Fejlesztési háttér
Az utóbbi években a mobilkommunikációs rendszerek ötödik generációja, az 5G, forró téma lett a kommunikációs iparban és az egyetemeken. Az 5G fejlesztésének két fő hajtóereje van. Egyrészt a negyedik generációs mobil kommunikációs rendszer, a 4G, amelyet a hosszú távú evolúciós technológia képvisel, teljes mértékben forgalomba került, és napirendre került a következő generációs technológia megvitatása. Másrészt, a mobil adatok iránti kereslet felrobbant, és a meglévő mobil kommunikációs rendszerek nehezen képesek kielégíteni a jövőbeli igényeket, sürgős szükség van az 5G rendszerek új generációjának fejlesztésére.
Az 5G fejlődése a mobil adatok iránti növekvő keresletből is származik. A mobil internet fejlesztésével egyre több eszköz kapcsolódik a mobilhálózathoz, és új szolgáltatások és alkalmazások jelennek meg. A globális mobil szélessávú felhasználók várhatóan eléri a 9 milliárd eurót 2018-ban. 2020-ra várhatóan a mobil kommunikációs hálózatok kapacitására a jelenlegi hálózati kapacitás 1000-szeresére lesz szüksége. A mobil adatforgalom növekedése komoly kihívásokat fog jelenteni a hálózat számára. Először is, ha a jelenlegi mobilkommunikációs hálózatot fejlesztik ki, akkor a kapacitás nem támogatja a forgalom ezerszorosának növekedését, és a hálózati energiafogyasztás és bitköltségek elviselhetetlenek. Másodszor, a forgalom növekedése elkerülhetetlenül tovább növeli a spektrum iránti igényt, és a mobilkommunikációs spektrum szűk, és a rendelkezésre álló spektrum nagy frekvenciájú, szétaprózott eloszlás megnehezíti a spektrum hatékony felhasználását. Ezen felül a hálózati kapacitás növelése érdekében intelligens és hatékony hálózati erőforrásokat kell felhasználni, például intelligens optimalizálást az üzleti és felhasználói személyiség számára, de ez a képesség nem elegendő; végül, jövőbeli hálózatok. Heterogén mobil hálózatnak kell lennie, amelyben több hálózat működik együtt. A hálózati kapacitás növelése érdekében meg kell oldani az egyes hálózatok hatékony kezelésének, az átjárhatóság egyszerűsítésének és a felhasználói élmény javításának problémáit. A fenti kihívások megoldása és a mobil forgalom növekvő igényének kielégítése érdekében sürgősen ki kell dolgozni az 5G-os mobil kommunikációs hálózatok új generációját.
alapfogalmak
A korábbi 2G, 3G és 4G mobilhálózatokhoz hasonlóan az 5G hálózatok olyan digitális cellás hálózatok, amelyekben a szolgáltató által lefedett szolgáltatási terület sok kicsi földrajzi területre oszlik, celluláris néven. A hangot és a képet ábrázoló analóg jeleket a mobiltelefonok digitalizálják, analóg-digitális átalakítókkal konvertálják és bitfolyamként továbbítják. A cella összes 5G vezeték nélküli eszköze rádióhullámok útján kommunikál a cellában lévő helyi antenna-rendszerrel és alacsony teljesítményű automatikus adó-vevőkkel (adó-vevőkkel). Az adó-vevő egy közös frekvenciakészletből osztja ki a csatornákat, amelyeket földrajzilag elkülönített cellákban lehet újra felhasználni. A helyi antennát nagy sávszélességű száloptikával vagy vezeték nélküli backhaul kapcsolaton keresztül csatlakoztatják a telefonhálózathoz és az internethez. A meglévő telefonokhoz hasonlóan, amikor a felhasználók egyik celláról a másikra haladnak, a mobil eszköz automatikusan "átvált" az új cellában lévő antennára.
Az 5G hálózatok fő előnye, hogy az adatátviteli sebesség sokkal nagyobb, mint az előző mobilhálózaton, akár 10 Gbit / s, gyorsabb, mint a jelenlegi vezetékes internet, és 100-szor gyorsabb, mint az előző 4GLTE mobilhálózat. Egy másik előnye az alacsonyabb hálózati késleltetés (gyorsabb válaszidő), kevesebb, mint 1 milliszekundum, a 4G pedig 30-70 milliszekundum. A gyorsabb adatátvitel miatt az 5G-hálózatok nemcsak a mobiltelefonok számára nyújtanak szolgáltatásokat, hanem általános otthoni és irodai hálózat-szolgáltatókká is válnak, és a kábelhálózat-szolgáltatókkal versenyeznek. A korábbi mobilhálózatok alacsony adatátviteli sebességű internet-hozzáférést biztosítottak a mobiltelefonok számára, de a mobiltelefon-torony gazdasági szempontból nem tudott elegendő sávszélességet biztosítani, mint az otthoni számítógépek általános Internet szolgáltatója.
Hálózati jellemzők
1. A csúcsértéknek el kell érnie a Gbit / s szabványt, hogy megfeleljen a nagy felbontású videó, a virtuális valóság stb. Nagy adatátviteli sebességű továbbításának.
2. A levegő interfész késleltetési szintjének körülbelül 1 ms-nak kell lennie, hogy megfeleljen a valós idejű alkalmazásoknak, például az autonóm vezetéshez és a távoli orvosi kezeléshez.
3. Szuper nagy hálózati kapacitás, amely 100 milliárd eszköz csatlakozási képességét biztosítja a tárgyak internete kommunikációjának kielégítéséhez.
4. A spektrumhatékonyság több mint tízszeresére javul, mint az LTE.
5. Folyamatos széles lefedettség és nagy mobilitás mellett a felhasználói élmény aránya eléri a 100Mbit / s-ot.
6. A forgalom és a csatlakozási sűrűség jelentősen javult.
7. A rendszer együttműködő és az intelligencia szintje javult. Ez a több felhasználós, többpontos, többantennás, többszörös bevitelű együttműködési hálózatokban és a hálózatok közötti automatikus automatikus beállításban nyilvánul meg.
A fentiek az alapvető különbség az 5G és a korábbi mobilkommunikáció között, ami a mobil technológiáról a felhasználó-központú mobilkommunikációra történő fokozatos áttérés eredménye.
