더 빠른 셀룰러 네트워크 속도를 향한 발전은 무엇입니까? [닫은]

나는 항상 기술 발전을 인정했습니다. 90 년대에 태어나 몇 년을 기다리면 모든 것이 더 빠르고, 작고, 저렴하며 일반적으로 좋아집니다. 이것은 TV, PC 및 휴대폰과 같은 가전 제품에서 가장 분명했습니다.

그러나 이제는이 변경을 제외한 대부분의 변경 사항을 알았습니다. 컴퓨터와 휴대 전화는 주로 더 작고 효율적인 트랜지스터를 만들 수 있기 때문에 더욱 빨라지고 빨라집니다 (2 년마다 실리콘 면적 단위당 약 2 배의 트랜지스터 수를 듣습니다).

유선 구리 꼬임 쌍의 대역폭을 최대로 끌어 올린 DSL로 인터넷이 더 빨라졌습니다. 우리가 구리선 내부에서 사용 가능한 스펙트럼이 떨어지면 우리는 광섬유로 바뀌었고 완전히 새로운 게임이었습니다.

TL; DR : 그러나 셀룰러 네트워크가 계속 빨라질 수있는 것은 무엇입니까? 저는 2G, 3G를 사용했고 이제는 LTE 휴대폰을 사용했으며 속도 차이는 천문학적이며 지난 10 년 동안 가정용 인터넷에서 관찰 된 차이와 유사합니다.

그러나 LTE 채널이 반드시 더 큰 대역폭을 가질 필요는 없습니다 (사실 LTE는 적게 사용한다고 생각합니다. 3G는 5MHz 채널 을 사용하는 반면 LTE는 1.4에서 20MHz 사이의 더 작은 채널을 가질 수 있음 ). 또한 LTE가 채널 Hz 당 bps 측면에서 더 효율적이라고 여러 번 들었습니다 (여기에 인용이 필요합니다. 최소한 모호한 소리라고 인정합니다).

그래서 무엇입니까? 더 많은 스펙트럼? 더 작은 전자 제품? 아니면 다른 방법으로 더 잘하고 있습니까? 어떻게 요?

셀룰러 네트워크가 계속 빨라질 수있게 해주는 것은 무엇입니까?

기본적으로 좋은 오래된 무어의 법칙.

송수화기는 방정식의 절반에 불과합니다. 보다 현대적이고 강력한 실리콘은 더 나은 채널 품질, 적은 노이즈 등을 얻는 데 도움이됩니다. 그러나 이것은 Shannon 씨에 따라 채널 대역폭을 초과 할 수 없습니다.

따라서 각 사용자 가 사용할 수있는 대역폭을 높이는 간단한 방법 은 조경을 더 작은 셀로 분할하는 것입니다. 타워 상단의 지향성 안테나는 "라운드"셀을 주황색과 같은 1/4로 자릅니다.

인구 밀도가 높은 지역의 모든 곳에 마이크로 / 피코 셀을 많이 설치하면 각 기지국이 적은 수의 사용자 만 처리 할 수 ​​있습니다. 셀당 더 적은 사용자는 사용자 당 더 많은 대역폭을 의미합니다. 이는 기지국 하드웨어 (즉, 저렴한 실리콘, 무어의 법칙 및 칩에 RF 비트를 통합하는 MMIC)의 가격 을 낮추어 가능 합니다.

똑똑한 시스템도 도움이됩니다. 예를 들어 GSM에서는 말을하지 않아도 대역폭 시간 슬롯이 예약되어있어 낭비입니다.

중요한 것은 합리적인 가격으로 이들을 사용할 수 있다는 것입니다.

• 진정으로 미친 계산 능력을 갖춘 빅 FPGA
• 빠른 ADC / DAC
• 마이크로파 IC

이를 통해 디지털 라디오가 가능해지며 실시간 빔 포밍 및 채널 이퀄라이제이션, 고급 (및 적응 형) 변조, 강력한 컴퓨팅 능력을 필요로하는 강력한 오류 수정 코드 등 MIMO 및 적응 형 안테나 어레이와 같은 수분이 많은 비트가있는 곳입니다. .

다음은 셀룰러 데이터 속도를 높이는 주요 기술 / 기술 중 일부입니다.

1. 더 넓은 대역폭을 사용할 수있는 더 높은 반송파 주파수로 이동하십시오. 곧 셀룰러에 밀리미터 파 기술이 사용될 것입니다.

2. MIMO (Multi Input Multi Output) 안테나 시스템은 데이터 스트림의 병렬 전송을 허용합니다.

3. OFDM 및 QAM과 같은 사전 변조 방식.

4. 재전송을 요구하지 않고보다 강력한 Shannon 오류 수정 코드는 Shannon Capacity에 더 가까이 다가갑니다.

5. 셀 크기 축소. 이제 우리는 더 적은 수의 사용자로 동일한 빈도를 나눕니다.

동일한 대역폭을 가정하면 데이터 전송률을 높이는 유일한 방법은 QAM과 GSM의 MSK, 16QAM과 QAM, 256QAM과 16QAM,

그리고이 모든 과정에서 다중 경로 지정 및 페이딩을 처리해야합니다.

Hertz 당 더 많은 비트를 사용하면 SignalNoiseRatio (SNR)를 개선해야합니다. 여기에서 코딩은 일회성 5 또는 10dB 지원을 제공합니다. SNR을 향상 시키려면 링크에 더 많은 ERP (집중된 TX 안테나), 더 높은 이득의 수신기 안테나 (더 많은 요소, 위상 배열 등을 통해 더 많은 에너지를 수집 할 수있는 영역 제공 )와 경로가 짧아 경로 손실이 줄어 듭니다.

아니면 다른 방법으로 더 잘하고 있습니까? 어떻게 요?

핸드셋 (또는 시스템)이 개별 음성의 수학적 뉘앙스를 저장하고이를 조작하여 다른 단어를 알고리즘 적으로 형성 할 수있는 날이 올 것입니다. 그런 다음 음성 통화로 전송해야하는 모든 것은 "텍스트"이며 수신 전화는 실제 사람처럼 우리의 음성과 소리를 재구성 할 수 있습니다.

"좋은 하루 보내세요"라고 말하면 2 초 동안 15 개의 ASCII 문자 또는 120 비트가 필요합니다.

언급되지 않은 또 다른 중요한 발전은 광섬유 네트워크의 활용도 향상입니다 . 광섬유는 전체 파장 스펙트럼을 전달할 수 있습니다. 그러나 항상 그렇게하지는 않았습니다. 정밀도를 높이는 광학 필터는 이제 수십 개 (또는 그 이상)의 "채널"을 이전에 두 개만 사용했던 단일 섬유에 넣을 수 있습니다. 이를 통해 기존 인프라 (지상 섬유)는 엔드 포인트 장비를 업그레이드하기 만하면 더 많은 양의 데이터를 전달할 수 있습니다. 셀룰러 네트워크는 기본적으로 파이버 백본 위에 위치하므로 더 빠르고 더 빠른 파이버는 더 넓고 빠른 셀룰러의 중요한 부분입니다.

이것은 어떤면에서 POTS 구리가 수십 년 동안 2400bps에서 50MBps 로 어떻게 바뀌 었는지와 유사합니다.

설계자는 여전히 동적 오디오 압축, 동적 채널 코딩 (즉, Shannon의 한계에 가까워짐) 및 다중 경로, 클러 터 및 간섭에 대한 동적 적응을 수행하는 더 나은 알고리즘을 제공 할뿐만 아니라; 그러나 트랜지스터가 작아 질수록 동일한 양의 배터리 에너지에 대해보다 정교한 알고리즘을 사용할 수 있습니다.