Generace mobilních telefonů

Mobilní komunikace je rádiová komunikace mezi účastníky , přičemž umístění jednoho nebo více z nich se mění. Jedním typem mobilní komunikace je mobilní komunikace .

Úvod

1G

Všechny rané mobilní komunikační systémy byly analogové. Tyto zahrnují:

• AMPS (Advanced Mobile Phone Service - pokročilá mobilní komunikační služba, pásmo 800 MHz) - široce používané v USA, Kanadě, Střední a Jižní Americe, Austrálii; také známý jako "norma Severní Ameriky"; byl nejběžnějším standardem na světě, který sloužil téměř polovině všech mobilních předplatitelů (společně s digitální modifikací D-AMPS, která je popsána níže); byl používán v Rusku jako regionální standard (hlavně ve variantě D-AMPS), kde byl také nejrozšířenější. V současné době zastaralé. Dne 18. dubna 2008 ukončila provoz dvoustandardní síť AMPS / CDMA-800 Fora Communications (vlastněná Tele2) v St. Petersburgu, poslední velká síť standardu AMPS.
• TACS (Total Access Communications System - veřejný komunikační systém, pásmo 900 MHz) - používá se v Anglii, Itálii, Španělsku, Rakousku, Irsku, s modifikacemi ETACS (Anglie) a JTACS / NTACS (Japonsko); toto je druhý nejběžnější standard mezi analogy; nedávno, v roce 1995, také držel celkové druhé místo na světě, pokud jde o základnu předplatitelů, ale v roce 1997 byl rychle se rozvíjejícími digitálními standardy odsunut na čtvrté místo;

• NMT-450 a NMT 900 (Nordic Mobile Telephone - mobilní telefon severských zemí, pásma 450, resp. 900 MHz) - používané ve Skandinávii a mnoha dalších zemích; také známý jako „skandinávský standard“; třetí nejběžnější mezi analogovými standardy na světě. Norma NMT 450 je jedním ze dvou standardů mobilní komunikace přijatých v Rusku jako federální (druhý je digitální standard GSM 900);

• S-450 (pásmo 450 MHz) - používá se v Německu a Portugalsku;
• RTMS (Radio Telephone Mobile System - mobilní radiotelefonní systém, pásmo 450 MHz) - používá se v Itálii;
• Radiocom 2000 (pásma 170, 200, 400 MHz) - používá se ve Francii;
• NTT (Nippon Telephone and Telegraph system - japonský telefonní a telegrafní systém, rozsah 800 ... 900 MHz - ve třech verzích) - se používá v Japonsku.

Všechny analogové standardy používají frekvenční modulaci pro přenos řeči a frekvenční modulaci pro přenos řídící informace (nebo signalizace - signalizace). To také způsobilo rušení signálu. Mobilní stanice první generace měla zpravidla vysoký výkon (3-5 W). Pro přenos informací různých kanálů se používají různé části frekvenčního spektra - používá se metoda vícenásobného přístupu s frekvenčním dělením kanálů (Frequency Division Multiple Access - FDMA), s kanálovými pásmy v různých standardech od 12,5 do 30 kHz. To přímo souvisí s hlavní nevýhodou analogových systémů - relativně nízkou kapacitou, která je přímým důsledkem nedostatečně racionálního využití přiděleného frekvenčního pásma při frekvenčním rozdělení kanálů. Tento nedostatek se projevil již v polovině 80. let, na samém počátku masového rozšíření mobilních komunikací v předních zemích, a okamžitě se značné úsilí zaměřilo na hledání pokročilejších technických řešení. V důsledku těchto snah a hledání se objevily digitální celulární systémy druhé generace. Přechod k digitálním buňkovým komunikačním systémům byl také stimulován širokým zavedením digitální technologie do komunikací obecně a byl z velké části zajištěn rozvojem metod nízkorychlostního kódování a vznikem subminiaturních integrovaných obvodů pro digitální zpracování signálu.

2G

Ve Spojených státech se analogový standard AMPS tak rozšířil, že přímé nahrazení digitálním se ukázalo jako prakticky nemožné. Cesta ven byla nalezena ve vývoji dvourežimového analogově-digitálního systému, který umožňuje kombinovat provoz analogových a digitálních systémů ve stejném rozsahu. Práce na příslušné normě byly zahájeny v roce 1988 a dokončeny v roce 1992; standard byl pojmenován D-AMPS nebo IS-54 (IS je zkratka pro Interim Standard, tedy „interim standard“). Jeho praktické využití začalo v roce 1993. V Evropě byla situace komplikovaná přítomností mnoha nekompatibilních analogových systémů ("patchwork"). Zde se jako východisko ukázal vývoj jednotného celoevropského standardu GSM (pásmo GSM 900 - 900 MHz) . Odpovídající práce byly zahájeny v roce 1982, do roku 1987 byly stanoveny všechny hlavní charakteristiky systému a v roce 1988 byly přijaty hlavní dokumenty normy. Praktická aplikace standardu začala v roce 1991. Další verze digitálního standardu, podobná svými technickými vlastnostmi jako D-AMPS, byla vyvinuta v Japonsku v roce 1993; původně se jmenovala JDC a od roku 1994 - PDC (Personal Digital Cellular - doslova "osobní digitální celulární komunikace").

Tím ale vývoj digitálních celulárních komunikačních systémů neskončil.

Standard D-AMPS byl dále vylepšen zavedením nového typu řídicích kanálů. Faktem je, že digitální verze IS-54 si zachovala strukturu řídicích kanálů analogových AMPS, což omezovalo možnosti systému. Nové čistě digitální řídicí kanály byly zavedeny ve verzi IS-136, která byla vyvinuta v roce 1994 a začala se používat v roce 1996. Zároveň byla zachována kompatibilita s AMPS a IS-54, ale kapacita řídicího kanálu byla zvýšil a výrazně se rozšířila funkčnost systému. Standard GSM, pokračující v technickém zdokonalování (postupně zavedené fáze 1, 2 a 2+), v roce 1989 přešel k vývoji nového frekvenčního rozsahu 1800 MHz. Tento směr je znám jako osobní komunikační systém. Rozdíl mezi posledně jmenovaným a původním systémem GSM 900 není ani tak technický, jako spíše marketing s technickou podporou: širší provozní frekvenční pásmo v kombinaci s menší velikostí buněk (buněk) umožňuje budovat celulární sítě s mnohem větší kapacitou. Základem tohoto systému je výpočet pro systém hromadné mobilní komunikace s relativně kompaktními, lehkými, pohodlnými a levnými účastnickými terminály. Odpovídající standard (ve formě dodatků k původnímu standardu GSM 900) byl vyvinut v Evropě v letech 1990-1991. Systém dostal název DCS 1800 (Digital Cellular System - digitální celulární komunikační systém; původně se také používal název PCN - Personal Communications Network, což doslova znamená "osobní komunikační síť") a začal se používat od roku 1993. V roce 1996 bylo přijato rozhodnutí se nazývalo GSM 1800. V USA bylo pásmo 1800 MHz obsazeno jinými uživateli, ale bylo zjištěno, že je možné přidělit frekvenční pásmo v pásmu 1900 MHz, které se v Americe nazývalo pásmo osobních komunikačních systémů (PCS). , na rozdíl od pásma 800 MHz následuje název buňky (celulární). Rozvoj pásma 1900 MHz začal koncem roku 1995; provoz v tomto rozsahu zajišťuje standard D-AMPS (verze IS-136, ale v pásmu 1900 MHz již analogový AMPS neexistuje) a byla vyvinuta odpovídající verze standardu GSM („americký“ GSM 1900 - standard IS-661).

2.5G

GPRS (angl. General Packet Radio Service - general packet radio) je doplněk pro mobilní komunikační technologii GSM, která provádí paketový přenos dat. GPRS umožňuje uživateli mobilního telefonu vyměňovat si data s jinými zařízeními v síti GSM a s externími sítěmi, včetně internetu. GPRS předpokládá účtování podle množství přenášených/přijímaných informací, nikoli podle času.

EDGE (eng. Enhanced Data rate for GSM Evolution ) - další vývoj GPRS, lišící se pouze způsobem kódování dat, který umožňuje přenášet více dat v jednom časovém slotu . EDGE se někdy označuje jako 2,75G.

XRTT (One Times Radio Transmission Technology) je mobilní technologie přenosu digitálních dat 2,5G založená na technologii CDMA. Využívá principu paketově přepínaného přenosu. Teoreticky možná přenosová rychlost je 144 Kbps, ale v praxi je reálná rychlost nižší než 40-60 Kbps. XRTT využívá licencované radiofrekvenční pásmo a je stejně jako ostatní mobilní technologie rozšířené.

3G

Všechny digitální systémy druhé generace uvedené výše jsou založeny na Time Division Multiple Access (TDMA). Zásadním rozdílem mezi 3G sítěmi je použití technologie Code Division Multiple Access ( CDMA ).

První standard 3G byl vyvinut v letech 1992-1993. v USA a byl nazýván IS-95 (pásmo 800 MHz). Začal se uplatňovat v letech 1995-1996. v Hong Kongu, USA, Jižní Koreji a v Jižní Koreji - nejrozšířeněji a v USA se začala používat i verze tohoto standardu pro pásmo 1900 MHz. Směr osobní komunikace našel svůj lom v Japonsku, kde v letech 1991-1992. se vyvíjí od roku 1995. začal být široce používán systém 1800 MHz PHS ( Personal Handy-phone System  – doslova „systém osobního telefonu“) .

Současně byl vyvinut standard UMTS , který je nejrozšířenější v Evropě a SNS. Základem tohoto standardu byla technologie W-CDMA , která je jednou z variant CDMA . Standard UMTS je navržen pro spolupráci s GSM - pro přístup do obou sítí se používá SIM karta . V závislosti na podpoře telefonu pro sítě UMTS a také v případě, že se nacházíte v oblasti pokrytí této sítě, může být komunikace poskytována buď přes GSM nebo přes CDMA.

3.5G

HSPA ( High Speed ​​​​Packet Access  - vysokorychlostní paketový přenos dat) je technologie, která je dalším vývojem standardu UMTS , který patří do 3G . HSPA vychází ze standardů HSDPA , které řídí přenos dat ze základnové stanice k účastníkovi a HSUPA , které regulují přenos od účastníka k základnové stanici.

4G

Technologie prohlašující se za 4G (a velmi často označované v tisku jako 4G):

• LTE
• TD-LTE
• Mobilní WiMAX
• UMB
• HSPA+

V současné době jsou spuštěny sítě WiMAX a LTE. První LTE síť na světě ve Stockholmu a Oslu byla spuštěna aliancí TeliaSonera/Ericsson — vypočtená hodnota maximální rychlosti přenosu dat k účastníkovi je 382 Mbps a 86 Mbps - od účastníka. Implementační plány pro UMB nejsou známy, protože žádný operátor (v celosvětovém měřítku) nemá podepsanou smlouvu na její testování. Stojí za zmínku, že ne každý označuje standard WiMAX jako 4G , protože není integrován se sítěmi předchozích generací, jako jsou 3G a 2G , a také kvůli skutečnosti, že v síti WiMAX samotní operátoři neposkytují tradiční komunikační služby, jako jsou hlasové hovory a SMS, i když je lze použít při používání různých služeb VoIP . Společnost IMT umožnila, aby se sítě HSPA+ nazývaly 4G, protože poskytují odpovídající rychlosti.

5G

„Hlavním úkolem pro sítě páté generace bude rozšíření spektra používaných frekvencí a zvýšení kapacity sítí. Očekává se, že nová technologie vyřeší výzvu, na které pracují všichni operátoři po celém světě, a to zlepšení efektivity síťové infrastruktury,“ uvedl Huawei.

6G

Po nasazení 5G 5G celulárních sítí vzrostl zájem vědců a inženýrů o vývoj mobilního komunikačního zařízení nové generace. Odborníci se shodují, že bude dále rozvíjet přístupy, které nebyly plně implementovány v předchozí generaci, založené na využití umělé inteligence, kvantových komunikacích, které umožní dosáhnout rychlosti přenosu dat od stovek Gbps do 1 Tbps.

Viz také

• Bezdrátové technologie

Poznámky