4G Nedir?, 4G Teknolojisi Nedir?, 4G Özellikleri Nedir?, 4G Ne işe Yarar?, 4G Hedefleri Nedir?, 4G Nasıl Baglanılır?,

4G Nedir?, 4G Teknolojisi Nedir?, 4G Özellikleri Nedir?, 4G Ne işe Yarar?, 4G Hedefleri Nedir?, 4G Nasıl Baglanılır?,

4G Nedir? Yeni Nesil GSM hizmeti

4. Nesil GSM Hizmeti 4G, dördüncü nesil kablosuz telefon teknolojisidir. Diğer GSM standartları gibi hücresel bir ağ sistemi kullanması ve üçüncü nesilde ortaya çıkan kapsama alanı sorunu başta olmak üzere bazı sorunları çözmesi beklenmektedir.

Bağlantı hızı cep telefonlarında 100mps , wi-fi networklerde 1Gbps’dir. aynı zamanda wimax band genişliği ile aynı boydadır.

4G, İletişimler sisteminde, ‘dördüncü nesil’ terimine ait bir ilintilendirmedir.Bir 4G sistemi, daha önceki nesillerden daha yüksek veri hızları temeline dayanan “herhangi bir zamanda, herhangi bir yerde”, ses, veriler ve akan çoklu kitle iletişimin kullanıcılara hizmet verebileceği, uçtan uca IP çözümü sağlayacaktır. 4 G’nin ne olduğuna dair resmi bir tanımlama yapılmış olmasada, 4G’ye ait tahmini hedefler, aşağıda yer aldığı şekilde özetlenebilir:

4G tamamıyla IP tabanlı, kablolu veya kablosuz bilgisayar,tüketici elektroniği,iletişim teknolojileri ve iç ve dış ortamlarda sırası ile servis kalitesi ve yüksek güvenliğiyle herhangi bir zamanda herhangi bir yerde her türlü ağ hizmetini tek bir noktada birleştirerek makul fiyat ve tek faturalandırmayla gerçekleştirecek, 100 Mbit/s ve 1 Gbit/s veri iletim kapasitesini sağlayabilen sistemlerin sistemi ve ağların ağı olmayı hedefleyen bir hizmettir

G, hizmet kalitesi (HK) ve kablosuz genişband erişimi,Çok ortamlı mesajlaşma hizmeti, video sohbet, taşınabilir TV, yüksek çözünürlüklü TV kapsamı, DVB, gibi gelecek olan uygulamaların hız gerekliliklerini oturtmak, ses ve veriler gibi minimal hizmet ve “herhangi bir zamanda-herhangi bir yerde” gerçekleşen diğer hizmetler için geliştirilmiştir. 4G çalışma grubu, aşağıda yer alan konuları, 4G kablosuz iletişim standardının hedefleri olarak tanımlamış bulunmaktadır

* Işıksal iletim hızı ve verimliliğinde bir sistem (bit/s/Hz ve bit/s/Hz/site), [2],
* Yüksek şebeke kapasitesi: her hücrede daha fazla eşzamanlı kullanıcı[3],
* Alıcı, istasyona göre, fiziksel olarak, yüksek hızlarda hareket ediyor olduğundan, 100 Mbit/s hızındaki nominal veriler ve alıcı ile istasyon 1 Gbit/s hızda, ITU-R tarafından oldukça sabit pozisyonlarda yer almaktadırlar.
* Dünyadaki herhangi iki nokta arasındaki, en azından 100 Mbit/s veri hızı.
* Türdeş olmayan ağlar arasında düzgün yayınım[4],
* Kusursuz bağlantı ve birden fazla ağ arasında küresel dolaşım[5],
* Gelecek nesil çoklu ortam destekleyicilerinde yüksek hizmet kalitesi (gerçek zamanlı ses, yüksek hızda bilgi, yüksek çözünürlüklü Tv-video içeriği, taşınabilir TV, vs.)
* Mevcut kablosuz standartlarla birlikte işlerlik[6], ve
* Paket anahtarlamalı ağ.

Özetle, 4G sistemi ; tüm 4G kullanıcılarının minimum gereksinimlerini karşılamak için ağ kaynaklarını etkili bir biçimde kullanıp paylaştırması gerekir.

ilk nesil:

Bu nesilden olan sistemlerin hemen hemen hepsi, sesin, esas trafik olduğu düşüncesini taşıyan analog sistemlerdi. Bu sistemler, sık sık, üçüncü şahıslar tarafından, dinlenebilyor idi. Standartlardan bazıları, NMT, AMPS, Hicap, CDPD, Mobitex, DataTac dır.

İkinci nesil:

Bu nesile ait olan tüm standartlar, ticari merkezli olup, dijital şekilde idiler. Şu anki pazarın, yaklaşık %60’ına, Avrupa standartları egemen bulunmaktadır. İkinci nesil standartlar, GSM, iDEN, D-AMPS, IS-95, PDC, CSD, PHS, GPRS, HSCSD, ve WiDEN dir.

Üçüncü nesil:

3G, abone sayısında (şebeke kapasitesindeki artış) artış gösteren talepleri, yüksek hızda veri iletimi ve çok ortamlı uygulamalar için gerekli olan hızları karşılamak için, değişikliğe başlamıştır. Bu standarttaki sistemler, temel olarak, 2G sistemlerine ait doğrusal bir gelişimdir. Bunlar, bir tanesi, devre anahtarlamalı düğümleri kapsayan ve bir diğeri, paket yönlendirmeli düğümleri kapsayan, iki paralel altyapıya dayandırılmaktadır. UTB, IMT-2000 ilk adımının bir parçası olarak, üçüncü nesil şeklindeki hava arabirim teknolojilerine ait özel bir seti tanımlamaktadır. Şu an, 2G’den 3G sistemine geçiş olmaktadır. Bu geçişin bir parçası olarak, pek çok teknoloji, standart hale getirilmektedir.

2G’den 3G’ye:2.75G – EDGE]Gelişimi için geliştirilmiş veri hızları |EDGE ve EGPRS, 3G – CDMA 2000,W-CDMA or UMTS (3GSM), FOMA, 1xEV-DO/IS-856, TD-SCDMA, GAN/UMA.

Benzer şekilde, 3G’den 4G’ye: 3.5G – HSDPA, HSUPA, Super3G – HSOPA/UVG

Dördüncü nesil: 4G çalışma gruplarına göre, 4G altyapı ve terminalleri, 2G’den 4G’ye uygulanan, hemen hemen tüm standartlara sahip olacaktır. Mevcut kullanıcılar için yürürlükteki kabul edilmiş 4G sistemlerine rağmen,ileride tüm IP ler için tek bir paket tabanlı altyapı öngörülmektedir. Aynı zamanda,yeniliklere ve değişimlere uyum sağlayabilecek ortamı oluşturacak birtakım tekliflerde sunulmaktadır. Hernekadar resmi olmasada WiMax, WiBro, 3GPP Long Term Evolution and 3GPP2 Ultra Mobile Broadband teknolojileri 4G olarak adlandırılmaktadır.

Kablosuz standartlar gelişiminin gerektirdiği gibi, kullanılan erişim teknikleri, verimlilik, kapasite ve ölçümlenebilirliktede sergilenmiştir. Birinci nesil kablosuz standartlar, düz TDMA ve FDMA kullanmışlardır. Kablosuz kanallarda, çoklu etkiyi azaltmak için, geniş denetleme süreçleri gerektirdiğinden, TDMA’nın, çok fazla veri sınıf kanalları işleme alınmasında daha az verimli olduğu kanıtlanmıştır.Benzer biçimde FDMA taşıyıcılar arasındaki engellemelerden sakınmak için daha fazla bant genişliği harcamaktadır. Dolayısıyla 2G sistemlerde FDMA ve TDMA’dan türetilen ve CDMA denilen yeni bir erişim planı kullanılmıştır.CDMA’nın kullanımı sistem kapasitesini artırdı ve aynı zamanda sistem üzerindeki sıkı sınırların yerini daha gevşekleri almıştır.Bu erişim planı çok yollu kanalları kullanmak için yeterince etkili olduğundan dolayı güncelleme hızı da artmıştır.CDMA erişim şemalarından IS-2000, UMTS, HSXPA, 1xEV-DO, TD-CDMA ve TD-SCDMA’nın kullanılması 3G sisteminin kullanımını mümkün kılmıştır.CDMA’in tek sorunu zayıf spektrum esnekliği ve ölçeklenirliğinden kaynaklanmaktadır.

Son zamanlarda, OFDMA, tek taşıyıcılı FDMA, ayrıştırılmış FDMA ve MC-CDMA gibi yeni erişim şemaları yeni nesil işlemler için daha fazla önem kazanmaktadır. WiMax uydu-yer bağı ve yer-uydu bağında OFDMA kullanmaktadır. İleriki nesiller için uydu-yer bağında UMTS, OFDMA düşünülmektedir. Ters olarak,yer-uydu bağlantısında yükselteçlerin PAPR’la ilgili çizgisel olmayan işlemlerinin sonuçlarına daha fazla etki ettiğinden dolayı IFDMA’nın kullanılması düşünülmektedir. IFDMA daha az güç dalgalanması sağlar ve bu da yükselteçin sonuçlarını etkiler. Benzer biçimde, MC-CDMA de IEEE 802.20 standardı şartlarına uygunluk gösterir. Bu akış şemaları CDMA gibi daha eski teknolojilerle aynı etkiyi göstermektedir. Farklı olarak ölçülebilirlik ve yüksek veri değeri gösterilebilir.

Bahsedilen erişim tekniklerinin diğer önemli avantajı da alıcılardaki eşitlemenin daha az karmaşık olmasıdır.Bu özellikle MIMO ortamları için ek bir avantajdır çünkü MIMO sistemlerinin uzamsal çoklama nakilleri, alıcılardaki eşitlemede yüksek karışıklığa neden olmaktadır

Bu çoklama sistemlerinin geliştirilmesine ek olarak, geliştirilmiş modülasyon teknikleri kullanılır. Oysa ki genişçe bir kullanım alanına sahip önceki sistemler yerine, 3GPP Uzun dönemli değişim standartlarıyla kullanılmak üzere 64QAM gibi daha etkili sistemler önerilmiştir.

Biri, anahtarlı devre, diğeri anahtarlı paket şebeke düğümleri kapsayan, iki paralel altyapıya dayalı 3G’nin aksine, 4G, sadece, anahtarlayan pakete dayandırılacaktır. Verilerin iletiminde biraz gecikme süresini gerekli kılmaktadır.

Genel olarak, 4.nesil kablosuz şebekelerin, doğrudan adreslenebilir ve yolu çizilebilir olan pek çok sayıdaki kablosuz cihazı destekleyeceğine inanılmaktadır. İşte bu yüzden, 4G bağlamında (IPv6), kablosuz çalışan çok sayıda cihazı destekleyebilen şebeke tabaka teknoloji ve standardı önemlidir. (IP) adresleri sayısının artırılması yolu ile, pek çok cihaz grubu arasındaki sınırlı bir sayıdaki adreslerin bir paylaşım yöntemi olan Şebeke Adres Çevrimi (ŞAÇ)ne olan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. IP adresi sayılarının artmasıyla, özellikle 4G bağlamında, IPv6 daha dayanıklı,daha güvenli ve iletim optimizasyon kabiliyeti daha yüksek uygulamalar sağlamaktadır. IPv6’daki uygun adres boşluğu ve adresleme bitlerinin sayısıyla, 4G ağ ve hizmetlerinin yayılmasına yardım edebilecek uygulama ve aygıtlar için birçok yenilikçi kodlama şemaları geliştirilebilir.

Anten iletişimlerindeki performans, kesinlikle, bir anten sistemindeki gelişimlere bağlıdır. Son zamanlarda, yüksek hız, çok güvenilirlik ve uzun dizi iletişimleri gibi 4G sistemleri hedefini kazanmak için birden fazla organı etkileyen anten teknololojileri ortaya çıkmaktadır. 90’lı yılların başlarında, veri iletişimine ait artan veri hızı ihtiyaçlarını karşılamak için, pek çok iletim programları, önerilmiştir.

Bir teknoloji, uzamsal çoklama, bant genişliği korunumu ve güç verimliliği ile önem kazanmıştır. Uzamsal çoklama, verici ve alıcıda, çok çeşitli antenlerin konuşlandırılmasını gerektirmektedir. Ondan sonra, bağımsız akımlar, eşzamanlı olarak, tüm antenlerden iletilebilir. Bu, verilerin hızını, en az sayıdaki alıcı ve verici antenlerle eşit sayıdaki çok değişik katlar içerisinde artırır. Bu, Çoklu -giriş çoklu-çıkış iletişimleri (ÇGÇİ)olarak adlandırılır. Bundan başka, gücünü kaybeden kanallardaki yüksek hızlı verilerin iletimindeki güvenilirlik, verici ya da alıcıda, daha fazla anten kullanılması ile geliştirilebilir. Bu, ilet ya da değişimi al olarak adlandırılmaktadır.

İletim-alım farklılığı ve iletim uzamsal çoklaması, iletide kanal bilgisi gerektirmeyen uzay zamanlı kodlama tekniklerine sınıflandırılabilir. Diğer kategori de, vericide kanal bilgisi kullanan kapalı döngü çoklu anten teknolojisidir.