4G (від англ. Fourth generation - четверте покоління) - покоління мобільного зв'язку з підвищеними вимогами. До четвертого покоління прийнято відносити перспективні технології, що дозволяють здійснювати передачу даних зі швидкістю, що перевищує 100 Мбіт / с рухомим і 1 Гбіт / с - стаціонарним абонентам.
Походження та визначення поняття
Специфікації будь-якого покоління зв'язку, як правило, відносяться до зміни фундаментального характеру обслуговування, несумісним технологій передачі, більш високим піковим бітрейтом. новими смугами частот, більш широким каналом смуги пропускання. яка виражається в одиницях частоти - герцах, а також більшою ємністю для множинної одночасної передачі даних (більш високою системі спектральної ефективності, вимірюваної в біт / с / Гц / сектор).
Технологіям Mobile WiMAX Release 2 (також відомим як WirelessMAN-Advanced, або IEEE 802.16m) і LTE Advanced (LTE-A) було присвоєно офіційне позначення IMT-Advanced, що дозволило їх кваліфікувати як справжніх технологій 4G [4].
Основні дослідження при створенні систем зв'язку четвертого покоління ведуться в напрямку використання технології ортогонального частотного ущільнення OFDM [5]. Крім того, для максимальної швидкості передачі використовується технологія передачі даних за допомогою N антен і їх прийому М антенами - MIMO. При даній технології передають і прийомні антени рознесені так, щоб досягти слабкою кореляції між сусідніми антенами.
Системи зв'язку 4G засновані на пакетних протоколах передачі даних. Для пересилання даних використовується протокол IPv4; в майбутньому планується підтримка IPv6.
Вимоги IMT-Advanced
Передові міжнародні мобільні телекомунікаційні системи (IMT-Advanced), опредёленние сектором радіозв'язку МСЕ, повинні відповідати деяким вимогам, щоб вважатися мережами покоління 4G [6]:
- ґрунтуються на комутації пакетів, використовуючи протоколи IP;
- пікові швидкості передачі даних, щоб підтримати передові послуги та програми повинні складати від 100 Мбіт / с для користувачів з високою мобільністю і від 1 Гбіт / с для користувачів з низькою мобільністю [7];
- використовуються динамічно колективні мережеві ресурси для підтримки більшої кількості одночасних підключень до однієї соте;
- їх масштабируемая смуга частот каналу 5-20 МГц, опціонально до 40 МГц [8] [9];
- мінімальні значення для пікового спектральної ефективності 15 біт / с / Гц в низхідному каналі і 6,75 біт / с / Гц у висхідному каналі (мається на увазі, що швидкість передачі інформації 1 Гбіт / с в низхідному каналі повинна бути можлива при смузі пропускання радіоканалу менше 67 МГц) [10];
- спектральна ефективність на сектор в низхідному каналі 3 біт / с / Гц / сектор і в висхідному каналі 2,25 біт / с / Гц / сектор [8];
- плавний хендовер через різні мережі;
- висока якість мобільних послуг.
Зараз у багатьох технічно розвинених країнах ще використовуються технології 3G і 3,5G. Багато країн прагнуть перейти до мереж 4G, минаючи 3G. З цього ж стандарту будуються мережі в США. Японії, Китаї та Нікарагуа.
З технічної точки зору, основна відмінність мереж четвертого покоління від третього полягає в тому, що технологія 4G повністю заснована на протоколах пакетної передачі даних, в той час як 3G поєднує в собі як пакетну комутацію, так і комутацію каналів [джерело не вказано 471 день] . Для передачі голосу в 4G передбачені технології VoLTE (англ. Voice over LTE) [25]
Для цієї системи зв'язку використовується діапазон сантиметрових хвиль (3600MHz), не так добре проходять через будівлі, як дециметрові хвилі 3G системи. Сантиметрові хвилі при високих рівнях сигналу можуть надавати біологічний вплив, можливо тому стандарт 4G не прийнятий МККР.
Виробник телекомунікаційного обладнання Huawei і Міністерство зв'язку Бразилії підписали угоду, в рамках якого Huawei розробить рішення LTE в діапазоні 450 МГц, яке буде використовуватися для забезпечення мобільним ШПД жителів віддалених і сільських територій [30].
Розвиток в Росії
Технології четвертого покоління мобільного зв'язку також можуть бути використані в сферах телемедицини, безпеки і охорони громадського порядку, дистанційної освіти, транспортного управління і т. Д. [44]
Апаратне забезпечення
Виробниками обладнання на сьогоднішній день є такі провідні компанії, як Alcatel-Lucent. Huawei. ZTE. Nokia і інші [59]. У Росії випуск мережевого обладнання початку компанія Nokia Siemens Networks на базі спільного з НПФ «Микран» і корпорації «Роснано» підприємства під Томському. Випускаються ними Мультістандартний базові станції Flexi Multiradio 10, можуть працювати як в різних стандартах (2G / GSM / GPRS / EDGE, 3G / WCDMA / UMTS / HSPA і 4G / LTE / FDD / TDD / LTE-Advanced), так і великій кількості частотних діапазонів 800/900/1900/2100/2500/2700 МГц [60].
Список міст мережі 4G
Згідно з умовами надання державою частот операторам зв'язку, зв'язок 4G повинна надаватися по всій Росії в містах з населенням не менше 50 тис. Чоловік.
У співпраці з Yota [65]. компанія «Мегафон» запустила мережу 4G в наступних містах [66]:
Список діапазонів частот
Примітки
Посилання по темі
У цій статті немає ілюстрацій.