Технические науки/ 6. Электротехника и радиоэлектроника

ас. Гуркало Н.А., Лежнёв В.И

Государственное высшее учебное заведение

“Национальный горный университет”, Украина

Анализ технологии 4G в сотовой связи

В сотовой связи смена поколений выражена намного ярче, чем в индустрии персональных компьютеров или другой подобной техники. Это привело к бурному развитию в мобильном мире новых технологий. Одной из первых была технология 1G, основанная на аналоговой связи (стандарт NMT). На смену 1G приходит технология 2G, которая положила начало цифровой связи с коммутацией каналов (стандарты GSM и CDMA). Однако символом прогресса стала технология — 3G (стандарт UMTS), предусматривая наряду с коммутацией каналов и пакетную передачу данных. Но и ее заменяет новая технология 4G.

Семейство 4G получило широкое внедрение в мобильную связь, т.к. технология должна обеспечить передачу данных в сотовых сетях со скоростью выше 100 Мбит/сек. Стоит отметить главное отличие сетей четвертого поколения, которое заключается в том, что технология 4G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время, как другие технологии соединяют в себе передачу как голосового трафика, так и пакетов данных. Анализируя технологию 4G, необходимо выделить, что это стандарт беспроводной связи; в него входят технологии Wi-Fi и WiMAX. Технология Wi-Fi позволяет передать данные на высокой скорости (до 110 мбит/c иногда до 500 мбит/с) на расстоянии 100 метров, а WiMAX ведет передачу данных на больших расстояниях (до 10 км, а в мобильных устройствах — до 5 км) со скоростью до 75 Мбит/c. Пересылка данных в 4G осуществляется по протоколу IPv6 (IP версии 6). Это заметно облегчает работу сетей, особенно если они различных типов. Для обеспечения необходимой скорости используются частоты 40 и 60 GHz. Создатели приемопередающего оборудования для 4G применили испытанный в цифровом вещании прием — технологию мультиплексирования с ортогональным разделением частот OFDM. Такая методика манипулирования сигналом позволяет значительно уплотнить данные без взаимных помех и искажений. При этом происходит разбиение по частотам с соблюдением ортогональности: максимум каждой несущей волны приходится на тот момент, когда соседние имеют нулевое значение. Этим исключается их взаимодействие, а также более эффективно используется частотный спектр — не нужны защитные противоинтерференционные полосы. Для передачи сигнала применяется модуляция со сдвигом фазы PSK или квадратно-амплитудная QAM, которая предоставляет улучшенные технические характеристики и позволяет задействовать всю пропускную способность канала.

Следовательно, новая технология имеет ряд достоинств в сравнении с предыдущими поколениями. К ним относятся:

-высокая скорость передачи данных;

-повышенным качеством голосовой связи;

-использование соединения по протоколу IP6;

-возможность просмотра ТВ высокого качества.

Но есть и ряд недостатков:

-стоимость, которая достаточно велика;

-возникновение вторичных сигналов;

-высокое энергопотребление аппаратуры;

-низкая активность инвесторов.

Но, несмотря на то, что в мире еще не везде развернуты сети третьего поколения 3G и работы по созданию и стандартизации сетей 4G все еще ведутся, начинается новый проект работ по созданию сетей пятого поколения 5G. Но пока неизвестно какие технологии будут лежать в основе сетей пятого поколения.

Проанализировав технологию 4G видно, что в ближайшие годы планируется завершение практически полного перехода на сети четвертого поколения. Хотя 3G ещё будут сохранять почти все сотовые операторы. Однако на сегодняшний день новый стандарт уже тестируется многими операторами, а производители мобильных телефонов уже разрабатывают технологию внедрения 4G и перспективы у неё просто огромные. Во-первых, это невообразимые по современным меркам скорости передачи данных, которые могут даже поспорить с оптоволоконными сетями. А во-вторых, это единый стандарт связи, который позволит обеспечивать связь между корпоративными сетями, сетями Wi-Fi и WiMAX.

Литература

1. 4G Технология беспроводной связи http://www.4gwirelessjobs.com

2. 4G в сотовой связи http://www.wisegeek.com/what-is-4g-mobile-technology.htm

3. Технология 4G http://wimax.livebusiness.ru/

4. Вишневский Л. , Портной С., Шахнович И. Энциклопедия WiMAX путь к 4G. – Москва: Техносфера , 2009г. – 231с.

5. Саво Г. Расширенные беспроводные связи: 4G технология. – Великобритания .: Wiley-Blackwell , 2009г. – 152с.

6. Саво Г. Расширенные беспроводные связи: 4G Когнитивные и совместной широкополосных технологий.- Великобритания.: Wiley-Blackwell, 2007г.