¿Cómo se relaciona el espectro de longitud de onda de la operación (supongo que significa el rango de longitud de onda) en relación con la calidad y la generación de servicios como 2G, 3G, 4G?

Answer 1

Este es un gran tema.

En general, cuanto más baja es la frecuencia (longitud de onda más larga), más viajan las cosas.

La frecuencia más alta tiene un rango más bajo: malo para la cobertura rural, pero excelente si desea comprimir muchas celdas para obtener mucha capacidad en los centros urbanos.

Históricamente, 2G utilizó 800-900MHz y 1800-1900MHz.

3G extendió eso para usar 2.1GHz

LTE lo extiende más allá: 700MHz, 800MHz en el extremo bajo y 2.6GHz en el extremo alto.
(Y con 3.5GHz y otros viniendo también)

Pero a medida que más personas usan LTE, las operadoras están “reconstruyendo” o reciclando las frecuencias más antiguas (lo que hace que los teléfonos móviles y el roaming sean más complejos).

Si observas los modelos de propagación, puedes ver los detalles de la frecuencia en función del rango, pero es complicado …
Modelo de propagación de radio
Por ejemplo:

El modelo COST-Hata está formulado como,
Para entornos suburbanos o rurales:
Dónde,
L = Pérdida de la trayectoria mediana. Unidad: Decibelio (dB)
f = Frecuencia de transmisión. Unidad: Megahertz (MHz)
hB = Altura efectiva de la Antena de la Estación Base. Unidad: Metro (m)
d = Distancia de enlace. Unidad: Kilómetro (km)
hR = Altura efectiva de la antena de la estación móvil. Unidad: Metro (m)
a (hR) = Factor de corrección de la altura de la antena de la estación móvil como se describe en el Modelo Hata para Áreas Urbanas.

Sin embargo, como dice Quora User, esto no se relaciona directamente con la “calidad”, que es un término mucho más complejo y elástico.

Answer 2

Como mencionó Rupert Baines, es un gran tema, pero voy a tratar de explicarlo a un nivel muy alto. Espero que pueda tener algún sentido.

El espectro electromagnético se ha dividido en bandas para utilizarlo, regularlo o ambos . Puede estar familiarizado con algunas de las bandas, como las que se usan para la radio AM y FM, o VHF y UHF para la televisión. Hoy en día vemos 2.4GHz escritos en las cajas de teléfonos inalámbricos, enrutadores inalámbricos y un montón de otros pequeños electrodomésticos. Diferentes equipos operan en diferentes bandas.

Además de eso, cada banda se divide en canales , que son utilizados por los dispositivos que operan en esa banda. En el caso de la radio AM, cada canal es lo que llamamos una estación. Cada operador recibe una parte de las frecuencias en las que puede transmitir. También hay algún espacio “en blanco” entre los canales para evitar interferencias. Esta es la razón por la que tienes silencio entre las estaciones de radio (o debería).

A medida que aumenta la frecuencia de transmisión, los canales se ensanchan (una mayor parte de las frecuencias) y también lo hace la capacidad de transportar información. Siguiendo con el ejemplo de la radio, es por eso que la radio AM es lo suficientemente buena para los programas de entrevistas, pero preferimos la FM para la música. Hay mucha más información enviada en una canción y las frecuencias de FM permiten una experiencia de audición decente. Sin embargo, como explicó Rupert Baines, las transmisiones de FM no pueden viajar tan lejos como las transmisiones de AM, por lo que hay un compromiso: la calidad de la escucha frente a la distancia.

En este nivel, entonces, la relación es simple: cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el ancho de banda de cada canal y más información se podrá enviar .

Las cosas se complican más en este punto porque existen otros factores, como la tecnología utilizada para las transmisiones. Hemos descubierto formas de incluir más y más datos en una señal en particular en las últimas décadas, además, hemos desarrollado algoritmos complejos para la compresión de datos que permiten que incluso más datos viajen a través de un canal determinado. 4G permite velocidades más rápidas que 3G, pero no solo debido a las frecuencias. También se debe a la tecnología involucrada.

La razón por la que esto complica las cosas es que una torre celular muy congestionada puede optar por degradar la calidad del tráfico de voz para aumentar la relación de compresión y permitir que pasen más llamadas. Para un proveedor, una llamada interrumpida es otra oportunidad para perder un cliente, y las personas se enojan mucho si su llamada ni siquiera se atiende, pero soportan conexiones de mala calidad y comienzan a caminar o extender los brazos tratando de obtener una mejor recepción. El equipo celular está diseñado con esto en mente y aumenta la compresión en las llamadas de voz, al tiempo que acelera o ralentiza las conexiones de datos a medida que aumenta la cantidad de teléfonos dentro de cada celda.

No hay una correlación directa entre la calidad y el ancho de banda en el caso del servicio celular, en el sentido de que los clientes 4G en áreas de alto tráfico pueden experimentar velocidades de datos más lentas y una calidad de voz peor que los clientes en áreas 3G de bajo volumen.