Как работает 4g?

Технология 4G, также известная как LTE (долгосрочная эволюция), значительно повышает скорость, покрытие и емкость беспроводных сетей. Он работает по принципу передачи данных с коммутацией пакетов. по радиочастотам (РЧ). Чтобы понять, как работает 4G, давайте разберем его ключевые компоненты и функциональные возможности.

1. Модуляция OFDM:

OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) — это метод модуляции, лежащий в основе технологии 4G. Он делит доступную полосу пропускания на несколько узкополосных поднесущих, что делает ее более эффективной при многолучевом распространении и уменьшает помехи.

2. Антенны MIMO:

Антенные системы MIMO (множественный вход и несколько выходов) широко используются в 4G. Используя несколько антенн как на передающей, так и на приемной стороне, MIMO улучшает разнесение сигналов, повышает мощность сигнала и обеспечивает более высокие скорости передачи данных.

3. Пространственное мультиплексирование:

Пространственное мультиплексирование использует наличие нескольких антенн в MIMO для одновременной передачи отдельных потоков данных, увеличивая общую пропускную способность и снижая вероятность потери данных из-за затухания сигнала.

4. Объединение каналов:

Сети 4G позволяют объединять несколько каналов, что называется агрегацией несущих или объединением спектра. Этот метод увеличивает общую доступную полосу пропускания, что приводит к невероятно высокой скорости передачи данных и улучшению связи.

5. Динамический доступ к спектру:

Технология 4G использует динамический доступ к спектру, который позволяет гибко распределять радиоспектр в зависимости от спроса в реальном времени и условий сети. Это оптимизирует использование спектра и повышает эффективность сети.

6. Продвинутые методы кодирования:

Турбокоды, сверточные коды и коды проверки четности низкой плотности (LDPC) — это усовершенствованные методы исправления ошибок, используемые в 4G для обеспечения надежной передачи данных, несмотря на искажения и замирания сигнала.

7. Поддержка IPv6:

Сети 4G поддерживают Интернет-протокол следующего поколения версии 6 (IPv6), обеспечивая значительно расширенное адресное пространство для экспоненциального роста интернет-устройств.

8. Базовые станции и базовые сети:

Базовые станции 4G отвечают за передачу и прием сигналов от пользовательских устройств. Они взаимодействуют с базовыми сетями 4G, которые обеспечивают обработку данных, маршрутизацию и межсетевую связь.

9. Диапазоны частот:

Сети 4G могут работать в различных диапазонах частот, включая такие популярные диапазоны, как 700 МГц, 850 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц и другие.

10. Скорость и задержка:

Технология 4G обеспечивает значительно более высокую скорость передачи данных, чем предыдущие поколения. Типичная скорость загрузки может варьироваться от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с, при этом задержка (время, необходимое для передачи данных из одной точки в другую) значительно сокращается, что обеспечивает связь практически в реальном времени.

Технология 4G произвела революцию в том, как мы используем мобильные устройства и получаем доступ к Интернету. Он заложил основу для будущих стандартов беспроводной связи, таких как 5G, и продолжает оставаться ключевой технологией в сфере мобильной связи.