Long Term Evolution

Geneza tehnologiei LTE:

Prezentarea evolutiei generatiilor 1G, 2G, 3G, 4G

Evolutia comunicatiilor mobile se confunda, in mare masura cu evolutia radiocomunicatiilor. Astfel, transmisiile de mesaje intre nave si uscat sau intre nave reprezentau o practica obisnuita chiar si inaintea primului Razboi mondial. Legaturile mobile terestre apar intre cele doua razboaie mondiale ca, de exemplu comunicatiile mobile ale politiei din Detroit (1921) in banda de 2 MHz si sistemul de comunicatie mobil din New York (1932). Dupa cel de-al doilea razboi mondial si pana la aparitia sistemelor mobile celulare, se pot cita cateva realizari importante ce sistemul B (Germania 1971), sistemul Loran (destinat navigatiei maritime, cu incepere din 1958), sistemul Shinkansen (Japonia 1964, pentru trenul de mare viteza), sistemul IMTS (SUA, 1969) si altele. Totusi, dezvoltarea intensa a comunicatiilor mobile se realizeaza doar dupa aparitia circuitelor integrate si miniaturizarea realizata in domeniul componentelor, deci dupa crearea conditiilor de miniaturizare a echipamentelor si dupa realizarea unor surse de alimentare fiabile si cu dimensiuni relativ reduse. Pentru realizarea unor retele de dimensiuni mari, cu multi utilizatori, avand la dispozitie o banda de frecvente limitata, s-a trecut la folosirea acoperirii celulare.

Sistemele celulare de comunicatii mobile au fost dezvoltate,cu aproximatie pana in anul 2007, in trei tipuri de generatii distincte:

- Generatia 1 (1G), destinata sa ofere un singur serviciu, cel vocal, cuprinde sisteme ca NMT, AMPS, TACS etc. si a aparut incepand din 1980. Erau sisteme cu prelucrare analogica a semnalului, functionand in benzile de 450 MHz sau de 800-900 MHz, viteza de transmisie de 14,4 kbps. In prezent, sistemele de generatia 1 sunt la finalul “carierei”, fiind scoase din exploatare in multe dintre tarile in care au functionat.

- Generatia 2 (2G), a fost initial destinata sa ofere servicii vocale, avand in acelasi timp si o capacitate limitata pentru serviciile de transmisie de date, cu viteza relative redusa. Sunt sisteme cu prelucrare digitala a semnalului, cu functionare in benzile de 900 MHz si 1800 MHz. Ca exemple de astfel de sisteme sunt GSM, D-AMPS, CDMA, TDMA etc Primele sisteme GSM au fost introduse in exploatare in 1991. Sistemele 2G sunt in prezent la “apogeul” dezvoltarii lor. In evolutia 2G se pot pune in evidenta 3 faze de dezvoltare: 1, 2 si 2+. In faza 2+, GSM ofera posibilitatea sporirii vitezei de transmisie a datelor prin introducerea unor procedee speciale ca HSCSD si GPRS. Astfel, prin folosirea transmisiei cu pachete de date, prin procedeul GPRS, viteza de transmisie a datelor poate fi pana la 172 kbit/s (prin comparatie cu viteza 14,4 kbit/s oferita in faza 1 de dezvoltare). Devine astfel posibila realizarea unor transmisii de tip multimedia.

- Generatia 3 (3G) ofera viteze de transmisie sporita, de pana la 2 Mbit/s (in unele variante pana la 8 Mbit/s) si prezinta posibilitati multiple pentru servicii multimedia de calitate si pentru operare in medii diferite. Sunt sisteme cu prelucrarea digitala a semnalului, ce functioneaza in banda de 2 GHz. Exemple de asemenea sisteme sunt WCDMA si TD/CDMA, ambele in varianta europeana pentru interfata UTRA, WCDMA in varianta japoneza, CDMA2000 (S.U.A)etc. La nivel mondial, 3G este desemnat si ca IMT-2000, iar varianta dezvoltata in Europa este denumita UMTS(Universal Mobile Telecommunication System). Introducerea in exploatare a primelor sisteme 3G a fost realizata in 2001-2002. La baza dezvoltarii 3G se afla sistemele 2G. Astfel, GSM in variantele 2 si 2+ vor fi treptat integrate in 3G, dezvoltarea UTRA fiind realizata tocmai pornind de la interfata GSM. Intre diferitele sisteme 3G (CDMA 2000, UMTS, EDGE) se incearca, in prezent, realizarea unei compatibilitati cat mai bune. Primul I-phone isi bazeaza functionarea pe tehnologia EDGE, care este doar evolutia tehnologiei GPRS din generatia 2+. Tehnologia fiind in continua evolutie, EDGE nu a putut acoperi toate cerintele impuse de performantele asteptate de i-phone,fiind o tehnologie usor “invechita”, urmand astfel a se dezvolta HSPA(High Speed Packet Access). Asa cum si 2G a avut o evolutie importanta dand nastere generatiei 2+, se poate afirma ca si 3G poate fi urmata de o treapta urmatoare, numita 3+, datorata tehnologiei HSPA care aduce o imbunatatire a vitezei de transmisie de pana la 14,4 Mbps.

Sintetic, evolutia tehnica in conceptia sistemelor celulare pana in prezent, este expusa in tabelul urmator:

Generatia 1 Generatia 2 Generatia 2+ Generatia 3

Transport analog Transport digital Transport digital Transport digital

In principal voce In principal voce In principal voce Voce si video

Date in banda vocala Date transmise digital Mai multe date transmise digital In principal date transmise digital

Transmisie pe circuite comutate Transmisie pe circuite comutate Realizeaza si transmisii pachet In principal pachete comutate

Tehnologii precum:

NMT, AMPS, TACS Tehnologii precum:

TDMA, GSM, CDMA Tehnologia GPRS Tehnologii UMTS, CDMA2000, EDGE,

HPSA (G3+)

Viteza transmisie:

14,4 Kbps 9,6 kbps/ 14,4 kbps 172 kbps 2Mbps

Prin HPSA:

14,4 Mbps

Roaming in sistem local sau regional Roaming regional si global Roaming regional si global Roaming regional si global

Sisteme de radiocomunicatii mobile 3G si tranzitia la 4G

Dezvoltarea sistemelor 3G este sustinuta de trei principale motivatii:

a. Realizarea de transmisii multimedia pe suport radio;

b. Obtinerea unor capacitati sporite pentru utilizator, in raport cu cele oferite de 2G;

c. Realizarea unui standard sau a unor grupuri de standarde cu aplicatie la nivel global.

Vitezele in 2G (de aproximativ 9,6 kbit/s) sunt prea mici pentru a permite realizarea de transmisii cu un continut imbogatit, cum ar fi imagini insotite de text etc. Generatia 2+ rezolva in buna masura aceasta problema, dar lasa inca loc pentru solutii mai performante. Vitezele de transmisie trebuie sa fie mai elastice, in raport cu continutul serviciului realizat, cu valori de la cativa kbit/s pana la cativa Mbit/s. Noile sisteme 3G, trebuie sa faca fata unei cresteri rapide a necesarului de comunicatii mobile precum si cu mobilitatea din ce in ce mai