W kontekście sieci bezprzewodowych 4G (czwartej generacji) RAT oznacza technologię dostępu radiowego. Technologia dostępu radiowego odnosi się do technologii i standardów stosowanych w bezprzewodowej komunikacji pomiędzy urządzeniami mobilnymi (User Equipment lub UE) a infrastrukturą komórkową, w szczególności stacjami bazowymi lub NodeB (Node B) w przypadku sieci LTE (Long-Term Evolution). . RAT odgrywa kluczową rolę w umożliwianiu szybkiej transmisji danych, komunikacji z niskimi opóźnieniami i poprawie ogólnej wydajności. Przyjrzyjmy się szczegółowo koncepcji Technologii Dostępu Radiowego w kontekście 4G LTE:
1. Definicja SZCZURA:
– Standard komunikacji bezprzewodowej:
- RAT obejmuje standardy i technologie rządzące łączem komunikacyjnym pomiędzy urządzeniami mobilnymi (UE) a infrastrukturą sieci komórkowej. Definiuje sposób przesyłania, odbierania i zarządzania danymi w części sieci z dostępem radiowym.
– Wiele szczurów w 4G:
- W kontekście sieci 4G, zwłaszcza LTE, szczególny nacisk kładzie się na długoterminową ewolucję jako główny RAT. Należy jednak pamiętać, że LTE nie jest jedynym używanym RATem; inne mogą obejmować starsze technologie, takie jak HSPA (szybki dostęp pakietowy) lub nawet starsze technologie, takie jak GSM (globalny system komunikacji mobilnej) i CDMA (wielokrotny dostęp z podziałem kodowym) w niektórych scenariuszach.
2. Kluczowe elementy 4G RAT (LTE):
– OFDMA i SC-FDMA:
- LTE wykorzystuje wielokrotny dostęp z podziałem częstotliwości ortogonalnych (OFDMA) dla łącza w dół (z eNB do UE) i wielokrotny dostęp z podziałem częstotliwości z pojedynczą nośną (SC-FDMA) dla łącza w górę (z UE do eNB). Te techniki modulacji zwiększają wydajność widmową i ogólną szybkość transmisji danych.
– Architektura oparta na protokole IP:
- LTE został zaprojektowany w oparciu o architekturę IP, umożliwiającą bezproblemową integrację z Internetem i obsługę różnorodnych aplikacji multimedialnych. Przyczynia się to do wysokich szybkości przesyłania danych i komunikacji o niskim opóźnieniu.
– Sieć z komutacją pakietów:
- 4G RAT, w szczególności LTE, opiera się na architekturze sieci z komutacją pakietów. Oznacza to, że dane są przesyłane w oddzielnych pakietach, co zapewnia bardziej efektywne wykorzystanie zasobów sieciowych i lepszą obsługę usług zorientowanych na dane.
– MIMO (wiele wejść, wiele wyjść):
- MIMO to kluczowa cecha LTE, umożliwiająca użycie wielu anten zarówno do transmisji, jak i odbioru. Technologia ta zwiększa niezawodność i szybkość transmisji danych łącza komunikacyjnego.
– Agregacja nośników:
- LTE obsługuje agregację nośnych, która polega na łączeniu wielu nośnych lub pasm częstotliwości w celu zwiększenia ogólnej szybkości transmisji danych i przepustowości sieci. Przyczynia się to do możliwości szybkiego przesyłu danych w sieci 4G.
3. Ewolucja od 3G do 4G RAT:
– Przejście na LTE:
- Przejście z 3G na 4G oznaczało znaczącą zmianę w RAT. Podczas gdy technologie 3G skupiały się na dostarczaniu podstawowych usług mobilnej transmisji danych, LTE przyniosło skokowy wzrost prędkości transmisji danych, mniejsze opóźnienia i poprawę ogólnej wydajności sieci.
– Szybkie przesyłanie danych i multimedia:
- 4G RAT, w szczególności LTE, został zaprojektowany, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na szybkie usługi transmisji danych i aplikacje multimedialne. Obejmuje to obsługę strumieniowego przesyłania wideo, gier online i innych aplikacji wymagających dużej ilości danych.
– Efektywne wykorzystanie widma:
- LTE wprowadziło bardziej zaawansowane schematy modulacji, takie jak OFDMA, co pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie dostępnego widma. Prowadzi to do lepszej wydajności widmowej i lepszych szybkości przesyłania danych.
4. Przypadki użycia i zastosowania:
– Mobilny dostęp szerokopasmowy:
- 4G RAT doskonale nadaje się do mobilnych usług szerokopasmowych, zapewniając użytkownikom szybki dostęp do Internetu na urządzeniach mobilnych.
– VoLTE (głos przez LTE):
- LTE obsługuje VoLTE, umożliwiając wysokiej jakości połączenia głosowe w sieci 4G. Stanowi to odejście od tradycyjnych połączeń głosowych z komutacją łączy i przeniesienie usług głosowych do świata sieci z komutacją pakietów.
– Internet rzeczy (IoT):
- Warianty LTE-M (LTE dla maszyn) i NB-IoT (wąskopasmowy IoT) zaspokajają specyficzne potrzeby urządzeń IoT, zapewniając wydajną komunikację o niskim poborze mocy dla szerokiej gamy zastosowań IoT.
5. Wyzwania i ulepszenia:
– Wyzwania Spektrum:
- Rosnące zapotrzebowanie na usługi szybkiej transmisji danych stwarza wyzwania w zakresie dostępnego widma. Trwające wysiłki obejmują aukcje widma i udoskonalenia technologiczne mające zaradzić temu problemowi.
– Ewolucja 5G:
- Chociaż 4G RAT zapewnił znaczny postęp, ciągła ewolucja w kierunku 5G obejmuje dalsze ulepszenia szybkości transmisji danych, opóźnień i możliwości obsługi ogromnej liczby podłączonych urządzeń.
Wniosek:
Podsumowując, technologia dostępu radiowego (RAT) w kontekście 4G, w szczególności LTE, odgrywa kluczową rolę w definiowaniu standardów i technologii bezprzewodowej komunikacji pomiędzy urządzeniami mobilnymi a infrastrukturą komórkową. Postępy w 4G RAT, takie jak OFDMA, architektura oparta na protokole IP, MIMO i agregacja nośników, przyczyniły się do możliwości szybkiego przesyłania danych, komunikacji o niskim opóźnieniu i obsługi różnych aplikacji. Przejście z 3G na 4G oznaczało znaczący skok w możliwościach komunikacji bezprzewodowej, a ciągła ewolucja w kierunku 5G w dalszym ciągu przynosi ulepszenia w dziedzinie technologii dostępu radiowego.