无线与4 g技术进化

d .美国教授Adokar¹Priti j·拉其普特人²

煤斗,部门的电气工程,S.S.B.T的COET Bambhori Jalgaon,印度
当(丧)IInd年学生,S.S.B.T的COET Bambhori Jalgaon,印度

文摘

更好的技术,用户友好的就越多。这是4 g带给我们比3 g。4 g网络给我们提供了比3 g技术速度快3倍。4 g的短名称是第四代无线/移动通信,使基于IP的语音、数据、吊服务和高品质的多媒体流传输速度等便携式设备与电缆调制解调器。期望的4 g技术基本上是高品质音频/视频在互联网端到端流协议。第三代移动通信、数据率384 Kbps(下载)最大,大概都在200 Kbps, 64 Kbps上传。这些都是与家庭宽带连接。第四代移动通信将比3 g有更高的数据传输速率。4 g移动数据传输速率是计划到100 Mbps的移动和1 gbps静止不动的,这是一个惊人的数量的带宽,只有与带宽工作站直接连接到一个局域网。

关键字

4 g技术,互联网协议,OFDM

介绍

论述了发展的核心网络的挑战今天的2 g和3 g网络启用语音和数据的前所未有的增长预期迁移到4 g无线网络。包的核心基础设施引入数字无线网络提供了挑战和机遇的无线服务提供商和用户。

尽管最近经济形势和世界事件,在移动计算的基本驱动增长仍像以往一样强烈。事实上,远程办公和分散的劳动力选择许多公司正看着越来越为他们重新评估物理安全漏洞和制定风险管理计划。移动设备变得更强大,在很多情况下更小、更轻的版本是可用的。手持,该行业正迅速朝着实现彩色显示,新标准——尽管低的价格和更长的电池寿命保持单色单位销售。存储和处理器速度拥有先进。尽管3 g还没到达时,设计师们已经在考虑4 g技术。

手机服务提供商在印度正在慢慢开始部署第三代(3 g)移动通信服务。随着接入技术增加,语音、视频、多媒体、宽带数据服务正在成为集成到相同的网络。希望一旦3 g作为一个真正的宽带服务的设想几乎减少了。很明显,3 g系统,同时保持可能3 mbps的数据率标准,将实际实现384 kbps。实现真正的宽带移动电话服务的目标,系统必须使飞跃第四代(4 g)网络。这不仅仅是一个数字游戏。4 g旨在提供高速度、高容量、低成本,基于IP的服务。目标是有数据率20 Mbps,即使在这样的场景中使用车辆行驶200公里每小时。

新的设计技术,然而,需要实现这一目标,实现4 g性能的预期目标十分之一3 g的成本。这是4 g的目标。简而言之,第四代(4 g)移动设备和服务将无线通信转换成在线,实时连接。4 g无线技术将允许个人直接访问定位服务提供信息的需求在一个非常高的速度和低成本。欢迎来到一个非常惊人的现实世界的高速数据通信和移动通信技术在一个非常低的成本。这是4 g。

文献调查

带宽利用率的主要目的是提供服务,这样用户可以得到更高的数据速率和更广泛的报道。但是没有单一的网络,可以提供这种服务[6]预计4 g网络集成LAS-CDMA, OFDM, mc - cdma、超宽频和Network-LMDS以便能达到更高的数据速率和更广泛的报道[7]。在这种集成,用户将通过一个网络。结果,这些重叠区域的一个重要问题发生在大多数的网络资源没有充分利用,因为只有一个网络服务用户。

运营商带宽利用率是非常重要的,因为无线通信成本和利润是基于网络资源[8]。因此,如何获得最高的受益于可用的网络资源在无线通信网络是一个关键问题。在这项研究中,我们关注的两个带宽集成WLAN和CDMA2000网络有效地利用网络资源。本章回顾了相关文献解释现有雷竞技苹果下载的研究。相关文献的流动,其重点是无线通信网络的演进和带宽利用率有效4 g。我们已经把这一章分为八个部分。在第一节中,我们给出一个总体介绍。第二部分讨论了无线移动通信网络的发展演化。第三节凸显了第四代无线移动互联网网络。无线局域网协议和框架将在第四部分和PPPoE协议五节。 In section six, we present the relevant literature on bandwidth utilization. The related researches will then be presented in section seven before we give the conclusions in section eight.

无线进化

一)第一代

第一代无线移动通信是基于模拟信号。模拟系统,实现了在北美,被称为模拟移动电话系统(安培),而系统实现在欧洲和世界其他地区通常被认定为全接入通信系统的一种变体(tac)。模拟系统主要是基于电路交换技术和设计的声音,而不是数据。

在印度的第一代移动服务最初于1995年推出,只提供语音服务。服务成本因素也是非常高的。

B]第二代(2 g)

第二代数字移动电话出现在大约十年后第一代手机,第一个数字移动网络。在第二代中,移动电信行业经历了指数级增长的用户以及新型的增值服务。手机正迅速成为个人沟通的首选方式,创造了世界上最大的消费电子行业。这种方式,电信行业经历了第一次的增长和利润,移动通信技术的进步。这促使他们建立更强大的通信手段。

第二代(2 g)的无线移动网络是基于低波段数字数据信号。最受欢迎的2 g无线技术被称为全球移动通信系统(GSM)。GSM系统,于1991年首次实现,现在在全世界140个国家和地区。现在估计有248多万用户的操作在GSM系统。GSM技术结合了频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)。第一个使用GSM系统25兆赫频率900 mhz频段频谱。FDMA用于将可用的25兆赫带宽划分为124 200 khz的载波频率。然后每个频率使用TDMA方案分为八每天播发或者刊登。使用单独的时间,每天播发或者刊登发射和接受简化了电子产品在移动单位。今天,GSM系统分别运行在900兆赫和1.8 GHz乐队全世界除了美洲在1.9 GHz的乐队。

除了GSM,类似的技术,称为个人数字通信(PDC),使用tdma技术,在日本出现了。从那时起,其他几个tdma系统已经部署在世界范围内,全球估计有8900万人。虽然GSM技术开发在欧洲,码分多址(CDMA)技术是在北美开发的。CDMA使用扩频技术来分解成小的演讲中,数字化部分并将它们编码来识别每个调用。CDMA系统已经实现了在全球范围内大约30个国家,估计有4400万用户。

虽然GSM和其他tdma系统已经成为占主导地位的2 g无线技术,CDMA技术被认为是使用较少的背景噪音,提供清晰的语音质量更少的通话掉线率,增强安全性,更高的可靠性和更大的网络容量。

第二代(2 g)无线网络上面提到的也大多是基于电路交换技术。2 g无线网络是数字化和扩大应用更先进的语音服务的范围,如称为线识别。2 g无线技术可以处理一些数据的功能,如传真和短消息服务的数据率9.6 kbps,但它不适合网页浏览和多媒体应用程序。

需要改进什么?从根本上讲,无线用户想要更多的从他们的移动设置:

快速电子邮件和上网

同步移动个人管理工具与流行的个人管理软件,如Microsoft Outlook, Lotus组织者或赛门铁克行动!

基于位置的服务,比如导航和移动黄页

强劲的“伙伴”特性,比如消息传递

视频

无线采购

全球漫游等

为了满足这些需求,网络运营商和无线设备制造商都转向了第三代(3 g)无线系统提供更高的数据速率基于分组传输和新的调制格式。但对3 g的道路,虽然进化,却远未明朗。事实上,有很多并行路径,和至少一个,两个,一代又一代的过渡技术。第一步实现效益与包相关核心是来了解语音网关可以起到至关重要的作用。包媒体网关是新一代的交换技术,使集成无线(2 g / 2.5 g / 3 g),固定IP, PSTN和在服务。这种下一代交换架构有三个关键要素:核心IP / ATM交换机/路由器、媒体网关无线只是另一种访问方法,并调用服务器和应用程序平台。

C]第二代(2 g +)无线网络

如上所述在前一节中,虚拟的互联网使用有巨大的影响对先进的无线数据通信服务的需求。然而,2 g电路交换的有效数据速率无线系统是相对较慢,对今天的互联网太慢了。因此,GSM, PDC和其他tdma移动系统提供商和运营商开发2 g +技术是基于分组和增加了数据通信速度高达384 kbps。

这些2 g +系统是基于以下技术:高速电路交换数据(HSCSD),通用分组无线业务(GPRS)和增强型数据速率为全球进化(边缘)技术。HSCSD是一步3 g宽带移动数据网络。这种电路交换技术提高数据速率57.6 kbps通过引入14.4 kbps数据编码和通过聚合4 14.4 kbps的广播频道每天播发或者刊登。

满足今天的需求的用户,无线服务提供商的过程中他们的2 g网络升级到2.5 g网络。这些2.5 g网络继续使用2 g架构提供语音和电路交换数据应用时添加一个分组数据覆盖支持额外的包数据服务。升级一个2 g的无线基础设施,以支持2.5 g允许用户在这个网络实现数据率170 kbps,大幅增加超过2 g的数据速率。选择多服务核心网络解决方案,有效地处理多个交通类型(例如,分组数据、语音等)不仅给操作员提供与数据速率增加新服务的能力,而且还可以节省支出如前所列出TDM的声音。

下表总结了最有影响力的标准,预计行业通过2.5 g转换。注意,2 g基础设施仍将和操作,即使它发展到2.5克。因此,现有2 g标准都包含在这个列表。

D]向3 g

“3 g”之路(见图4)始于几个并行2 g路径描绘当前部署技术。日益明显,用户不会等到最后的3 g技术部署。出于这个原因,许多2.5 g标准开发部署在此期间。令人惊讶的是,许多这些,特别是GPRS,边缘,和IS136B / HS,最终用户可能提供足够的能力来满足客户。似乎,短期内,更多而不是更少的标准将同时出现并被使用,通常运行在相邻或常见的载波频率。2.5 g过渡时期承诺更复杂的比今天的2 g市场。

回顾“路线图”(图4)从2 g向3 g的过渡,重要的是要注意,旅程开始于几个平行2 g路径(GSM、CDMA、等等),这分成更多路径在融合之前,理想情况下,在一个单一的3 g标准。HSCSD(高速电路交换数据)和GPRS(通用分组无线业务)的市场份额与新兴的变种是- 136和- 95。2.5 g过渡时期承诺更复杂的比今天的2 g市场。

如图4所示,设备制造商和网络运营商将继续需要多个标准测试解决方案在2.5 g时期,甚至比他们在过去。考虑到许多不同的标准将存在,设备制造商必须能够采取灵活的设计和制造过程,以满足不断变化的需求。许多设备制造商可能需要设计和制造GSM、TDMA, CDMA, HSCSD, GPRS,边缘,EGPRS, - 136 b / h,并且是- 95 b同时手机和网络元素,通常在同一生产线上。

E]第三代(3 g)无线网络

3 g无线技术代表了各种2 g无线通讯系统的收敛到一个单一的全球体系,包括地面和卫星组件。最重要的一个方面的3 g无线技术我统一现有的蜂窝标准的能力,如CDMA、GSM、TDMA,在一个雨伞下。以下三个空中接口方式实现这个结果:宽带CDMA, CDMA2000和通用无线通信(与- 136)接口。宽带CDMA (w - CDMA)兼容当前2 g GSM网络流行在欧洲和亚洲部分地区。w - cdma需要5 MHz ~ 10 MHz带宽,使它成为适合高容量应用程序的平台。它可以覆盖到现有的GSM、TDMA(36)和IS95网络。用户可能访问3 g无线服务最初通过双重带终端设备。w - cdma网络将用于高容量应用程序和2 g数字无线系统将用于语音通话。

第二部广播剧接口CDMA 2000,向后兼容第二代CDMA - 95标准主要用于我们。

第三个无线电接口,通用无线通信-与- 136,也被称为是- 136 hs是TIA和设计提出的符合ansi - 136,北美TDMA标准。3 g无线网络的无线接入网络(RAN)和核心网络。的核心网络由分组交换的领域,其中包括3 g SGSNs ggsn,提供相同的功能,它们提供了在GPRS系统中,和电路交换域,其中包括3 g MSC语音呼叫的切换。收费服务和访问是通过充电网关功能(CGF),也是核心网络的一部分。运行功能是独立于核心网络的功能。访问网络提供了一个核心网络技术独立的移动终端访问不同类型的核心网络和网络服务。核心网域可以访问任何适当的经营服务;例如可以访问一个¢speechA¢电台访问不记名的分组交换的领域。

3 g:有什么新鲜事吗?3 g旨在提供吗

广泛的针对市场的应用

长期以市场为导向的创新,一个创新的价值链和真实用户利益,推动真正的市场需求

先进、轻量级的,易于使用的终端使用直观的接口·即时、实时多媒体通信

全球流动性和漫游

广泛的供应商和运营商,提供选择,竞争和承受能力

高速电子邮件和上网

F)的速度

3 g用户启用传输语音、数据、甚至移动图像。为了实现这些服务,3 g提高了数据传输速度高达144 kbps在高速移动环境中,384 kbps在低速移动环境中,和2 mbps在一个固定的环境中。3 g提供服务,如网络连接,传输的大规模数据和移动内容由数码相机拍摄和视频,和软件下载。

目前,最大数据传输速度是64 kbps提供3 g服务,并期望通过对2001年初,384 kbps的可能。在3 g服务的早期阶段,预计144年kbps-transmission速度。在2005年左右3 g时一般使用;2 mbps的最大速度是可能的。

F]说的标准是什么?

重要的是要理解别人的意思是当他们谈论全ip网络。例如,它在交通、服务或应用程序级别?明显的终极目标,主要原因之一采用IP作为一个统一的协议是融合在一个协议在应用程序层。例如,全ip UMTS网络的架构原则明确状态,UMTS核心网络应当独立于底层运输机制。更具体地说,IP传输层,2层选项自动取款机,购买力平价或MPLS。因此,无线运营商有几个选择关于核心基础设施实现原始数据包,只要核心可以进化到支持的高带宽需求的未来。之间的交通流在每一个物理设备(终端用户之间的网络或网络交换机)——虚拟电路可以被静态配置为永久虚拟电路(PVC)或动态通过信号控制。尽管3 g还没到达,设计师已经考虑4 g技术。是具有挑战性的射频和基带设计头痛。

手机服务提供商正在慢慢开始部署第三代(3 g)移动通信服务。随着接入技术增加,语音、视频、多媒体、宽带数据服务正在成为集成到相同的网络。希望一旦3 g作为一个真正的宽带服务的设想几乎减少了。很明显,3 g系统,同时保持可能3 mbps的数据率标准,将实际实现384 kbps。实现真正的宽带移动电话服务的目标,系统必须使飞跃第四代(4 g)网络。这不仅仅是一个数字游戏。4 g旨在提供高速度、高容量、低成本,基于IP的服务。

目标是有数据率20 Mbps,即使在这样的场景中使用车辆行驶200公里每小时。新的设计技术,然而,需要实现这一目标,实现4 g性能的预期目标十分之一3 g的成本。搬到4 g是由试图规范在一个复杂的3 g协议。没有一个标准的建立,设计师面临大量额外的挑战。表3比较了一些关键的一般参数3 g和4 g (4 g没有任何坚实的规范的,所以参数依赖于通用的建议)。很明显,一些标准化。

G]多载波调制

实现4 g标准,需要新的方法来避免不和我们看到在3 g领域。一个有前途的潜在技术来完成这是多载波调制(MCM),导频分多路复用。MCM不是一项新技术;目前形式的多载波系统中使用DSL调制解调器,和数字音频/视频广播(DAB / DVB)。罗马数字是一个窄带过程,使用平行相等的子信道带宽来传输信息。通常用快速傅里叶变换(FFT)技术实现,MCM的优势包括更好的性能在国米符号干扰(ISI)环境中,和避免单频陷。然而,MCM peak-to-average比率增加(PAVR)的信号,和克服ISI循环扩展或保护带必须添加到数据中。

H]第四代无线系统

理由有4 g

支持交互式多媒体服务:电话会议、无线网络等。

更广泛的带宽,更高的比特率。

全球流动性和服务的可移植性。

低成本。

移动网络的可伸缩性。

在4 g是什么?

完全的分组交换网络。

一个¯·所有网络元素是数字。

一个¯·高带宽提供多媒体服务以较低的成本(高达100 mbps)。

一个¯·严密的网络安全。

4 g是什么?

4 g需要同样的定义,取决于你是谁。用最简单的术语来描述,4 g是下一代无线网络将取代3 g网络有时在未来。在另一个上下文中,4 g是一项通过学术研发实验室超越限制和问题很难获得的3 g部署和履行承诺的性能和吞吐量。在现实中,2002年上半年,4 g是一个概念性的框架或讨论以解决未来的需求的一个通用的高速无线网络,将与钢丝绳骨干网络无缝接口。4 g也代表了希望和想法的一组研究人员在摩托罗拉、高通、诺基亚、爱立信、太阳、惠普、NTT DoCoMo和其他基础设施供应商必须响应MMS的需要,多媒体和视频应用程序如果3 g从未实现的完整的荣耀。

4 g的动机研究3 g尚未部署之前?

3 g性能可能不足以满足未来需求的高性能应用多媒体,fullmotion视频、无线电话会议。我们需要一个3 g网络技术,扩展能力的数量级。

有多个3 g标准很难漫游和互操作网络。我们需要全球流动性和服务的可移植性

3 g主要是基于一个广域的概念。我们需要混合网络,利用两个无线局域网(热点)和细胞或基站广域网的设计概念。

我们需要更大的带宽

研究人员已经提出了可怕地更高效的调制方案,不能应用于3 g基础设施

我们需要所有数字分组网络,充分利用知识产权的形式融合语音和数据的能力。

我)规格:-

4 g可以提供10倍增加数据传输/ 3 g。

这个速度可以通过OFDM。

OFDM不仅可以传输数据在超过100 mbps的速度,但它也可以消除损害高速信号的干扰。

J]应用程序:-

4 g将提供一个巨大的没有。目前不存在的应用程序的移动设备。

4 g设备将不同于今天的移动设备将会有导航菜单。

4 g将为用户提供一个无缝的网络旅游&需要不间断的语音/数据通信。

K]需要4 g: -

首先3 g 384 kbps的最大数据传输速率为2 mbps远远低于20 mbps到100 mbps的4 g。

使用现有的技术和通信标准,4 g提供一个相对便宜的标准。

4 g将利用大部分的现有无线通信基础设施。

在4 g L)问题:-

访问

切换

位置协调

添加新用户资源协调

支持的服务质量。

无线证券身份验证。

网络故障和备份。

定价和计费。

M]技术用于4 g: -

OFDM

USB(超宽带)

毫米无线。

智能天线

长期预测。

用户之间的调度。

自适应调制和功率控制。

N] 4 g的优缺点:-

优点:-

支持交互式多媒体语音、视频、互联网和其他的宽带服务。

基于IP的移动系统。

高速度、高容量和低成本。

全球访问,服务的可移植性和可伸缩的移动服务。

更好的调度和呼叫允许控制技术。

特别&种网络。

更好的频谱效率。

无缝的多个网络接口协议和空气。

缺点:-

昂贵的

电池使用更难以实现

需要复杂的硬件

未来的范围

4 g移动电话技术承诺更快的通信速度(100 Mbps 1 Gbps),能力和多样化的使用格式。这些格式将提供更丰富的内容和支持等其他公共网络光纤和无线局域网。

结论

缺乏标准、块祭和混乱的市场是至关重要的移动互联网增长的障碍需要克服。在未来的五年里,移动互联网服务将超越一个新奇事物,成为消费者和企业的核心解决方案。公司将投资于技术,允许远程用户和现场办公室利用企业数据库和信息来源,并参与日常运营从任何地方,任何时间。这些效率将使企业跟上不断变化的劳动力和全球经济。对于消费者来说,沟通的能力,并最终获得信息进行交易在手机和移动设备将燃料的新行业解决方案针对移动用户。

因此,随着新技术的出现最终的线程将获得最大的收益,将会得到他需要的所有服务的用户以惊人的速度,低成本和一个伟大的服务。

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