помещений составляет 3  бит / с · Гц · ячейка для нисходящей линии связи и 2,25  бит / с · Гц · ячейка для восходящей линии связи. [1]
  • Плавная передача обслуживания в разнородных сетях.

В сентябре 2009 года технологические предложения были представлены в Международный союз электросвязи (ITU) в качестве кандидатов на 4G. [6] В основном все предложения основаны на двух технологиях:

  • LTE Advanced, стандартизованный 3GPP
  • 802.16m стандартизирован IEEE

Внедрение Mobile WiMAX и первой версии LTE в значительной степени считалось временным решением, которое обеспечило бы значительный рост, пока не были развернуты WiMAX 2 (на основе спецификации 802.16m) и LTE Advanced. Стандартные варианты последнего были ратифицированы весной 2011 года.

Первый набор требований 3GPP для LTE Advanced был утвержден в июне 2008 года. [7] LTE Advanced был стандартизирован в 2010 году как часть версии 10 спецификации 3GPP.

Некоторые источники рассматривают реализации первой версии LTE и Mobile WiMAX как до 4G или почти до 4G, поскольку они не полностью соответствуют запланированным требованиям в 1  Гбит / с для стационарного приема и 100  Мбит / с для мобильного.

Путаница вызвали некоторые операторы мобильной связи, которые запустили продукты, рекламируемые как 4G, но которые, согласно некоторым источникам, являются версиями до 4G, обычно называемыми 3.9G, которые не соответствуют определенным ITU-R принципам для стандартов 4G, но сегодня может называться 4G согласно ITU-R. Например, Vodafone в Нидерландах рекламировал LTE как 4G, а LTE Advanced как свою услугу «4G +». Общий аргумент в пользу того, что системы 3.9G относятся к новому поколению, заключается в том, что они используют полосы частот, отличные от технологий 3G; что они основаны на новой парадигме радиоинтерфейса; и что стандарты не имеют обратной совместимости с 3G, в то время как некоторые из стандартов имеют прямую совместимость с IMT-2000-совместимыми версиями тех же стандартов.

Системные стандарты [ править ]

Совместимые с IMT-2000 стандарты 4G [ править ]

По состоянию на октябрь 2010 года Рабочая группа 5D МСЭ-R утвердила две отраслевые технологии (LTE Advanced и WirelessMAN-Advanced) [8] для включения в программу ITU International Mobile Telecommunications Advanced (программа IMT-Advanced ), которая ориентирована на глобальные системы связи, которые будут доступны через несколько лет.

LTE Advanced [ править ]

См. Также: § 3GPP Long Term Evolution (LTE)

LTE Advanced (Long Term Evolution Advanced) - кандидат на стандарт IMT-Advanced , официально представленный организацией 4GPP в ITU-T осенью 2009 года, и ожидается, что он будет выпущен в 2013 году. [ Требуется обновление ] Цель 3GPP LTE Advanced должно достичь и превзойти требования ITU. [9]LTE Advanced по сути является усовершенствованием LTE. Это не новая технология, а, скорее, улучшение существующей сети LTE. Такой путь обновления делает более экономичным для поставщиков предложение LTE с последующим обновлением до LTE Advanced, что аналогично обновлению с WCDMA до HSPA. LTE и LTE Advanced также будут использовать дополнительные спектры и мультиплексирование, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных. Скоординированная многоточечная передача также позволит увеличить пропускную способность системы, чтобы помочь справиться с повышенной скоростью передачи данных. Ожидается, что в версии 10 LTE будут достигнуты скорости IMT Advanced. Версия 8 в настоящее время поддерживает скорость загрузки до 300 Мбит / с, что все еще не соответствует стандартам IMT-Advanced. [10]

Скорость передачи данных LTE-Advanced
LTE Advanced
Пиковая загрузка1000 Мбит / с
Пиковая загрузка0 500 Мбит / с

IEEE 802.16m или WirelessMAN-Advanced [ править ]

IEEE 802.16m или WirelessMAN-Advanced , эволюция 802.16e находится в стадии разработки, с целью выполнить критерии IMT-Advanced со скоростью 1 Гбит / с для стационарного приема и 100 Мбит / с для мобильного приема. [11]

Версии Forerunner [ править ]

3GPP Long Term Evolution (LTE) [ править ]

См. Также: § LTE Advanced
Модем Samsung LTE под торговой маркой Telia
Двухдиапазонный модем Huawei 4G +

Технология Long Term Evolution (LTE) до 4G 3GPP часто называется «4G - LTE», но первая версия LTE не полностью соответствует требованиям IMT-Advanced. LTE имеет теоретическую чистую пропускную способность до 100 Мбит / с в нисходящем канале и 50 Мбит / с в восходящем канале, если используется канал 20 МГц - и больше, если используется несколько входов и нескольких выходов (MIMO), то есть антенные решетки. , используются.

Физический радиоинтерфейс на ранней стадии назывался высокоскоростным пакетным доступом OFDM (HSOPA), а теперь называется Evolved UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA). Первые USB-ключи LTE не поддерживают другие радиоинтерфейсы.

Первая в мире общедоступная услуга LTE была открыта в двух столицах Скандинавии, Стокгольме (системы Ericsson и Nokia Siemens Networks ) и Осло (система Huawei ) 14 декабря 2009 года под брендом 4G. Пользовательские терминалы произведены компанией Samsung. [12] По состоянию на ноябрь 2012 года пять общедоступных услуг LTE в США предоставляются MetroPCS , [13] Verizon Wireless , [14] AT&T Mobility , US Cellular , [15] Sprint , [16] и T-Mobile. США .[17]

T-Mobile Венгрия запустила публичный бета - тест ( так называемый дружеский тест пользователя ) 7 октября 2011, и предложил коммерческие услуги 4G LTE с 1 января 2012 года [ править ]

В Южной Корее SK Telecom и LG U + предоставили доступ к услуге LTE с 1 июля 2011 года для устройств передачи данных, которые планируется ввести по всей стране к 2012 году. [18] KT Telecom закрыла свою услугу 2G к марту 2012 года и завершила общенациональную услугу LTE в том же частота около 1,8 ГГц к июню 2012 г.

В Великобритании услуги LTE были запущены EE в октябре 2012 года [19] , O2 и Vodafone в августе 2013 года [20] и Three в декабре 2013 года. [21]

Скорость передачи данных LTE
LTE
Пиковая загрузка0 100 Мбит / с
Пиковая загрузка0 0 50 Мбит / с

Мобильный WiMAX (IEEE 802.16e) [ править ]

Стандарт мобильного широкополосного доступа (MWBA) Mobile WiMAX (IEEE 802.16e-2005) (также известный как WiBro в Южной Корее) иногда называется 4G и предлагает пиковые скорости передачи данных 128 Мбит / с по нисходящей линии связи и 56 Мбит / с по восходящей линии связи по Каналы шириной 20 МГц. [ необходима цитата ]

В июне 2006 года первая в мире коммерческая услуга мобильного WiMAX была открыта компанией KT в Сеуле , Южная Корея . [22]

Компания Sprint начала использовать Mobile WiMAX с 29 сентября 2008 г., обозначив ее как сеть «4G», хотя текущая версия не соответствует требованиям IMT Advanced для систем 4G. [23]

В России, Беларуси и Никарагуа широкополосный доступ в Интернет WiMax предлагала российская компания « Скартел» , а также 4G, Yota . [24]

Скорость передачи данных WiMAX
WiMAX
Пиковая загрузка0 128 Мбит / с
Пиковая загрузка0 0 56 Мбит / с

В последней версии стандарта, WiMax 2.1, стандарт был обновлен, чтобы быть несовместимым с более ранним стандартом WiMax, и вместо этого является взаимозаменяемым с системой LTE-TDD, эффективно объединяя стандарт WiMax с LTE.

TD-LTE для китайского рынка [ править ]

Подобно тому, как технология Long Term Evolution (LTE) и WiMAX активно продвигается в мировой телекоммуникационной отрасли, первая технология (LTE) также является самой мощной ведущей технологией мобильной связи 4G и быстро заняла китайский рынок. TD-LTE , один из двух вариантов технологии радиоинтерфейса LTE , еще не сформировался, но многие отечественные и международные операторы беспроводной связи один за другим переходят на TD-LTE.

Данные IBM показывают, что 67% операторов рассматривают LTE, потому что это основной источник их будущего рынка. Вышеупомянутая новость также подтверждает заявление IBM о том, что, хотя только 8% операторов рассматривают возможность использования WiMAX, WiMAX может обеспечить самую быструю сетевую передачу для своих клиентов на рынке и может бросить вызов LTE.

TD-LTE - не первый стандарт передачи данных для беспроводной мобильной широкополосной сети 4G, но это китайский стандарт 4G, который был изменен и опубликован крупнейшим оператором связи Китая - China Mobile . Ожидается, что после серии полевых испытаний в ближайшие два года он будет запущен в коммерческую фазу. Ульф Эвальдссон, вице-президент Ericsson, сказал: «Министерство промышленности Китая и China Mobile в четвертом квартале этого года проведут масштабные полевые испытания, к тому времени Эрикссон поможет им». Но, глядя на текущую тенденцию развития, остается спорным вопрос, получит ли этот стандарт, поддерживаемый China Mobile, широкое признание на международном рынке.

Снятые с производства системы-кандидаты [ править ]

UMB (ранее EV-DO Rev. C) [ править ]

Основная статья: Сверхмобильный широкополосный доступ

UMB ( Ultra Mobile Broadband ) - это торговая марка прекращенного проекта 4G в рамках группы стандартизации 3GPP2 для улучшения стандарта мобильных телефонов CDMA2000 для приложений и требований следующего поколения. В ноябре 2008 года Qualcomm , главный спонсор UMB, объявил, что прекращает разработку технологии, отдавая предпочтение LTE. [25] Целью было достижение скорости передачи данных более 275 Мбит / с в нисходящем направлении и более 75 Мбит / с в восходящем направлении.

Flash-OFDM [ править ]

На раннем этапе ожидалось, что система Flash-OFDM получит дальнейшее развитие в стандарте 4G.

Системы iBurst и MBWA (IEEE 802.20) [ править ]

Система iBurst (или HC-SDMA, High Capacity Spatial Division Multiple Access) на раннем этапе считалась предшественницей 4G. Позже он получил дальнейшее развитие в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа (MBWA), также известной как IEEE 802.20.

Основные технологии во всех системах-кандидатах [ править ]

Ключевые особенности [ править ]

Следующие ключевые особенности можно наблюдать во всех предлагаемых технологиях 4G:

  • Методы передачи физического уровня следующие: [26]
    • MIMO : для достижения сверхвысокой спектральной эффективности с помощью пространственной обработки, включая многоантенную и многопользовательскую MIMO
    • Выравнивание в частотной области, например, модуляция с несколькими несущими ( OFDM ) в нисходящем канале или выравнивание в частотной области с одной несущей (SC-FDE) в восходящем канале: для использования свойства частотно-избирательного канала без сложной коррекции
    • Статистическое мультиплексирование в частотной области, например ( OFDMA ) или (FDMA с одной несущей) (SC-FDMA, также известное как OFDMA с линейным предварительным кодированием, LP-OFDMA) в восходящей линии связи: переменная скорость передачи данных путем назначения разных подканалов разным пользователям на основе условия канала
    • Коды с исправлением ошибок по принципу турбо : минимизация требуемого отношения сигнал / шум на приемной стороне
  • Планирование, зависящее от канала : для использования канала, зависящего от времени.
  • Адаптация канала : адаптивная модуляция и коды с исправлением ошибок
  • Мобильный IP-адрес, используемый для мобильности
  • IP на базе фемтосот (домашние узлы , подключенные к фиксированной широкополосной инфраструктуры Интернета)

В отличие от предыдущих поколений, системы 4G не поддерживают телефонию с коммутацией каналов. В стандартах IEEE 802.20, UMB и OFDM [27] отсутствует поддержка мягкой передачи обслуживания, также известной как кооперативная ретрансляция .

Схемы мультиплексирования и доступа [ править ]

В последнее время новые схемы доступа, такие как ортогональный FDMA (OFDMA), FDMA с одной несущей (SC-FDMA), FDMA с чередованием и CDMA с несколькими несущими (MC-CDMA), приобретают все большее значение для систем следующего поколения. Они основаны на эффективных алгоритмах БПФ и выравнивании частотной области, что приводит к меньшему количеству умножений в секунду. Они также позволяют гибко управлять полосой пропускания и формировать спектр. Однако они требуют расширенного динамического распределения каналов и адаптивного планирования трафика.

WiMax использует OFDMA в нисходящем и восходящем каналах связи. Для LTE (телекоммуникации) OFDMA используется для нисходящей линии связи; Напротив, FDMA с одной несущей используется для восходящей линии связи, поскольку OFDMA вносит больший вклад в проблемы, связанные с PAPR, и приводит к нелинейной работе усилителей. IFDMA обеспечивает меньшие колебания мощности и, следовательно, требует энергоэффективных линейных усилителей. Точно так же MC-CDMA входит в предложение стандарта IEEE 802.20 . Эти схемы доступа предлагают ту же эффективность, что и более старые технологии, такие как CDMA. Кроме того, можно достичь масштабируемости и более высоких скоростей передачи данных.

Другое важное преимущество вышеупомянутых методов доступа состоит в том, что они требуют меньшей сложности для выравнивания на приемнике. Это дополнительное преимущество, особенно в средах MIMO, поскольку передача с пространственным мультиплексированием в системах MIMO по своей сути требует выравнивания высокой сложности на приемнике.

В дополнение к улучшениям в этих системах мультиплексирования используются улучшенные методы модуляции . В то время как более ранние стандарты в основном использовали фазовую манипуляцию , более эффективные системы, такие как 64 QAM , предлагаются для использования со стандартами 3GPP Long Term Evolution .

Поддержка IPv6 [ править ]

Основные статьи: сетевой уровень , интернет-протокол и IPv6

В отличие от 3G, которая основана на двух параллельных инфраструктур , состоящих из коммутацией каналов и с коммутацией пакетов сетевых узлов, 4G основана на пакетной коммутации только . Это требует передачи данных с малой задержкой .

Поскольку адреса IPv4 (почти) исчерпаны , [Примечание 1] [28] IPv6 необходим для поддержки большого количества беспроводных устройств, которые обмениваются данными с использованием IP. Увеличивая количество доступных IP-адресов , IPv6 устраняет необходимость в трансляции сетевых адресов (NAT), методе совместного использования ограниченного количества адресов между большей группой устройств, который имеет ряд проблем и ограничений . При использовании IPv6 какой-то NAT по-прежнему требуется для связи с устаревшими устройствами IPv4, которые также не подключены к IPv6.

По состоянию на июнь 2009 года Verizon опубликовала спецификации [1], согласно которым любые устройства 4G в ее сети должны поддерживать IPv6. [29]

Продвинутые антенные системы [ править ]

Основные статьи: MIMO и MU-MIMO

Эффективность радиосвязи зависит от антенной системы, называемой интеллектуальной или интеллектуальной антенной . В последнее время появляются технологии с несколькими антеннами для достижения целей систем 4G, таких как высокая скорость, высокая надежность и связь на больших расстояниях. В начале 1990-х годов для удовлетворения растущих потребностей в скорости передачи данных было предложено множество схем передачи. Одна технология, пространственное мультиплексирование , приобрела важность для сохранения полосы пропускания и энергоэффективности. Пространственное мультиплексирование включает развертывание нескольких антенн на передатчике и приемнике. Затем независимые потоки могут передаваться одновременно со всех антенн. Эта технология, получившая название MIMO(как ветвь интеллектуальной антенны ) умножает базовую скорость передачи данных на (меньшее из) количество передающих антенн или количество приемных антенн. Помимо этого, надежность передачи высокоскоростных данных в канале с замираниями можно повысить за счет использования большего количества антенн на передатчике или приемнике. Это называется разнесением передачи или приема . Как разнесение передачи / приема, так и пространственное мультиплексирование передачи относятся к методам пространственно-временного кодирования, которые не обязательно требуют знания канала в передатчике. Другая категория - это технологии с несколькими антеннами с обратной связью, которые требуют знания канала на передатчике.

Открытая беспроводная архитектура и программно-определяемая радиосвязь (SDR) [ править ]

Одна из ключевых технологий для 4G и выше называется Open Wireless Architecture (OWA), поддерживающая несколько беспроводных радиоинтерфейсов в платформе с открытой архитектурой .

SDR - это одна из форм открытой беспроводной архитектуры (OWA). Поскольку 4G представляет собой набор стандартов беспроводной связи, окончательная форма устройства 4G будет представлять собой различные стандарты. Это может быть эффективно реализовано с использованием технологии SDR, которая относится к области радиоконвергенции.

История технологий 4G и до 4G [ править ]

Система 4G изначально была разработана DARPA , Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США. [ необходимая цитата ] DARPA выбрало распределенную архитектуру и сквозной интернет-протокол (IP) и на раннем этапе считало, что одноранговые сети, в которых каждое мобильное устройство будет одновременно приемопередатчиком и маршрутизатором для других устройств в сети, что устраняет слабые места систем сотовой связи 2G и 3G по принципу «спица и концентратор». [30] [ необходима страница ] Начиная с системы 2.5G GPRS, сотовые системы предоставляют двойную инфраструктуру: узлы с коммутацией пакетов для услуг передачи данных и узлы с коммутацией каналов для голосовых вызовов. В системах 4G отказались от инфраструктуры с коммутацией каналов, и толькоПредоставляется сеть с коммутацией пакетов , тогда как для систем 2.5G и 3G требуются сетевые узлы как с коммутацией пакетов, так и с коммутацией каналов , т. е. две параллельные инфраструктуры. Это означает, что в 4G традиционные голосовые вызовы заменены IP-телефонией.

  • В 2002 году было изложено стратегическое видение 4G, которое МСЭ обозначил как IMT Advanced .
  • В 2004 году LTE была впервые предложена NTT DoCoMo из Японии. [31]
  • В 2005 году технология передачи OFDMA была выбрана в качестве кандидата для нисходящей линии связи HSOPA , позже переименованной в радиоинтерфейс E-UTRA 3GPP Long Term Evolution (LTE) .
  • В ноябре 2005 года KT Corporation продемонстрировала услугу мобильного WiMAX в Пусане , Южная Корея . [32]
  • В апреле 2006 года KT Corporation запустила первую в мире коммерческую услугу мобильного WiMAX в Сеуле, Южная Корея . [33]
  • В середине 2006 года Sprint объявила, что инвестирует около 5 миллиардов долларов США в развитие технологии WiMAX в течение следующих нескольких лет [34] (6,34 миллиарда долларов в реальном выражении [35] ). С тех пор Sprint столкнулась со многими неудачами, которые привели к резким квартальным убыткам. 7 мая 2008 года Sprint , Imagine , Google , Intel , Comcast , Bright House и Time Warner объявили об объединении в среднем 120 МГц спектра; Sprint объединила свое подразделение Xohm WiMAX с Clearwire сформировать компанию, которая получит название «Клир».
  • В феврале 2007 года японская компания NTT DoCoMo протестировала прототип системы связи 4G с 4 × 4 MIMO под названием VSF-OFCDM со скоростью 100 Мбит / с во время движения и 1 Гбит / с в неподвижном состоянии. NTT DoCoMo завершила испытание, в ходе которого достигла максимальной скорости передачи пакетов примерно 5 Гбит / с в нисходящем канале с 12 × 12 MIMO, используя полосу частот 100 МГц при движении со скоростью 10 км / ч [36], и планирует выпустить первая коммерческая сеть в 2010 году.
  • В сентябре 2007 года NTT Docomo продемонстрировала скорость передачи данных e-UTRA 200 Мбит / с при энергопотреблении менее 100 мВт во время теста. [37]
  • В январе 2008 года начался аукцион Федеральной комиссии по связи США (FCC) за использование спектра бывших аналоговых телевизионных частот 700 МГц. В результате большая часть спектра досталась Verizon Wireless, а следующая по величине - AT&T. [38] Обе эти компании заявили о своем намерении поддерживать LTE .
  • В январе 2008 года комиссар ЕС Вивиан Рединг предложила перераспределить диапазон 500–800 МГц для беспроводной связи, включая WiMAX. [39]
  • 15 февраля 2008 года Skyworks Solutions выпустила интерфейсный модуль для e-UTRAN. [40] [41] [42]
  • В ноябре 2008 года МСЭ-R установил подробные требования к характеристикам IMT-Advanced, выпустив Циркулярное письмо с призывом к кандидатам в технологии радиодоступа (RAT) для IMT-Advanced. [43]
  • В апреле 2008 года, сразу после получения циркулярного письма, 3GPP организовала семинар по IMT-Advanced, на котором было решено, что LTE Advanced, эволюция текущего стандарта LTE, будет соответствовать или даже превосходить требования IMT-Advanced в соответствии с повесткой дня МСЭ-R. .
  • В апреле 2008 года LG и Nortel продемонстрировали скорость передачи данных e-UTRA 50 Мбит / с при скорости 110 км / ч. [44]
  • 12 ноября 2008 года HTC анонсировала первый мобильный телефон с поддержкой WiMAX - Max 4G [45]
  • 15 декабря 2008 года San Miguel Corporation , крупнейший конгломерат продуктов питания и напитков в Юго-Восточной Азии, подписала меморандум о взаимопонимании с Qatar Telecom QSC ( Qtel ) по реализации проектов беспроводной широкополосной связи и мобильной связи на Филиппинах. Совместное предприятие образовало Wi-Tribe Philippines, которая предлагает 4G в стране. [46] Примерно в то же время Globe Telecom развернула первую услугу WiMAX на Филиппинах.
  • 3 марта 2009 года литовский LRTC объявляет о создании первой в странах Балтии сети мобильного WiMAX 4G . [47]
  • В декабре 2009 года Sprint начал рекламировать услугу «4G» в некоторых городах США, несмотря на то, что средняя скорость загрузки составляет всего 3–6 Мбит / с с пиковой скоростью 10 Мбит / с (доступна не на всех рынках). [48]
  • 14 декабря 2009 года шведско-финский сетевой оператор TeliaSonera и его норвежская торговая марка NetCom (Норвегия) осуществили первое коммерческое развертывание LTE в столицах Скандинавии Стокгольме и Осло . TeliaSonera представила сеть под брендом «4G». Предлагаемые модемы были произведены Samsung (ключ GT-B3710), а сетевая инфраструктура создана Huawei (в Осло) и Ericsson (в Стокгольме). TeliaSonera планирует развернуть LTE по всей Швеции, Норвегии и Финляндии. [49] [50] TeliaSonera использовала спектральную полосу пропускания 10 МГц и режим «один-в-один-выход», что должно обеспечивать физический уровень.чистая скорость передачи данных до 50 Мбит / с по нисходящей линии связи и 25 Мбит / с по восходящей линии связи. Вводные тесты показали пропускную способность TCP 42,8 Мбит / с по нисходящему каналу и 5,3 Мбит / с по восходящему каналу в Стокгольме. [51]
  • 4 июня 2010 года компания Sprint выпустила первый в США смартфон с поддержкой WiMAX - HTC Evo 4G . [52]
  • 4 ноября 2010 года Samsung Craft, предложенный MetroPCS , стал первым коммерчески доступным LTE-смартфоном [53]
  • 6 декабря 2010 года на Всемирном семинаре ITU по радиосвязи 2010 ITU заявил, что LTE , WiMax и аналогичные «развитые технологии 3G» могут рассматриваться как «4G». [2]
  • В 2011 году Аргентина «s Claro запустила сеть до 4G HSPA + в стране.
  • В 2011 году Таиланд «s TrueMove-H запустила сеть до 4G HSPA + с общенациональной доступности.
  • 17 марта 2011 года HTC Thunderbolt, предложенный Verizon в США, стал вторым смартфоном LTE, продаваемым на коммерческой основе. [54] [55]
  • В феврале 2012 года Эрикссон продемонстрировал мобильное телевидение через LTE, используя новую услугу eMBMS (расширенная услуга мультимедийного широковещательного многоадресного вещания ). [56]

С 2009 года стандарт LTE сильно эволюционировал с годами, что привело к множеству развертываний различными операторами по всему миру. Обзор коммерческих сетей LTE и их исторического развития см .: Список сетей LTE . Среди широкого спектра вариантов развертывания многие операторы рассматривают возможность развертывания и эксплуатации сетей LTE. Компиляцию запланированных развертываний LTE можно найти по адресу: Список запланированных сетей LTE .

Недостатки [ править ]

4G создает потенциальные неудобства для тех, кто путешествует за границу или хочет сменить оператора связи. Чтобы совершать и принимать голосовые вызовы 4G, телефонная трубка абонента должна не только иметь соответствующую полосу частот (а в некоторых случаях требовать разблокировки ), но также должна иметь соответствующие настройки включения для местного оператора и / или страны. Хотя можно ожидать, что телефон, приобретенный у данного оператора, будет работать с этим оператором, выполнение голосовых вызовов 4G в сети другого оператора (включая международный роуминг) может быть невозможным без обновления программного обеспечения, специфичного для местного оператора и рассматриваемой модели телефона, что могут быть доступны или недоступны (хотя возврат к 3G для голосовых вызовов все еще возможен, если доступна сеть 3G с совпадающей полосой частот).[57]

Помимо исследований в области 4G [ править ]

Основная статья: 5G

Основной проблемой в системах 4G является обеспечение доступности высоких скоростей передачи данных в большей части соты, особенно для пользователей, находящихся в незащищенном месте между несколькими базовыми станциями. В современных исследованиях, эта проблема решаются с помощью макроразнесения техники, также известная как группа кооперативного реле , а также Луч-Division Multiple Access (BDMA). [58]

Широко распространенные сети представляют собой аморфную и в настоящее время полностью гипотетическую концепцию, в которой пользователь может одновременно подключаться к нескольким технологиям беспроводного доступа и беспрепятственно перемещаться между ними (см. Вертикальную передачу обслуживания , IEEE 802.21 ). Эти технологии доступа могут быть Wi-Fi , UMTS , EDGE или любой другой технологией доступа будущего. В эту концепцию также включена технология интеллектуального радио (также известная как когнитивное радио ) для эффективного управления использованием спектра и мощностью передачи, а также использование протоколов ячеистой маршрутизации для создания всеобъемлющей сети.

См. Также [ править ]

  • 4G-LTE фильтр
  • Сравнение стандартов мобильных телефонов GSM, CDMA, LTE
  • Сравнение стандартов беспроводной передачи данных HSPA +, WiMAX, EV-DO
  • Радиация и здоровье беспроводных устройств
  • 5G

Заметки [ править ]

  1. ^ Точный статус исчерпания ресурсов трудно определить, поскольку неизвестно, сколько неиспользуемых адресов существует у интернет-провайдеров, и сколько адресов, которые постоянно не используются их владельцами, могут быть освобождены и переданы другим.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с d МСЭ-R , отчет M.2134, требования , связанные с техническими характеристиками для IMT-Advanced радио интерфейс (ы) , Одобрено в ноябре 2008 года
  2. ^ a b «Всемирный семинар МСЭ по радиосвязи освещает будущие коммуникационные технологии» . Международный союз электросвязи .
  3. ^ 62 коммерческие сети поддерживают DC-HSPA +, стимулируют инвестиции в HSPA LteWorld 7 февраля 2012 г.
  4. ^ Vilches, J. (29 апреля 2010). «Все, что вам нужно знать о беспроводной технологии 4G» . TechSpot . Проверено 11 января 2016 года .
  5. ^ Рамни, Мурена (сентябрь 2008). «IMT-Advanced: беспроводная связь 4G обретает форму в олимпийский год» (PDF) . Журнал измерений Agilent . Архивировано из оригинального (PDF) 17 января 2016 года.
  6. ^ «2009-12: Путь LTE к 4G» . Nomor Research . Архивировано из оригинального 17-го января 2016 года . Проверено 11 января 2016 года .
  7. ^ «Спецификация 3GPP: Требования для дальнейшего развития E-UTRA (LTE Advanced)» . 3GPP . Проверено 21 августа 2013 года .
  8. ^ «ITU прокладывает путь для мобильных технологий следующего поколения 4G» (пресс-релиз). ITU. 21 октября 2010 г.
  9. ^ Парквалл, Стефан; Дальман, Эрик; Фурускер, Андерс; Джейдинг, Илва; Ольссон, Магнус; Венштедт, Стефан; Занги, Камбиз (21–24 сентября 2008 г.). LTE Advanced - переход от LTE к IMT-Advanced (PDF) . Конференция по автомобильным технологиям, осень 2008 г., Ericsson Research . Стокгольм. Архивировано из оригинального (PDF) 7 марта 2012 года . Проверено 26 ноября 2010 года .
  10. ^ Парквалл, Стефан; Астели, Дэвид (апрель 2009 г.). «Эволюция LTE в сторону LTE Advanced». Журнал коммуникаций . 4 (3): 146–54. DOI : 10.4304 / jcm.4.3.146-154 .
  11. ^ «Проект документа с описанием системы IEEE 802.16m» (PDF) . ieee802.org . 4 апреля 2008 г.
  12. ^ "Как загрузить видео с YouTube в телефон jio - 4G / LTE - Ericsson, Samsung Установить соединение LTE - Анализ новостей телекоммуникаций" . quickblogsoft.blogspot.com . Архивировано из оригинала на 3 января 2019 года . Проверено 3 января 2019 года .
  13. ^ «MetroPCS запускает первые услуги 4G LTE в Соединенных Штатах и ​​представляет первый в мире коммерчески доступный телефон 4G LTE» . MetroPCS IR . 21 сентября 2010 года архивации с оригинала на 24 сентября 2010 года . Проверено 8 апреля 2011 года .
  14. ^ Джейсон Hiner (12 января 2011). «Как AT&T и T-Mobile создали сети 4G из воздуха» . TechRepublic . Проверено 5 апреля 2011 года .
  15. ↑ Брайан Беннет (5 апреля 2012 г.). «Встречайте первый телефон 4G LTE от US Cellular: Samsung Galaxy S Aviator» . CNet . Проверено 11 апреля 2012 года .
  16. ^ «Sprint 4G LTE запускается в 5 городах 15 июля» . Журнал ПК . 27 июня 2012 . Проверено 3 ноября 2012 года .
  17. ^ "Мы вас прикрыли, как никто другой" . T-Mobile USA . 6 апреля 2013 г. Архивировано из оригинального 29 марта 2013 года . Проверено 6 апреля 2013 года .
  18. ^ "SK Telecom и LG U + запускают LTE в Сеуле, поддерживающие южнокорейцы кипятят от зависти" . 5 июля 2011 . Проверено 13 июля 2011 года .
  19. ^ «EE запускает Superfast 4G и оптоволокно для потребителей и предприятий Великобритании сегодня» . EE . 30 октября 2012 . Проверено 29 августа 2013 года .
  20. ↑ Миллер, Джо (29 августа 2013 г.). «Vodafone и O2 начинают ограниченное развертывание сетей 4G» . BBC News . Проверено 29 августа 2013 года .
  21. ^ Орловский, Андрей (5 декабря 2013). «Three предлагает бесплатный роуминг в США, это подтверждает скрытое развертывание 4G» . Реестр . Проверено 6 декабря 2013 года .
  22. ↑ Шукла, Анурадха (10 октября 2011 г.). «Запуск сверхскоростной беспроводной сети 4G в Южной Корее» . Азиатско-Тихоокеанский бизнес и технологический отчет . Проверено 24 ноября 2011 года .
  23. ^ «Sprint объявляет о семи новых рынках WiMAX, говорит:« Пусть AT&T и Verizon болтают о картах и ​​покрытии 3G » » . Engadget . 23 марта 2010 года. Архивировано 25 марта 2010 года . Проверено 8 апреля 2010 года .
  24. ^ «ОБНОВЛЕНИЕ 1. Yota отказывается от WiMax в пользу LTE» . Рейтер . 21 мая 2010 г.
  25. ^ Qualcomm останавливает проект UMB , Рейтер, 13 ноября 2008 г.
  26. ^ Г. Феттвейс; Э. Циммерманн; Х. Бонневиль; W. Schott; К. Госсе; М. де Курвиль (2004). «Высокая пропускная способность WLAN / WPAN» (PDF) . WWRF . Архивировано из оригинального (PDF) 16 февраля 2008 года.
  27. ^ «Стандарты 4G, в которых отсутствует совместная ретрансляция» . 5 июля 2012 г.
  28. ^ Подробнее см. В статье об исчерпании адресов IPv4.
  29. ^ Morr, Дерек (9 июня 2009). «Verizon требует поддержки IPv6 для сотовых телефонов следующего поколения» . Проверено 10 июня 2009 года .
  30. ^ Чжэн, П; Петерсон, L; Дэви, B; Фаррел, А (2009). «Беспроводная сеть завершена». Морган Кауфманн. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  31. ↑ Алебастр, Джей (20 августа 2012 г.). «Японская NTT DoCoMo подписывает 1 миллион пользователей LTE в месяц, всего 5 миллионов» . Сетевой мир . IDG. Архивировано из оригинала на 3 декабря 2013 года . Проверено 29 октября 2013 года .
  32. ^ «KT запускает коммерческие услуги WiBro в Южной Корее» . Форум WiMAX . 15 ноября 2005 года в архив с оригинала на 29 мая 2010 года . Проверено 23 июня 2010 года .
  33. ^ «Опыт KT в проектах развития» . Март 2011 г.
  34. ^ «Мобильная широкополосная связь 4G» . Спринт. Архивировано из оригинального 22 февраля 2008 года . Проверено 12 марта 2008 года .
  35. ^ Федеральный резервный банк Миннеаполиса. «Индекс потребительских цен (оценка) 1800–» . Проверено 1 января 2020 года .
  36. ^ «DoCoMo достигает скорости передачи данных 5 Гбит / с» . NTT DoCoMo Press . 9 февраля 2007 года в архив с оригинала на 25 сентября 2008 года . Проверено 1 июля 2007 года .
  37. Рианна Рейнольдс, Мелани (14 сентября 2007 г.). «NTT DoCoMo разрабатывает микросхемы с низким энергопотреблением для телефонов 3G LTE» . Еженедельник электроники . Архивировано из оригинального 27 сентября 2011 года . Проверено 8 апреля 2010 года .
  38. ^ «Расписание аукционов» . FCC . Архивировано 24 января 2008 года . Проверено 8 января 2008 года .
  39. ^ «Европейская комиссия предлагает ТВ-спектр для WiMax» . zdnetasia.com . Архивировано 14 декабря 2007 года . Проверено 8 января 2008 года .
  40. ^ «Skyworks выпускает интерфейсный модуль для беспроводных приложений 3.9G. (Skyworks Solutions Inc.)» (требуется бесплатная регистрация) . Беспроводные новости . 14 февраля 2008 . Проверено 14 сентября 2008 года .
  41. ^ "Беспроводные сводки новостей - 15 февраля 2008 г." . WirelessWeek . 15 февраля 2008 года Архивировано из оригинального 19 августа 2015 года . Проверено 14 сентября 2008 года .
  42. ^ «Skyworks представляет первый в отрасли интерфейсный модуль для беспроводных приложений 3.9G» . Пресс-релиз Skyworks . 11 февраля 2008 . Проверено 14 сентября 2008 года .
  43. ^ Отчет МСЭ-R M.2134, «Требованиясвязанные с техническими характеристиками для IMT-Advanced радиоинтерфейса (ы),» ноябрь 2008.
  44. ^ "Nortel и LG Electronics Demo LTE на CTIA и с высокими скоростями транспортных средств :: Сообщество Wireless-Watch" . Архивировано из оригинала на 6 июня 2008 года.
  45. ^ «Скартел и HTC запускают первый в мире интегрированный телефон GSM / WiMAX» (пресс-релиз). Корпорация HTC. 12 ноября 2008 года Архивировано из оригинального 22 ноября 2008 года . Проверено 1 марта 2011 года .
  46. ^ "Сан-Мигель и Qatar Telecom подписывают меморандум о взаимопонимании" . Архивировано из оригинального 18 февраля 2009 года . Проверено 18 февраля 2009 . Корпорация Сан-Мигель, 15 декабря 2008 г.
  47. ^ «LRTC запустит первую в Литве услугу мобильного интернета WiMAX 4G» (пресс-релиз). Форум WiMAX. 3 марта 2009 года в архив с оригинала на 12 июня 2010 года . Проверено 26 ноября 2010 года .
  48. ^ «Покрытие 4G и скорости» . Спринт . Архивировано из оригинала на 5 апреля 2010 года . Проверено 26 ноября 2010 года .
  49. ^ «Teliasonera первой предложит мобильные услуги 4G» . The Wall Street Journal . 14 декабря 2009 года в архив с оригинала на 14 января 2010 года.
  50. ^ NetCom.no - NetCom 4G (на английском языке)
  51. ^ «Тест скорости 4G TeliaSonera - выглядит хорошо» . Daily Mobile . Архивировано из оригинального 19 апреля 2012 года . Проверено 11 января 2016 года .
  52. ↑ Ананд Лал Шимпи (28 июня 2010 г.). "Обзор Sprint HTC EVO 4G" . AnandTech . Проверено 19 марта 2011 года .
  53. ^ "Samsung Craft первый телефон LTE, запускается на MetroPCS" . 21 сентября 2010 г.
  54. ^ "Verizon запускает свой первый телефон LTE" . Telegeography.com . 16 марта 2011 . Проверено 31 июля 2012 года .
  55. ^ "HTC ThunderBolt - официально первый телефон Verizon LTE, выйдет 17 марта" . Phonearena.com . 2011 . Проверено 31 июля 2012 года .
  56. ^ "демонстрирует трансляцию видео / ТВ через LTE" . Эрикссон. 27 февраля 2012 . Проверено 31 июля 2012 года .
  57. ^ "Что такое VoLTE?" . 4g.co.uk . Проверено 8 мая 2019 года .
  58. ^ Программа исследований и разработок в области ИТ MKE / IITA: 2008-F-004-01 «Системы мобильной связи 5G на основе множественного доступа с разделением лучей и реле с групповым взаимодействием».

Внешние ссылки [ править ]

  • Энциклопедия 3GPP LTE
  • Nomor Research: прогресс в разработке «LTE Advanced» - нового стандарта 4G
  • Брайан Вернер (20–22 июня 2001 г.). «Направления исследований для беспроводных сетей четвертого поколения» (PDF) . Материалы 10-го Международного семинара по стимулирующим технологиям: инфраструктура для совместных предприятий (WET ICE 01) . Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США. Архивировано из оригинального (PDF) 6 января 2006 года. (118кб)
  • Информация о мобильных услугах 4G в Великобритании - Ofcom
  • Объем технологии 4G: обзор - OM Institute of Technology & Management
Предшественник
3-го поколения (3G)		 Поколения мобильной телефонииНа смену
5-му поколению (5G)