3G och 4G-tekniken är kopplade till mobilkommunikationsstandarder. Mobile Communications är ett av de ständigt utvecklade områdena för att leverera snabbare och bättre mobila bredbandsupplevelser. Varje ny teknik erbjuder den stora framsteg i prestanda och kapacitet jämfört med föregångaren. Det ger möjlighet att komma åt internet via olika enheter som flik, bärbar dator, skrivbord och mobiltelefoner.
Jämförelsediagram
| Grunder för jämförelse | 3G-teknik | 4G-teknik |
|---|---|---|
| Data Bandbredd | 2 Mbps - 21 Mbps | 2 Mbps - 1 Gbps |
| Högsta uppladdningshastighet | 5 Mbps | 500 Mbps |
| Toppladdningsfrekvens | 21 Mbps | 1 Gbps |
| Växlingsteknik | Paketväxling | Paketväxling, Meddelandeväxling |
| standarder | IMT 2000 3, 5 g HSDPA 3, 75G HSUPA | Single Unified standard Wimax och LTE |
| Teknologi Stack | Digital bredbandspaketdata CDMA 2000, UMTS, EDGE etc. | Digital bredbandspaketdata Wimax2 och LTE Advances. |
| Frekvensband | 1, 8 - 2, 5 GHz | 2 - 8 GHz |
| Nätverksarkitektur | Wide Area Cell Based | Integration av trådlöst LAN och bredt område |
| Felkorrigering framåt | 3G använder turbokoder för felkorrigering. | Konkaterade koder används för felkorrigering i 4G. |
| Bort med tassarna | Horisontell | Horisontell och Vertikal |
Definition av 3G-teknik
3G är en generation av standarder för mobila telekommunikationstjänster som uppfyller International Mobile Telecommunications -2000 (IMT-2000) ger möjlighet att överföra röst och data (nedladdningar av musik, e-postmeddelanden och snabbmeddelanden) över samma nätverk samtidigt.
Det levererar bredbandskapacitet, stöder större antal röst- och datakunder med lägre inkrementskostnad än föregångaren 2G. 3G-användningar Kretskoppling för röstkommunikation och paketväxling för datakommunikation.
Maximal dataöverföringshastighet som stöds av 3G:
- 2, 05 Mbit / sekund för stationära enheter.
- 384 Kbits / sekund för enheter som rör sig i en långsam takt.
- 128 Kbits / sekund för enheter som rör sig med hög hastighet.
FORMATION AV 3GPP
3GPP (3rd Generation Partnership Project) utvecklades under bildandet av styrande organ som inkluderade samarbetet mellan både GSM och UMTS. 3GPP arbetade under observation av ITU-R (International Telecommunications Union-radiocommunicationssektorn) en av ITU: s sektorer.
Det ansvarar för att hantera det internationella radiofrekvensspektrumet, för att säkerställa en effektiv användning av spektrum och definiera teknikfamiljer, associerar specifika delar av spektret med familjerna.
ITU ratificerade äntligen en familj med fem 3G-standarder som ingår i 3G-ramen som kallas IMT-2000, efter att ha försökt bygga en enda 3G-standard:
- Tre standarder baserade på CDMA (Code Division Multiple Access), nämligen:
- CDMA2000
- WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) / HSPA + (höghastighetspaketåtkomst)
- TDSCDMA.
- Två standarder baserade på TDMA (Time Division Multiple Access), nämligen:
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
Definition av 4G-teknik
4G står för 4: e generationsteknologi, och det är ett satsning på att utveckla, integrera den nuvarande 2G (2nd Generation), 3G (3rd Generation), WLAN (Wireless Local Area Network), kortdistans, fasta trådsystem i en enda och sändning, helt funktionellt, konsekvent och sammanhängande internetarbete.
Det är en förlängning av 3G-teknik som tillhandahåller funktioner definierade av ITU (International Telecommunications Union) i IMT (International Mobile Telecommunications), innehåller funktioner som skalbarhet, flexibilitet, effektivitet, självstyrning, säkerhet för att stödja gränssnitt med olika typer av nätverk och en mängd av nya och befintliga tjänster.
Det erbjuder helt konvergerade anpassade tjänster (röst, data och multimedia) vid datahastigheter på upp till 100 Mbps och genomgripande mobilåtkomst för:
- Högupplöst mobil-tv
- IP-telefoni
- Speltjänster
- Videokonferenser
- 3D-tv
De förbättrade versionerna av nuvarande teknik omfattar GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, trådlösa nätverk och Bluetooth är integrerade i 4G. Högkvalitativ audio / video-streaming över slutet till Internet-protokollet förväntas.
Versioner av Mobile LTE (Long Term Evolution) och WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) som stödjer mycket mindre än 1 Gbit / s toppbithastighet, brandas 4G av tjänsteleverantörer, men det finns ingen komplett IMT-Advanced-överensstämmelse.
Huvudmålet med 4G LTE var att uppnå hög rörlighet och global anslutning.
IP Core-nätverket utvecklas vidare för att effektivisera höga datahastigheter, avancerade applikationstjänster och hantering av IP- och radionätverk och har mycket mer krävande krav.
Spridningsspektrumets radioteknik som användes i 3G ersätts med:
- OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) multi-carrier transmission.
- FDE (Frequency-Domain Equalization) stratagem.
Som ett resultat överför den mycket höga bithastigheter utan att bli påverkad av enorma multipathradioutbredning.
För MIMO (Multiple-Input Multiple Output) -kommunikation förbättras toppbithastigheten ytterligare genom att använda smarta antennskivor. Högre ordermodulering upp till 64 QAM och MBMS (Multimedia Broadcast Multicast-tjänster) för sändning används.
Viktiga skillnader mellan 3G och 4G-teknik
Punkterna nedan presenterar skillnaden mellan 3G och 4G-teknik:
- När det gäller data bandbredd 3G ger 21 Mbps och 4G erbjuder 1 Gbps maximal bandbredd.
- Den maximala uppladdningsgraden för 3G är 5 Mbps medan 500 Mbps är den högsta uppladdningshastigheten på 4G.
- Den högsta nedladdningsgraden för 3G är 21 Mbps. Mot 4G erbjuder 1Gbps topp nedladdningshastighet.
- 3G använder paketväxling för datatransmission. Å andra sidan används både paket- och meddelandeomkoppling i 4G.
- I 4G används hybridnätarkitektur. Omvänt använder 3G ett brett områdecellbaserat nätverk.
- CDMA är anställd i 3G. Däremot använder 4G OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
- Handoff-hantering görs vertikalt i 3G, men i 4G görs det vertikalt och horisontellt.
- Full IP-baserat nätverk stöds i 4G. Men i fallet 3G är det krets och paketbaserat.
3G / UMTS Arkitektur
De bestående delarna av 3G UMTS-nätverket är
• Mobilstation: Det kan vara allt som data- och röstaktiverade mobiltelefoner, flikar eller datorer som kan användas som slutanvändare.
• RAN (Radio Access Network) : Det består av basstationer och radioåtkomstkontroll som överbryggar klyftan mellan Mobile Station och Core Network. Det styr och hanterar även luftgränssnittet för hela nätverket.
• CN (Core Network) : Det tillhandahåller huvudhantering och hantering av delsystem. 3G UMTS-nätverket Arkitektur migreras från GSM med vissa förbättringar i centrala nätverkselement.
- Circuit Switched Domain : Den använder Circuit Switched Network, där dedikerad länk eller kanal tillhandahålls för en viss tidslucka för uppsättning användare. De två blocken som visas i Circuit Switched Domain är:
- MSC - Mobile Switching Center hanterar kretsomkopplade samtal.
- GMSC - Gateway MSC fungerar som mellanhand mellan externa och interna nätverk.
- Paketomkopplad domän : Den använder IP-nätverk där IP: er ansvarar för sändning och mottagning av data bland två eller flera enheter. De två kvarteren som visas i Packet Switched Domain är:
- SGSN (Serving GPRS Support Node) : De olika funktionerna som SGSN tillhandahåller är mobilitetshantering, sessionhantering, fakturering, kommunikation med andra delar av nätverket.
- GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Det kan betraktas som en väldigt komplex router och hanterar de interna operationerna mellan de externa paketomkopplade näten och UMTS-paketomkopplade nät.
- IMS (IP Multimedia Subsystem) : Det är en arkitektonisk ram som tillhandahåller IP multimediatjänster.
4G LTE-arkitektur
De konstituerande delarna av 4G LTE-nätverket är
- Användarutrustning (UE) : Det kan vara en enhet som kan upprätta kommunikationsfunktioner som mobiltelefoner, flikar, datorer etc.
- Utvecklat UMTS Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN): Det styr radiokommunikation mellan användarutrustning och EPC. LTE mobil kan anslutas med bara en cell och en basstation åt gången. Huvudsakliga operationer utförda av EBS (Evolved Base Station)
- Analoga och digitala bearbetningsfunktioner för LTE-luftgränssnitt används för att överföra och ta emot radiosändning till alla LTE-aktiverade enheter.
- Hanterar lågnivåoperation genom att skicka signaleringsmeddelanden och kommandon.
- Utvecklad Packet Core (EPC) : Den kommunicerar med interna och externa paketdatanät och IP-multimedia-delsystem. Den består av följande block:
- HSS: Home Subscriber Server innehåller all information om alla nätoperatörens abonnenter i en central databas.
- MME: Mobility Management Entity hanterar högnivåoperationen via signaleringsmeddelandena och HSS.
- S-GW: Signal Gateway utför mobilitetsförankring och vidarebefordra data mellan PDN Gateway och Base Station.
- P-GW: Packet Data Network Gateway kommunicerar med PDNs anställningsgränssnitt. Den utför operationer som IP-adressallokering och paketfiltrering.
- PCRF: Policy och Laddningsregel Funktionen är ansvarig för att styra de flödesbaserade laddningsoperationerna i Policy Control Enforcement Function (PCEF) och beslutsfattande beslutsfattande.
Fördelar med 3G
- Den använder 2G-frekvensband med bandbredd upp till 230MHz används för att uppnå globala roaming och multitjänster.
- Wideband radiokanal för att stödja höghastighets tjänster-Radio bärarkanal använder bandbredd upp till 20M vilket improviserar chip hastighet och anti-multipath fading.
- I bredbandskanalen kan kvaliteten på verksamheten styras genom att använda multiplexering och kodåteranvändning. Olika spridningsfaktorer, olika sifferbehov för olika QOS kan kartlägga in i bredbandskanalen är valda för att realisera multi-service och multi-rate transmission .
- För att förbättra prestanda för downlink-överföringskanalen appliceras snabb sluten strömstyrningsteknik.
- För att adaptivt anpassa strömmen, sänka systemets självintrång och förbättra mottagarens känslighet och öka systemkapaciteten, Adaptive antenna arrays implementeras till 3G basstationen.
WCDMA består huvudsakligen av följande två aspekter, dvs kanalkodning och strömstyrning. - Växlingsteknik krävs för kommunikation av terminal- och mobilnät när terminalerna inte är stabila och omkopplar sin position från täckningen av en basstation till en av en annan basstation.
Fördelar med 4G
- Minskade förseningar för både anslutningsinrättningar och överförings latens .
- Ökad användardata genomströmning .
- Ökad cellkantbithastighet .
- Minimerad kostnad per bit med förbättrad spektral effektivitet .
- Förenklad nätverksarkitektur .
- Sömlös mobilitet inklusive mellan olika radioåtkomsttekniker .
- Rimlig strömförbrukning för mobilenheten.
- Minimerar utrustningskostnaden eftersom det avskaffar behovet av kostnadskrävande frekvensutjämnare vid mottagaren.
- Det tillhandahåller integrerade säkerhetstjänster .
Begränsningar av 3G
- Kostnaden för cellulär infrastruktur, uppgradering av basstationer är mycket hög.
- Roaming och data / röstarbete kollektivt har ännu inte genomförts.
- Effektutnyttjandet är högt.
- Behöver korta basstationer och är dyra.
Begränsningar av 4G
- Placeringskoordinering och resurskoordinering för att lägga till nya enheter är inte tillräcklig.
- Begränsade röstsamtal och tjänster kan hanteras en gång.
- Att vara en koncentrerad datatjänst kräver en bred bandbredd.
- Det ger inte bra tjänster på landsbygden på grund av kravet på det trådlösa nätverket och 4G-nätet utökas inte bra inom dessa områden.
Slutsats
4G-teknologin ger bättre tjänster jämfört med 3G-tekniker. i form av data-genomströmning, cellkantbithastighet, kostnad, rörlighet, strömförbrukning för mobila enheter. Det finns emellertid vissa kompatibilitetsproblem i 4G.
