Беспроводные технологии umts / wcdma

Роуминг

Каковы особенности данного формата при работе в международном роуминге? В таких условиях основная задача – обеспечение качественного звукового сообщения.

При этом ,когда вы пользуетесь телефоном внутри своей страны, особого значения то, какой именно формат вы используете, не имеет – вы в любом случае получите качественную связь.

Но когда речь идет о международном роуминге, сеть GSM без надстроек гораздо предпочтительнее по ряду причин.

В первую очередь потому, что существенно более распространена – в мире существует множество таких сетей повсеместно.

Кроме того, множество действительно выгодных тарифов в роуминге организованы именно между провайдерами GSM.

Совет. Кроме того, если вы приобретаете местную сим-карту, то вероятность того, что она работает в формате GSM очень высока, гораздо выше, чем то, что вы найдете сеть WCDMA. Потому для заграничных поездок лучше иметь устройство GSM-типа.

Беспроводные технологии UMTS / WCDMA (HSDPA; HSUPA; HSPA; HSPA+): характеристика и принцип работы

Технология UMTS разрабатывалась как преемник предыдущего стандарта передачи данных – GSM, но от своего предшественника она отличается более высокими скоростями. По-другому ее называют 3GSM, а в структуре стандарта применяются иные интерфейсы и элементы. С этой сетью тесно связана надстройка WCDMA, представляющая собой абсолютно новый стандарт, отличающийся от технологий второго поколения. Разницу в передаче информации покажет спидтест проверка скорости, и результат диагностики сразу продемонстрирует, что эти стандарты более эффективны по показателям загрузки и выгрузки данных. Далее информация, как функционирует каждая из технологий и их надстройки.

Недостатки

В некоторых странах (в том числе США и Японии) порядок распределения радиочастотного спектра не соответствует рекомендациям Международного союза электросвязи, и в результате UMTS не может быть развёрнута в спектре, назначенном разработчиками. Это требует нового подхода к оборудованию сети связи, и перед производителями ставится задача разработки новых технологических решений. Опыт эксплуатации оборудования сетей GSM позволяет сделать предположение, что в скором времени на рынке появится оборудование, которое сможет удовлетворить требованиям заказчиков во всех странах мира, но его стоимость будет значительно выше существующих на данный момент предложений. Однако такая универсальность в конечном итоге позволяет снизить затраты по отрасли в целом, и в результате абонент окажется в выгоде.

В начале эры UMTS основными недостатками технологии представляются следующие моменты:

относительно высокий вес мобильных терминалов наряду с низкой ёмкостью аккумуляторных батарей;
технологические сложности корректного осуществления хэндовера между сетями UMTS и GSM;
небольшой радиус соты (для полноценного предоставления услуг он составляет 1-1,5 км).

В настоящее время одной из основных проблем остаётся повышенное энергопотребление в режиме UMTS по сравнению с режимом GSM. Большинство производителей телефонов указывают различное время работы для своих устройств в зависимости от того, в сети GSM или сети UMTS работает телефон, при этом продолжительность работы от аккумулятора в сети UMTS значительно короче.

Вторая проблема в переходный от GSM к UMTS период — недостаточное покрытие территории сетью UMTS.

Плюсы и минусы

Среди очевидных преимуществ стандарта WCDMA можно выделить следующие положительные характеристики:

формат является хорошо отработанным и отлаженным, что позволяет использовать его на высоких скоростях, при этом не теряя стабильности соединения;
за счёт высокой распространённости стандарт получил большую зону покрытия;
за счёт многолетних наработок легко интегрируется в сети формата 3G;
отличная сочетаемость современных устройств на Android и WCDMA 3G;
уменьшается нагрузка на аппаратные узлы устройства, что в свою очередь, сказывается на автономности работы гаджета;
из-за того, что является довольно старой технологией, может использоваться практически на каждом смартфоне.

Несмотря на все преимущества, у стандарта имеются и некоторые недостатки. Вот например, некоторые из них:

каким бы удачным и технологичным ни был стандарт, всё же он устарел и уже не всегда соответствует современным требованиям;
новые сети стандарта LTE имеют гораздо большую скорость передачи данных;
архитектура сети гораздо более сложна, нежели новые современные режимы;
при удалении от базовых станций оператора сотовой сети происходит заметное снижение скорости передачи данных;
необходимость устанавливать в некоторые устройства, например ZTE, драйвер WCDMA, это необходимо для правильной работы в операционной системе, в частности, очень многие запросы с поиском драйвера связаны с ZTE WCDMA Technologies.

Заявленные скорости стандарта вблизи вышек сотового оператора могут составлять до 2 мегабит в секунду. При этом, если расстояние ощутимое, то скорость снижается до 384 мегабит в секунду.

Что такое GSM?

GSM выступает в роли Глобальной системы мобильной связи и в настоящее время считается стандартом связи в глобальном масштабе, особенно в Азии и Европе, с доступностью в более чем 210 странах мира. Он функционирует на четырех различных частотных диапазонах: 900 МГц и 1800 МГц — в Европе и Азии, а 850 МГц и 1900 МГц — в Северной и Южной Америке. Ассоциация GSM является международной организацией, основанной в 1987 году, которая предназначена для разработки и контроля расширения использования беспроводной связи этого стандарта.

GSM использует вариант TDMA (множественный доступ с временным разделением), который делит полосы частот на несколько каналов. В этой технологии голос преобразуется в цифровые данные, которые передаются через канал и временной интервал. На другом конце приемник прослушивает только назначенный временной интервал, а вызов объединяет оба сигнала. Очевидно, что это происходит за очень короткое время, и получатель не замечает «разрыв» или временное деление.

Особенности технологии

См. также: System Architecture Evolution

Радиус действия базовой станции LTE зависит от мощности излучения и теоретически не ограничен, а максимальная скорость передачи данных зависит от радиочастоты и удалённости от базовой станции. Теоретический предел для скорости в 1 Гбит/сек — от 3,2 км (2600 МГц) до 19,7 км (450 МГц). Большинство операторов в России работают в диапазонах 2600 МГц, 1800 МГц и 800 МГц (стандарт LTE-FDD). Базовые станции диапазона 800 МГц способны обеспечить такую скорость на расстоянии до 13,4 км. Диапазон 1800 МГц — наиболее используемый в мире, он сочетает в себе высокую емкость и относительно большой радиус действия (6,8 км).

В ноябре 2015 года Международный союз электросвязи рекомендовал в Европе, Африке, на Ближнем Востоке и в Центральной Азии строить LTE-сети в диапазоне 694—790 МГц. Эти частоты в ряде стран, в частности в России, заняты аналоговым телевещанием.

Максимальная скорость загрузки из Сети до 299,6 Мбит/с и максимальная скорость загрузки в Сеть от абонента до 75,4 Мбит/с в зависимости от категории оборудования пользователя (антенна 4×4 с использованием спектра 20 МГц).
Низкая задержка при передаче данных (5 мс задержка для маленьких IP пакетов в оптимальных условиях), более низкая задержка при установке соединения.
Улучшена поддержка мобильности, в качестве примера терминал, движущийся со скоростью 350 км/ч или 500 км/ч в зависимости от диапазона частот.
OFDMA для нисходящей линии связи, SC-FDMA для восходящей линии связи с целью экономии энергии.
Поддержка и FDD и TDD систем связи, а также полудуплексной FDD с одной и той же технологией радиодоступа.
Повышение гибкости. Спектр: 1,4 МГц, 3 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц для ширины соты стандартизированы.
Поддержка размеров соты от нескольких десятков метров (фемто и пикосоты) до 100 км. В нижних частотных диапазонах, которые будут использоваться в сельских районах, 5 км является оптимальным размером соты. В городе и в районах плотной заселённости более высокие частотные диапазоны (например, 2,6 ГГц в ЕС) используются для поддержки высокоскоростной мобильной широкополосной связи. В этом случае размер соты может быть 1 км или даже меньше.
Поддержка как минимум 200 активных клиентов в каждой соте 5 МГц.
Поддержка сосуществования со старыми стандартами (например, GSM/EDGE, UMTS и CDMA2000). Пользователи могут начать вызов или передачу данных в области с наличием LTE и, покинув область покрытия, продолжить работу без каких-либо специальных действий с его стороны в сетях GSM/GPRS.
Радиоинтерфейс коммутации пакетов.

Принципиальные отличия от GSM

Как было сказано выше, WCDMA представляет собой интегрированную надстройку для сетей GSM.

Зачем же эта надстройка создавалась и в чем принципиальное отличие между двумя этими форматами?

До того, как появилась технология 4G LTE разница была в том, что, тогда как устройства GSM были «привязаны» к сим-карте, телефоны, работающие на формате WCDMA, к ней привязаны не были.

Строго говоря, такая сеть привязывалась к самому устройству с номером абонента и доступом к сети 3G.

Зачастую, устройства WCDMA даже не имели порта для подключения сим-карты, тогда как устройства типа GSM имели.

Это было неудобно, необходимо было созваниваться с провайдером при переходе на новое устройство, новый тариф или новый тип связи.

В настоящее время такие устройства почти не выпускаются и формат полностью забыт, и лишь изредка реализовывается на довольно дешевых и устаревших модемах.

Важно! Интересная особенность заключается в том, что хотя во всем мире этот формат забыт и преобладает GSM, в США ситуация обстоит наоборот. Так как в этой стране использование WCDMA является очень выгодным для абонента с финансовой точки зрения, потому, приобретая телефон, американские абоненты сразу заключают контракт с сотовым оператором..

2 Смена сим-карт разных форматов>

<Рис. 2 Смена сим-карт разных форматов>

Какой режим выбрать

WCDMA – это режим мобильной связи нового поколения (3G). Через него можно передавать голос и данные, и происходит это значительно быстрее. Качество связи практически не отличается в этих режимах. Но покрытие WCDMA чаще всего не ловит за городом.

Следовательно, если вы часто выезжаете за городские пределы и для вас важна связь, выбирайте GSM. А если вы чаще всего бываете именно в городе и хотите пользоваться скоростным интернетом, вам больше подойдет WCDMA. Плюсом этого режима сети является то, что он экономит энергопотребление аккумулятора, и связь не будет глючить во время перемещения по городу.

Можно также выбрать и автоматический режим (переключение между сетями в зависимости от качества покрытия). Он обеспечит интернет и голосовую связь в любой точке досягаемости радиоволн. Но его недостатком является повышенная энергозатратность, потому что одновременно работают два радиомодуля.

А поскольку радиомодуль использует больше энергии там, где сигнал слабо досягаем, то за городом батарея будет разряжаться очень быстро. Следовательно, выезжая, переключайтесь на GSM.

Чтобы включить в смартфонах с поддержкой ОС Android (Meizu, Xiaomi, Lenovo, Prestigio, и др.) необходимый режим сети, зайдите в Настройки > Мобильные сети > Режим сети > включить WCDMA / GSM / UMTS / HSDPA+.

На этом все, друзья! Надеюсь, статья была для вас полезной. Делитесь её с друзьями, не забывайте ставить лайки и подписываться на нас в Facebook Twitter и ВКонтакте! До встречи!

Режим сети WCDMA и GSM: что выбрать

Во многих телефонах есть возможность выбрать один из режимов сети. Обычно доступно три варианта, это:

Только WCDMA;
Только GSM;
Автоматический режим (WCDMA/GSM);

Выбор между этими тремя вариантами зависит от того, где вы находитесь. Если вы постоянно находитесь в пределах города, где есть стабильный сигнал и хорошее покрытие, то вполне можно выбрать режим сети «Только WCDMA». В этом случае телефон будет работать только с сетью WCDMA. Это позволит немного уменьшить расход батареи и исключит переключения между GSM и WCDMA, во время которых могут быть перебои со связью.

Если же вы живете за городом или часто выезжаете за его пределы, то лучше выбрать автоматический режим сети. В этом режиме телефон будет автоматически переключаться между WCDMA и GSM сетями, в зависимости от того, какое покрытие доступно в данный момент.

Режим сети «Только GSM» стоит выбирать только в тех случаях, если вы по каким-то причинам не хотите использовать услуги 3G.

В чем загвоздка?

На некоторых Android-устройствах чтобы переключить режим работы сети достаточно открыть настройки,

выбрать пункт «Еще»,

«Мобильные сети»,

«Тип сети»,

и поставить переключатель.

В моем случае (защищенный китайский смартфон Iman X5 (Android 5.1)) при выборе типа сети 2G, телефон работал только в этом диапазоне, но при выборе пункта 3G устройство работало как в 2G, так и в 3G. На других же Android-устройствах (некоторых смартфонах Samsung точно) режимы называются «только 2G(GSM)» и «только 3G». Достаточно просто выбрать нужный режим и наслаждаться работой устройства. Мне же пришлось искать другой способ принудительного включения 3G.

Выбор типа сети через инженерное меню

Несмотря на кажущуюся сложность этого способа все просто — набираем на телефоне комбинацию *#*#4636#*#* (иногда может потребоваться нажать кнопку вызова)

и попадаем в инженерное меню.

Выбираем пункт «Информация о телефоне», прокручиваем до пункта «Настроить предпочтительный тип сети»,

выбираем «WCDMA only» (только 3g) или «GSM only» (только 2g). По умолчанию там обычно стоит «WCDMA preferred» (3g предпочтительно).

Используя этот способ стоит обратить внимание на то, что передача данных должна осуществляться через СИМ-карту №1, иначе режим может не переключиться. Обычно этот способ срабатывает, но у меня же режим переключался обратно на «WCDMA preferred»

Пришлось искать другой способ.

«Продвинутое» инженерное меню

Это меню доступно на многих устройствах с процессором MTK (большинство китайских смартфонов и планшетов). Для доступа к нему нужно набрать комбинацию *#*#3646633#*#* (иногда еще нажать на «вызов»).

Попадаем в сложное и запутанное меню со множеством настроек и тестов. Имейте в виду, что внося какие-либо изменения в эти настройки, вы рискуете вывести свой аппарат из строя, поэтому осторожнее. Нам нужен пункт «Network Selecting»,

нажимаем,

и выбираем режим «WCDMA only». У меня после этого все заработало как надо.

Стоит обратить внимание на еще один интересный пункт «BandMode»,

в котором можно отключить сканирование ненужных частот, что позволит сэкономить заряд батареи.

В России

См. также: Сотовая связь в России

По результатам конкурса на получение лицензий для предоставления услуг сотовой связи в стандарте UMTS на территории России победителями оказались три крупнейших оператора стандарта GSM в РФ: в апреле 2007 года необходимые разрешения были выданы ОАО «Мобильные ТелеСистемы» (МТС), ОАО «ВымпелКом» (торговая марка Билайн) и ОАО «МегаФон», ООО «T2 Рус холдинг» получило частоты при объединении с «Ростелекомом» (Ныне «T2 РТК Холдинг» (торговая марка Tele2).

Первым российским оператором, запустившим сеть третьего поколения в коммерческую эксплуатацию, стал «Северо-Западный филиал ОАО „МегаФон“»: в начале октября 2007 г. компания ввела в действие сеть из 30 базовых станций на территории г. Санкт-Петербурга, а к концу 2008 г. планировала построить на Северо-Западе 1000 базовых станций с поддержкой UMTS/HSDPA и полностью покрыть сетью 3G Петербург. 28 мая 2008 г. сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA в Петербурге запустила в коммерческую эксплуатацию компания МТС. 15 июля 2008 г. в Сочи компания МТС запустила в коммерческую эксплуатацию сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA. Это позволило компании «Мобильные ТелеСистемы» стать вторым оператором России, начавшим предоставление услуг связи 3G-UMTS. 1 июня 2008 года в городе Казань компанией «МТС» была запущена сеть 3G(HSDPA) в тестовом режиме, а с 1 июля 2008 года была запущена в коммерческую эксплуатацию. С февраля 2008 года в тестовом режиме, а с 6 октября 2008 года услуги в сети 3G доступны для абонентов МТС в Новосибирске в коммерческом режиме. Чуть позднее 3G сеть была развёрнута в городе Нижнекамск, с января 2009 года в Казани также запустила 3G сеть «Билайн», с 1 сентября 2009 года планируется запуск 3G сети компанией «Мегафон», обещавшей полностью покрыть весь город. 16 июля 2009 года в Саратове компания МТС запустила в коммерческую эксплуатацию сеть 3G с поддержкой HSDPA.

1 сентября 2008 года «Вымпелком» (торговая марка «Билайн») объявила о начале предоставления услуг на основе технологий UMTS в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Самаре и Челябинске.
12 марта 2009 года в Новосибирске ОАО «Вымпел-Коммуникации» запустили сеть 3G в режиме коммерческой эксплуатации
17 ноября 2008 года компания МегаФон сообщила, что 185 базовых станций, оснащённых современным оборудованием для высокоскоростной передачи данных, обеспечивают высокое качество 3G-сигнала в крупных городах и населённых пунктах республики Дагестан: Белиджи, Магарамкенте, Кизляре, Кизилюрте, Избербаше, Каспийске, Дербенте, Дагогни, Ленинкенте, Тюбе, Буйнакске и Хасавюрте.
14 ноября 2008 года «Билайн» объявила первой о начале предоставления услуг на основе технологий UMTS в Уфе, а 17 Декабря 2008 года 3G сеть была запущена в Кургане, и в Чите.
18 декабря 2009 года «Билайн» запустила сеть 3G в Иркутске и Иркутской области. 6 мая 2010 года МТС запустила 3G сеть в городе Липецке.
17 июля 2012 в Иркутске ЗАО «Байкалвестком» запустило сеть 3G. «В ближайшее время жители крупных населенных пунктов Приангарья смогут воспользоваться всеми преимуществами сети третьего поколения стандарта UMTS» — сообщается на сайте компании.
27 марта 2013 в Пермском крае ОАО «Ростелеком» запустили сеть 3G+. В ближайшее время жители мелких населённых пунктов Пермского края смогут использовать все преимущества сетей третьего поколения стандарта «HSPA+» — сообщается на сайте

Относительно 3G покрытия другими операторами не сообщается[источник не указан 3939 дней].

Интерференция и методы борьбы с ней

Для доступа абонентов в сети стандарта TD-SCDMA среди всех прочих используется кодовый метод множественного доступа абонентов (CDMA). Главный принцип его работы основан на том, что каждому абоненту присваивается независимый (ортогональный) код, с помощью которого устройства абонента кодирует всю передаваемую им информацию. Благодаря тому, что коды независимые появляется возможность выделить (принять) из радио эфира информацию, переданную именно этим абонентом. Однако на практике невозможно сгенерировать достаточно много кодов для работы реальной сети сотовой связи, поэтому используются «почти» ортогональные. Таких кодов можно создать много, однако они обладают большим недостатком: при большом числе одновременно работающих устройств в эфире возникает интерференция, т.е. устройства начинают оказывать друг на друга влияние и при превышении определенного порога может возникнуть значительное искажение и потеря передаваемой информации. Именно интерференция является главным ограничивающим фактором пропускной способности и емкости системы TD-SCDMA.

В связи с вышесказанным возникает необходимость поиска различных способов борьбы с интерференцией. Стандарт TD-SCDMA предлагает целый набор таких методов:

1. Механизм определения совместной передачи (Joint detection). Он реализован в приемнике базовой станции в виде специального модуля и обеспечивает максимально точное выделение сигнала от каждого абонента из общего потока. Алгоритм Joint detection основан на том, что в сигнал от каждого абонента добавляется специальная тренировочная последовательность, которая при приеме позволяет оценить параметры радио канала, в том числе и уровень интерференции. Таким образом, приемник может заранее предугадать возможные проблемы и скорректировать принимаемый сигнал.

2. Умные антенны (Smart Antennas) представляют собой секторные антенны, которые могут передавать (принимать) сигнал из заранее определенной местности, часто ограниченной несколькими десятками метров. Благодаря им реализуется так называемый пространственный метод множественного доступа (SDMA — Space Division Multiple Access) абонентов. Для эффективной работы смарт-антенн необходим надежный и точный алгоритм определения местоположения абонентов, который уже заложен в стандарте TD-SCDMA. Таким образом, сигнал для каждого абонента передается по отдельности и интерференции от совместной передачи сигналов удается избежать. Однако на практике, такие антенны применяются достаточно редко из-за их высокой стоимости.

Принцип работы Smart-антенн

3. Динамическое распределение кодов, заключающееся в том, что коды для абонентов выделяются в различных (разрешенных) частотных диапазонах и временных интервалах, что дает возможность снизить общий уровень интерференции. В зависимости от используемого метода разделения каналов выделяют следующие методы динамического распределения:

временное динамическое распределение (TDMA) – трафиковые каналы выделяются в наименее интерферирующих таймслотах;
частотное динамическое распределение (FDMA) – трафиковые каналы выделяются на наименее интерферирующих частотных несущих (доступно 3 несущих по 1,6 МГц в пределах стандартной полосы 5 МГц);
кодовое динамическое распределение (CDMA) – для трафиковых каналов выделяются наименее интерферирующие коды;
пространственное динамическое распределение (SDMA) – основан на использовании смарт-антенн (описан выше).

4. В отличии от технологии WCDMA стандарт TD-SCDMA предусматривает четкую синхронизацию всех устройств. Необходимость синхронизации обусловлена в первую очередь использованием метода TDMA. Чтобы избежать наложение информации различных абонентов, передаваемых в соседних таймслотах и приемник, и передатчик должны точно знать структуру временных интервалов. Синхронизация также оказывает косвенную помощь в борьбе с интерференцией. Благодаря синхронизации обеспечивается надежная работа алгоритма Joint detection, а также смарт-антенн. Кроме того, синхронизация позволяет решать другие задачи и получить дополнительные преимущества:

высокая точность в определении местоположении;
возможность измерения «качества» соседних сот во временные интервалы, когда информация не передается;
благодаря синхронной работе можно добиться того же качества соединения без использования soft-хэндовера, ограничиваясь обычным (жестким) хэндовером.

Беспроводные технологии подключения к сети интернет umts / wcdma