Телекоммуникация тармоқлари ва тизимларини эксплуатация қилиш муаммолари

1.3. Mobil aloqa 4G tarmoqlarining asosiy tavsiflari

4G oilasiga mobil aloqa tarmoqlarida 100 Mbit/sdan ortiq tezlikda ma’lumotlarni uzatishga imkon beradigan texnologiyalarni kiritish ko’zda tutilgan. Keng tushunchada, 4G - bu yana ma’lumot uzatuvchi umumiy ulanish tarmoqlariga (masalan, Internetga), shuningdek Wi-Fi (uning yangi standartlari) va WiMAX (nazariy jihatdan bu standartda tezlik 1 Gbit/sdan ortishi mumkin) tarmoqlariga simsiz keng polosali ulanish texnologiyalaridir. Taqqoslansa, hozirda dunyoda keng tarqalgan GSM/EDGE (2G/2,5G) sotali aloqa standartida ma’lumotlarni uzatish tezligi atigi 384 kbit/s ni tashkil etadi. Asosan Yevropa, AQSh va Osiyoning bir necha mamlakatlaridagi (Yaponiya, Tayvan, Singapur) 3,5G avlod tarmoqlarida tezlik 7–14,4 Mbit/s gachani tashkil etadi.
To’rtinchi avlod tizimlarini avvalgilardan, (3G) bosh farqi shundaki, bu texnologiyalar ma’lumotlarni to’la paketli uzatish protokollariga asoslangan, vaxolanki 3G tizimlari o’zida ham nutq, ham paket trafigini uzatish protokollarini birlashtirgan edi. XTI 4G tizimlarini uzatuvchi va qabul qiluvchi orasida ma’lumot almashish tezligini to’liq harakat sharoitida 100Mbit/sgacha, cheklangan harakat sharoitida esa (uzatuvchi yoki qabul qiluvchi tarafidan) 1Gbit/sgacha erishishga imkon beradigan simsiz aloqa texnologiyalari deb aniqlaydi. 4G da ma’lumotlarni uzatish IPv6 (IP protokolini 6–versiyasi) protokoli asosida amalga oshiriladi va bu tarmoqlarning o’zaro ishlashini, ayniqsa, agar ular turli texnologiyalarga mansub bo’lganda sezilarli ravishda osonlashtiradi. Yuqorida ko’rsatilgan ma’lumot uzatish tezliklarini ta’minlash uchun istiqbolda yuqori 40 va 60 GGs diapazonlardagi chasatotalardan foydalanish ko’zda tutiladi. Ammo yaqin kelajakda 4G tarmoqlari 10GGs dan pastki diapazonni “o’zlashtiradi”. 4G uchun qabul qilish/uzatish jihozlari yaratuvchilari radiointerfeys darajasida raqamli radioeshittirishda sinalgan chastotalarni ortogonal ravishda ajratish yo’li bilan multiplekslash - OFDM texnologiyasini qo’llashdi. Signallarni manipulyasiyalashning bunday uslubi o’zaro halaqitlarsiz va buzilishlarsiz ma’lumotlarni sezilarli darajada “siqish” (ham chastota, ham vaqt jihatdan) imkoniyatini beradi. Bunda chastotalar ortogonollikka rioya qilingan holda bo’lib chiqiladi: ya’ni har bir tashuvchi to’lqinning amplituda maksimumi qo’shni tashuvchilarning amplituda noliga (yoki minimumiga) teng bo’ladi. Bu bilan ularning o’zaro ta’siri (kanallararo interferensiya) yuzaga kelmaydi, shuningdek, chastota spektri samaraliroq ishlatiladi, chunki interferensiyaga qarshi himoya polosalari kerak bo’lmaydi. Signalni uzatish uchun fazani surish modulyasiyasi (PSK va uning turli ko’rinishlari) qo’llaniladi. Bunda aloqaning yuqori ishonchliligi ta’minlanadi. Yoki kanalning o’tkazish qobiliyatidan maksimal foydalanishga imkon beradigan va zamonaviyroq bo’lgan kvadratura - amplitudaviy modulyasiya (QAM) qo’llaniladi. Aniq modulyasiya turi talab qilinadigan tezlik va qabul qilish sharoitlariga bog’liq ravishda tarmoq tomonidan dinamik holda tanlanadi. Uzatishda signal ma’lum sonli parallel oqimlarga bo’linadi va qabul qilishda, bu oqimlar teskari ravishda bitta signalga yig’iladi.
O’ta yuqori chastotalarda ishonchli uzatish va qabul qilish uchun 4G tarmoqlarida adaptiv antennalar tizimlari (AAT) xamda ko’plab qabul qilish va ko’plab uzatish (MIMO) texnologiyasidan foydalanish rejalashtirilmoqda. Garchi shahar sharoitida AAT tizimlariga signalni to’g’ri yo’nalishni aniqlashga signalning so’nishi (signal tarqalishida vujudga keladigan buzilishlar) halaqit bersada, bu еrda OFDMning yana bir afzalligi – so’nishlarga va “ko’pnurlilikka” nisbatan barqarorligi qutqaradi. OFDM texnologiyasi bazaviy stansiya (BS) va abonent uskunasi (AU) orasida to’g’ri ko’rinish bo’lmagan sharoitlarda ham yaxshi ishlaydi.