Cep telefonu standartlarının karşılaştırılması - Comparison of mobile phone standards
Bu, cep telefonlarının standartlarının bir karşılaştırmasıdır . 1G sistemlerinin 1979'da ve 1980'lerin başlarından ortalarına kadar tanıtılmasından bu yana yaklaşık her on yılda bir yeni nesil hücresel standartlar ortaya çıktı .
Sorunlar
Küresel Mobil İletişim Sistemi (GSM, yaklaşık %80-85 pazar payı) ve IS-95 (yaklaşık %10-15 pazar payı), 2007'de en yaygın iki 2G mobil iletişim teknolojisiydi. 3G'de en yaygın teknoloji UMTS idi. ile CDMA-2000 çekişme içindeydi.
Tüm radyo erişim teknolojileri aynı sorunları çözmek zorundadır: sınırlı RF spektrumunu birden çok kullanıcı arasında mümkün olduğunca verimli bir şekilde bölmek . GSM, kullanıcı ve hücre ayrımı için TDMA ve FDMA kullanır . UMTS, IS-95 ve CDMA-2000, CDMA kullanır . WiMAX ve LTE kullanımı OFDM .
- Zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA) , kanalı sıralı zaman dilimlerine bölerek çok kullanıcılı erişim sağlar. Kanalın her kullanıcısı sinyalleri iletmek ve almak için sırayla çalışır. Gerçekte, belirli bir anda yalnızca bir kişi kanalı kullanıyor. Bu, büyük bir bilgisayar sunucusunda zaman paylaşımına benzer .
- Frekans bölmeli çoklu erişim (FDMA) , kullanılan frekansları ayırarak çok kullanıcılı erişim sağlar. Bu, GSM'de hücreleri ayırmak için kullanılır ve daha sonra hücre içindeki kullanıcıları ayırmak için TDMA kullanılır.
- Kod bölmeli çoklu erişim (CDMA) Bu , ses verilerini bir kullanıcı veya hücreye özel sözde rastgele kod kullanarak çok geniş bir kanal üzerinden sözde rasgele bir şekilde yayan yayılı spektrum adı verilen dijital bir modülasyon kullanır . Alıcı, bitleri bir araya toplamak ve orijinal verileri üretmek için rastgeleleştirmeyi geri alır. Kodlar psödo-rastgele olduğundan ve birbirine en az müdahaleye neden olacak şekilde seçildiğinden, birden fazla kullanıcı aynı anda konuşabilir ve birden fazla hücre aynı frekansı paylaşabilir. Bu, tüm kullanıcıları daha fazla güç kullanmaya zorlayan ek bir sinyal gürültüsüne neden olur ve bu da hücre aralığını ve pil ömrünü azaltır.
- Dikey frekans bölmeli çoklu erişim (OFDMA), kullanıcıların ayrılmasını sağlamak için birbirine dik olan çok sayıda küçük frekans bandının demetlenmesini kullanır. Kullanıcılar, bireysel kullanıcılara belirli alt bantlar tahsis edilerek frekans alanında çoğullanır. Bu, genellikle TDMA gerçekleştirerek ve tahsisi periyodik olarak değiştirerek, farklı kullanıcıların farklı zamanlarda farklı alt bantlara sahip olması için geliştirilir.
Teoride, CDMA, TDMA ve FDMA tamamen aynı spektral verimliliğe sahiptir, ancak pratikte her birinin kendi zorlukları vardır – CDMA durumunda güç kontrolü, TDMA durumunda zamanlama ve FDMA durumunda frekans üretimi/filtreleme.
TDMA ve CDMA'nın temel farkını anlamak için klasik bir örnek olarak, tek bir odada çiftlerin birbirleriyle konuştuğu bir kokteyl partisi hayal edin. Oda, mevcut bant genişliğini temsil eder:
- TDMA: Bir konuşmacı, bir dinleyiciyle sırayla konuşur. Konuşmacı kısa bir süre konuşur ve sonra başka bir çiftin konuşmasına izin vermek için durur. Odada asla birden fazla konuşmacı konuşmaz, hiç kimse iki konuşmanın birbirine karışması konusunda endişelenmek zorunda değildir. Dezavantajı, odadaki pratik tartışma sayısını sınırlamasıdır (bant genişliği açısından).
- CDMA: herhangi bir konuşmacı herhangi bir zamanda konuşabilir; ancak her biri farklı bir dil kullanır. Her dinleyici sadece partnerinin dilini anlayabilir. Gittikçe daha fazla çift konuştukça, arka plan gürültüsü ( gürültü tabanını temsil eden ) daha yüksek olur, ancak dillerdeki farklılık nedeniyle konuşmalar karışmaz. Dezavantajı, bir noktada kişinin daha yüksek sesle konuşamamasıdır. Bundan sonra gürültü devam ederse (partiye/hücreye daha fazla insan katılır) dinleyici, konuşana yaklaşmadan konuşanın ne hakkında konuştuğunu anlayamaz. Aslında, aktif kullanıcı sayısı arttıkça CDMA hücre kapsamı azalır. Buna hücre solunumu denir.
Karşılaştırma Tablosu
| nesil | teknoloji | Özellik | kodlama | İlk Kullanım Yılı | Dolaşım | Ahize birlikte çalışabilirliği | Ortak Girişim | Sinyal kalitesi/kapsam alanı | Frekans kullanımı/Çağrı yoğunluğu | Elini | Aynı anda Ses ve Veri |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1G | FDMA | NMT | analog | 1981 | İskandinavlar ve diğer bazı Avrupa ülkeleri | Yok | Yok | Düşük frekanslar nedeniyle iyi kapsama | Çok düşük yoğunluk | Zor | Hayır |
| 2G | TDMA ve FDMA | GSM | Dijital | 1991 | Dünya çapında, Japonya ve Güney Kore hariç tüm ülkeler | SIM kart | Bazı elektronikler, örneğin amplifikatörler | 850/900 MHz'de iç mekanlarda iyi kapsama alanı. Tekrarlayıcılar mümkün. 35 km zor sınır. | Çok düşük yoğunluk | Zor | Evet GPRS Sınıf A |
| 2G | CDMA | IS-95 (CDMA bir) | Dijital | 1995 | Sınırlı | Yok | Yok | Sınırsız hücre boyutu, düşük verici gücü, büyük hücrelere izin verir | Çok düşük yoğunluk | Yumuşak | Hayır |
| 3G | CDMA | IS-2000 (CDMA 2000) | Dijital | 2000 / 2002 | Sınırlı | RUIM (nadiren kullanılır) | Yok | Sınırsız hücre boyutu, düşük verici gücü, büyük hücrelere izin verir | Çok düşük yoğunluk | Yumuşak | EVDO Yok / Evet SVDO |
| 3G | W-CDMA | UMTS (3GSM) | Dijital | 2001 | Dünya çapında | SIM kart | Yok | 2100 MHz'de daha küçük hücreler ve daha düşük iç mekan kapsama alanı; iç mekanlarda eşdeğer kapsama alanı ve 850/900 MHz'de GSM'ye üstün menzil. | Çok düşük yoğunluk | Yumuşak | Evet |
| 4G | OFDMA | LTE | Dijital | 2009 | Sınırlı | SIM kart | Yok | S bandında daha küçük hücreler ve daha düşük kapsama alanı . | Çok düşük yoğunluk | Zor | Hayır (yalnızca veri) VoLTE veya 2G/3G'ye geri dönüş
yoluyla ses mümkün |
| 5G | OFDMA | NR | Dijital | 2018 | Sınırlı | SIM kart | Yok | Milimetre dalgalarında yoğun hücreler . | Çok düşük yoğunluk | Zor | Hayır (yalnızca veri) VoNR aracılığıyla ses mümkün |
| Ağ Uyumluluğu | Standart veya Revizyon |
|---|---|
| GSM ( TDMA , 2G ) | GSM (1991), GPRS (2000), KENAR (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 Gelişmiş (2011), LTE Gelişmiş Pro (2016) |
| 5G | NR (2018) |
IS-95 ve GSM'in güçlü ve zayıf yönleri
GSM'in Avantajları
- Binaların içinde daha az sinyal bozulması.
- Tekrarlayıcı kullanma becerisi .
- İletimin darbeli yapısı nedeniyle konuşma süresi genellikle GSM telefonlarında daha yüksektir.
- Abone Kimlik Modüllerinin mevcudiyeti, kullanıcıların bir sübvansiyon kilidi dışında ağları ve ahizeleri istedikleri zaman değiştirmelerine olanak tanır .
- GSM dünyanın hemen hemen tüm bölgelerini kapsar, bu nedenle uluslararası dolaşım bir sorun değildir.
- Küresel olarak çok daha fazla sayıda abone , GSM ahize üreticileri, operatörler ve son kullanıcılar için daha iyi bir ağ etkisi yaratır .
GSM'in Dezavantajları
- Bazı elektronik aksamlarla, özellikle belirli ses yükselticileriyle etkileşime girer.
- Fikri mülkiyet, birkaç sektör katılımcısı arasında yoğunlaşarak yeni girenler için giriş engelleri oluşturmakta ve telefon üreticileri arasındaki rekabeti sınırlandırmaktadır. Ancak durum, Qualcomm'un ana IP sahibi olduğu IS-95 gibi CDMA tabanlı sistemlerde daha kötü.
- GSM, teknik sınırlamalar tarafından dayatılan 120 km'lik sabit bir maksimum hücre alanı aralığına sahiptir . Bu, 35 km'lik eski sınırdan genişletildi.
IS-95'in Avantajları
- Kapasite, IS-95'in en büyük varlığıdır; o başına daha fazla kullanıcıya hizmet verebilir MHz'den ait bant genişliği diğer tüm teknolojilerden daha.
- Eşzamanlı kullanıcı sayısı için yerleşik bir sınır yoktur.
- Bir kulenin kat edebileceği mesafeyi sınırlamayan hassas saatler kullanır.
- Daha az güç tüketir ve geniş alanları kaplar, bu nedenle IS-95'teki hücre boyutu daha büyüktür.
- Daha düşük sinyal (cep telefonu alımı) seviyeleri ile makul bir çağrı üretebilir.
- Çağrıların kesilme olasılığını azaltan yumuşak aktarım kullanır .
- IS-95'in değişken oranlı ses kodlayıcıları, konuşmacı konuşmadığında iletilen hızı azaltır, bu da kanalın daha verimli bir şekilde paketlenmesini sağlar.
- Daha yüksek veri hızlarına giden iyi tanımlanmış bir yola sahiptir.
IS-95'in Dezavantajları
- Çoğu teknoloji patentlidir ve Qualcomm'dan lisanslanmalıdır .
- Yük altında kapsama alanının daraldığı baz istasyonlarının nefes alması. Belirli bir siteyi kullanan abone sayısı arttıkça o sitenin kapsamı azalır.
- IS-95 kuleleri birbirine müdahale ettiğinden, normalde çok daha kısa kulelere kurulurlar. Bu nedenle IS-95 engebeli arazide iyi performans göstermeyebilir.
- USSD, PTT, birleştirilmiş/E-sms, IS-95/CDMA tarafından desteklenmez
- IS-95, dünyanın daha küçük bir bölümünü kapsar ve IS-95 telefonları genellikle uluslararası dolaşımda bulunamaz.
- Üreticiler genellikle daha küçük pazar nedeniyle IS-95 cihazlarını piyasaya sürmekte tereddüt ederler, bu nedenle özellikler bazen IS-95 cihazlarına geç gelir.
- Sübvansiyon kilitlerini engellese bile , CDMA telefonları ESN tarafından belirli bir ağa bağlanır , bu nedenle telefonlar genellikle sağlayıcılar arasında taşınabilir değildir.
Bu grafik, farklı mobil standartların pazar paylarını karşılaştırır.
Teknolojiye göre cep telefonu aboneleri (sol Y ekseni) ve dünyadaki toplam abone sayısı (sağ Y ekseni)
Hızlı büyüyen bir pazarda, GSM/3GSM (kırmızı) pazardan daha hızlı büyüyor ve pazar payı kazanıyor, CDMA ailesi (mavi) pazarla yaklaşık aynı oranda büyüyor, diğer teknolojiler (gri) ise aşamalı olarak kullanımdan kaldırılıyor.
Kablosuz İnternet standartlarının karşılaştırılması
Referans olarak, mobil ve mobil olmayan kablosuz İnternet standartlarının bir karşılaştırması aşağıda verilmiştir.
| Ortak Ad |
Aile | Birincil kullanım | radyo teknolojisi |
Akış aşağı (Mbit/sn) |
Yukarı akış (Mbit/sn) |
Notlar |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSPA+ | 3GPP | Mobil İnternet |
CDMA / TDMA / FDD MIMO |
21 42 84 672 |
5,8 11,5 22 168 |
HSPA+ yaygın olarak kullanılmaktadır . 3GPP'nin 11. Revizyonu, HSPA+' nın 672 Mbit/s'lik bir çıktı kapasitesine sahip olmasının beklendiğini belirtir . |
| LTE | 3GPP | Mobil İnternet | OFDMA / TDMA / MIMO / SC-FDMA / LTE-FDD için / LTE-TDD için | 100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 (20 MHz FDD'de) |
50 Cat3/4 75 Cat5 (20 MHz FDD'de) |
LTE-Gelişmiş güncellemenin mobil kullanıcılara 1 Gbit/s sabit hıza ve 100 Mb/sn'ye kadar en yüksek hızlar sunması bekleniyor. |
| WiMax rel 1 | 802.16 | kablosuzadam | MIMO - SOFDMA | 37 (10 MHz TDD) | 17 (10 MHz TDD) | 2x2 MIMO ile. |
| WiMax rel 1.5 | 802.16-2009 | kablosuzadam | MIMO - SOFDMA | 83 (20 MHz TDD) 141 (2x20 MHz FDD) |
46 (20 MHz TDD) 138 (2x20 MHz FDD) |
2x2 MIMO ile.802.16-2009'da 20 MHz kanallarla geliştirildi |
| WiMAX sürüm 2.0 | 802.16m | kablosuzadam | 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) |
Ayrıca, düşük mobilite kullanıcıları, 1 Gbit/s'ye kadar indirme hızı elde etmek için birden fazla kanalı bir araya getirebilir |
| Flash-OFDM | Flash-OFDM | 200 mph'ye (350 km/sa) varan mobil İnternet mobilitesi |
Flash-OFDM | 5,3 10,6 15,9 |
1.8 3.6 5.4 |
Mobil menzil 30 km (18 mil) Genişletilmiş menzil 55 km (34 mil) |
| HIPERMAN | HIPERMAN | Mobil İnternet | OFDM | 56.9 | ||
| Wifi | 802.11 ( 11n ) |
Kablosuz LAN | OFDM / CSMA / MIMO / Yarım Dubleks | 288.8 (20 MHz bant genişliğinde 4x4 yapılandırma kullanılarak) veya 600 (40 MHz bant genişliğinde 4x4 yapılandırma kullanılarak) |
Anten , RF ön uç geliştirmeleri ve küçük protokol zamanlayıcı ince ayarları , radyal kapsama, verim ve/veya spektrum verimliliğinden ( 310 km ve 382 km ) ödün veren uzun menzilli P2P ağlarının kurulmasına yardımcı oldu. |
|
| patladım | 802.20 | Mobil İnternet | HC-SDMA / TDD / MIMO | 95 | 36 | Hücre Yarıçapı: 3–12 km Hız: 250 km/sa Spektral Verimlilik: 13 bit/s/Hz/hücre Spektrum Yeniden Kullanım Faktörü: "1" |
| KENAR Evrimi | GSM | Mobil İnternet | TDMA / FDD | 1.6 | 0,5 | 3GPP Sürüm 7 |
|
UMTS W-CDMA HSPA ( HSDPA + HSUPA ) |
UMTS/3GSM | Mobil İnternet |
CDMA / FDD CDMA/FDD/ MIMO |
0,384 14,4 |
0,384 5,76 |
HSDPA yaygın olarak dağıtılır . Bugünkü tipik aşağı bağlantı oranları 2 Mbit/sn, ~200 kbit/sn yukarı bağlantı; 56 Mbit/s'ye kadar HSPA+ aşağı bağlantı. |
| UMTS-TDD | UMTS/3GSM | Mobil İnternet | CDMA / TDD | 16 | Uygun Dolaylı hızları Belkin benzer 16QAM modülasyonu kullanılarak HSDPA + HSUPA | |
|
EV-DO Rel. 0 EV-DO Rev.A EV-DO Rev.B |
CDMA2000 | Mobil İnternet | CDMA / FDD | 2,45 3,1 4,9xN |
0.15 1.8 1.8xN |
Rev B notu: N, kullanılan 1,25 MHz taşıyıcı sayısıdır. EV-DO ses için tasarlanmamıştır ve sesli arama yapıldığında veya alındığında 1xRTT'ye geri dönüş gerektirir. |
Notlar: Tüm hızlar teorik maksimum değerlerdir ve harici anten kullanımı, kuleden uzaklık ve yer hızı gibi bir dizi faktöre göre değişecektir (örneğin, trende iletişim hareketsizken olduğundan daha zayıf olabilir). Genellikle bant genişliği birkaç terminal arasında paylaşılır. Her teknolojinin performansı, teknolojinin spektral verimliliği , kullanılan hücre boyutları ve mevcut spektrum miktarı dahil olmak üzere bir dizi kısıtlama tarafından belirlenir . Daha fazla bilgi için, bkz . Kablosuz veri standartlarının karşılaştırılması .
Daha fazla karşılaştırma tablosu için, bit hızı ilerleme eğilimlerine , cep telefonu standartlarının karşılaştırılmasına , spektral verimlilik karşılaştırma tablosuna ve OFDM sistem karşılaştırma tablosuna bakın .
Ayrıca bakınız
- Kablosuz veri standartlarının karşılaştırılması
- Spektral verimlilik karşılaştırma tablosu
- SMS – standardizasyonunun içeriğini içerir
Referanslar
- ^ "Abone istatistikleri 2007'nin ilk çeyreği sonu" (PDF) . Arşivlenmiş orijinal (PDF) 27 Eylül 2007 tarihinde . Erişim tarihi: 22 Eylül 2007 .
- ^ "CDMA Geliştirme Grubu 'SVDO'yu Duyurdu: Çağrıları ve Verileri aynı anda ele alın" . wpcentral.com . 18 Ağustos 2009 . 30 Temmuz 2018 alındı .
- ^ "Ülkenin En Büyük ve En Güvenilir Ağı – AT&T" . Wireless.att.com . Arşivlenmiş orijinal 15 Ağustos 2018 tarihinde . 30 Temmuz 2018 alındı .
- ^ "IS-95 (CDMA) ve GSM(TDMA)" . Arşivlenmiş orijinal 26 Şubat 2011'de . Erişim tarihi: 3 Şubat 2011 .
- ^ "Arşivlenmiş kopya" . Arşivlenmiş orijinal 23 Ocak 2011'de . Erişim tarihi: 18 Ocak 2011 .CS1 bakımı: başlık olarak arşivlenmiş kopya ( bağlantı )
- ^ "Arşivlenmiş kopya" . Arşivlenmiş orijinal 9 Mayıs 2006 tarihinde . Erişim tarihi: 14 Haziran 2006 .CS1 bakımı: başlık olarak arşivlenmiş kopya ( bağlantı )
- ^ "Sıkça Sorulan PCS Soruları" . Arşivlenmiş orijinal 9 Mayıs 2005 tarihinde.
- ^ bir b "LTE" . 3GPP web sitesi . 2009 . Erişim tarihi: 20 Ağustos 2011 .
- ^ a b c "WiMAX ve IEEE 802.16m Hava Arayüzü Standardı" (PDF) . WiMax Forumu. 4 Nisan 2010 . Erişim tarihi: 7 Şubat 2012 .