3Gと4Gテクノロジーの違い

著者: Laura McKinney
作成日: 2 4月 2021
更新日: 12 5月 2024
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3Gおよび4Gは 差別化について テクノロジーコンプライアンス、データ転送速度、容量、IPアーキテクチャ、接続数など。3Gは第3世代の略で、最適なモバイルが開発され、データとブロードバンドサービスの接続性が向上しています。 4G LTEは第4世代の略で、より高速で即興のモバイルブロードバンドエクスペリエンスを実現し、より多くの接続を可能にする大容量を提供します。

3Gおよび4Gテクノロジー モバイル通信規格に関連付けられています。モバイルコミュニケーションは、より高速で優れたモバイルブロードバンドエクスペリエンスを提供するために常に発展している分野の1つです。それぞれの新しいテクノロジーは、その前身に比べてパフォーマンスと機能が大幅に向上しています。タブ、ラップトップ、デスクトップ、携帯電話などのさまざまなデバイスを介してインターネットにアクセスする機能を提供します。

  1. 比較表
  2. 定義
  3. 主な違い
  4. 建築
  5. 長所
  6. 制限事項
  7. 結論

比較表

比較の根拠3Gテクノロジー4Gテクノロジー
データ帯域幅2 Mbps-21 Mbps2 Mbps-1 Gbps
ピークアップロード率5 Mbps500 Mbps
ピークダウンロード率21 Mbps1 Gbps
スイッチング技術パケット交換パケット交換、
切り替え
基準IMT 2000
3.5G HSDPA
3.75G HSUPA		単一の統一された標準WimaxおよびLTE
技術
スタック		デジタルブロードバンドパケットデータCDMA 2000、UMTS、EDGEなどデジタルブロードバンドパケットデータWimax2およびLTEの進歩。
周波数帯域1.8 – 2.5 GHz2 – 8 GHz
ネットワークアーキテクチャ広域セルベース無線LANと広域の統合
前方誤り訂正3Gは、エラー訂正にターボコードを使用します。連結コードは、4Gのエラー修正に使用されます。
渡す横水平および垂直


3Gテクノロジーの定義

3G は 標準の生成 を満足する移動体通信サービス用 国際移動通信-2000（IMT-2000） 同じネットワークを介して音声とデータ（音楽のダウンロード、s、インスタントメッセージング）を同時に転送する機能を提供します。

ブロードバンド容量を提供し、前世代の2Gよりも低い増分コストで多数の音声およびデータの顧客をサポートします。 3Gの用途 回線交換 音声通信用 パケット交換 データ通信用。

3Gがサポートする最大データ転送速度：

  • 固定デバイスの場合は2.05 Mビット/秒。
  • 遅いペースで移動するデバイスの場合、毎秒384 Kビット。
  • 高速で移動するデバイスの場合、128 Kビット/秒。

3GPPの形成

3GPP（3rd Generation Partnership Project）は、GSMとUMTSの両方のコラボレーションを含む運営団体の形成中に進化しました。 3GPPは、 ITU-R（国際電気通信連合-無線通信セクター） ITUのセクターの1つ。

国際無線周波数スペクトルの管理を担当し、スペクトルの効率的な使用を確保し、技術ファミリを定義し、スペクトルの特定の部分をファミリに関連付けます。

ITUは、3Gフレームワークの一部である5つの3G標準のファミリーを最終的に承認しました。 IMT-2000、単一の3G標準を構築しようとした後：

  • CDMA（Code Division Multiple Access）に基づく3つの標準、つまり：
    1. CDMA2000
    2. WCDMA（広帯域符号分割多元接続）/ HSPA +（高速パケットアクセス）
    3. TDSCDMA。
  • TDMA（時分割多元接続）に基づく2つの標準、すなわち：
    1. FDMA / TDMA
    2. TDMA-SC（EDGE）。

4Gテクノロジーの定義

4Gは 第4世代のテクノロジー、そして現在の2G（第2世代）、3G（第3世代）、WLAN（ワイヤレスローカルエリアネットワーク）、短距離、固定ワイヤーシステムを開発し、単一のブロードキャストに組み込み、完全に機能し、一貫性のある、首尾一貫したインターネットワーク。


それはの拡張です 3Gテクノロジー によって定義された機能を提供します ITU（国際電気通信連合） IMT（International Mobile Telecommunications）には、さまざまなタイプのネットワークとのインターフェースをサポートするスケーラビリティ、柔軟性、効率性、自己管理、セキュリティなどの機能と、多数の新規および既存のサービスが含まれています。

最大100 Mbpsのデータレートで完全に統合されたカスタマイズされたサービス（音声、データ、およびマルチメディア）を提供し、以下に対する広範なモバイルアクセスを提供します。

  • 高解像度モバイルテレビ
  • IPテレフォニー
  • ゲームサービス
  • ビデオ会議
  • 3Dテレビ

現在の技術の拡張バージョンは、GSM、GPRS、CDMA、IMT-2000、W-CDMA、CDMAone、ワイヤレスLAN、およびBluetoothが4Gに統合されています。エンドツーエンドのインターネットプロトコルを介した高品質のオーディオ/ビデオストリーミングが期待されています。

モバイルのバージョン LTE（Long Term Evolution） そして WiMAX（マイクロ波アクセスの世界的な相互運用性） 1 Gbit / sピークビットレートよりもはるかに低い速度で一斉にサポートされ、サービスプロバイダーによって4Gとブランド付けされていますが、完全なIMT-Advanced準拠はありません。

4G LTEの主な目標は、高いモビリティとグローバルな接続性を実現することでした。

IPコアネットワークは、高データレート、高度なアプリケーションサービス、およびIPおよび無線ネットワークの管理をより効率的にサポートするためにさらに開発されており、より厳しい要件があります。

3Gで使用されていたスペクトラム拡散無線技術は、次のものに置き換えられます。

  • OFDMA（直交周波数分割多元接続）マルチキャリア伝送。
  • FDE（周波数ドメイン等化）戦略。

その結果、巨大なマルチパス無線伝搬の影響を受けることなく、非常に高いビットレートを転送します。

ために MIMO（複数入力複数出力） 通信では、スマートアンテナアレイを使用することにより、ピークビットレートがさらに向上します。放送用に最大64 QAMおよびMBMS（マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス）までの高次変調が使用されます。

以下で説明するポイントは、3Gテクノロジーと4Gテクノロジーの違いを示しています。

  1. データ帯域幅に関しては、3Gは21 Mbpsを提供し、4Gは1 Gbpsの最大データ帯域幅を提供します。
  2. 3Gの最大アップロード速度は5 Mbpsですが、500 Mbpsは4Gの最高アップロード速度です。
  3. 3Gの最高ダウンロード速度は21 Mbpsです。 4Gに対して1Gbpsのピークダウンロードレートを提供します。
  4. 3Gは、データ送信にパケットスイッチングを使用します。一方、4Gではパケットとスイッチングの両方が使用されます。
  5. 4Gでは、ハイブリッドネットワークアーキテクチャが使用されます。逆に、3Gは広域セルベースのネットワークを使用します。
  6. CDMAは3Gで採用されています。反対に、4GはOFDMA（直交周波数分割多元接続）を利用します。
  7. ハンドオフ管理は3Gでは垂直方向に行われますが、4Gでは水平方向だけでなく垂直方向にも行われます。
  8. 4Gでは完全なIPベースのネットワークがサポートされています。ただし、3Gの場合、回線およびパケットベースです。

3G / UMTSアーキテクチャ

3G UMTSネットワークの構成部分は

• モバイルステーション： データや音声対応の携帯電話、タブ、コンピューターなど、エンドユーザーとして使用できるものであれば何でもかまいません。

• RAN（無線アクセスネットワーク）：モバイルステーションとコアネットワーク間のギャップを埋めるベースステーションと無線アクセスコントローラーで構成されます。また、ネットワーク全体のエアインターフェイスを制御および管理します。

• CN（コアネットワーク）：サブシステムの主な処理と管理を提供します。 3G UMTSネットワークアーキテクチャはGSMから移行され、コアネットワーク要素がいくつか強化されています。

コアネットワークは、回線交換ドメインとパケット交換ドメインの2つの部分に分類されます。

  1. 回線交換ドメイン：回線交換ネットワークを使用します。このネットワークでは、特定のタイムスロットに専用のリンクまたはチャネルが提供され、ユーザーのセットになります。 Circuit Switched Domainに表示される2つのブロックは次のとおりです。
    • MSC – モバイルスイッチングセンターは、回線交換コールを管理します。
    • GMSC – ゲートウェイMSCは、外部ネットワークと内部ネットワークの間の仲介者として機能します。
  2. パケット交換ドメイン：2つ以上のデバイス間でデータを送受信するのはIPであるIPネットワークを使用します。パケット交換ドメインに表示される2つのブロックは次のとおりです。
    • SGSN（GPRSサポートノードを提供）：SGSNが提供するさまざまな機能は、モビリティ管理、セッション管理、課金、ネットワークの他のエリアとの通信です。
    • GGSN（ゲートウェイGPRSサポートノード）：非常に複雑なルーターと見なすことができ、外部パケット交換ネットワークとUMTSパケット交換ネットワーク間の内部操作を処理します。
  • IMS（IPマルチメディアサブシステム）：IPマルチメディアサービスを提供するアーキテクチャフレームワークです。

4G LTEアーキテクチャ

4G LTEネットワークの構成要素は

  • ユーザー機器（UE）：携帯電話、タブ、コンピューターなどの通信機能を確立できる任意のデバイスです。
  • 進化したUMTS地上無線アクセスネットワーク（E-UTRAN）： ユーザー機器とEPC間の無線通信を制御します。 LTEモバイルは、一度に1つのセルと1つの基地局のみに接続できます。 EBS（Evolved Base Station）が実行する主な操作
    • LTEエアインターフェースのアナログおよびデジタル処理機能は、すべてのLTE対応デバイスへの無線伝送の送受信に使用されます。
    • シグナリングとコマンドを実行することにより、低レベルの操作を処理します。
  • Evolved Packet Core（EPC）：内部および外部のパケットデータネットワークおよびIPマルチメディアサブシステムと通信します。次のブロックで構成されています。
    • HSS： Home Subscriber Serverは、すべてのネットワークオペレーターのサブスクライバーに関するすべての情報を中央データベースに保持します。
    • 夫人： モビリティ管理エンティティは、シグナリングとHSSによる高レベルの操作を処理します。
    • S-GW： シグナリングゲートウェイは、モビリティアンカーを実行し、PDNゲートウェイとベースステーション間でデータを転送します。
    • P-GW：Packet Data Network Gatewayは、PDNの採用インターフェースと通信します。 IPアドレスの割り当てやパケットフィルタリングなどの操作を実行します。
    • PCRF： ポリシーおよび課金ルール機能は、ポリシー制御施行機能（PCEF）およびポリシー制御の意思決定でフローベースの課金操作を制御する責任があります。


3Gの利点

  • 最大230MHzの帯域幅を持つ2G周波数帯域を採用しており、 グローバルローミング そして マルチサービス。
  • 高速サービスをサポートするための広帯域無線チャネル-無線キャリアチャネルは、最大20Mの帯域幅を使用して即興 チップレート そして アンチマルチパスフェージング。
  • ブロードバンドチャネルでは、時間多重化とコードの再利用を適用することにより、ビジネスの品質を制御できます。マルチサービスを実現するために、さまざまな拡散係数、さまざまなQOSが必要とするさまざまなレートがブロードバンドチャネルにマッピングできるように選択されています。 マルチレート伝送.
  • のパフォーマンスを改善するには ダウンリンク伝送 チャネル高速閉ループ電力制御技術が適用されます。
  • 電力を適応的に調整し、システムの自己干渉を減らし、受信機の感度を高め、システム容量を増やすために、3G基地局に適応アンテナアレイが実装されています。
    主に次の2つの側面、つまりチャネルコーディングと電力制御で構成されるWCDMA。
  • スイッチング技術 端末が安定しておらず、ある基地局のカバレッジから別の基地局の1つにその位置を切り替えるときに、端末とモバイルネットワークの通信に必要です。

4Gの利点

  • 両方の遅延を短縮 接続確立 そして 伝送遅延.
  • 増加したユーザー データスループット.
  • 増加しました セルエッジビットレート.
  • 拡張を採用したビットあたりの最小コスト スペクトル効率.
  • 簡略化 ネットワークアーキテクチャ.
  • シームレス 可動性 異なる間を含む 無線アクセス技術.
  • 合理的 消費電力 モバイルデバイス用。
  • 最小化 設備費 受信機での高価な周波数イコライザーの必要性がなくなるためです。
  • 提供します 統合セキュリティサービス.

3Gの制限

  • セルラーインフラストラクチャ、基地局のアップグレードのコストは非常に高くなります。
  • ローミングとデータ/音声の共同作業はまだ実装されていません。
  • 電力使用率が高い。
  • 短距離基地局が必要であり、高価です。

4Gの制限

  • 新しいデバイスを追加するための場所の調整とリソースの調整は適切ではありません。
  • 限られた音声通話とサービスを一度に処理できます。
  • 集中データサービスであるため、広い帯域幅が必要です。
  • ワイヤレスネットワークの要件のため、農村部では優れたサービスを提供できず、これらの地域では4Gネットワ​​ークがうまく拡張されていません。

結論

4Gテクノロジーは、3Gテクノロジーと比較して優れたサービスを提供します。データスループット、セルエッジビットレート、コスト、モビリティ、モバイルデバイスの消費電力の観点から。ただし、4Gには互換性の問題がいくつかあります。