ИМТ Расширенный
| Часть серии о |
| Беспроводные сетевые технологии |
|---|
| Аналоговый |
| Цифровой |
| Мобильная связь |
Advanced Mobile Telecommunication-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 в Турции как 4.5G). [1] [2] [3] мобильной связи и доступа в Интернет ) услуга .
4G
[ редактировать ]Описание
[ редактировать ] |
Ожидается, что система IMT-Advanced обеспечит комплексное и безопасное IP на базе решение мобильной широкополосной связи портативных компьютеров для беспроводных модемов , смартфонов и других мобильных устройств. такие услуги , как сверхширокополосный доступ в Интернет, передача голоса по IP Пользователям могут быть предоставлены , игровые услуги и потоковая передача мультимедиа.
IMT-Advanced предназначен для удовлетворения требований к качеству обслуживания (QoS) и скорости, предъявляемых дальнейшим развитием существующих приложений, таких как мобильный широкополосный доступ, служба мультимедийных сообщений (MMS), видеочат , мобильное телевидение , а также новых услуг, таких как телевидение высокой четкости. телевидение (ТВЧ). 4G может обеспечить роуминг в беспроводных локальных сетях и взаимодействовать с цифрового видеовещания системами . Предполагалось, что он выйдет за рамки требований Международной мобильной телекоммуникации-2000 , которые определяют мобильных телефонов, системы продаваемые как 3G .
Требования
[ редактировать ]Конкретные требования отчета IMT-Advanced включали:
- На основе полностью IP- сети с коммутацией пакетов . [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 делитесь 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 канала составляет 15 бит/с/Гц в нисходящем канале и 6,75 бит/с/Гц в восходящем канале (это означает, что скорость 1 Гбит/с в нисходящем канале должна быть возможна в полосе пропускания менее 67 МГц)
- Спектральная эффективность системы до 3 бит/с/Гц/ячейка в нисходящей линии связи и 2,25 бит/с/Гц/ячейка для использования внутри помещений. [7]
- Беспрепятственное подключение и глобальный роуминг в нескольких сетях с плавной передачей обслуживания [4] [9]
- Возможность предложить качественный сервис по мультимедийной поддержке
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, на самом деле они сами не выполняют работу по разработке, и страны не считают их обязательными стандартами. Другие торговые группы и организации по стандартизации, такие как Институт инженеров по электротехнике и электронике , Форум WiMAX и 3GPP , также играют свою роль.
Основные технологии
[ редактировать ]Ожидается, что методы передачи на физическом уровне будут использоваться: [12]
- MIMO : для достижения сверхвысокой спектральной эффективности с использованием пространственной обработки, включая многоантенную и многопользовательскую MIMO.
- Выравнивание частотной области, например «модуляция с несколькими несущими» ( OFDM ) в нисходящей линии связи или «выравнивание частотной области с одной несущей» (SC-FDE) в восходящей линии связи: для использования свойств 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
- по принципу турбо Коды с исправлением ошибок : минимизировать требуемое соотношение сигнал/шум на приемной стороне.
- Канально-зависимое планирование : для использования изменяющегося во времени канала.
- Адаптация канала : адаптивные коды модуляции и исправления ошибок.
- Ретрансляция, включая сети фиксированной ретрансляции, и концепция совместной ретрансляции , известная как многорежимный протокол.
Предшественники
[ редактировать ]Долгосрочная эволюция
[ редактировать ]
Long Term Evolution (LTE) имеет теоретическую максимальную пропускную способность чистого битрейта 100 Мбит/с в нисходящем канале и 50 Мбит/с в восходящем канале, если используется канал 20 МГц. Емкость увеличивается, если MIMO используется антенная решетка (с несколькими входами и несколькими выходами). Физический радиоинтерфейс на ранней стадии назывался «Высокоскоростной ортогональный пакетный доступ», а теперь называется E-UTRA .
, От технологии радиосвязи с расширенным спектром CDMA которая использовалась в системах 3G и cdmaOne , отказались. На смену ему пришли ортогональный множественный доступ с частотным разделением каналов и другие схемы множественного доступа с частотным разделением каналов . Это сочетается с антенными решетками MIMO, динамическим распределением каналов и каналозависимым планированием .
Первые общедоступные услуги LTE под брендом «4G» 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 три крупнейших оператора беспроводной связи США предлагают услуги LTE.
В Южной Корее SK Telecom и LG U+ с июля 2011 года предоставили доступ к услуге LTE для устройств передачи данных, которая должна стать общенациональной к 2012 году. [14]
Мобильный WiMAX (IEEE 802.16e)
[ редактировать ]Стандарт Mobile WiMAX мобильного беспроводного широкополосного доступа (MWBA) (IEEE 802.16e-2005) (продаваемый в Южной Корее как WiBro ) иногда обозначается как 4G и обеспечивает пиковую скорость передачи данных 128 Мбит/с по нисходящему каналу и 56 Мбит/с по восходящему каналу в течение 20 минут. Каналы шириной МГц. [ нужна ссылка ]
Первая коммерческая услуга мобильного WiMAX была открыта компанией KT в Сеуле, Южная Корея, в июне 2006 года. [15]
В сентябре 2008 года Sprint Nextel продавала Mobile WiMAX как сеть «4G», хотя она не отвечала требованиям IMT Advanced. [16]
В России, Беларуси и Никарагуа широкополосный доступ в Интернет WiMax предлагает российская компания «Скартел» и также имеет бренд 4G, Yota .
| WiMAX | |
|---|---|
| Пиковая загрузка | 128 Мбит/с |
| Пиковая загрузка | 56 Мбит/с |
Ультрамобильный широкополосный доступ
[ редактировать ]Ультрамобильная широкополосная связь (UMB) была торговой маркой 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 компания Qualcomm , ведущий спонсор UMB, объявила о прекращении разработки технологии в пользу LTE. [17] Целью было достижение скорости передачи данных более 275 Мбит/с в нисходящем направлении и более 75 Мбит/с в восходящем направлении.
Flash-OFDM
[ редактировать ]На раннем этапе ожидалось, что система Flash-OFDM будет доработана до стандарта 4G.
iBurst и собака
[ редактировать ]Технология iBurst , использующая множественный доступ с пространственным разделением высокой емкости (HC-SDMA), на ранней стадии рассматривалась как предшественник 4G. Он был включен рабочей группой Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) в стандарт IEEE 802.20 в 2008 году. [18]
Системы-кандидаты
[ редактировать ]В октябре 2010 года Рабочая группа 5D МСЭ-R утвердила две отраслевые технологии. [19] 6 декабря 2010 г. МСЭ отметил, что, хотя текущие версии LTE, WiMax и других развитых технологий 3G не соответствуют требованиям IMT-Advanced для 4G, некоторые могут использовать термин «4G» в «неопределенном» смысле для обозначения предшественников IMT. -Advanced, которые демонстрируют «значительный уровень улучшения производительности и возможностей по сравнению с первоначальными системами третьего поколения, развернутыми в настоящее время». [20]
LTE расширенный
[ редактировать ]LTE Advanced (Long-term-evolution Advanced) был официально представлен организацией 3GPP в ITU-T осенью 2009 года и выпущен в 2011 году. Целью 3GPP LTE Advanced было достижение и превосходство требований ITU. [21] LTE Advanced — это усовершенствование существующей сети LTE. Ожидается, что 10-я версия LTE обеспечит скорости LTE Advanced. Версия 8 в 2009 году поддерживала скорость загрузки до 300 Мбит/с, что все еще не соответствовало стандартам IMT-Advanced. [22]
WiMAX версии 2 (IEEE 802.16m)
[ редактировать ]Расширенная версия WirelessMAN-Advanced IEEE 802.16e была опубликована в мае 2011 года как стандарт IEEE 802.16m-2011 . Соответствующая отрасль, продвигающая эту технологию, дала ей маркетинговое название WiMAX Release 2. Ее целью было соответствие критериям IMT-Advanced. [23] [24] Группа IMT-Advanced официально одобрила 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 части радиоинтерфейса WirelessMAN-Advanced стандарта 802.16m-2011, которая была перенесена в стандарт IEEE Std 802.16.1-2012. .
Сравнение
[ редактировать ]В следующей таблице показано сравнение систем-кандидатов IMT-Advanced, а также других конкурирующих технологий.
 | Части этой статьи (относящиеся к шаблону) необходимо обновить . ( ноябрь 2018 г. ) |
| Общий имя |
Семья | Основное использование | Радиотехника | Ниже по течению (Мбит/с) |
вверх по течению (Мбит/с) |
Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSPA+ | 3GPP | Мобильный Интернет | CDMA / TDMA / ФДД НЕСМОТРЯ НА |
21 42 84 672 |
5.8 11.5 22 168 |
HSPA+ широко распространен . В версии 11 3GPP указано, что пропускная способность HSPA+ составит 672 Мбит/с. |
| ЛТЕ | 3GPP | Мобильный Интернет | OFDMA / TDMA / MIMO / SC-FDMA / для LTE-FDD / для LTE-TDD | 100 Кат3 150 Кат4 300 Кат5 25065 Кат17 1658 Кот19 (в FDD 20 МГц) [26] |
50 Кат3/4 75 Кат5 2119 Кат17 13563 Кат19 (в FDD 20 МГц) [26] |
LTE-Advanced Pro предлагает мобильным пользователям скорость выше 3 Гбит/с. |
| WiMax версия 1 | 802.16 | WirelessMAN | МИМО - СОФДМА | 37 (10 МГц TDD) | 17 (10 МГц TDD) | С 2x2 MIMO. [27] |
| WiMax версия 1.5 | 802.16-2009 | WirelessMAN | МИМО - СОФДМА | 83 (20 МГц TDD) 141 (2x20 МГц FDD) |
46 (20 МГц TDD) 138 (2x20 МГц FDD) |
С 2x2 MIMO. Расширено каналами 20 МГц в стандарте 802.16-2009. [27] |
| WiMAX версия 2.0 | 802,16 м | WirelessMAN | МИМО - СОФДМА | 2x2 МИМО 110 (20 МГц TDD) 183 (2x20 МГц FDD) 4х4 МИМО 219 (20 МГц TDD) 365 (2x20 МГц FDD) |
2x2 МИМО 70 (20 МГц TDD) 188 (2x20 МГц FDD) 4х4 МИМО 140 (20 МГц TDD) 376 (2x20 МГц FDD) |
Кроме того, пользователи с низкой мобильностью могут объединить несколько каналов, чтобы получить пропускную способность загрузки до 1 Гбит/с. [27] |
| Flash-OFDM | Flash-OFDM | Мобильный Интернет мобильность до 200 миль в час (350 км/ч) |
Flash-OFDM | 5.3 10.6 15.9 |
1.8 3.6 5.4 |
Диапазон мобильной связи 30 км (18 миль) Увеличенная дальность действия: 55 км (34 мили) |
| ГИПЕРМАН | ГИПЕРМАН | Мобильный Интернет | ОЧМ | 56.9 | ||
| Wi-Fi | 802.11 ( 11 токс ) |
Беспроводная локальная сеть | OFDM / OFDMA / CSMA / MIMO / MU-MIMO / полудуплекс | 9600 Wi-Fi 6 |
Усовершенствования антенны , радиочастотного интерфейса и незначительные настройки таймера протокола помогли развернуть P2P- сети большого радиуса действия с компромиссом в отношении радиального покрытия, пропускной способности и/или эффективности 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». |
| Эволюция EDGE | GSM | Мобильный Интернет | МДВМА / ФДД | 1.6 | 0.5 | 3GPP, версия 7 |
| UMTS W-CDMA HSPA ( HSDPA + HSUPA ) |
3GPP | Мобильный Интернет | CDMA / ФДД CDMA/FDD/ МИМО |
0.384 14.4 |
0.384 5.76 |
HSDPA широко распространен . Типичные сегодня скорости нисходящей линии связи 2 Мбит/с, восходящая линия ~200 кбит/с; Нисходящий канал HSPA+ до 56 Мбит/с. |
| UMTS TDD | 3GPP | Мобильный Интернет | CDMA / ТДД | 16 | Заявленные скорости согласно IPWireless с использованием модуляции 16QAM, аналогичной HSDPA + HSUPA. | |
| EV-DO Рел. 0 EV-DO Ред.А EV-DO Ред.Б |
3GPP2 | Мобильный Интернет | CDMA / ФДД | 2.45 3.1 4,9xN |
0.15 1.8 1,8хН |
Примечание для версии B: N — количество используемых несущих частотой 1,25 МГц. EV-DO не предназначен для голосовой связи и требует перехода на 1xRTT при размещении или приеме 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 когда он стоит на месте). Обычно полоса пропускания распределяется между несколькими терминалами. Производительность каждой технологии определяется рядом ограничений, включая спектральную эффективность технологии, размеры используемых ячеек и объем доступного спектра.
Дополнительные таблицы сравнения см. в разделах « Тенденции изменения скорости передачи данных» , «Сравнение стандартов мобильных телефонов» , «Таблица сравнения спектральной эффективности» и «Таблица сравнения систем OFDM» .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Что такое 4.5G? | Turkcell 4.5G» .
- ^ «Эра GIGA 4.5G начинается с оптоволокна, которое в 3 раза быстрее, чем самый быстрый 4.5G» .
- ^ «5G» .
- ^ Перейти обратно: а б Вернер Мор (2002). «Мобильная связь за пределами 3G в глобальном контексте» (PDF) . Сименс мобильный. Архивировано из оригинала (PDF) 26 декабря 2017 года . Проверено 26 марта 2007 г.
- ^ Ной Шмитц (март 2005 г.). «Путь к 4G потребует много поворотов» . Проектирование беспроводных систем . Проверено 26 марта 2007 г.
- ^ Ким Ён Гюн; Прасад, Рамджи (2006). Дорожная карта 4G и новые коммуникационные технологии . Артех Хаус 2006. С. 12–13 . ISBN 1-58053-931-9 .
- ^ Перейти обратно: а б «Отчет M.2134: Требования, связанные с техническими характеристиками радиоинтерфейса(ов) IMT-Advanced» . МСЭ-Р . Ноябрь 2008 года . Проверено 25 августа 2011 г.
- ^ Морей Рамни, «IMT-Advanced: беспроводная связь 4G приобретает форму в олимпийский год», Agilent Measurement Journal, сентябрь 2008 г. Архивировано 17 января 2016 г. в Wayback Machine.
- ^ Садия Хусейн; Зара Хамид; Навид С. Хаттак (30–31 мая 2006 г.). Проблемы и проблемы управления мобильностью в гетерогенных сетях 4G . Первая международная конференция по интегрированным одноранговым интернет-сетям и сенсорным сетям InterSense '06. Ницца, Франция: Ассоциация вычислительной техники . дои : 10.1145/1142680.1142698 .
- ^ Спецификация 3GPP: Требования к дальнейшему развитию E-UTRA (LTE Advanced)
- ^ Технический отчет 3GPP: Технико-экономическое обоснование дальнейших усовершенствований E-UTRA (LTE Advanced)
- ^ Г. Феттвейс; Э. Циммерманн; Х. Бонневиль; В. Шотт; К. Госсе; М. де Курвиль (2004). «Высокая пропускная способность WLAN/WPAN» (PDF) . WWRF. Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2008 года.
- ^ «Мобильное чтение с легким чтением — 4G/LTE — Ericsson и Samsung устанавливают соединение LTE — анализ новостей телекоммуникаций» . unstrung.com . Проверено 24 марта 2010 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Данте Чеза (5 июля 2011 г.). «SK Telecom и LG U+ запускают LTE в Сеуле, жители Южной Кореи кипят от зависти» . Engadget . Проверено 25 августа 2011 г.
- ^ «Южная Корея запускает услугу WiBro» . ЭЭ Таймс . 30 июня 2006 г. Проверено 23 июня 2010 г.
- ^ «Sprint объявляет о семи новых рынках WiMAX и говорит: «Пусть AT&T и Verizon поговорят о картах и покрытии 3G» » . Engadget. 23 марта 2010 года . Проверено 8 апреля 2010 г.
- ^ Qualcomm останавливает проект UMB , Reuters, 13 ноября 2008 г.
- ^ «Часть 20: Воздушный интерфейс для систем мобильного широкополосного беспроводного доступа, поддерживающих мобильность транспортных средств — спецификация физического уровня и уровня управления доступом к среде передачи». Стандарт IEEE для локальных и городских сетей (PDF) . Ассоциация стандартов IEEE. 29 августа 2008 г. ISBN. 978-0-7381-5766-5 . Архивировано из оригинала (PDF) 15 февраля 2010 г.
- ^ «МСЭ прокладывает путь к мобильным технологиям 4G следующего поколения» . Выпуск новостей . 21 октября 2010. Архивировано из оригинала 20 июля 2011 года . Проверено 25 августа 2011 г.
- ^ «Всемирный семинар по радиосвязи МСЭ освещает будущие технологии связи» . Архивировано из оригинала 20 июня 2012 г. Проверено 25 августа 2011 г.
- ^ Парквалл, Стефан; Дальман, Эрик; Фурускар, Андерс; Джадинг, Ильва; Олссон, Магнус; Ванстедт, Стефан; Занги, Камбиз (21–24 сентября 2008 г.). LTE Advanced – Развитие LTE к IMT-Advanced (PDF) . Конференция по автомобильным технологиям , осень 2008 г. Стокгольм: Ericsson Research. Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2012 года . Проверено 26 ноября 2010 г.
- ^ Стефан Парквалл; Дэвид Эстели (апрель 2009 г.). «Эволюция LTE в сторону IMT-Advanced» . Журнал коммуникаций . 4 (3): 146–154. дои : 10.4304/jcm.4.3.146-154 . Архивировано из оригинала 10 августа 2011 года . Проверено 25 августа 2011 г.
- ^ «Проект документа описания системы IEEE 802.16m» (PDF) . Рабочая группа IEEE WirelessMAN-Advanced. 30 апреля 2008 года . Проверено 25 августа 2011 г.
- ^ «IEEE утверждает IEEE 802.16m — усовершенствованный стандарт мобильной широкополосной беспроводной связи» . Выпуск новостей . Ассоциация стандартов IEEE. 31 марта 2011. Архивировано из оригинала 13 января 2013 года . Проверено 20 августа 2011 г.
- ^ [1] Архивировано 27 января 2012 г., в Wayback Machine.
- ^ Перейти обратно: а б «ЛТЕ» . Веб-сайт 3GPP . 2009 . Проверено 20 августа 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «WiMAX и стандарт радиоинтерфейса IEEE 802.16m» (PDF) . Форум WiMax. 4 апреля 2010 г. Проверено 7 февраля 2012 г.
сотовой сети Стандарты | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0G Радиотелефоны (1946 г.) | |||||||||
| 1Г (1979) |
| ||||||||
| 2Г (1991) |
| ||||||||
| 2G переходный (2,5 г, 2,75 г, 2,9 г) |
| ||||||||
| 3G (1998) ИМТ-2000 (2001) |
| ||||||||
| 3G переходный (3,5 г, 3,75 г, 3,9 г) |
| ||||||||
| 4G (2009) ИМТ Продвинутый (2013) |
| ||||||||
| 5G (2018) ИМТ-2020 (2021) |
| ||||||||
| Похожие статьи | |||||||||
