Ўқув қулланма Тошкент 2011 йил

1.2. 4G авлод тизимлари ҳақида асосий тушунчалар

4G оиласига мобил алоқа тармоқларида 100Mbit/sek дан ортиқ тезликда маълумотларни узатишга имкон берадиган технологияларни киритиш кўзда тутилган. Кенг маънода 4G - бу яна маълумот узатувчи умумий уланиш тармоқларига (масалан, Интернетга), шунингдек Wi-Fi (унинг янги стандартлари) ва WiMAX (назарий жиҳатдан бу стандартда тезлик 1Gbit/sek дан ортиши мумкин) тармоқларига симсиз кенг полосали уланиш технологияларидир. Қиёслаб кўрилса, ҳозирги кунда дунёда кенг тарқалган GSM/EDGE (2G/2,5G) сотали алоқа стандартида маълумотларни узатиш тезлиги 384kbit/sek ни ташкил этади. Асосан Европа, АҚШ ва Осиёнинг бир неча мамлакатларида (Япония, Тайвань, Сингапур) кенг тарқалган 3,5G авлод тармоқларида тезлик 7-14,4Mbit/sek гача етиб боради (1.3–расм).

1.3-расм. Мобил алоқа технологияларида маълумот узатиш тезликларининг эволюцияси

Тўртинчи авлод тизимларини аввалги 3G тизимларидан асосий фарқи шундаки, бу технологиялар маълумотларни тўлиқ пакетли узатиш протоколларига асосланган, 3G тизимлари эса ўзида ҳам нутқ, ҳам пакет трафигини узатиш протоколларини бирлаштирган эди. ҲТИ 4G тизимларини узатувчи ва қабул қилувчи ўртасидаги маълумот алмашиш тезлигини тўлиқ ҳаракат шароитида 100Mbit/sek гача, чекланган харакат шароитида эса (узатувчи ёки қабул қилувчи тарафидан) 1Gbit/sek гача тезликка эришиш имконини берадиган симсиз алоқа технологиялари деб ҳисоблайди.. 4G тизимларида маълумот узатиш IPv6 (IP протоколининг 6–версияси) протоколи асосида амалга оширилади ва бу тармоқларнинг ўзаро ишлашини, айниқса, агар улар турли технологияларга мансуб бўлганда, сезиларли равишда осонлаштиради. Истиқболда юқорида кўрсатилган маълумот узатиш тезликларини таъминлаш учун 40 ва 60GGs диапазонлардаги юқори часатоталардан фойдаланиш кўзда тутилади. Аммо яқин келажакда 4G тармоқлари кўпроқ 10 GGs дан пастки диапазондан фойдаланади.

4G учун қабул қилиш/узатиш жиҳозлари яратувчилари радиоинтерфейс даражасида рақамли радиоэшиттиришда синалган частоталарни ортогонал равишда ажратиш йўли билан мультиплекслаш - OFDM технологиясини қўллашди. Сигналларни манипуляциялашнинг ушбу усули маълумотларни ўзаро ҳалақитларсиз ва бузилишларсиз ҳам частота, ҳам вақт жиҳатдан сезиларли даражада “сиқиш” имкониятини беради. Бунда частоталар ортогонолликка риоя қилинган ҳолда бўлиб чиқилади: яъни ҳар бир элтувчи тўлқиннинг амплитуда максимуми қўшни элтувчиларнинг амплитуда нолига (ёки минимумига) тенг бўлади. Бунда уларнинг ўзаро таъсири (каналлараро интерференция) юзага келмайди, шунингдек, частота спектри нисбатан самарали ишлатилади, чунки интерференцияга қарши ҳимоя полосалари керак бўлмайди. Сигнални узатиш учун алоқанинг юқори ишончлилигини таъминловчи фазани суриш модуляцияси (PSK ва унинг турли кўринишлари) ёки каналнинг ўтказиш қобилиятидан максимал фойдаланишга имкон берадиган ва замонавийроқ бўлган квадратура-амплитудавий модуляция (QAM) қўлланилади. Аниқ модуляция тури талаб қилинадиган тезлик ва қабул қилиш шароитларига боғлиқ равишда тармоқ томонидан динамик холда танланади. Узатишда сигнал маълум сонли параллел оқимларга бўлинади ва қабул қилишда бу оқимлар тескари равишда битта сигналга йиғилади.
Ўта юқори частоталарда ишончли узатиш ва қабул қилиш учун 4G тармоқларида адаптив антенналар тизими (ААТ) ҳамда кўплаб қабул қилиш ва узатиш (MIMO) технологиясидан фойдаланиш режалаштирилган. Гарчи шаҳар шароитида ААТ тизимларига сигнални тўғри йўналишини аниқлашга сигналнинг сўниши (сигнал тарқалишида вужудга келадиган бузилишлар) ҳалақит берса-да, лекин OFDM нинг сўнишларга ва “кўпнурлиликка” нисбатан барқарорлик хусусияти бу вазиятдан қутқаради. OFDM технологияси таянч станция (ТС) ва абонент ускунаси (АУ) орасида тўғри кўриниш бўлмаган шароитларда ҳам яхши ишлайди.