| Часть серии о |
| Поколения мобильных телефонов |
|---|
| Мобильная связь |
|
Международные мобильные телекоммуникации-Advanced ( IMT-Advanced Standard ) - это требования, выпущенные Сектором радиосвязи ITU (ITU-R) Международного союза электросвязи (ITU) в 2008 году для того, что продается как 4G (или иногда как 4.5G [1] [2] [3] ) мобильный телефон и доступ в Интернет .
Описание [ править ]
 | В этом разделе не процитировать любые источники . ( Август 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Ожидается, что система IMT-Advanced обеспечит комплексное и безопасное решение мобильной широкополосной связи на основе всего Интернет-протокола для беспроводных модемов портативных компьютеров , смартфонов и других мобильных устройств. Пользователям могут быть предоставлены такие средства , как сверхширокополосный доступ в Интернет, передача голоса по IP , игровые услуги и потоковая передача мультимедиа.
IMT-Advanced предназначен для удовлетворения требований к качеству обслуживания (QoS) и скорости, установленных дальнейшим развитием существующих приложений, таких как мобильный широкополосный доступ, служба обмена мультимедийными сообщениями (MMS), видеочат , мобильное телевидение , а также новые услуги, такие как высокое разрешение. телевидение (HDTV). 4G может разрешать роуминг с беспроводными локальными сетями и может взаимодействовать с системами цифрового видеовещания . Он должен был выйти за рамки требований Международной мобильной связи-2000 , которые определяют системы мобильных телефонов , продаваемых как 3G .
Требования [ править ]
Конкретные требования отчета IMT-Advanced включали:
- На основе сети с коммутацией пакетов, полностью основанной на IP . [4]
- Совместимость с существующими стандартами беспроводной связи. [5]
- Номинальная скорость передачи данных 100 Мбит / с, когда клиент физически движется с высокой скоростью относительно станции, и 1 Гбит / с, когда клиент и станция находятся в относительно фиксированных положениях. [6]
- Динамически разделяйте и используйте сетевые ресурсы для поддержки большего количества одновременных пользователей на ячейку.
- Масштабируемая полоса пропускания канала 5–20 МГц, опционально до 40 МГц [7] [8]
- 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 до 3 бит / с / Гц на ячейку в нисходящем канале и 2,25 бит / с / Гц на ячейку для использования внутри помещений [7]
- Беспрепятственное подключение и глобальный роуминг в нескольких сетях с плавной передачей обслуживания [4] [9]
- Возможность предложить высокое качество услуг по поддержке мультимедиа.
Первый набор требований 3GPP для LTE Advanced был утвержден в июне 2008 года [10].
Краткое изложение технологий, которые были изучены в качестве основы для LTE Advanced, включено в технический отчет. [11]
Хотя МСЭ принимает требования и рекомендации для технологий, которые будут использоваться для будущих коммуникаций, он фактически не выполняет работы по развитию самостоятельно, и страны не считают их обязательными стандартами. Другие торговые группы и органы по стандартизации, такие как Институт инженеров по электротехнике и электронике , WiMAX Forum и 3GPP, также играют определенную роль.
Основные технологии [ править ]
Ожидается, что будут использоваться следующие методы передачи физического уровня: [12]
- 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: использование свойства частотно-избирательного канала без сложной коррекции .
- Статистическое мультиплексирование в частотной области, например ( OFDMA ) или (FDMA с одной несущей) (SC-FDMA, 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.
- Ретрансляция, включая фиксированные релейные сети, и концепция совместной ретрансляции , известная как многорежимный протокол.
Предшественники [ править ]
Долгосрочная эволюция [ править ]
Long Term Evolution (LTE) имеет теоретическую максимальную пропускную способность чистой скорости передачи 100 Мбит / с в нисходящем канале и 50 Мбит / с в восходящем канале, если используется канал 20 МГц. Емкость больше, если используется антенная решетка MIMO (с несколькими входами и несколькими выходами). Физический радиоинтерфейс на ранней стадии назывался «высокоскоростной ортогональный пакетный доступ», а теперь называется E-UTRA .
В расширенном спектре CDMA по радио технология , которая была использована в системах 3G и CDMAOne была отброшена. Он был заменен множественным доступом с ортогональным частотным разделением каналов и другими схемами множественного доступа с частотным разделением каналов . Это сочетается с антенными решетками MIMO, динамическим распределением каналов и канально-зависимым планированием .
Первые общедоступные услуги LTE получили название «4G» и были открыты в столице Швеции Стокгольме ( система Ericsson ) и столице Норвегии Осло (система Huawei ) 14 декабря 2009 года. Пользовательские терминалы были произведены компанией Samsung. [13] Все четыре основных оператора беспроводной связи США предлагают услуги LTE.
В Южной Корее SK Telecom и LG U + предоставили доступ к услуге LTE с июля 2011 года для устройств передачи данных, которые планируется ввести по всей стране к 2012 году [14].
Мобильный WiMAX (IEEE 802.16e) [ править ]
Стандарт мобильного широкополосного доступа (MWBA) Mobile WiMAX (IEEE 802.16e-2005) (продается 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 более 20. Каналы шириной МГц. [ необходима цитата ]
Первая коммерческая услуга мобильного WiMAX была открыта KT в Сеуле, Южная Корея, в июне 2006 года [15].
В сентябре 2008 года компания Sprint Nextel представила Mobile WiMAX как сеть 4G, хотя она не соответствовала требованиям IMT Advanced. [16]
В России, Беларуси и Никарагуа широкополосный доступ в Интернет WiMax предлагает российская компания Скартел, а также 4G, Yota .
| WiMAX | |
|---|---|
| Пиковая загрузка | 128 Мбит / с |
| Пиковая загрузка | 56 Мбит / с |
Сверхмобильный широкополосный доступ [ править ]
Ultra Mobile Broadband (UMB) - это торговая марка прекращенного проекта 4G в рамках группы стандартизации 3GPP2, направленного на улучшение 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. [17] Целью было достичь 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.
iBurst и MBWA [ править ]
Технология iBurst , использующая множественный доступ с пространственным разделением высокой пропускной способности (HC-SDMA), на раннем этапе рассматривалась как предшественница 4G. Он был включен рабочей группой мобильного широкополосного беспроводного доступа (MBWA) в стандарт IEEE 802.20 в 2008 году [18].
Системы кандидатов [ править ]
В октябре 2010 года Рабочая группа 5D МСЭ-R одобрила две отраслевые технологии. [19] 6 декабря 2010 года МСЭ отметил, что, хотя текущие версии LTE, WiMax и других усовершенствованных технологий 3G не соответствуют требованиям IMT-Advanced для 4G, некоторые могут использовать термин «4G» «неопределенным» способом для обозначения предшественники IMT-Advanced, которые демонстрируют «существенный уровень улучшения производительности и возможностей по сравнению с начальными системами третьего поколения, развернутыми в настоящее время». [20]
LTE Advanced [ править ]
LTE Advanced ( Advanced Long-term-evolution Advanced) был официально представлен организацией 3GPP в ITU-T осенью 2009 года и был выпущен в 2011 году. Целью 3GPP LTE Advanced было достичь и превзойти требования ITU. [21] LTE Advanced является усовершенствованием существующей сети LTE. Ожидается, что в версии 10 LTE будет достигнута скорость LTE Advanced. Версия 8 в 2009 году поддерживала скорость загрузки до 300 Мбит / с, что все еще не соответствовало стандартам IMT-Advanced. [22]
WiMAX Release 2 (IEEE 802.16m) [ править ]
Развитие стандарта IEEE 802.16e WirelessMAN-Advanced было опубликовано в мае 2011 года как стандарт IEEE 802.16m-2011 . Соответствующая отрасль, продвигающая эту технологию, дала ей маркетинговое название WiMAX Release 2. Ее цель - выполнить критерии IMT-Advanced. [23] [24] Группа IMT-Advanced официально утвердила эту технологию как соответствующую ее критериям в октябре 2010 года. [25] Во второй половине 2012 года стандарт 802.16m-2011 был преобразован в стандарт 802.16-2012, за исключением часть радиоинтерфейса WirelessMAN-Advanced стандарта 802.16m-2011, который был перемещен в IEEE Std 802.16.1-2012.
Сравнение [ править ]
В следующей таблице показано сравнение систем-кандидатов IMT-Advanced, а также других конкурирующих технологий.
 | Некоторые части этой статьи (относящиеся к шаблону) нуждаются в обновлении . ( Ноябрь 2018 г. ) |
| Общее имя | Семья | Основное использование | Radio Tech | Нисходящий поток (Мбит / с) | Восходящий поток (Мбит / с) | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSPA + | 3GPP | Мобильный интернет | CDMA / TDMA / FDD MIMO | 21 42 84 672 | 5,8 11,5 22 168 | HSPA + широко применяется . В редакции 11 3GPP говорится, что пропускная способность протокола HSPA + должна составлять 672 Мбит / с. |
| LTE | 3GPP | Мобильный интернет | OFDMA / TDMA / MIMO / SC-FDMA / для LTE-FDD / для LTE-TDD | 100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 (в FDD 20 МГц) [26] | 50 Cat3 / 4 75 Cat5 (в FDD 20 МГц) [26] | Ожидается, что обновление LTE-Advanced предложит пиковые скорости до 1 Гбит / с на фиксированной скорости и 100 Мбит / с для мобильных пользователей. |
| WiMax отн. 1 | 802.16 | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 37 (TDD 10 МГц) | 17 (TDD 10 МГц) | С 2x2 MIMO. [27] |
| WiMax, версия 1.5 | 802.16-2009 | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 83 (20 МГц TDD) 141 (2x20 МГц FDD) | 46 (20 МГц TDD) 138 (2x20 МГц FDD) | С 2x2 MIMO. Улучшено с каналами 20 МГц в 802.16-2009 [27] |
| WiMAX rel 2.0 | 802,16 м | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 2x2 MIMO 110 (20 МГц TDD) 183 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 219 (20 МГц TDD) 365 (2x20 МГц FDD) | 2x2 MIMO 70 (20 МГц TDD) 188 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 140 (20 МГц TDD) 376 (2x20 МГц FDD) | Кроме того, пользователи с низкой мобильностью могут агрегировать несколько каналов, чтобы получить скорость загрузки до 1 Гбит / с [27] |
| Flash-OFDM | Flash-OFDM | Мобильность мобильного Интернета до 200 миль в час (350 км / ч) | Flash-OFDM | 5,3 10,6 15,9 | 1,8 3,6 5,4 | Мобильный диапазон 30 км (18 миль) Увеличенный диапазон 55 км (34 мили) |
| Гиперман | Гиперман | Мобильный интернет | OFDM | 56,9 | ||
| Вай фай | 802.11 ( 11n ) | Беспроводная сеть | OFDM / CSMA / MIMO / полудуплекс | 288,8 (при использовании конфигурации 4x4 в полосе пропускания 20 МГц) или 600 (при использовании конфигурации 4x4 в полосе пропускания 40 МГц) | Улучшения антенны , РЧ-интерфейса и незначительные настройки таймера протокола помогли развернуть P2P- сети большого радиуса действия, компрометируя радиальное покрытие, пропускную способность и / или эффективность использования спектра ( 310 км и 382 км ). | |
| iBurst | 802.20 | Мобильный интернет | HC-SDMA / TDD / MIMO | 95 | 36 | Радиус ячейки: 3–12 км Скорость: 250 км / ч Спектральная эффективность: 13 бит / с / Гц / ячейка Коэффициент повторного использования спектра: «1» |
| EDGE Evolution | GSM | Мобильный интернет | TDMA / FDD | 1.6 | 0,5 | 3GPP, выпуск 7 |
| UMTS W-CDMA HSPA ( HSDPA + HSUPA ) | UMTS / 3GSM | Мобильный интернет | CDMA / FDD CDMA / FDD / MIMO | 0,384 14,4 | 0,384 5,76 | HSDPA широко распространен . Типичная сегодня скорость нисходящего канала 2 Мбит / с, восходящий канал ~ 200 кбит / с; Нисходящий канал HSPA + до 56 Мбит / с. |
| UMTS-TDD | UMTS / 3GSM | Мобильный интернет | CDMA / TDD | 16 | Сообщенные скорости согласно IPWireless с использованием модуляции 16QAM, аналогичной HSDPA + HSUPA | |
| EV-DO Rel. 0 EV-DO Rev.A EV-DO Rev.B | CDMA2000 | Мобильный интернет | CDMA / FDD | 2,45 3,1 4,9xN | 0,15 1,8 1,8xN | Примечание Rev B: N - количество используемых несущих 1,25 МГц. EV-DO не предназначен для передачи голоса и требует возврата к 1xRTT при размещении или получении голосового вызова. |
Примечания: Все скорости являются теоретическими максимумами и будут варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая использование внешних антенн, расстояние от вышки и путевую скорость (например, связь в поезде может быть хуже, чем в неподвижном состоянии). Обычно полоса пропускания распределяется между несколькими терминалами. Производительность каждой технологии определяется рядом ограничений, включая спектральную эффективность технологии, используемые размеры сот и количество доступного спектра. Для получения дополнительной информации см. Сравнение стандартов беспроводной передачи данных .
Для более таблиц сравнения см битовых тенденций развития скорости , сравнение стандартов мобильной связи , спектральной таблицы сравнения эффективности и OFDM таблицы сравнения системы .
Ссылки [ править ]
- ^ http://www.turkcell.com.tr/tr/4-5g
- ^ https://bireysel.turktelekom.com.tr/4-5G/index.html
- ^ http://www.vodafone.com.tr/Internet/vodafone-4-5g.php#45gnedir
- ^ a b Вернер Мор (2002). «Мобильная связь за пределами 3G в глобальном контексте» (PDF) . Сименс мобильный . Проверено 26 марта 2007 года .
- ↑ Ной Шмитц (март 2005 г.). «Путь к 4G займет много поворотов» . Проектирование беспроводных систем . Проверено 26 марта 2007 года .
- ^ Ким Ён Гюн; Прасад, Рамджи (2006). Дорожная карта 4G и новые коммуникационные технологии . Artech House 2006. С. 12–13 . ISBN 1-58053-931-9.
- ^ a b «Отчет M.2134: Требования, относящиеся к техническим характеристикам радиоинтерфейса (ов) IMT-Advanced» . МСЭ-R . Ноябрь 2008 . Проверено 25 августа 2011 года .
- ^ Морей Рамни, «IMT-Advanced: 4G Wireless принимает форму в олимпийский год», Agilent Measurement Journal, сентябрь 2008 г. Архивировано 17 января 2016 г. на Wayback Machine
- ^ Sadia Хуссейн; Зара Хамид; Навид С. Хаттак (30–31 мая 2006 г.). Проблемы управления мобильностью в гетерогенных сетях 4G . Первая международная конференция по интегрированному Интернету ad hoc и сенсорным сетям InterSense '06. Ницца, Франция: Ассоциация вычислительной техники . DOI : 10.1145 / 1142680.1142698 .
- ^ Спецификация 3GPP: Требования для дальнейшего развития E-UTRA (LTE Advanced)
- ^ Технический отчет 3GPP: Технико-экономическое обоснование для дальнейшего развития E-UTRA (LTE Advanced)
- ^ 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.
- ^ "Легкое чтение мобильных устройств - 4G / LTE - Эрикссон, Samsung устанавливает соединение LTE - Анализ новостей телекоммуникаций" . unstrung.com . Проверено 24 марта 2010 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
- ↑ Данте Сеза (5 июля 2011 г.). «SK Telecom и LG U + запускают LTE в Сеуле, южнокорейцы кипятят от зависти» . Engadget . Проверено 25 августа 2011 года .
- ^ "Южная Корея запускает сервис WiBro" . EE Times . 30 июня 2006 . Проверено 23 июня 2010 года .
- ^ «Sprint объявляет о семи новых рынках WiMAX, говорит:« Пусть AT&T и Verizon болтают о картах и покрытии 3G » » . Engadget. 23 марта 2010 . Проверено 8 апреля 2010 года .
- ^ Qualcomm останавливает проект UMB , Рейтер, 13 ноября 2008 г.
- ^ Стандарт IEEE для локальных и городских сетей - Часть 20: Радиоинтерфейс для систем мобильного широкополосного беспроводного доступа, поддерживающих мобильность транспортных средств - Спецификация физического уровня и уровня управления доступом к среде передачи (PDF) . Официальный стандартный документ . Ассоциация стандартов IEEE. 29 августа 2008 г. ISBN 978-0-7381-5766-5.
- ^ «ITU прокладывает путь для мобильных технологий следующего поколения 4G» . Пресс-релиз . 21 октября 2010 . Проверено 25 августа 2011 года .
- ^ «Всемирный семинар ITU по радиосвязи освещает будущие коммуникационные технологии» .
- ^ 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. Стокгольм: Ericsson Research . Архивировано 7 марта 2012 года из оригинального (PDF) . Проверено 26 ноября 2010 года . Внешняя ссылка в
|publisher=( помощь ) - ^ Стефан Парквалл; Дэвид Астели (апрель 2009 г.). «Эволюция LTE в направлении IMT-Advanced» . Журнал коммуникаций . 4 (3): 146–154. DOI : 10.4304 / jcm.4.3.146-154 . Архивировано из оригинального 10 августа 2011 года . Проверено 25 августа 2011 года .
- ^ «Проект документа с описанием системы IEEE 802.16m» (PDF) . Рабочая группа IEEE WirelessMAN-Advanced. 30 апреля 2008 . Проверено 25 августа 2011 года .
- ^ «IEEE утверждает IEEE 802.16m - усовершенствованный стандарт мобильной широкополосной беспроводной связи» . Пресс-релиз . Ассоциация стандартов IEEE. 31 марта 2011 . Проверено 20 августа 2011 года .
- ^ [1] Архивировано 27 января 2012 года в Wayback Machine.
- ^ а б «LTE» . Веб-сайт 3GPP . 2009 . Проверено 20 августа 2011 года .
- ^ a b c «WiMAX и стандарт радиоинтерфейса IEEE 802.16m» (PDF) . Форум WiMax. 4 апреля 2010 . Проверено 7 февраля 2012 .
