Informācija

5G tehnoloģija: 5G mobilie sakari

5G tehnoloģija: 5G mobilie sakari

5G mobilo sakaru sistēma nodrošina daudz augstāku veiktspējas līmeni nekā iepriekšējo mobilo sakaru sistēmu paaudzes.

Jaunā 5G tehnoloģija nav tikai nākamā mobilo sakaru versija, kas attīstās no 1G uz 2G, 3G, 4G, bet tā nodrošina jaunu pieeju, kas nodrošina visuresošu savienojamību.

5G tehnoloģija ir ļoti atšķirīga. Iepriekšējās sistēmas bija attīstījušās, vairāk balstoties uz to, ko varēja izdarīt ar jaunākajām tehnoloģijām. Jauno 5G tehnoloģiju ir virzījušas īpašas reklāmas lietojumprogrammas.

5G mobilos sakarus ir virzījusi vajadzība nodrošināt visuresošu savienojamību tik daudzveidīgām lietojumprogrammām kā automobiļu sakari, tālvadība ar atgriezenisko saiti, milzīgas video lejupielādes, kā arī ļoti zemas datu pārraides ātruma lietojumprogrammas, piemēram, tālvadības sensori, un tas, kas tiek saukts par IoT, lietu internets.

5G spēj nodrošināt daudz lielāku elastību, un tāpēc tas spēj atbalstīt daudz plašāku lietojumprogrammu klāstu, sākot no zemas datu pārraides ātruma lietisko interneta prasībām līdz pat ļoti ātrai datu pārraides ātrumam un ļoti zemas latentuma lietojumprogrammām.

5G standartizācija

Tāpat kā visas plaši izmantotās sistēmas, arī 5G mobilos sakarus regulē virkne standartu. Balstoties uz 2G GSM, 3G UMTS un pēc tam 4G LTE, 5G standarts nonāk 3GPP - trešās paaudzes partnerības projekta paspārnē.

3GPP ir vairākas dažādas darba grupas, no kurām katra ir saistīta ar dažādiem nepieciešamo standartu elementiem. Viņi izmanto nozares ekspertus, kuri atvēl savu laiku un sponsorē attiecīgie mobilo sakaru uzņēmumi. Tādā veidā tiek rakstīti un izstrādāti standarti.

Ievērojot galveno nozares organizāciju, kas kontrolē standartus, ieinteresētās puses var ietekmēt standartus, lai nodrošinātu nepieciešamo funkcionalitāti. Tā kā standarti ir starptautiski, dažādi uzņēmumi var ne tikai strādāt pie dažādiem sistēmas elementiem un zināt, ka tie sadarbosies, bet arī lietotājam ir pieejamas tādas iespējas kā viesabonēšana, kā rezultātā tiek samazinātas tālruņu, zvanu uc izmaksas. apjoma ietaupījumu utt.

3GPP standarti tiek atjaunināti kā specifiski laidieni - katrs izlaidums uzlabo jau aprakstītos elementus un ievieš jaunu funkcionalitāti. Iepriekšējie izlaidumi ietvēra GSM, UMTS un LTE standartus. Kad sāka attīstīt 5G, arī tas tika iekļauts standartos.


3GPP izlaidumi
3GPP izlaidumsIzdošanas datumsSīkāka informācija
Iepriekšējie izlaidumi--GSM, UMTS un LTE
14. laidiens2017. gada vidusElementi ceļā uz 5G
15. laidiens2018. gada beigas5G 1. fāzes specifikācija
16. laidiens20205G 2. fāzes specifikācija
17. laidiens~ 2021. gada septembris

Jaunie laidieni satur arī iepriekšējo sistēmu atjauninājumus - 14. laidiens, piemēram, saturēja daudz jaunu LTE funkcionalitātes elementu, kā arī UMTS un GSM atjauninājumus utt.


5G mobilo sistēmu pārskats

Attīstoties dažādām mobilo telekomunikāciju paaudzēm, katra no tām ir nesusi savus uzlabojumus. Tas pats attiecas uz 5G tehnoloģiju.

  • Pirmā paaudze, 1G: Šie tālruņi bija analogie un bija pirmie mobilie vai mobilie tālruņi, kas tika izmantoti. Kaut arī savā laikā viņi bija revolucionāri, tie piedāvāja ļoti zemu spektra efektivitātes un drošības līmeni.
  • Otrā paaudze, 2G: Tie balstījās uz digitālajām tehnoloģijām un piedāvāja daudz labāku spektra efektivitāti, drošību un jaunas funkcijas, piemēram, īsziņas un zema datu pārraides ātruma sakarus.
  • Trešā paaudze, 3G: Šīs tehnoloģijas mērķis bija nodrošināt ātrgaitas datus. Sākotnējā tehnoloģija tika uzlabota, lai ļautu iegūt datus līdz 14 Mb / s un vairāk.
  • Ceturtā paaudze, 4G: Šī bija tehnoloģija, kas balstīta uz visu IP, kas spēj nodrošināt datu pārraides ātrumu līdz 1 Gbps.
  • 5G tehnoloģija: Pirmo reizi postulējot 5G, tika izvirzīti vairāki lietošanas gadījumi: ļoti liela ātruma datu pārraide, kad video lejupielādes kļūst arvien izplatītākas; tālvadība ar zemu latentumu - piemēri, kā autonomi transportlīdzekļi sazinās ar rad infrastruktūru, lai nodrošinātu drošu transportu, kā arī piemērs pieredzējušiem ķirurgiem, kuri var veikt delikātu operāciju attālināti, izmantojot 5G saiti. lielākas iespējas vispārējai datu komunikācijai; spēja uzņemt ļoti zemu datu pārraides ātrumu un gadījuma rakstura sakarus lietiskajam internetam, IoT, kur nepieciešams ļoti ilgs akumulatora darbības laiks.

Tā vietā, lai piedāvātu tikai to, kas bija iepriekšējo mobilo sakaru paaudzēs, 5G tehnoloģijai vajadzēja piedāvāt jaunas iespējas un visuresošu savienojamību. Tam būtu nepieciešams izmantot ne tikai izejas bāzes stacijas, kuras varētu pārveidot par 5G, bet arī daudz vairāk mazu šūnu.

5G prasības

Kā priekšdarbi jaunajai 5G mobilo sakaru sistēmai tika noteiktas vispārīgās prasības. Tos ITU definēja kā daļu no IMT2020. Pat tagad, kad 5G ir aktīva mobilo sakaru sistēma, ir lietderīgi atsaukties uz šīm prasībām.


Ieteicamā 5G bezvadu veiktspēja
ParametrsIeteiktā veiktspēja
Maksimālais datu pārraides ātrumsVisā mobilajā bāzes stacijā vismaz 20Gbps lejupsaite un 10Gbps augšupsaite. Tas nozīmē 20 reizes lielāku lejupsaites pieaugumu nekā LTE.
5G savienojuma blīvumsVismaz 1 miljons savienotu ierīču uz kvadrātkilometru (lai iespējotu IoT atbalstu).
5G mobilitāte0km / h līdz ātrgaitas transportlīdzeklim 500km / h.
5G energoefektivitāte5G specifikācija prasa radio saskarnes, kas ir energoefektīvas, ja ir zem slodzes, bet arī ātri nonāk zemas enerģijas režīmā, kad tās netiek izmantotas.
5G spektrālā efektivitāte30 biti / Hz lejupsaite un 15 biti / Hz augšupsaite. Tas pieņem 8x4 MIMO (8 telpiski slāņi uz leju, 4 telpiski slāņi uz augšu).
5G reālās pasaules datu pārraides ātrumsSpecifikācija "tikai" prasa, lai katram lietotājam būtu lejupielādes ātrums 100Mbps un augšupielādes ātrums 50Mbps.
5G latentumsIdeālos apstākļos 5G tīkliem lietotājiem jāpiedāvā maksimālais latentums tikai 4 ms (salīdzinājumā ar 20 ms LTE).

5G sakaru sistēma

5G mobilo mobilo sakaru sistēma ir būtiska izmaiņa mobilo sakaru tīklu darbībā. Tika definētas un ieviestas jaunas tīkla topoloģijas, piekļuves tīkli un tamlīdzīgi.

  • 5G jaunais radio, 5G NR: 5G jaunais radio ir jaunais 5G radio piekļuves tīkla nosaukums. Tas sastāv no dažādiem elementiem, kas nepieciešami jaunajam radio piekļuves tīklam. Izmantojot daudz elastīgāku tehnoloģiju, sistēma spēj reaģēt uz mobilo lietotāju atšķirīgajām un mainīgajām vajadzībām neatkarīgi no tā, vai tie ir mazi IoT mezgli vai augsti datu lietotāji, stacionāri vai mobilie.
  • 5G NextGen pamattīkls: Lai gan sākotnējā 5G izvēršanā tika izmantots LTE pamattīkls vai, iespējams, pat 3G tīkli, tīklam vajadzēja pāriet uz daudz plakanāku struktūru, lai nodrošinātu nepieciešamo datu iespējas un zemu latentumu.

5G tehnoloģijas

5G ietver arī daudzas tehnoloģijas, no kurām daudzas ir jaunas, lai tas varētu nodrošināt ļoti augstu no tā prasīto veiktspēju.

5G mobilo sakaru tehnoloģijas ietver:

  • Viļņu formas un modulācija: Viena no galvenajām diskusijām, kad tika izstrādāts 5G, balstījās uz izmantojamā viļņu veida veidu. Galu galā shēma tika balstīta uz OFDM, ar faktiskajiem modulācijas formātiem, kas ir atkarīgi no saites, un tie ietver QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM un augšupsaitei, ja tiek izmantots DFT-OFDM, var izmantot π / 2-BPSK.

    Nākotnē var tikt izstrādātas citas viļņu formas, taču pašlaik viļņu forma ir balstīta uz OFDM.


  • Daudzkārtēja piekļuve: Atkal tika apspriestas dažādas piekļuves shēmas, bet 5G jaunajam radio tika ieviesta OFDMA. Lejupsaitei tika izmantota CP-OFDM un augšupsaitē varēja izmantot vai nu CP-OFDM, vai DFT-OFDM.

  • Milimetru viļņu sakari: 5g mobilo sakaru sistēmas sākotnējai izvietošanai netika ieviesti milimetru viļņu mobilie sakari, jo rentablo milimetru viļņu sakaru tehnoloģija nebija pietiekami attīstīta. Lai mmGWave izmantotu 5G mobilajiem sakariem, vajadzēs lielu skaitu bāzes staciju, lai nodrošinātu nepieciešamo pārklājumu.

    Gatavojoties mmWave ieviešanai, tiek piešķirtas frekvences, un tās ietilpst FR2 (2. frekvenču diapazons) sadalījumu komplektā.


  • Masīvs MIMO ar stara vadību: 5G antenu tehnoloģijas ir devušas ievērojamas iespējas uzlabot 4G veiktspēju. Lai gan MIMO tika izmantots kopā ar 4G LTE, tehnoloģija ir pārņemta tālāk.

    Staru vadīšanas tehnoloģija ir arī pieņemta, lai raidītāja un uztvērēja antenas stari būtu vērsti uz mobilajiem tālruņiem, ar kuriem tie sazinās. Katram mobilajam telefonam var būt savs stars, izmantojot modernu antenas tehnoloģiju, un tas pārsūtīto enerģiju koncentrēja tur, kur tas nepieciešams, un samazina traucējumus starp mobilajiem tālruņiem. Tas dod ievērojamu veiktspējas uzlabojumu.


  • Blīvi tīkli: Šūnu lieluma samazināšana nodrošina daudz efektīvāku pieejamā spektra izmantošanu. Lai gan lielās makro šūnas tiks saglabātas vispārējai saziņai, tiks izvietotas daudz vairāk mazu šūnu, lai nodrošinātu datu kapacitāti.

    Mazāku šūnu izmantošana nodrošina daudz biežāku atkārtotu izmantošanu, kā rezultātā kopējais tīkls var nodrošināt ievērojami paaugstinātu datu ietilpības līmeni. Tā kā datu izmantošana strauji pieaug, tā ir skaidra un neatliekama prasība.

Šie ir daži no galvenajiem izstrādātajiem paņēmieniem, kurus apspriež lietošanai 5G ietvaros.

5G laika skala un datumi

5G tehnoloģija ir strauji attīstījusies. Pirmie reālie izvietojumi sāka darboties 2019. gadā, un drīz sekoja turpmāka izvietošana. Lai gan bija dažas problēmas ar zobu gūšanu, daudzi pamanīja ievērojamu ātruma pieaugumu.

Lai pielāgotos jaunajai tehnoloģijai, tika izlaisti jauni tālruņi, kas lietotājiem ļāva izmantot daudz lielāku lejupielādes ātrumu.

Daudzas valstis vēlējās ātri ieviest 5G tehnoloģiju, jo efektīva komunikācija dod iespēju ekonomiskai izaugsmei, un tās tiek uzskatītas par būtisku mūsdienu dzīves un rūpniecības elementu.

Piezīme par 5G laika skalu un vēsturi:

5G mobilie sakari tika izstrādāti vairākus gadus pirms to pirmās izvietošanas, un arī tad tie tika izvietoti pārāk daudzus gadus. 5G tehnoloģijas vēsturē bija iesaistīti daudzi cilvēki un uzņēmumi, pirms tā tika veiksmīgi ieviesta un plaši izmantota.

Lasiet vairāk par 5G vēsture.

5G mobilo sakaru tehnoloģija strauji attīstās, un tā kļūst par tehnoloģiju, uz kuru visi virzās. Tas ne tikai spēs uzņemt tam nepieciešamo īpaši ātro ātrumu, bet arī varēs izpildīt zemās datu pārraides ātruma prasības IoT un IIoT lietojumprogrammām. Šādi 5G mobilie sakari spēs aptvert ļoti daudz dažādu lietojumu un uzņemt ļoti daudz dažādu datu veidu.

Bezvadu un vadu savienojamības tēmas:
Mobilo sakaru pamati2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT bezvadu tālruņiNFC - tuvplāna sakariTīkla pamati Kas ir CloudEthernetSērijas datiUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Bezvadu un vadu savienojamība


Skatīties video: Kaimiņš sadusmojas, kad #Domburs uzdod skatītāju jautājumu par alkohola lietošanu (Decembris 2021).