Vergleich der Handystandards

Zelluläre Netzwerkstandards und Zeitleiste für Generation.

Dies ist ein Vergleich der Standards von Mobiltelefone. Ein neuer Generation von zellulären Standards ist seitdem ungefähr jedes zehnte Jahr aufgetreten 1g Die Systeme wurden 1979 und Anfang bis Mitte der 1980er Jahre eingeführt.

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Globales System für mobile Kommunikation (GSM, rund 80–85% Marktanteil) und IS-95 (Rund 10–15% Marktanteil) waren 2007 die beiden am weitesten verbreiteten 2G -Technologien für mobile Kommunikation.[1] In 3G war die am weitesten verbreitete Technologie UMTS mit CDMA-2000 in enger Auseinandersetzung.

Alle Radiozugriffstechnologien müssen die gleichen Probleme lösen: um das Finite zu teilen RF -Spektrum unter mehreren Benutzern so effizient wie möglich. GSM verwendet Tdma und FDMA Für Benutzer- und Zelltrennung. UMTS, IS-95 und CDMA-2000 verwenden CDMA. WiMAX und Lte verwenden OFDM.

  • Zeitdivision Multiple Access (TDMA) Bietet Multiuser -Zugriff, indem der Kanal in sequentielle Zeitscheiben zerlegt wird. Jeder Benutzer des Kanals wechselt sich ab, um Signale zu übertragen und zu empfangen. In Wirklichkeit benutzt nur eine Person den Kanal in einem bestimmten Zeitpunkt. Dies ist analog zu Zeitteilung auf einem großen Computerserver.
  • Frequenz-Division-Mehrfachzugriff (FDMA) Bietet Multiuser -Zugriff, indem die verwendeten Frequenzen getrennt werden. Dies wird in GSM verwendet, um Zellen zu trennen, die dann mit TDMA die Benutzer in der Zelle trennen.
  • Code-Division Multiple Access (CDMA) Dies verwendet a Digitale Modulation genannt breites Spektrum Das verbreitet die Sprachdaten über einen sehr breiten Kanal in Pseudorandom Mode mit einem Benutzer- oder zellspezifischen Pseudorandomcode. Der Empfänger macht die Randomisierung nach, um die Bits zusammenzufassen und die ursprünglichen Daten zu erstellen. Da die Codes Pseudorandom sind und so ausgewählt wurden, dass einander nur minimal gestört wird, können mehrere Benutzer gleichzeitig sprechen und mehrere Zellen dieselbe Frequenz teilen. Dies führt zu einem zusätzlichen Signalrauschen, das alle Benutzer dazu zwingt, mehr Strom zu verwenden, was im Austausch die Zellbereich und die Batterielebensdauer verringert.
  • Orthogonale Frequenz-Division-Mehrfachzugriff (OFDMA) verwendet die Bündelung mehrerer kleiner Frequenzbänder, die orthogonal zueinander sind, um die Trennung von Benutzern zu gewährleisten. Die Benutzer werden in der Frequenzdomäne multiplexiert, indem sie einzelnen Benutzern bestimmte Unterbänder zuordnen. Dies wird häufig durch die Durchführung von TDMA und die Änderung der Allokation regelmäßig verbessert, sodass verschiedene Benutzer zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedliche Subbands erhalten.

Theoretisch haben CDMA, TDMA und FDMA genau die gleiche spektrale Effizienz, aber praktisch hat jede seine eigenen Herausforderungen - eine Stromkontrolle im Fall von CDMA, Timing im Fall von TDMA und Frequenzgenerierung/-filterung im Fall von FDMA.

Stellen Sie sich für ein klassisches Beispiel zum Verständnis des grundlegenden Unterschieds von TDMA und CDMA eine Cocktailparty vor, auf der Paare in einem einzigen Raum miteinander sprechen. Der Raum repräsentiert die verfügbare Bandbreite:

TDMA: Ein Sprecher wechselt abwechselnd mit einem Zuhörer. Der Sprecher spricht für kurze Zeit und hört dann auf, ein anderes Paar sprechen zu lassen. Es gibt nie mehr als einen Lautsprecher im Raum, niemand muss sich um zwei Gespräche kümmern, die sich mischen. Der Nachteil ist, dass es die praktische Anzahl der Diskussionen im Raum (Bandbreite weise) einschränkt.
CDMA: Jeder Redner kann jederzeit sprechen; Jeder verwendet jedoch eine andere Sprache. Jeder Zuhörer kann nur die Sprache seines Partners verstehen. Da immer mehr Paare sprechen, ist das Hintergrundrauschen (dargestellt, das die darstellt Lärmboden) wird lauter, aber aufgrund des Unterschieds in Sprachen mischen sich die Gespräche nicht. Der Nachteil ist, dass man irgendwann nicht lauter sprechen kann. Danach steigt der Lärm immer noch (mehr Menschen schließen sich der Party/Zelle an), der Hörer kann nicht erkennen, wovon der Redner spricht, ohne dem Sprecher näher zu kommen. Tatsächlich nimmt die Abdeckung der CDMA -Zellen mit zunehmender Anzahl aktiver Benutzer ab. Dies wird als Zellatmung bezeichnet.

Vergleichstabelle

Generation Technologie Feature Codierung Jahr der ersten Verwendung Wandernd Mobilteilinteroperabilität Häufige Einmischung Signalqualitäts-/Abdeckungsbereich Frequenznutzung/Anrufdichte Weiterleiten Sprache und Daten gleichzeitig
1g FDMA Nmt Analog 1981 Nordische und mehrere andere europäische Länder Keiner Keiner Gute Abdeckung aufgrund niedriger Frequenzen Sehr niedrige Dichte Schwer Nein
2g Tdma und FDMA GSM Digital 1991 Weltweit alle Länder außer Japan und Südkorea SIM Karte Einige Elektronik, z. Verstärker Gute Abdeckung in Innenräumen auf 850/900 MHz. Wiederholungen möglich. 35 km hartes Grenzwert. Sehr niedrige Dichte Schwer Ja GPRS Klasse a
2g CDMA IS-95 (CDMA ONE) Digital 1995 Begrenzt Keiner Keiner Unbegrenzte Zellgröße, niedriger Senderleistung ermöglicht große Zellen Sehr niedrige Dichte Sanft Nein
3g CDMA Is-2000 (CDMA 2000) Digital 2000 / 2002 Begrenzt Ruim (selten genutzt) Keiner Unbegrenzte Zellgröße, niedriger Senderleistung ermöglicht große Zellen Sehr niedrige Dichte Sanft Nein Evdo / Ja Svdo[2]
3g W-CDMA UMTS (3GSM) Digital 2001 Weltweit SIM Karte Keiner Kleinere Zellen und niedrigere Innenräume auf 2100 MHz; Äquivalente Abdeckung in Innenräumen und überlegener Bereich zu GSM auf 850/900 MHz. Sehr niedrige Dichte Sanft Ja[3]
4g Ofdma Lte Digital 2009 Weltweit SIM Karte Keiner Kleinere Zellen und niedrigere Abdeckung auf der S Band. Sehr niedrige Dichte Schwer Nein (nur Daten)
Stimme möglich durch Volte oder Fallback zu 2g/3g
5g Ofdma Nr Digital 2018 Begrenzt SIM Karte Keiner Dichte Zellen auf Millimeterwellen. Sehr niedrige Dichte Schwer Nein (nur Daten)
Stimme möglich durch vonr


Netzwerkkompatibilität und Standard
Netzwerkkompatibilität Standard oder Überarbeitung
GSM (Tdma, 2g)) GSM (1991),, GPRS (2000), KANTE (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 Fortgeschrittene (2011), LTE Advanced Pro (2016)
5g Nr (2018)

Stärken und Schwächen von IS-95 und GSM

[4]

Vorteile von GSM

Nachteile von GSM

  • Stört einige Elektronik, insbesondere bestimmte Audioverstärker.
  • Das geistige Eigentum konzentriert sich auf einige Branchenteilnehmer, wodurch die Eintrittsbarrieren für neue Teilnehmer geschaffen und den Wettbewerb zwischen den Telefonherstellern eingeschränkt werden. Die Situation ist jedoch in CDMA-basierten Systemen wie IS-95 schlechter, wo Qualcomm der Haupt-IP-Inhaber ist.
  • GSM hat einen festen maximalen Zellstellenbereich von 120 km,[5] welches durch verhängt wird durch Technische Einschränkungen.[6] Dies wird von der alten Grenze von 35 km erweitert.

Vorteile von IS-95

  • Die Kapazität ist das größte Kapital von IS-95; Es kann mehr Benutzer pro Nutzung pro Platz für MHz von Bandbreite als jede andere Technologie.
  • Hat keine integrierte Begrenzung für die Anzahl der gleichzeitigen Benutzer.
  • Verwendet präzise Uhren, die den Abstand, den ein Turm abdecken kann, nicht einschränken.[7]
  • Verbraucht weniger Strom und deckt große Bereiche ab, sodass die Zellgröße in IS-95 größer ist.
  • In der Lage, einen angemessenen Anruf mit niedrigeren Signal (Mobiltelefonrezeption) zu erzeugen.
  • Verwendet weiche Übergabe, Reduzierung der Wahrscheinlichkeit von fallengelassenen Anrufen.
  • Die Variablenrate-Sprachcodierer von IS-95 verringern die übertragene Rate, wenn der Sprecher nicht spricht, wodurch der Kanal effizienter gepackt wird.
  • Hat einen gut definierten Weg zu höheren Datenraten.

Nachteile von IS-95

  • Die meisten Technologien sind patentiert und müssen lizenziert werden Qualcomm.
  • Atmung von Basisstationen, wo die Abdeckungsfläche unter Last schrumpft. Wenn die Anzahl der Abonnenten, die eine bestimmte Website verwenden, steigt, sinkt der Bereich dieser Website.
  • Da sich IS-95-Türme einmischen, werden sie normalerweise auf viel kürzeren Türmen installiert. Aus diesem Grund kann IS-95 im hügeligen Gelände nicht gut abschneiden.
  • USSD, PTT, verkettete/E-SMS werden nicht von IS-95/CDMA unterstützt
  • IS-95 deckt einen kleineren Teil der Welt ab, und IS-95-Telefone können im Allgemeinen nicht international durchstreifen.
  • Hersteller zögern oft, IS-95-Geräte aufgrund des kleineren Marktes freizugeben, sodass die Funktionen manchmal zu spät zu IS-95-Geräten kommen.
  • Sogar absperren SubventionsperrenCDMA -Telefone sind durch verbunden von Esn Für ein bestimmtes Netzwerk sind Telefone in der Regel nicht über die Anbieter hinweg nicht tragbar.

Entwicklung des Marktanteils der mobilen Standards

Diese Grafik vergleicht die Marktanteile der verschiedenen mobilen Standards.

Mobilfunkabonnenten nach Technologie (linke Y -Achse) und Gesamtzahl der Abonnenten (rechte Y -Achse)

In einem schnell wachsenden Markt wächst GSM/3GSM (rot) schneller als der Markt und gewinnt an Marktanteil, die CDMA-Familie (blau) wächst ungefähr so ​​hoch wie der Markt, während andere Technologien (Grau) ausgelöst werden

Vergleich der drahtlosen Internetstandards

Als Referenz folgt ein Vergleich von mobilen und nicht mobilen drahtlosen Internetstandards.

Vergleich der mobilen Internetzugangsmethoden
Verbreitet
Name		 Familie Hauptnutzen Radio Tech Stromabwärts
(Mbit/s)		 Stromaufwärts
(Mbit/s)		 Anmerkungen
Hspa+ 3GPP Mobiles Internet CDMA/Tdma/FDD
Mimo 		21
42
84
672		 5.8
11.5
22
168		 HSPA+ ist weit verbreitet. Revision 11 der 3GPP besagt, dass Hspa+ Es wird erwartet, dass eine Durchsatzkapazität von 672 Mbit/s hat.
Lte 3GPP Mobiles Internet Ofdma/Tdma/Mimo/Sc-fdma/Für LTE-FDD/Für LTE-TDD 100 Cat3
150 Cat4
300 Cat5
25065 Cat17
1658 CAT19
(in 20 MHz FDD) [8]
 50 Cat3/4
75 Cat5
2119 Cat17
13563 Cat19
(in 20 MHz FDD)[8] 		LTE-Advanced Pro Bietet mobilen Benutzern Preise von mehr als 3 Gbit/s.
WiMAX Rel 1 802.16 WLAN Mimo-Sofdma 37 (10 MHz TDD) 17 (10 MHz TDD) Mit 2x2 mimo.[9]
WiMAX Rel 1.5 802.16-2009 WLAN Mimo-Sofdma 83 (20 MHz TDD)
141 (2x20 MHz FDD)		 46 (20 MHz TDD)
138 (2x20 MHz FDD)		 Mit 2x2 mimo.verstärkt mit 20 MHz-Kanälen in 802.16-2009[9]
WiMAX rel 2.0 802.16m WLAN 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)		 Außerdem können Benutzer mit geringer Mobilität mehrere Kanäle zusammenfassen, um einen Download -Durchsatz von bis zu 1 Gbit/s zu erhalten[9]
Blitz Blitz Mobiles Internet
Mobilität mit 350 km/h bis zu 200 Meilen pro Stunde)		 Blitz 5.3
10.6
15.9		 1.8
3.6
5.4		 Mobile Range 30 km (18 Meilen)
Verlängerte Reichweite 55 km (34 Meilen)
HiPerman HiPerman Mobiles Internet OFDM 56,9
W-lan 802.11
(11AX)		 WLAN OFDM/Ofdma/CSMA/Mimo/Mu-mimo/Halbduplex 9600 Wi-Fi 6

Antenne, RF Frontend Verbesserungen und kleinere Protokoll -Timer -Optimierungen haben dazu beigetragen P2P Netzwerke, die die radiale Abdeckung, den Durchsatz und/oder die Spektreneffizienz beeinträchtigen (Effizienz (Spektren) (310 km & 382 km)

ich platze 802.20 Mobiles Internet HC-SDMA/Tdd/Mimo 95 36 Zellradius: 3–12 km
Geschwindigkeit: 250 km/h
Spektraleffizienz: 13 Bit/S/Hz/Zelle
Spectrum -Wiederverwendungsfaktor: "1"
Kantenentwicklung GSM Mobiles Internet Tdma/FDD 1.6 0,5 3GPP Release 7
UMTS W-CDMA
Hspa (HSDPA+Hsupa))		 3GPP Mobiles Internet CDMA/FDD

CDMA/FDD/Mimo 		0,384
14.4		 0,384
5.76		 HSDPA ist weit verbreitet. Typische Downlink -Raten heute 2 Mbit/s, ~ 200 kbit/s Uplink; HSPA+ Downlink bis zu 56 mbit/s.
UMTS-TDD 3GPP Mobiles Internet CDMA/Tdd 16 Gemeldete Geschwindigkeiten nach Ipwireless Verwenden einer 16QAM -Modulation ähnlich wie HSDPA+Hsupa
Ev-doRel. 0
Ev-do rev.a
Ev-do rev.b		 3GPP2 Mobiles Internet CDMA/FDD 2.45
3.1
4.9xn		 0,15
1.8
1.8xn		 Rev B Hinweis: N ist die Anzahl der verwendeten 1,25 MHz -Träger. EV-DO ist nicht für die Stimme ausgelegt und erfordert einen Fallback auf 1xrtt, wenn ein Sprachanruf platziert oder empfangen wird.

Anmerkungen: Alle Geschwindigkeiten sind theoretische Maximums und variieren nach einer Reihe von Faktoren, einschließlich der Verwendung von externen Antennen, der Entfernung vom Turm und der Bodengeschwindigkeit (z. B. die Kommunikation in einem Zug kann schlechter sein als wenn sie still stehen). Normalerweise wird die Bandbreite zwischen mehreren Terminals geteilt. Die Leistung jeder Technologie wird durch eine Reihe von Einschränkungen bestimmt, einschließlich der Spektrale Effizienz der Technologie, der verwendeten Zellgrößen und der Menge an verfügbarem Spektrum. Weitere Informationen finden Sie unter Vergleich der drahtlosen Datenstandards.

Weitere Vergleichstische finden Sie unter Bitrate -Fortschrittstrends, Vergleich der Handystandards, Spektraleffizienzvergleichstabelle und OFDM -Systemvergleichstabelle.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "Abonnentenstatistik Ende Q1 2007" (PDF). Archiviert von das Original (PDF) am 27. September 2007. Abgerufen 22. September 2007.
  2. ^ "CDMA Development Group kündigt 'SVDO' an: Um Anrufe und Daten zu behandeln.". Wpcentral.com. 18. August 2009. Abgerufen 30. Juli 2018.
  3. ^ "Das größte und zuverlässigste Netzwerk des Landes - AT & T". Wireless.att.com. Archiviert von das Original am 15. August 2018. Abgerufen 30. Juli 2018.
  4. ^ "IS-95 (CDMA) und GSM (TDMA)". Archiviert von das Original am 26. Februar 2011. Abgerufen 3. Februar 2011.
  5. ^ "Archivierte Kopie". Archiviert von das Original am 23. Januar 2011. Abgerufen 18. Januar 2011.{{}}: CS1 Wartung: Archiviertes Kopie als Titel (Link)
  6. ^ "Archivierte Kopie". Archiviert von das Original am 9. Mai 2006. Abgerufen 14. Juni 2006.{{}}: CS1 Wartung: Archiviertes Kopie als Titel (Link)
  7. ^ "Häufig gestellte PCS -Fragen". Archiviert von das Original am 9. Mai 2005.
  8. ^ a b "LTE". 3GPP -Website. 2009. Abgerufen 20. August 2011.
  9. ^ a b c "WiMAX und der IEEE 802.16M Air Interface Standard" (PDF). WiMAX -Forum. 4. April 2010. Abgerufen 7. Februar 2012.