Comunicatii 3G-4G

  • View
    208

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Comunicatii 3G-4G

COMUNICAII MOBILE, GENERAIILE 3G I 4G

2006

Cuprins REZUMAT................................................................................................................................................2 1. Introducere.............................................................................................................................................4 2. Sisteme de radiocomunicaii mobile 3G................................................................................................6 3. Comunicaii radio dincolo de 3G.........................................................................................................11

COMUNICAII MOBILE, GENERAIILE 3G I 4G Motto:

Nu este att de complicat s faci ceva. Este complicat s-i doreti s faci ceva cu rost.

Akutagawa Riunoske (1892-1927)

REZUMAT 4G noua generaie de retele wireless, vine de la Sprint care promite c va oferi o viteza de conexiune la Internet de patru ori mai mare dect actualele tehnologii wireless . A patra generaie de telefonie mobil (4G), dezvoltat n prezent, va permite comunicaii de voce, video i date mult superioare comparativ cu 3G, au declarat oficiali Samsung citai de pres internaional. Tehnologia 4G va permite utilizatorilor s acceseze servicii care n prezent sunt disponibile doar PC-urilor conectate la reele de mare vitez. Operatorii de telefonie mobil sunt de prere c tehnologia 3G, care permite apeluri video i acces wireless la Internet, implic prea multe investiii de ordin tehnologic i nu a atras suficieni clieni pentru a deveni profitabil. Tehnologia de generaie a patra (4G) va permite un transfer de date de la 100 Mb pe secund, n timp ce utilizatorul este n micare, pn la 1Gb cnd acesta staioneaz.

Cuvinte cheie:

ROMN Comunicaii Transmisie Arhitectur Evoluie Performan

ENGLEZ Communication Transmission Architecture Evolution Performance

ITALIAN Comunicazione Trasmissione Architettura Evoluzione Prestazione

FRANCEZ Communication Transmission Architecture Evolution Performance

GERMAN Kommunikation bertragung Arhitektur Evolution Hochleistung

1. Introducere Evoluia comunicaiilor mobile se confund, n mare msur cu evoluia radiocomunicaiilor. Astfel, transmisiile de mesaje ntre nave i uscat sau ntre nave reprezentau o practic obinuit chiar i naintea primului rzboi mondial. Legturile mobile terestre apar ntre cele dou rzboaie mondiale ca, de exemplu comunicaiile mobile ale poliiei din Detroit (1921) n banda de 2 MHz i sistemul de comunicaie mobil din New York (1932). Dup cel de al doilea rzboi mondial i pn la apariia sistemelor mobile celulare, se pot cita cteva realizri importante ca sistemul B (Germania 1971), sistemul Loran (destinat navigaiei maritime, cu ncepere din 1958), sistemul Shinkansen (Japonia 1964, pentru trenul de mare vitez), sistemul IMTS (SUA, 1969) i altele. Totui, dezvoltarea intens a comunicaiilor mobile se realizeaz doar dup apariia circuitelor integrate i miniaturizarea realizat n domeniul componentelor, deci dup crearea condiiilor de miniaturizare a echipamentelor i dup realizarea unor surse de alimentare fiabile i cu dimensiuni relativ reduse. Pentru realizarea unor reele de dimensiuni mari, cu muli utilizatori, avnd la dispoziie o band de frecvene limitat, s-a trecut la folosirea acoperirii celulare. Sistemele celulare de comunicaii mobile celulare au fost dezvoltate, pn n prezent, n trei generaii distincte: Generaia 1 (1G), destinat s ofere un singur serviciu, cel vocal, cuprinde sisteme ca NMT, AMPS, TACS etc. i a aprut cu ncepere din 1980. Erau sisteme cu prelucrarea analogic a semnalului, funcionnd n benzile de 450 MHz sau de 800-900 MHz. n prezent sistemele de generaia 1 sunt la finalul .carierei., fiind scoase din exploatare n multe dintre rile n care au funcionat. Generaia 2 (2G), a fost iniial destinat s ofere servicii vocale, avnd n acelai timp i o capacitate limitat pentru serviciile de transmisii de date, cu vitez relativ redus. Sunt sisteme cu prelucrare digital a semnalului, cu funcionare n benzile de 900 MHz i 1800 MHz. Ca exemple de astfel de sisteme sunt GSM, D-AMPS etc. Primele sisteme GSM au fost introduse n exploatare n 1991. Sistemele 2G sunt n prezent la .apogeul. dezvoltrii lor. n evoluia 2G se pot pune n eviden trei faze de dezvoltare: 1, 2 i 2+. n faza 2+, GSM ofer posibilitatea sporirii vitezei de transmisie a datelor prin introducerea unor procedee speciale ca HSCSD i GPRS. Astfel, prin folosirea transmisiei cu pachete de date, prin procedeul GPRS, viteza de transmisie a datelor poate fi de pn la 172 kbit/s (prin comparaie cu viteza de 14,4 kbit/s oferit n faza 1 de dezvoltare). Devine astfel posibil realizarea unor transmisii de tip multimedia. Generaia 3 (3G) ofer viteze de transmisie sporit, de pn la 2 Mbit/s (n unele variante pn la 8 Mbit/s) i prezint posibiliti multiple pentru servicii multimedia de calitate i pentru operare n medii diferite. Sunt sisteme cu prelucrarea digital a semnalului, ce funcioneaz n banda de 2 GHz. Exemple de asemenea sisteme sunt WCDMA i TD/CDMA, ambele n varianta european pentru interfaa UTRA, WCDMA n varianta japonez, CDMA2000 (S.U.A) etc. La nivel mondial, 3G este desemnat i ca IMT-2000. Iar varianta dezvoltat n Europa este denumit UMTS. Introducerea n exploatarea a primelor sisteme 3G a fost realizata n 2001-2002, fiind deci la nceputul evoluiei. La baza dezvoltrii 3G se afl sistemele 2G. Astfel, GSM n variantele 2 i 2+ vor fi treptat integrate n 3G, dezvoltarea UTRA fiind realizat tocmai pornind de la interfaa GSM. ntre diferitele sisteme 3G se ncearc, n prezent, realizarea unei compatibiliti ct mai bune. Sintetic, evoluia tehnic n concepia sistemelor celulare pn n prezent, este expus n fig. 1. iar cea n timp n fig. 2

Fig. 1 Evoluia sistemelor de comunicaii mobile celulare

Fig.2 Evoluia sistemelor de comunicaii mobile n prezent, pe lng preocuprile pentru introducerea sistemelor 3G n funciune, au nceput lucrri experimentale pentru o nou generaie de sisteme de comunicaii mobile digitale, 4G, pentru care se prevede realizarea unor viteze de transmisie de utilizator de pn la 100 Mbit/s. Caracteristica principal a 4G va fi reprezentat de controlul exercitat de utilizator asupra serviciilor, pe care le va gestiona n funcie de pachetul de servicii la care s-a abonat. Deci utilizatorul va avea libertatea de a selecta serviciul dorit, cu un indice de calitate dorit, la un pre acceptabil, oriunde i oricnd.

2. Sisteme de radiocomunicaii mobile 3G Dezvoltarea sistemelor 3G este susinut de trei principale motivaii: a. Realizarea de transmisii multimedia pe suport radio; b. Obinerea unor capaciti sporite pentru utilizator, n raport cu cele oferite 2G; c. Realizarea unui standard sau a unor grupuri de standarde cu aplicaie la nivel global. Vitezele n 2G (de aproximativ 9,6 kbit/s) sunt prea mici pentru a permite realizarea de transmisii cu un coninut mbogit, cum ar fi imagini nsoite de text etc. 2+ rezolv n bun msur aceast problem, dar las nc loc pentru soluii mai performante. Vitezele de transmisie trebuie s fie mai elastice, n raport cu coninutul serviciului realizat, cu valori de la civa kbit/s pn la civa Mbit/s. Noile sisteme 3G, trebuie s fac fa unei creteri rapide a necesarului de comunicaii mobile precum i cu mobilitatea din ce n ce mai mare a utilizatorilor, ceea ce justific trecerea de la standardele naionale i regionale la cele globale. n urmtorii civa ani, reelele mobile din generaia a treia, 3G, vor oferi servicii mobile multimedia complete. Conectarea la Internet oriunde i n orice moment, este una dintre ofertele importante ale 3G. Dar reelele din generaia 3G vor oferi mult mai mult dect mobilitate pentru Internet. Dezvoltarea major a acestora se bazeaz pe posibilitile unice ale echipamentelor mobile de a oferi mesaje de grup, servicii definite pe zone, informaii personalizate, amuzament etc. Astfel, 3G ofer capaciti certe pentru aplicaii i servicii avansate, bazate pe interactivitate, mobilitate, band larg i poziionare. Obiectivele fundamentale ale sistemelor din categoria 3G sunt: asigurarea mobilitii universale a terminalelor; oferirea unor pachete ample de servicii, din care utilizatorul poate selecta serviciile dorite, n forma n care acestea i sunt familiare, astfel nct: s fie posibil alegerea i flexibilitatea serviciilor; alocarea serviciilor s fie realizat la cerere; accesul la servicii s fie simplu i .prietenos.; serviciile oferite s fie interactive i inovative. Tipurile de servicii oferite de sistemele 3G se diversific fa de oferta realizat de 2G sau de sistemele de generaia 1, sistemele 3G fiind capabile s ofere: multimedia nalt interactiv (videoconferine, lucru n colectiv i teleprezen); multimedia de vitez mare (acces rapid LAN i Internet/Intranet, videoclipuri la cerere, cumprturi n direct etc.); multimedia de vitez medie (acces LAN i Internet/Intranet, jocuri interactive, mesaje radiodifuzate i informaii publice complexe, jocuri interactive etc.); date comutate (acces LAN de vitez redus, acces Internet/Intranet, fax etc.) mesagerie simpl (serviciu de mesaje scurte, e . mail, radiodifuzare i mesagerie de informaii publice, comenzi / pli pentru comerul electronic simplu etc.); transmisii vocale (comunicare bilateral, conferine, pot vocal etc). Pentru a permite o ct mai bun convergen a sistemelor 3G, ITU-R a creat cadrul numit IMT2000, n care au fost exprimate o serie de cerine considerate ca minimale pentru noile sisteme (Recomandrile ITU-R M 816-1, M 1035 i M 1225). Principalele obiective impuse de IMT . 2000 la interfaa radio sunt (fig. 3): acoperire i mobilitate complet pentru viteza de transmisie de 144 kbit/s, dar de preferat pentru 384 kbit/s i BER = 10-6; acoperire i mobilitate limitat pentru viteza de transmisie de 2 Mbit/s i BER = 10-6; eficien ridicat de folosire a spectrului n comparaie cu sistemele existente;

flexibilitate nalt n introducerea noilor servicii.

Fig. 3