På svenska In English
Fakta om mobiltelefoni

3G, UMTS, WCDMA, GSM, 4G och LTE. Vi reder ut begreppen och förklarar tekniken.


2G (GSM)

GSM näten börjar nu bli till åren men har hos flera operatörer uppgraderats och faktiskt även helt bytts mot nya plattformar. GSM kallas även 2G, andra generationens mobiltelefoni. I Europa används vanligtvis två olika frekvensband på GSM: GSM900, GSM1800. 
GSM använder en teknik som gör att man tilldelar varje cell ett antal telefonkanaler eller datakanaler som kommunikationen sker över. Varje kanal ligger i ett frekvensband som är 200 kHz brett och i detta band delar man upp dessa kanaler så att de får sin egen lilla tidsintervall som tal- eller dataöverföringen sker i. Man använder olika kodningsalgoritmer för att överföra ljud eller data mellan terminalen/telefonen till basstationen, beroende på algoritm (och kapacitetsnyttjande i cellen) så får man olika komprimeringsgrad på samtalet som överförs.
När det gäller dataöverföringen så sker det på ett lite annorlunda sätt där kanaler adderas på varandra och på detta sätt får man upp en högre hastighet på dataöverföringen. Överföringen av data sker asynkront. Man pratar om Up-Link (Terminal - Basstation) som har alltid en lägre hastighet än Down-link (Bastation - Terminal). Orsaken är enkel, behovet är vanligtvis att användaren laddar hem mer data än man laddar upp. Obsevera att detta ej gäller telefonkanaler utan bara datakanaler!
För mobiltinternet använder GSM två olika datatjänster; GPRS eller EDGE. Skillnaden är stor gällande hastighet på dessa tekniken. EDGE kallar man ofta 2,5G teknik, pga hastigheten på dataöverföringen, som ligger nästan i intervall med de första 3G nätens datahastigheter.
GSM har ofta en god täckning då det är väl utbyggt och basstationerna når relativt långt med sina signaler på 900MHz-bandet. Problem som kan uppkomma med GSM är naturligtvis låg hastighet på dataöverföringar men även att ljudkvalitén på telefoni kan bli bristande när kapaciteten börjar bli ansträngd i en basstation. Denna typ av problem är ovanliga i 3G nät.

3G (kallas även UMTS eller WCDMA)
3G-näten erbjuder både telefoni och mobilt Internet. 3G finns idag som två standarder WCDMA samt CDMA2000. Den senare tekniken är ganska smal och finns primärt i USA samt Asien, men även enstaka nät i Europa. Med begreppet 3G menar vi i Europa vanligtvis WCDMA baserade mobilnät. 3G har olika tjänster såsom telefoni, mobilt internet, SMS, MMS, etc. Vanligtvis så nytjar 3G 2,1 Ghz banden. Från och med 2011 så börjar även 3G att levereras på 900MHz-banden, dvs samma frekvensband som GSM900. De 1800MHz-band som GSM nyttjar kommer högst troligt ej att nyttjas för 3G men däremot för 4G. 

Mobiltelefoner i ett 3G-nät kommunicerar med en eller flera basstationer. Begreppet NodeB är vad man kallar den tekniska sändarutrustningen på basstationer. Varje basstation har oftast mellan 1-4st frekvenser som man sänder och tar emot på. Dessa frekvenser är 5 mhz breda och kallas UARFCN. Respektive basstation har sedan normalt 1-3 antenner som då kallas celler. Varje cell har ett individuellt sekvensnummer (512 möjliga) som kallas SC (Scrambling Code). Då flera SC hos mobiltelefonen upplevs ha lika god kvalitet sänds samma information från alla dessa celler. Mobilen adderar på så vis ihop signaler och får en total mottagen signal som därmed har mindre sannolikhet för fel.

4G (LTE) 
Tekniken som vanligtvis går under begreppet som operatörerna kallar 4G är en teknik som heter LTE (Long term Evolution). 4G som begrepp är lite missvisande men vi går inte in på det här. Såsom namnet säger är LTE en utveckling av 3G/UMTS/WCDMA näten. 

Den stora skillnaden är enkelt utryckt 3 faktorer:

1. Radiogränssnittet i LTE skiljer sig avsevärt från 3G. Detta för att uppnå de höga hastigheter som idag teoretiskt ligger på över 300Mbit/s. Framtiden kommer att erbjuda hastigheter på över 1Gbps/s (!) och att kommunikation sker parallellt över flera olika frekvensband. 

2. Tekniken är "All-IP" (IMS - "IP Multimedia Subsystem"). Detta innebär en stor förändring i hela systemarkitekturen och all kommunikation sker med TCP/IP, till skillnad från 2G och 3G. 

3. LTE erbjuder endast olika typer av datanätstjänster med olika hastigheter och prioritering. Självklart kommer telefoni att erbjudas i LTE men observera att det då handlar om IP-telefoni och alltså sker all telefoni med stöd av exempelvis SIP.

Frekvenserna på LTE är annorlunda än 2G och 3G. I Skandinavien kommer LTE att erbjudas på följande frekvensspektrum: 800MHz, 900MHz, 1800MHz, 2300MHz samt 2600MHz. Olika operatörer bygger LTE på olika frekvensband. De tidigaste 4G näten byggdes på 2600MHz banden och så sker fortfarande. Nu börjar några operatörer färdigställa 4G nät på 800 respektive 900MHz banden. Inom kort så kommer även 1800MHz sant senare 2300MHz banden att erbjuda 4G.

CDMA2000/450 och TETRA
HIPS AB har idag inga förstärkare i lager för TETRA eller CDMA450.


Förstärkare och signalstyrka

Med en förstärkare installerad så får du bättre signalstyrka vilket tar bort problem såsom avbrutna och missade samtal. Det medför även att telefon/modem sänder med högsta effekt och ofta får man även bättre prestanda på mobilt Internet.
Förstärkarna hämtar en signal utomhus och flyttar signalen inomhus, där man ofta upplever en avsevärt svagare signalstyrka på grund av husets konstruktion, väggar, tak fönster, etc. UMTS såväl som GSM förstärkaren är av "Lågeffektstyp". Den tar en befintlig signal utomhus, leder in signalen inomhus och förstärker den lite (ca 10-20dbm). Man får då ungefär samma, eller något starkare, signalstyrka inomhus som utomhus. Observera att signalstyrkan som sänds ut från förstärkaren är inte på något sätt skadlig utan är helt jämförbar med en trådlös telefon eller ett trådlöst LAN.
Fördelen med lågeffektsförstärkare är att man riskerar ej att få en för stor förstärkning av radiosignalerna som därmed kan skapa störningar för dina grannar.
 
Signalstyrka i 3G (UMTS/WCDMA)
Signalstyrka mäts i UMTS nät på styrkan i RSCP signalen. Varje cell har en pilotkanal som mobiltelefonen använder för att synkronisera mot. Denna pilotkanal kallas CPICH (Common Pilot Channel) och har alltid samma signalstyrka. När man vill mäta upp en radiosignal för att ta reda på täckning och kvalitet i ett UMTS nät utgår man från CPICH. Mottagen signalstyrka (radioenergi) från en cell benämns RSCP (Received Signal Code Power). RSCP är den energi man vill förstärka för att mobiltelefonen skall kunna ha en bra och stabil kommunikation. En annan viktig parameter är signal kvalitén som heter Ec/No. Detta är förutom en viktig variabel för att säkerställa kvalitet på samtal och dataöverföring så används signalkvalitén i ett UMTS/WCDMA beräkna handover mellan basstationer samt roaming till GSM. Mottagen kvalitet på radiosignalen från en cell benämns Ec/No. Signalkvaliteten är mycket viktig och avgör hur lätt mobiltelefonen har att avläsa radiosignalen som radiobasstationen skickar. För 3G (WCDMA) är den momentana lasten, dvs. hur många som samtidigt har ett pågående mobilsamtal till den cell du för tillfället är uppkopplad mot, direkt relaterad till Ec/No. Detta innebär att Ec/No förändras över tiden på så vis att Ec/No försämras då många samtidigt ringer och förbättras då få samtidigt ringer.

Signalstyrka i 2G (GSM)
GSM tillhör så den så kallade 2:a generationens mobila kommunikationssystem. 2G och 3G skiljer sig endel åt men har liknande tekniska lösning med basstation, frekvens och cell. GSM radiobasstationen kallas BTS, och via denna tilldelas alla anslutna mobiltelefoner en eller ett antal frekvenser. Tidsmässigt så delas frekvensen upp i tidsluckor. I GSM delas alltså resurserna bland användarna på tid och frekvens. Sändning och mottagning sker cykliskt. Varje cell har en pilotkanal som mobiltelefonen använder för att synkronisera mot. Denna pilotkanal kallas, BCCH (Broadcast Control Channel), som mobiltelefonerna synkroniserar mot samt får information ifrån. Mottagen energi och avkodad signal i GSM-nätet kallas RxLev.  Mottagen signalstyrka (radioenergi) från en cell benämns BCCH. RxLev är den absoluta energin mottagen av mobiltelefonen.


Roaming mellan UMTS och GSM
Roaming är en teknisk term som beskriver den tekniska förmågan för en terminal (mobiltelefon) att kunna byta mellan två basstationer i olika nät utan att uppkopplingen bryts. Användare kan få sina terminaler omkopplade mellan UMTS- respektive GSM-näten och detta styrs av teleoperatörernas konfiguration av näten. Täckningen mellan de olika näten varierar därmed kan samtalen kopplas om mellan UMTS/GSM beroende på radiotäckning, signalkvalitet samt därtill hur operatören valt att konfigurera sina specifika nät. Oftast så uppmärksammas inte användaren att den under aktivt samtal flyttas mellan dessa tekniker.
Som exempel: En användare som befinner sig i en del av ett UMTS nät med mycket dåliga signal/kvalitetsförhållande kopplas om till GSM förutsatt att operatören har den typ av teknik tillgänglig. Användaren kommer att ligga kvar i GSM nätet under en kortare eller längre period. Återgång till UMTS sker först när nätoperatörens fördefinierade gränsvärden uppfylls/överskrids eller beroende på hur signal/kvalitetsförhållande på GSM respektive UMTS är. Roamingen är helt styrd av operatörerna och är alltså beroende av en kombination av fördefinierade gränsvärden och/eller signal/kvalitetsförhållande i de olika näten.

HIPS AB har en god kunskap om de olika teknikerna och hur Ni bäst kan nyttja dessa. Självklart hjälper Vi till med att föreslå lösningar som passar Er bäst. Vi kan även erbjuda helt specialanpassade förstärkare.