A mobiltelefon-szabványok összehasonlítása - Comparison of mobile phone standards
Ez a mobiltelefonok szabványainak összehasonlítása . Az 1G rendszerek 1979-es bevezetése, valamint az 1980-as évek eleje és közepe óta körülbelül minden tizedik évben megjelent egy új generáció a celluláris szabványoknak .
Problémák
A globális mobil kommunikációs rendszer (GSM, körülbelül 80–85% -os piaci részesedéssel) és az IS-95 (kb. 10–15% -os piaci részesedéssel) volt a két legelterjedtebb 2G mobil kommunikációs technológia 2007-ben. A 3G-ben a legelterjedtebb technológia az UMTS volt. a CDMA-2000 szoros állítását.
Valamennyi rádióelérési technológiának ugyanazokat a problémákat kell megoldania: a véges RF spektrum lehető leghatékonyabb felosztása több felhasználó között. A GSM TDMA-t és FDMA- t használ a felhasználó és a sejt elválasztására. UMTS, IS-95 és CDMA-2000 használatát CDMA . A WiMAX és az LTE az OFDM-et használja .
- Az időosztásos többszörös hozzáférés (TDMA) többfelhasználós hozzáférést biztosít a csatorna szekvenciális időszeletekre történő felaprításával. A csatorna minden felhasználója felváltva továbbítja és fogadja a jeleket. A valóságban csak egy ember használja a csatornát egy adott pillanatban. Ez analóg az időmegosztással egy nagy számítógépes kiszolgálón.
- A frekvenciaosztásos többszörös hozzáférés (FDMA) többfelhasználós hozzáférést biztosít a használt frekvenciák elválasztásával. Ezt a GSM-ben használják a cellák elválasztására, amelyek aztán a TDMA-t használják a cellán belüli felhasználók elkülönítésére.
- Kódosztásos többszörös hozzáférés (CDMA) Ez egy olyan digitális modulációt használ, amelyet szórt spektrumnak neveznek, és amely a hangadatokat egy nagyon széles csatornán terjeszti álvéletlenszerű módon, felhasználó vagy cella specifikus álszekvencia használatával. A vevő visszavonja a véletlenszerűsítést, hogy összegyűjtse a biteket és előállítsa az eredeti adatokat. Mivel a kódok álvéletlenek, és úgy vannak kiválasztva, hogy minimális interferenciát okozzanak egymásnak, több felhasználó beszélhet egyszerre, és több cellának ugyanaz a frekvenciája. Ez további jelzajt okoz, amely minden felhasználót nagyobb energiafelhasználásra kényszerít, ami cserébe csökkenti a cellatartományt és az akkumulátor élettartamát.
- Az ortogonális frekvenciaosztásos többszörös hozzáférés (OFDMA) több, egymással merőleges kis frekvenciasáv összekapcsolását használja a felhasználók szétválasztása érdekében. A felhasználókat multiplexeli a frekvenciatartományban azáltal, hogy egyedi részsávokat osztanak ki az egyes felhasználók számára. Ezt gyakran fokozza a TDMA végrehajtása és az allokáció periodikus megváltoztatása, hogy a különböző felhasználók különböző alsávokat kapjanak különböző időpontokban.
Elméletileg a CDMA, a TDMA és az FDMA spektrális hatékonysága pontosan megegyezik, de gyakorlatilag mindegyiknek megvannak a maga kihívásai - a teljesítményszabályozás a CDMA esetében, az időzítés a TDMA esetében, és a frekvenciagenerálás / szűrés az FDMA esetében.
Klasszikus példa a TDMA és a CDMA alapvető különbségének megértésére: képzeljen el egy koktélpartit, ahol a párok egyetlen szobában beszélgetnek egymással. A szoba a rendelkezésre álló sávszélességet képviseli:
- TDMA: A beszélő felváltva beszél a hallgatóval. A hangszóró rövid ideig beszélget, majd megáll, hogy egy másik pár beszélhessen. Soha több beszélő nem beszél a szobában, senkinek sem kell aggódnia a két beszélgetés keveredése miatt. Hátránya, hogy korlátozza a teremben zajló megbeszélések gyakorlati számát (sávszélesség szerint).
- CDMA: bármely hangszóró bármikor beszélhet; azonban mindegyik más-más nyelvet használ. Minden hallgató csak partnere nyelvét értheti meg. Ahogy egyre több pár beszélget, a háttérzaj (ami a zajszintet jelöli ) erősödik, de a nyelvek közötti különbségek miatt a beszélgetések nem keverednek. Hátránya, hogy valamikor nem lehet hangosabban beszélni. Ezek után, ha a zaj továbbra is növekszik (többen csatlakoznak a párthoz / cellához), a hallgató nem tudja megtudni, miről beszél a beszélgető, anélkül, hogy közelebb kerülne a beszélőhöz. Valójában a CDMA sejtek lefedettsége csökken az aktív felhasználók számának növekedésével. Ezt hívják sejtlégzésnek.
Összehasonlító táblázat
| Generáció | Technológia | Funkció | Kódolás | Az első használat éve | Barangolás | A készülék interoperabilitása | Közös interferencia | A jel minősége / lefedettségi területe | Frekvencia kihasználtság / hívássűrűség | Átadás | Hang és adat egyszerre |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1G | FDMA | NMT | Analóg | 1981 | Északiak és számos más európai ország | Egyik sem | Egyik sem | Jó lefedettség az alacsony frekvenciák miatt | Nagyon alacsony sűrűségű | Kemény | Nem |
| 2G | TDMA és FDMA | GSM | Digitális | 1991 | Világszerte minden ország, kivéve Japánt és Dél-Koreát | SIM kártya | Néhány elektronika, pl. Erősítők | Jó lefedettség beltéren 850/900 MHz-en. Ismétlő lehetséges. 35 km kemény határ. | Nagyon alacsony sűrűségű | Kemény | Igen GPRS A osztály |
| 2G | CDMA | IS-95 (CDMA one) | Digitális | 1995 | Korlátozott | Egyik sem | Egyik sem | Korlátlan cellaméret, alacsony adóteljesítmény lehetővé teszi a nagy cellákat | Nagyon alacsony sűrűségű | Puha | Nem |
| 3G | CDMA | IS-2000 (CDMA 2000) | Digitális | 2000/2002 | Korlátozott | RUIM (ritkán használják) | Egyik sem | Korlátlan cellaméret, alacsony adóteljesítmény lehetővé teszi a nagy cellákat | Nagyon alacsony sűrűségű | Puha | Nem EVDO / Igen SVDO |
| 3G | W-CDMA | UMTS (3GSM) | Digitális | 2001 | Világszerte | SIM kártya | Egyik sem | Kisebb cellák és alacsonyabb beltéri lefedettség 2100 MHz-en; beltéri egyenértékű lefedettség és a 850/900 MHz-nél nagyobb GSM-tartomány. | Nagyon alacsony sűrűségű | Puha | Igen |
| 4G | OFDMA | LTE | Digitális | 2009 | Korlátozott | SIM kártya | Egyik sem | Kisebb cellák és alacsonyabb lefedettség az S sávban . | Nagyon alacsony sűrűségű | Kemény | Nem (csak adat) A hang VoLTE- n keresztül vagy 2G / 3G- re történő visszalépésre lehetséges |
| 5G | OFDMA | NR | Digitális | 2018 | Korlátozott | SIM kártya | Egyik sem | Sűrű sejtek milliméteres hullámokon . | Nagyon alacsony sűrűségű | Kemény | Nem (csak adat) Hang lehetséges a VoNR-en keresztül |
| Hálózati kompatibilitás | Standard vagy Revision |
|---|---|
| GSM ( TDMA , 2G ) | GSM (1991), GPRS (2000), EDGE (2003) |
| cdmaOne ( CDMA , 2G ) | cdmaOne (1995) |
| CDMA2000 ( CDMA / TDMA , 3G ) | EV-DO (1999), Rev. A (2006), Rev. B (2006), SVDO (2011) |
| UMTS ( CDMA , 3G ) | UMTS (1999), HSDPA (2005), HSUPA (2007), HSPA + (2009) |
| 4G | LTE (2009), LTE Advanced (2011), LTE Advanced Pro (2016) |
| 5G | NR (2018) |
Az IS-95 és a GSM erősségei és gyengeségei
A GSM előnyei
- Kevesebb jelromlás az épületek belsejében.
- Használatának képessége repeater .
- A beszélgetési idő általában magasabb a GSM telefonokban, az átviteli impulzus jellege miatt.
- Az előfizetői azonosító modulok elérhetősége lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy hálózatot és kézibeszélőt váltsanak, tetszés szerint, a támogatási zár kivételével .
- A GSM gyakorlatilag a világ minden részén lefedi, így a nemzetközi roaming nem jelent problémát.
- A sokkal nagyobb számú előfizető világszerte jobb hálózati hatást eredményez a GSM kézibeszélők gyártói, a szolgáltatók és a végfelhasználók számára.
A GSM hátrányai
- Zavar bizonyos elektronikákat, különösen bizonyos hangerősítőket.
- A szellemi tulajdon néhány iparági résztvevő között összpontosul, akadályokat teremtve a belépők számára az új belépők számára, és korlátozva a telefongyártók közötti versenyt. A helyzet azonban rosszabb az olyan CDMA-alapú rendszerekben, mint az IS-95, ahol a Qualcomm a fő IP-tulajdonos.
- A GSM rögzített maximális cellatávolsága 120 km, amelyet technikai korlátok szabnak meg . Ezt kibővítik a régi 35 km-es korláttól.
Az IS-95 előnyei
- A kapacitás az IS-95 legnagyobb eszköze; képes befogadni több felhasználó per MHz a sávszélesség , mint bármely más technológia.
- Nincs beépített korlátja az egyidejű felhasználók számára.
- Pontos órákat használ, amelyek nem korlátozzák a torony által megtett távolságot.
- Kevesebb energiát fogyaszt és nagy területeket fed le, így az IS-95 sejtmérete nagyobb.
- Képes ésszerű hívást kezdeményezni alacsonyabb jelszinttel (mobiltelefon vétel).
- Lágy átadást használ , csökkentve az elesett hívások valószínűségét.
- Az IS-95 változó sebességű hangkóderei csökkentik az átviteli sebességet, ha a beszélő nem beszél, ami lehetővé teszi a csatorna hatékonyabb csomagolását.
- Jól meghatározott elérési útja van a nagyobb adatsebességhez.
Az IS-95 hátrányai
- A legtöbb technológia szabadalmaztatott, és a Qualcomm engedélyével kell rendelkeznie .
- Bázisállomások légzése , ahol a lefedettség terhelés alatt csökken. Ahogy az adott webhelyet használó előfizetők száma növekszik, az adott webhely köre csökken.
- Mivel az IS-95 tornyok zavarják egymást, általában sokkal rövidebb tornyokra telepítik őket. Emiatt az IS-95 nem biztos, hogy jól teljesít dombos terepeken.
- Az IS-95 / CDMA nem támogatja az USSD, PTT, összefűzött / E-sms üzeneteket
- Az IS-95 a világ kisebb részét fedi le, és az IS-95-ös telefonok általában képtelenek a nemzetközi barangolásra.
- A gyártók gyakran haboznak az IS-95 eszközök kiadásával a kisebb piac miatt, ezért a funkciók néha későn érkeznek az IS-95 eszközökhöz.
- Az ESN a támogatási zárak korlátozása nélkül is összekapcsolja a CDMA-telefonokat egy adott hálózattal, így a telefonok általában nem hordozhatók a szolgáltatók között.
Ez a grafika összehasonlítja a különböző mobil szabványok piaci részesedését.
Mobiltelefon-előfizetők technológia (bal Y tengely) és az előfizetők teljes száma szerint (jobb Y tengely)
Gyorsan növekvő piacon a GSM / 3GSM (piros) gyorsabban növekszik, mint a piac, és piaci részesedést szerez, a CDMA család (kék) körülbelül ugyanolyan ütemben nő, mint a piac, míg más technológiák (szürke) fokozatosan megszűnnek
A vezeték nélküli internet szabványainak összehasonlítása
Referenciaként a mobil és a nem mobil vezeték nélküli internet szabványok összehasonlítását követjük.
| Közönséges név |
Család | Elsődleges felhasználás | Radio Tech |
Lefelé (Mbit / s) |
Felfelé (Mbit / s) |
Megjegyzések |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSPA + | 3GPP | Mobilinternet |
CDMA / TDMA / FDD MIMO |
21 42 84 672 |
5,8 11,5 22 168 |
A HSPA + széles körben elterjedt . A 3GPP 11. felülvizsgálata kimondja, hogy a HSPA + várhatóan 672 Mbit / s átviteli kapacitással rendelkezik. |
| LTE | 3GPP | Mobilinternet | OFDMA / TDMA / MIMO / SC-FDMA / az LTE-FDD számára / az LTE-TDD számára | 100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 (20 MHz-es FDD-ben) |
50 Cat3 / 4 75 Cat5 (20 MHz-es FDD-ben) |
Az LTE-Advanced frissítés várhatóan 1 Gbit / s rögzített sebességig és 100 Mb / s csúcssebességet kínál a mobil felhasználók számára. |
| WiMax rel 1 | 802.16 | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 37 (10 MHz TDD) | 17 (10 MHz TDD) | 2x2 MIMO-val. |
| WiMax rel 1.5 | 802.16-2009 | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 83 (20 MHz TDD) 141 (2x20 MHz FDD) |
46 (20 MHz TDD) 138 (2x20 MHz FDD) |
2x2 MIMO-val. Fokozott 20 MHz-es csatornákkal a 802.16-2009-ben |
| WiMAX rel 2.0 | 802,16m | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA |
2x2 MIMO 110 (20 MHz TDD) 183 (2x20 MHz FDD) 4x4 MIMO 219 (20 MHz TDD) 365 (2x20 MHz FDD) |
2x2 MIMO 70 (20 MHz TDD) 188 (2x20 MHz FDD) 4x4 MIMO 140 (20 MHz TDD) 376 (2x20 MHz FDD) |
Az alacsony mobilitású felhasználók több csatornát is összesíthetnek, hogy akár 1 Gbit / s letöltési sebességet kapjanak |
| Flash-OFDM | Flash-OFDM | Mobilinternet mobilitás akár 200 km / h (350 km / h) sebességgel |
Flash-OFDM | 5,3 10,6 15,9 |
1,8 3,6 5,4 |
Mobil hatótávolság 30 km (18 mérföld) Kiterjesztett hatótávolság 55 km (34 mérföld) |
| HIPERMAN | HIPERMAN | Mobilinternet | OFDM | 56.9 | ||
| Wi-Fi | 802.11 ( 11n ) |
vezeték nélküli LAN | OFDM / CSMA / MIMO / Half Duplex | 288,8 (4x4 konfigurációt használva 20 MHz sávszélességben) vagy 600 (4x4 konfigurációt használva 40 MHz sávszélességben) |
Az antenna , az RF front end fejlesztések és a kisebb protokoll időzítő fejlesztések nagy távolságú P2P hálózatok kiépítésében járultak hozzá a sugárirányú lefedettség, az áteresztőképesség és / vagy a spektrum hatékonyságának kompromisszumához ( 310 km és 382 km ). |
|
| iBurst | 802.20 | Mobilinternet | HC-SDMA / TDD / MIMO | 95 | 36 | Cella sugara: 3–12 km Sebesség: 250 km / h Spektrális hatékonyság: 13 bit / s / Hz / cella spektrum újrafelhasználási tényező: „1” |
| EDGE Evolution | GSM | Mobilinternet | TDMA / FDD | 1.6 | 0.5 | 3GPP 7. kiadás |
|
UMTS W-CDMA HSPA ( HSDPA + HSUPA ) |
UMTS / 3GSM | Mobilinternet |
CDMA / FDD CDMA / FDD / MIMO |
0,384 14,4 |
0,384 5,76 |
A HSDPA széles körben elterjedt . Tipikus downlink sebesség ma 2 Mbit / s, ~ 200 kbit / s felfelé irányuló kapcsolat; HSPA + downlink akár 56 Mbit / s. |
| UMTS-TDD | UMTS / 3GSM | Mobilinternet | CDMA / TDD | 16. | Jelzett sebesség az IPWireless szerint, 16QAM modulációval, hasonlóan a HSDPA + HSUPA-hoz | |
|
EV-DO Rel. 0 EV-DO Rev.A EV-DO Rev.B |
CDMA2000 | Mobilinternet | CDMA / FDD | 2,45 3,1 4,9xN |
0,15 1,8 1,8xN |
B fordulat megjegyzés: N az alkalmazott 1,25 MHz-es vivők száma. Az EV-DO nem hangalapú, és 1xRTT-re van szükség, ha hanghívást kezdeményeznek vagy fogadnak. |
Megjegyzések: Minden sebesség elméleti maximum, és számos tényezőtől függ, beleértve a külső antennák használatát, a toronytól való távolságot és a talaj sebességét (pl. A vonaton a kommunikáció gyengébb lehet, mint mozdulatlanul állva). Általában a sávszélességet több terminál osztja meg. Az egyes technológiák teljesítményét számos megszorítás határozza meg, beleértve a technológia spektrális hatékonyságát , az alkalmazott cellaméreteket és a rendelkezésre álló spektrum mennyiségét. További információ : A vezeték nélküli adatszabványok összehasonlítása .
További összehasonlító táblázatokért lásd a bitsebesség előrehaladási trendjeit , a mobiltelefon-szabványok összehasonlítását , a spektrális hatékonyság-összehasonlító táblázatot és az OFDM rendszer-összehasonlító táblázatot .
Lásd még
- A vezeték nélküli adatátviteli szabványok összehasonlítása
- Spektrális hatékonyság-összehasonlító táblázat
- SMS - tartalmazza a szabványosításának tartalmát
Hivatkozások
- ^ "Az előfizetők statisztikái 2007. I. negyedév vége" (PDF) . Archiválva az eredetiből (PDF) 2007. szeptember 27-én . Letöltve: 2007. szeptember 22 .
- ^ "A CDMA Development Group bejelenti az" SVDO "szót: A hívások és az adatok kezelése egyszerre" . Wpcentral.com . 2009. augusztus 18 . Letöltve: 2018. július 30 .
- ^ "A nemzet legnagyobb és legmegbízhatóbb hálózata - AT&T" . Wireless.att.com . Archivált az eredeti szóló augusztus 15, 2018 . Letöltve: 2018. július 30 .
- ^ "IS-95 (CDMA) és GSM (TDMA)" . Archivált az eredeti szóló február 26, 2011 . Letöltve: 2011. február 3 .
- ^ "Archivált másolat" . Archivált az eredeti szóló január 23, 2011 . Letöltve: 2011. január 18 .CS1 maint: archivált másolat címként ( link )
- ^ "Archivált másolat" . Archivált az eredeti 2006. május 9 . Lap 14-június 2006-os .CS1 maint: archivált másolat címként ( link )
- ^ "Gyakran feltett PCS kérdések" . Archivált az eredeti 2005. május 9.
- ^ a b "LTE" . 3GPP webhely . 2009 . Letöltve: 2011. augusztus 20 .
- ^ a b c "WiMAX és az IEEE 802.16m Air Interface Standard" (PDF) . WiMax fórum. 2010. április 4 . Letöltve: 2012. február 7 .