3G ve 4G teknolojisi, mobil iletişim standartları ile ilişkilidir. Mobil İletişim, daha hızlı ve daha iyi mobil geniş bant deneyimleri sunmak için sürekli gelişen alanlardan biridir. Her yeni teknoloji, kendinden öncekilere kıyasla performans ve yeteneklerde önemli bir ilerleme sunuyor. Sekme, dizüstü bilgisayar, masaüstü ve cep telefonları gibi farklı cihazlardan internete erişebilme imkanı sağlar.
Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma için temel | 3G Teknolojisi | 4G Teknolojisi |
|---|---|---|
| Veri Bant Genişliği | 2 Mb / sn - 21 Mb / sn | 2 Mb / sn - 1 Gb / sn |
| Tepe Yükleme Hızı | 5 Mb / sn | 500 Mb / sn |
| Tepe İndirme Hızı | 21 Mbps | 1 Gb / sn |
| Anahtarlama Tekniği | Paket değiştirme | Paket değiştirme, Mesaj Değiştirme |
| Standartlar | IMT 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA | Tek Birleşik standart Wimax ve LTE |
| teknoloji yığın | Dijital Geniş Bant Paket Veri CDMA 2000, UMTS, EDGE vs. | Dijital Geniş Bant Paket Veri Wimax2 ve LTE Advances. |
| Frekans bandı | 1, 8 - 2, 5 GHz | 2 - 8 GHz |
| Ağ mimarisi | Geniş Alan Hücre Tabanlı | Kablosuz LAN ve Geniş Alanın Entegrasyonu |
| İleri Hata Düzeltme | 3G hata düzeltme için turbo kodlarını kullanır. | Birleştirilmiş kodlar, 4G'deki hata düzeltmesi için kullanılır. |
| Elini | Yatay | Yatay ve dikey |
3G Teknolojisinin Tanımı
3G, Uluslararası Mobil Telekomünikasyon-2000'i (IMT-2000) karşılayan mobil telekomünikasyon hizmetleri için standartlar oluşturuyor ve aynı ağ üzerinden aynı anda ses ve veri (müzik indirme, e-posta ve anlık mesajlaşma) aktarma olanağı sağlıyor.
Geniş bant kapasitesi sunar, önceki sürüm 2G'den daha düşük artımlı maliyetle daha fazla sayıda ses ve veri müşterisini destekler. 3G ses iletişimi için Devre ve Veri İletişimi için Paket anahtarlamayı kullanır.
3G tarafından desteklenen maksimum veri aktarım hızları:
- Sabit cihazlar için 2, 05 Mbits / saniye.
- Yavaş tempoda hareket eden cihazlar için 384 Kbit / saniye.
- Yüksek hızda hareket eden cihazlar için 128 Kbit / saniye.
3GPP FORMASYONU
3GPP (3. Nesil Ortaklık Projesi), hem GSM hem de UMTS işbirliğini içeren yönetim organlarının oluşumu sırasında gelişti. 3GPP, ITU sektörlerinden biri olan ITU-R'nin (Uluslararası Telekomünikasyon Birliği-telekomünikasyon sektörü) gözetiminde çalışıyordu.
Spektrumun etkin kullanımını sağlamak ve teknoloji ailelerini tanımlamak, spektrumun belirli kısımlarını ailelerle ilişkilendirmek, uluslararası radyo frekans spektrumunu yönetmekten sorumludur.
ITU sonunda, tek bir 3G standardı oluşturmaya çalıştıktan sonra, IMT-2000 olarak bilinen 3G çerçevesinin bir parçası olan beş 3G standardı ailesini onayladı:
- Yani, CDMA (Kod Bölmeli Çoklu Erişim) tabanlı üç standart:
- CDMA2000
- WCDMA (Geniş Bant Kod Bölmeli Çoklu Erişim) / HSPA + (Yüksek Hızlı Paket Erişimi)
- TDSCDMA.
- TDMA'ya (Zaman Bölmeli Çoklu Erişim) dayanan iki standart, yani:
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
4G Teknolojisinin Tanımı
4G, 4. Nesil Teknolojinin kısaltmasıdır ve mevcut 2G (2. Nesil), 3G (3. Nesil), WLAN (Kablosuz Yerel Alan Ağı), kısa menzilli, sabit telli sistemleri tek bir cihazda geliştirmek ve geliştirmek için bir girişimdir. Tamamen işlevsel, tutarlı ve tutarlı bir ağ.
IMT'de (Uluslararası Mobil Telekomünikasyon Birliği) ITU (Uluslararası Telekomünikasyon Birliği) tarafından tanımlanan yetenekleri sağlayan 3G teknolojisinin bir uzantısıdır; ölçeklenebilirlik, esneklik, verimlilik, özerklik, farklı tipteki ağlarla etkileşimi desteklemek için güvenlik ve çok sayıda özellik içerir yeni ve mevcut hizmetlerin
100 Mbps'ye kadar veri hızında ve aşağıdakiler için yaygın mobil erişim: Tamamen birleştirilmiş özelleştirilmiş hizmetler (ses, veri ve multimedya) sunar:
- Yüksek çözünürlüklü mobil televizyon
- IP telefonu
- Oyun servisleri
- Video konferans
- 3D televizyon
Mevcut teknolojilerin geliştirilmiş sürümleri GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, Kablosuz LAN ve Bluetooth'u 4G'ye entegre ediyor. Uçtan uca İnternet Protokolü'nden yüksek kalitede ses / video akışı bekleniyor.
Mobil LTE (Uzun Süreli Evrim) ve WiMAX (Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik ) sürümleri, 1 Gbit / sn'den daha yüksek tepe bit hızından daha azını destekliyorsa, servis sağlayıcılar tarafından 4G markalıdır, ancak tam bir IMT-Gelişmiş uyumluluğu yoktur.
4G LTE'nin ana hedefi, yüksek mobilite ve küresel bağlantı elde etmektir.
IP Çekirdek ağı, yüksek veri oranlarını, gelişmiş uygulama hizmetlerini ve IP ve radyo ağının yönetimini daha verimli bir şekilde desteklemek için daha da geliştirilmiştir ve çok daha titiz gereksinimlere sahiptir.
3G'de kullanılan spread spectrum radio teknolojisi ile değiştirilir:
- OFDMA (Ortogonal Frekans Bölümü Çoklu Erişim) çoklu taşıyıcı iletimi.
- FDE (Frekans-Etki Alanı Denkleştirme) stratagem.
Sonuç olarak, çok yollu çok yönlü radyo yayılımından etkilenmeden çok yüksek bit hızları aktarır.
MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış) iletişimleri için, akıllı anten dizileri kullanılarak tepe bit hızı daha da geliştirilmiştir. Yayın için 64 QAM ve MBMS'ye (Multimedya Broadcast Multicast servisleri) kadar daha yüksek dereceli modülasyon kullanılır.
3G ve 4G Teknolojisi Arasındaki Temel Farklılıklar
Aşağıda ele alınan noktalar, 3G ve 4G teknolojisi arasındaki farkı göstermektedir:
- Veri bant genişliği söz konusu olduğunda, 3G 21 Mbps sağlar ve 4G 1 Gbps maksimum veri bant genişliği sunar.
- Maksimum 3G yükleme hızı 5 Mb / sn'dir, 500 Mbps ise en yüksek 4G yükleme hızıdır.
- 3G'nin en yüksek indirme hızı 21 Mbps'dir. 4G'ye göre, 1Gbps tepe indirme hızı sunuyor.
- 3G veri iletimi için paket anahtarlamayı kullanır. Diğer yandan, hem paket hem de mesaj değiştirme 4G'de kullanılır.
- 4G'de, Hibrit ağ mimarisi kullanılır. Tersine, 3G geniş alanlı hücre tabanlı bir ağ kullanır.
- CDMA, 3G'de kullanılır. 4G, karşı olarak OFDMA'yı (Ortogonal Frekans Bölmeli Çoklu Erişim) kullanmaktadır.
- Handoff yönetimi 3G'de dikey olarak yapılır, ancak 4G'de yatay ve dikey olarak yapılır.
- Tam IP tabanlı Ağ 4G'de desteklenir. Ancak, 3G durumunda, devre ve paket tabanlıdır.
3G / UMTS Mimarisi
3G UMTS ağının kurucu parçaları
• Mobile Station: Son kullanıcı olarak kullanılabilecek veri ve ses özellikli cep telefonları, sekmeler veya bilgisayarlar gibi herhangi bir şey olabilir.
• RAN (Radyo Erişim Ağı) : Baz İstasyonları ve Mobil İstasyon ile Çekirdek Ağı arasındaki boşluğu kapatan radyo erişim kontrol cihazlarından oluşur. Ayrıca tüm ağın hava arabirimini de kontrol eder ve yönetir.
• CN (Çekirdek Ağ) : Alt sistemlerin ana işlemesini ve yönetimini sağlar. 3G UMTS şebeke Mimarisi, çekirdek şebeke elemanlarındaki bazı gelişmelerle birlikte GSM’den taşınır.
- Devre Anahtarlamalı Etki Alanı : Kullanıcı grubu için belirli bir zaman dilimi için ayrı bir bağlantı veya kanalın sağlandığı Devre Anahtarlamalı Ağ'ı kullanır. Devre Anahtarlamalı Etki Alanında gösterilen iki blok:
- MSC - Mobil Anahtarlama Merkezi, devre anahtarlamalı çağrıları yönetir.
- GMSC - Ağ Geçidi MSC, harici ve dahili ağlar arasında aracı görevi görür.
- Paket anahtarlamalı etki alanı : İki veya daha fazla cihaz arasında veri iletimi ve alımından IP'lerin sorumlu olduğu IP Ağı'nı kullanır. Paket Anahtarlamalı Etki Alanında gösterilen iki blok:
- SGSN (GPRS Destek Düğümüne Hizmet Verme) : SGSN tarafından sağlanan çeşitli işlevler mobilite yönetimi, oturum yönetimi, faturalandırma, ağın diğer alanlarıyla iletişimdir.
- GGSN (Ağ Geçidi GPRS Destek Düğümü) : Çok karmaşık bir yönlendirici olarak kabul edilebilir ve harici paket anahtarlamalı ağlar ile UMTS paket anahtarlamalı ağ arasındaki dahili işlemleri gerçekleştirir.
- IMS (IP Multimedya Alt Sistemi) : IP multimedya hizmetleri sunan Mimari bir çerçevedir.
4G LTE Mimarisi
4G LTE ağının kurucu parçaları
- Kullanıcı Donanımı (UE) : Cep telefonları, sekmeler, bilgisayarlar vb. İletişim işlevlerini oluşturabilen herhangi bir cihaz olabilir.
- Gelişmiş UMTS Karasal Telsiz Erişim Ağı (E-UTRAN): Kullanıcı ekipmanı ile EPC arasındaki radyo iletişimini kontrol eder. LTE mobile, bir seferde yalnızca bir hücreye ve bir baz istasyonuna bağlanabilir. EBS (Evolved Baz İstasyonu) tarafından gerçekleştirilen ana işlemler
- LTE hava arabiriminin analog ve dijital işleme fonksiyonları, tüm LTE özellikli cihazlara radyo iletimi iletmek ve almak için kullanılır.
- İşaret mesajları ve komutları göndererek düşük seviyeli işlemi gerçekleştirir.
- Gelişmiş Paket Çekirdeği (EPC) : İç ve dış paket veri ağları ve IP multimedya alt sistemi ile iletişim kurar. Aşağıdaki bloklardan oluşur:
- HSS: Ev Abone Sunucusu, tüm şebeke operatörlerinin aboneleri hakkındaki tüm bilgileri merkezi bir veritabanında tutar.
- MME: Mobility Management Entity, sinyal mesajları ve HSS ile üst düzey işlemi gerçekleştirir.
- S-GW: Sinyal Ağ Geçidi, PDN Ağ Geçidi ve Baz İstasyonu arasında mobilite tutturma ve iletme verileri gerçekleştirir.
- P-GW: Paket Veri Ağı Ağ Geçidi, PDN'nin çalışan arayüzleri ile iletişim kurar. IP adresi tahsisi ve paket filtreleme gibi işlemleri gerçekleştirir.
- PCRF: Politika ve Ücretlendirme Kuralı İşlevi, Politika Kontrol Uygulama Fonksiyonu'ndaki (PCEF) akış bazlı şarj işlemlerini ve politika kontrol karar verme sürecini kontrol etmekten sorumludur.
3G'nin Avantajları
- Küresel dolaşım ve çoklu servis hizmetleri için 230MHz'e kadar bant genişliğine sahip 2G frekans bandını kullanıyor .
- Yüksek hızlı servisleri desteklemek için geniş bantlı radyo kanalı - Radyo taşıyıcı kanalı, yonga oranını ve çoklu yolsuzluk solmasını iyileştiren 20M'ye kadar bant genişliği kullanır .
- Geniş bantlı kanalda, işin kalitesi zaman çoklama ve kod yeniden kullanımı uygulanarak kontrol edilebilir. Farklı yayılma faktörleri, farklı QOS'ların çeşitli oranlarının ihtiyaç duyduğu genişbant kanala eşlenebilir çoklu hizmet ve çok oranlı iletimi gerçekleştirmek için seçilir.
- Downlink iletim kanalının performansını artırmak için hızlı kapalı devre güç kontrol teknolojisi uygulanır.
- Gücü uyarlamalı olarak ayarlamak, sistemin kendine parazitini düşürmek ve alıcı hassasiyetini artırmak ve sistem kapasitesini artırmak için, Adaptif anten dizileri 3G baz istasyonuna uygulanır.
WCDMA, esas olarak Kanal kodlama ve güç kontrolü gibi iki yönden oluşmaktadır. - Terminaller sabit olmadığında terminal ve mobil ağların iletişimi için anahtarlama teknolojisi gereklidir ve bir baz istasyonunun kapsama alanından başka bir baz istasyonunun konumuna geçilir.
4G'nin Avantajları
- Hem bağlantı kurulması hem de iletim gecikmesi için azaltılmış gecikmeler.
- Artan kullanıcı Veri Akışı .
- Artan hücre kenarı bit hızı .
- Gelişmiş spektral verimlilik kullanan bit başına minimum maliyet.
- Basitleştirilmiş ağ mimarisi .
- Farklı Radyo erişim teknolojisi arasında dahil olmak üzere Sorunsuz Hareketlilik .
- Mobil cihaz için makul güç tüketimi .
- Alıcıdaki maliyetli frekans ekolayzır ihtiyacını ortadan kaldırdığı için ekipman maliyetini en aza indirir.
- Entegre güvenlik hizmetleri sunar .
3G'nin Sınırlamaları
- Baz istasyonu yükseltme hücresel altyapı maliyeti, çok yüksektir.
- Toplu olarak dolaşım ve veri / ses çalışması henüz yapılmamıştır.
- Güç kullanımı yüksek.
- Kısa mesafeli baz istasyonları gerekir ve pahalıdır.
4G Sınırlamaları
- Yeni cihazlar eklemek için yer koordinasyonu ve kaynak koordinasyonu yeterli değildir.
- Sınırlı sesli çağrılar ve servisler bir süre kullanılabilir.
- Konsantre bir veri servisi olarak geniş bant genişliği gerektirir.
- Kablosuz ağın gerekliliği nedeniyle kırsal alanlarda iyi hizmet sunmamaktadır ve 4G ağı bu alanlarda iyi bir şekilde genişletilmemektedir.
Sonuç
4G teknolojileri, 3G teknolojilerine kıyasla daha iyi hizmetler sunar; veri verimliliği açısından, hücre kenarı bit hızı, maliyet, mobilite, mobil cihazlar için güç tüketimi. Bununla birlikte, 4G'de bazı uyumluluk sorunları vardır.
