¿Qué impulsa el avance hacia cada vez más rápidos velocidades de red celular?

Question

Siempre he aceptado que los avances de la tecnología. Haber nacido en la década de los 90, todo se vuelve más rápido, más pequeño, más barato y por lo general mejor si esperas un par de años. Esto fue más evidente con la electrónica de consumo, tales como Televisores, Ordenadores y teléfonos móviles.

Sin embargo, a mí se me ocurre ahora que sé lo que conduce la mayor parte de estos cambios, a excepción de uno. Computadoras y celulares obtener un mejor y más rápido, principalmente porque somos capaces de construir más pequeño y más eficiente de los transistores (oigo hablar de dos veces la cantidad de transistores por unidad de área de silicio cada dos años).

El Internet tiene más rápido primero con DSL, que empujó a la banda ancha de línea fija de cobre de par trenzado a su máximo. Cuando se nos acabó el espectro útil en el interior del alambre de cobre, recurrimos a la fibra óptica, y era un juego totalmente nuevo.

TL;DR: Pero, ¿qué es lo que hace posible que las redes celulares para mantener llegar más rápido? He tenido 2G, 3G y ahora LTE teléfonos celulares y las diferencias de velocidad son astronómicos, similar a las diferencias observadas en el hogar internet en la última década.

Sin embargo, LTE canales no necesariamente tienen un mayor ancho de banda (de hecho, creo LTE utiliza menos: 3G utiliza canales de 5 MHz, mientras que LTE puede tener canales más pequeños, de 1.4 a 20 MHz). Por otra parte, he escuchado muchas veces que LTE es más eficiente en términos de bps por canal Hz (yo añadiría: "cita requerida" aquí, yo voy a ser el primero en admitir que, al menos, los sonidos de dudosa).

Entonces, ¿qué es? Sólo más espectro? Mejor y más pequeños de la electrónica? O estamos mejorando en esto de otras maneras? ¿Cómo es eso?

Answer 1

¿qué es lo que hace posible que las redes celulares para seguir recibiendo más rápido

Básicamente, el viejo la ley de Moore.

El teléfono es sólo la mitad de la ecuación. Más moderno y potente de silicio ayuda en la obtención de canal mejor calidad, menos ruido, etc. Sin embargo, esto no puede ir por encima del canal de ancho de banda como por el Señor Shannon.

Una manera simple de aumentar el ancho de banda disponible para cada usuario es, por tanto, para cortar el paisaje en las celdas más pequeñas. Antenas direccionales en la parte superior de las torres de la rebanada de la "ronda" de la célula en cuartos, como una naranja.

La instalación de un montón de micro/picocells en todas partes, en las zonas densamente pobladas significa que cada estación base se encarga únicamente de un pequeño número de usuarios. Menos usuarios por celda, significa más ancho de banda por usuario. Esto es posible por reducir el precio de base de la estación de hardware (es decir, hoteles de silicio, la Ley de Moore, y MMICs que integran la RF bits on-chip).

Un inteligente sistema de ayuda también. Por ejemplo, en GSM, incluso cuando no se habla, su ancho de banda, espacio de tiempo reservado para usted, que es un desperdicio.

Una cosa importante es también la disponibilidad de estos a un precio razonable:

• Gran FPGAs verdaderamente loco cálculo de potencia
• Rápido Adc/Dac
• Microondas ICs

Estos permiten a la radio digital, y aquí es donde los bits jugosas, como en el de MIMO y de adaptación de arreglos de antenas en tiempo real con tecnología de antenas adaptables y canales de ecualización avanzada (y adaptación) modulaciones, además de la fuerte corrección de errores códigos que requieren mucha potencia de cálculo, etc.

Answer 2

Creo siguientes son algunas de las principales tecnologías/técnicas de conducción hasta celulares tasas de datos.

1. Mover a mayores frecuencias de portadora donde los anchos de banda más amplios están disponibles. Pronto tendremos la tecnología de ondas milimétricas ser utilizado en el celular.

2. Múltiple Entrada Múltiple Salida (MIMO) de los sistemas de Antena que permite paralelo de la transmisión de flujos de datos.

3. Avanzar en los esquemas de modulación como OFDM y QAM.

4. Más fuerte hacia adelante códigos de corrección de errores que no requieren re-transmisiones y nos trae cada vez más cerca de Shannon Capacidad.

5. Reducción tamaños de celda. Ahora tenemos la misma frecuencia dividida entre un número menor de usuarios.

Answer 3

Suponiendo el mismo ancho de banda, la única manera de aumentar datarates es mejor codificación: QAM frente de GSM MSK, 16QAM frente QAM, 256QAM frente a 16QAM,

Y en todo esto, el multitrayecto y la decoloración debe ser manejado.

Con más bits por Hertz, la SignalNoiseRatio (SNR) necesita mejorar, tho codificación proporciona un tiempo de 5 o 10 dB ayudar aquí. Para mejorar la SNR, el enlace de las necesidades de más de ERP (centrado TX antenas), de mayor ganancia del receptor antenas (más elementos, arreglos de fase, etc dando más área para recoger más energía) y las rutas más cortas para reducir el pathloss.

Answer 4

O estamos mejorando en esto de otras maneras? ¿Cómo es eso?

Hay posiblemente llegue un día en que nuestros teléfonos (o el sistema) será capaz de almacenar la matemática matices de cada una de nuestras voces y manipularlo para formar otras palabras a través de algoritmos. Entonces todo lo que necesita para ser transmitidos en una llamada de voz es "texto" y el teléfono receptor puede reconstruir nuestras voces y el sonido como la persona real.

Por tanto, decir "que tengas un buen día" tomaría 15 caracteres ascii o 120 bits por dos segundos de discurso.

Answer 5

Otro importante avance que no se ha mencionado es la mejora de la utilización de la fibra óptica de redes. Una fibra óptica puede llevar a todo un espectro de longitudes de onda. Ellos no han hecho siempre, sin embargo. Los filtros ópticos de aumento de precisión permiten ahora decenas (o más) "canales" para ahora ser hacinados en las fibras individuales donde previamente hubieran sido sólo el uso de dos. Esto permite que la infraestructura existente (la fibra en la tierra) llevar a la creciente cantidad de datos con solo la necesidad de actualizar el extremo en el equipo. Las redes de telefonía móvil, básicamente, sentarse en la parte superior de la fibra de la columna vertebral, por lo que es mejor y más rápido de la fibra es una parte crítica de más amplio, más rápido celular.

Esto es similar, en algunos aspectos, a cómo las OLLAS de cobre pasó de 2400bps a 50 mbps en el lapso de unas pocas décadas.