3G og 4G-teknologi er knyttet til mobilkommunikasjonsstandarder. Mobile Communications er et av de stadig utviklende områdene for å levere raskere og bedre mobilt bredbåndsopplevelser. Hver ny teknologi gir den betydelige fremgangen i ytelse og evner i forhold til forgjengeren. Det gir muligheten til å få tilgang til internett via forskjellige enheter som tab, laptop, skrivebord og mobiltelefoner.
Sammenligningstabel
| Grunnlag for sammenligning | 3G-teknologi | 4G-teknologi |
|---|---|---|
| Data Båndbredde | 2 Mbps - 21 Mbps | 2 Mbps - 1 Gbps |
| Peak Upload Rate | 5 Mbps | 500 Mbps |
| Peak nedlastingsfrekvens | 21 Mbps | 1 Gbps |
| Bytteteknikk | Pakkebryter | Pakkebryter, Meldingskobling |
| Standarder | IMT 2000 3.5G HSDPA 3, 75G HSUPA | Single Unified standard Wimax og LTE |
| Teknologi Stable | Digital bredbåndspakkedata CDMA 2000, UMTS, EDGE etc. | Digital bredbåndspakedata Wimax2 og LTE Advances. |
| Frekvensbånd | 1, 8 - 2, 5 GHz | 2 - 8 GHz |
| Nettverksarkitektur | Wide Area Cell Based | Integrasjon av trådløst LAN og bredt område |
| Forward Error Correction | 3G bruker turbokoder for feilkorreksjon. | Sammenkoblede koder brukes til feilkorreksjon i 4G. |
| Overrekke | Horisontal | Horisontal og vertikal |
Definisjon av 3G-teknologi
3G er en generasjon av standarder for mobil telekommunikasjonstjenester som tilfredsstiller International Mobile Telecommunications -2000 (IMT-2000), gir muligheten til å overføre tale og data (musikknedlastinger, e-post og direktemeldinger) over det samme nettverket samtidig.
Den leverer bredbåndskapasitet, støtter større antall tale- og datakunder med lavere inkrementelle kostnader enn forgjengeren 2G. 3G bruker kretsbryter for talekommunikasjon og pakkeveksling for datakommunikasjon.
Maksimale dataoverføringshastigheter støttet av 3G:
- 2, 05 Mbits / sekund for stasjonære enheter.
- 384 Kbits / sekund for enheter som beveger seg i et lavt tempo.
- 128 Kbits / sekund for enheter som beveger seg med høy hastighet.
FORMASJON AV 3GPP
3GPP (3rd Generation Partnership Project) ble utviklet under dannelse av styrende organer som inkluderte samarbeidet mellom både GSM og UMTS. 3GPP arbeidet under observasjon av ITU-R (International Telecommunication Union-radiokommunikasjonssektoren) en av ITUs sektorer.
Det er ansvarlig for styring av det internasjonale radiofrekvensspekteret, for å sikre effektiv spekterbruk og definerer teknologifamilier, forbinder bestemte deler av spekteret med familiene.
ITU ratifiserte endelig en familie på fem 3G-standarder som er en del av 3G-rammen kjent som IMT-2000, etter å ha forsøkt å bygge en enkelt 3G-standard:
- Tre standarder basert på CDMA (Code Division Multiple Access), nemlig:
- CDMA2000
- WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) / HSPA + (High-Speed Packet Access)
- TDSCDMA.
- To standarder basert på TDMA (Time Division Multiple Access), nemlig:
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
Definisjon av 4G-teknologi
4G står for 4. generasjonsteknologi, og det er et prosjekt å utvikle, innlemme den nåværende 2G (2nd Generation), 3G (3rd Generation), WLAN (Wireless Local Area Network), kortdistanse, faste kabelsystemer i en enkelt og kringkasting, helt funksjonell, konsistent og sammenhengende internettarbeid.
Det er en forlengelse av 3G-teknologi som gir funksjoner definert av ITU (International Telecommunications Union) i IMT (International Mobile Telecommunications) inkluderer funksjoner som skalerbarhet, fleksibilitet, effektivitet, selvstyre, sikkerhet for å støtte grensesnitt med ulike typer nettverk og en mengde av nye og eksisterende tjenester.
Den tilbyr fullstendig konvergerte tilpassede tjenester (tale, data og multimedia) til datahastigheter på opptil 100 Mbps og gjennomgripende mobiltilgang for:
- Høyoppløselig mobil-TV
- IP-telefoni
- Gamingtjenester
- Videokonferanse
- 3D-TV
De forbedrede versjonene av dagens teknologi omfatter GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, trådløse LAN og Bluetooth er integrert i 4G. Høykvalitets audio / video-streaming over slutten til slutt Internet Protocol forventes.
Versjoner av Mobile LTE (Long Term Evolution) og WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) støtter mye mindre enn 1 Gbit / s toppbit rate, merket 4G av tjenesteleverandører, men det er ingen fullstendig IMT-Advanced-samsvar.
Hovedmålet med 4G LTE var å oppnå høy mobilitet og global tilkobling.
IP Core-nettverket er videreutviklet for å støtte høye datahastigheter, avanserte applikasjonstjenester og styring av IP- og radionettverk mer effektivt og har mye mer krevende krav.
Spredt spektrum radioteknologi som ble brukt i 3G, er erstattet av:
- OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) multi-carrier-overføring.
- FDE (Frequency-Domain Equalization) stratagem.
Som et resultat overfører det svært høye bithastigheter uten å bli påvirket av enorm multipathradioutbredelse.
For MIMO (Multiple-Input Multiple Output) -kommunikasjon forbedres toppbithastigheten ytterligere ved bruk av smarte antennestikk. Høyere bestillingsmodulering opptil 64 QAM og MBMS (Multimedia Broadcast Multicast-tjenester) for kringkasting brukes.
Viktige forskjeller mellom 3G og 4G-teknologi
Poengene som er omtalt nedenfor, viser forskjellen mellom 3G og 4G teknologi:
- Når det gjelder data båndbredde gir 3G 21 Mbps og 4G tilbyr 1 Gbps maksimal data båndbredde.
- Den maksimale opplastingshastigheten på 3G er 5 Mbps, mens 500 Mbps er den høyeste opplastingshastigheten på 4G.
- Den høyeste nedlastingshastigheten på 3G er 21 Mbps. I motsetning til 4G tilbyr 1Gbps peak nedlastingsrate.
- 3G bruker pakkeswitching for dataoverføring. På den annen side brukes både pakke- og meldingskobling i 4G.
- I 4G brukes hybridnettverksarkitektur. Omvendt bruker 3G stort områdebasert nettverk.
- CDMA er ansatt i 3G. I motsetning til 4G benytter OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
- Handoff-styring gjøres vertikalt i 3G, men i 4G gjøres det vertikalt og horisontalt.
- Full IP-basert nettverk støttes i 4G. Men i tilfelle av 3G, er det krets og pakke basert.
3G / UMTS Arkitektur
De komponentene i 3G UMTS-nettverket er
• Mobilstasjon : Det kan være alt som data- og stemmeaktiverte mobiltelefoner, faner eller datamaskiner som kan brukes som sluttbruker.
• RAN (Radio Access Network) : Den består av basestasjoner og radio-tilgangskontrollen som brer gapet mellom Mobile Station og Core Network. Det styrer og styrer også luftgrensesnittet for hele nettverket.
• CN (Core Network) : Det gir hovedbehandling og styring av delsystemer. 3G UMTS-nettverket Arkitektur er migrert fra GSM med noen forbedringer i kjerne nettverkselementer.
- Circuit Switched Domain : Det bruker Circuit Switched Network, hvor dedikert kobling eller kanal er gitt for et bestemt tidsluke til sett av brukere. De to blokkene som vises i Circuit Switched Domain er:
- MSC - Mobile Switching Center styrer kretskoblede samtaler.
- GMSC - Gateway MSC fungerer som mellommann mellom eksterne og interne nettverk.
- Pakkeomkoblet domene : Det bruker IP-nettverk der IP-er er ansvarlig for overføring og mottak av data mellom to eller flere enheter. De to blokkene som vises i Packet Switched Domain er:
- SGSN (Serving GPRS Support Node) : De forskjellige funksjonene SGSN tilbyr, er mobilitetsstyring, øktstyring, fakturering, kommunikasjon med andre områder av nettverket.
- GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Det kan betraktes som en svært kompleks router og håndterer den interne operasjonen mellom de eksterne pakkekoblede nettverkene og UMTS-pakkekoblede nettverk.
- IMS (IP Multimedia Subsystem) : Det er et arkitektonisk rammeverk som leverer IP multimedietjenester.
4G LTE Arkitektur
De komponentene i 4G LTE-nettverket er
- Brukerutstyr (UE) : Det kan være en hvilken som helst enhet som er i stand til å etablere kommunikasjonsfunksjoner som mobiltelefoner, faner, datamaskiner osv.
- Utviklet UMTS Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN): Det styrer radiokommunikasjon mellom brukerutstyr og EPC. LTE mobil kan koble til bare en celle og en basestasjon om gangen. Hovedoperasjoner utført av EBS (Evolved Base Station)
- Analoge og digitale behandlingsfunksjoner av LTE-luftgrensesnittet brukes til å overføre og motta radiotransmisjon til alle LTE-aktiverte enheter.
- Håndterer lavt nivå drift ved å sende signaleringsmeldinger og kommandoer.
- Utviklet pakkekjerne (EPC) : Den kommuniserer med interne og eksterne pakkedatamennettverk og IP multimedia subsystem. Den består av følgende blokker:
- HSS: Home Subscriber Server inneholder all informasjon om alle nettoperatørens abonnenter i en sentral database.
- MME: Mobility Management Entity håndterer driften på høyt nivå via signaleringsmeldingene og HSS.
- S-GW: Signal Gateway utfører mobilitetsforankring og videresend data mellom PDN Gateway og Base Station.
- P-GW: Packet Data Network Gateway kommuniserer med PDNs arbeidsgrensesnitt. Den utfører operasjoner som IP-adresseallokering og pakkefiltrering.
- PCRF: Politikk- og Ladestyringsfunksjonen er ansvarlig for styring av strømningsbaserte ladingoperasjoner i politikkstyringsfunksjon (PCEF) og politikkkontrollbeslutninger.
Fordeler med 3G
- Den benytter 2G frekvensbånd med båndbredde opptil 230MHz brukes til å oppnå global roaming og multi-tjenester.
- Bredbånds radiokanal for å støtte høyhastighets tjenester - Radio carrier kanal bruker båndbredde opp til 20M som improviserer chip rate og anti-multipath fading.
- I bredbåndskanalen kan kvaliteten på virksomheten styres ved å bruke tidsmultipleksering og kodeutnyttelse. Forskjellige spredningsfaktorer, ulike hastigheter som krever forskjellige QOS, kan kartlegges inn i bredbåndskanalen, er valgt for å realisere multi-service og multi-rate overføring .
- For å forbedre ytelsen til downlink-overføringskanalen, brukes hurtig lukket sløyfeffektkontrollteknologi.
- For å tilpasse strømstyrken, redusere systeminterferensen og øke mottakerens følsomhet og øke systemkapasiteten, er Adaptive antenne-arrayer implementert til 3G-basestasjonen.
WCDMA består hovedsakelig av følgende to aspekter, dvs. kanalkoding og strømstyring. - Bytteteknologi er nødvendig for kommunikasjon av terminal- og mobilnettverk når terminaler ikke er stabile og bytter posisjon fra dekning av en basestasjon til en av en annen basestasjon.
Fordeler med 4G
- Reduserte forsinkelser for både forbindelse etablering og overføring latens .
- Økt brukerdata Gjennomgang .
- Økt cellekantbithastighet .
- Minimert kostnad per bit med forbedret spektral effektivitet .
- Forenklet nettverksarkitektur .
- Sømløs mobilitet, inkludert mellom ulike radiotilgangsteknologier .
- Rimelig strømforbruk for mobilenheten.
- Minimer utstyrskostnad da det avskaffer behovet for kostbar frekvensutjevning på mottakeren.
- Det gir integrerte sikkerhetstjenester .
Begrensninger av 3G
- Kostnaden for mobil infrastruktur, oppgradering av basestasjoner er svært høy.
- Roaming og data / tale arbeid kollektivt er ennå ikke implementert.
- Strømutnyttelsen er høy.
- Trenger kortdistanse basestasjoner og er dyre.
Begrensninger av 4G
- Plasseringskoordinasjon og ressurskoordinasjon for å legge til nye enheter er ikke tilstrekkelig.
- Begrensede taleanrop og tjenester kan håndteres en gang.
- Å være en konsentrert datatjeneste, krever bred båndbredde.
- Det gir ikke gode tjenester på landsbygda på grunn av kravet til det trådløse nettverket, og 4G-nettverket utvides ikke godt i disse områdene.
Konklusjon
4G-teknologier gir bedre tjenester sammenlignet med 3G-teknologier; i form av data gjennomstrømning, cellekant bithastighet, kostnad, mobilitet, strømforbruk for mobile enheter. Det er imidlertid noen kompatibilitetsproblemer i 4G.
