Teave

5G tehnoloogia: 5G mobiilside

5G tehnoloogia: 5G mobiilside

5G mobiilsidesüsteem tagab palju suurema jõudluse kui eelmiste põlvkondade mobiilsidesüsteemid.

Uus 5G tehnoloogia pole lihtsalt järgmine mobiilside versioon, mis areneb 1G-lt 2G-le, 3G-le, 4G-le, vaid pakub uut lähenemisviisi, mis annab üldlevinud ühenduvuse.

5G tehnoloogia on väga erinev. Varasemad süsteemid olid arenenud pigem tänu sellele, mida saaks uusima tehnoloogiaga teha. Uut 5G tehnoloogiat on vedanud reklaamirakenduste konkreetsed kasutusalad.

5G mobiilsidet on ajendanud vajadus pakkuda kõikvõimalikke ühendusi nii mitmekesiste rakenduste jaoks nagu autoside, kaugjuhtimispult koos haptilise stiili tagasisidega, tohutu video allalaadimine, samuti väga madala andmeedastuskiirusega rakendused nagu kaugsensorid ja mida nimetatakse IoT, asjade Internet.

5G suudab pakkuda palju suuremat paindlikkust ja seetõttu suudab ta toetada palju laiemat rakenduste valikut, alates madala andmeedastuskiirusega asjade interneti nõuetest kuni väga kiire andmeedastuskiiruse ja väga madala latentsusega rakendusteni.

5G standardimine

Nagu kõiki laialdaselt kasutatavaid süsteeme, reguleerivad 5G mobiilsidet mitmed standardid. 2G GSM-le, 3G UMTS-ile ja seejärel 4G LTE-le tuginedes kuulub 5G standard 3GPP - kolmanda põlvkonna partnerlusprojekti egiidi alla.

3GPP-l on mitu erinevat töörühma, millest igaüks käsitleb nõutavate standardite erinevaid elemente. Nad tuginevad tööstuse ekspertidele, kes annavad oma aja ja keda toetavad asjakohased mobiilsideettevõtted. Nii kirjutatakse ja arendatakse standardeid.

Omades peamist standardeid kontrollivat tööstusorganisatsiooni, saavad huvitatud isikud mõjutada standardeid nõutava funktsionaalsuse saavutamiseks. Kuna standardid on rahvusvahelised, saavad erinevad ettevõtted töötada mitte ainult süsteemi erinevate elementide kallal ja teavad, et need hakkavad koostööd tegema, vaid ka kasutaja jaoks on saadaval sellised võimalused nagu rändlus ning selle tulemusel vähenevad telefonide, kõnede jms kulud. mastaabisäästust jne.

3GPP standardeid värskendatakse konkreetsete väljaannetena - iga väljaanne täpsustab juba kirjeldatud elemente ja tutvustab uusi funktsioone. Varasemad väljaanded sisaldasid GSM, UMTS ja LTE standardeid. Kui 5G hakati arendama, lisati ka see standarditesse.


3GPP väljaanded
3GPP vabastamineVäljalaske kuupäevÜksikasjad
Eelmised väljaanded--GSM, UMTS ja LTE
14. vabastamine2017. aasta keskpaikElemendid 5G-le teel
15. vabastamine2018. aasta lõpp5G 1. etapi spetsifikatsioon
Vabastage 16.20205G 2. etapi spetsifikatsioon
17. vabastamine~ September 2021

Uued väljaanded sisaldavad ka varasemate süsteemide värskendusi - väljaanne 14 sisaldas näiteks palju uusi funktsionaalsuse elemente nii LTE jaoks kui ka UMTS ja GSM värskendusi.


5G kärgsüsteemide ülevaade

Kuna mobiilside erinevad põlvkonnad on arenenud, on igaüks neist toonud oma täiustused. Sama lugu on 5G tehnoloogiaga.

  • Esimene põlvkond, 1G: Need telefonid olid analoogsed ja esimesed kasutatavad mobiiltelefonid. Ehkki omal ajal olid nad revolutsioonilised, pakkusid nad spektri tõhusust ja turvalisust väga madalal tasemel.
  • Teine põlvkond, 2G: Need põhinesid digitaaltehnoloogial ja pakkusid palju paremat spektri efektiivsust, turvalisust ja uusi funktsioone, nagu tekstsõnumid ja madala andmesidekiirusega side.
  • Kolmas põlvkond, 3G: Selle tehnoloogia eesmärk oli pakkuda kiireid andmeid. Algset tehnoloogiat täiustati, võimaldades andmeid kuni 14 Mbps ja rohkem.
  • Neljas põlvkond, 4G: See oli kogu IP-põhine tehnoloogia, mis oli võimeline pakkuma andmeedastuskiirust kuni 1 Gbps.
  • 5G tehnoloogia: 5G esmakordsel postuleerimisel tehti mitmed kasutusjuhtumid: väga kiire andmeedastus, kui video allalaadimised muutuvad üha tavalisemaks; madala latentsusega kaugjuhtimispult - näited autonoomsetest sõidukitest, mis suhtlevad raadioinfrastruktuuriga ohutu transpordi tagamiseks, samuti näide kogenud kirurgidest, kes saavad 5G-lingi abil kaugtööd teha delikaatseid operatsioone, mõlemad näited vajavad väga madala latentsusega mobiilsidet; suuremad võimalused üldiseks andmesideks; võime mahutada asjade Interneti (IoT) väga väikest andmeedastuskiirust ja aeg-ajalt sidet, kus on vaja väga pikka aku kasutusaega.

Selle asemel, et pakkuda lihtsalt rohkem eelmiste mobiilside põlvkondade hulgast, oli 5G-tehnoloogial vaja pakkuda uusi võimalusi ja üldlevinud ühenduvust. See ei nõua mitte ainult väljuvate tugijaamade kasutamist, mida oleks võimalik teisendada 5G-ks, vaid ka palju rohkem väikesi rakke.

5G nõuded

Uue 5G mobiilsidesüsteemi töö eeltööna pandi paika üldised nõuded. Need olid ITU poolt IMT2020 osana määratletud. Isegi nüüd, kui 5G on aktiivne mobiilsidesüsteem, on kasulik nendele nõuetele viidata.


Soovitatav 5G traadita jõudlus
ParameeterSoovitatud jõudlus
Andmete tippkiirusVähemalt 20Gbps allalingi ja 10Gbps üleslingi kohta mobiilse tugijaama kohta. See tähistab allalingi 20-kordset kasvu LTE-ga võrreldes.
5G ühenduse tihedusVähemalt miljon ühendatud seadet ruutkilomeetri kohta (Interneti-toe võimaldamiseks).
5G liikuvus0km / h kuni kiirusega 500km / h.
5G energiatõhusus5G spetsifikatsioon nõuab raadiosideliideseid, mis on koormuse korral energiasäästlikud, kuid ka siis, kui neid ei kasutata, langevad kiiresti madala energiatarbega režiimi.
5G spektraalne efektiivsus30bit / Hz allalingi ja 15 bitti / Hz üleslingi. See eeldab 8x4 MIMO-d (8 ruumilist kihti allapoole, 4 ruumilist kihti üles).
5G reaalses andmesidekiirusSpetsifikatsioon nõuab kasutaja jaoks ainult allalaadimiskiirust 100Mbps ja üleslaadimiskiirust 50Mbps.
5G latentsusIdeaalsetes oludes peaksid 5G võrgud pakkuma kasutajatele maksimaalset latentsusaega vaid 4 ms (võrreldes LTE-ga 20 ms).

5G sidesüsteem

5G mobiilne mobiilsidesüsteem on oluline muutus mobiilsidevõrkude toimimises. Määratleti ja juurutati uued võrgutopoloogiad, juurdepääsuvõrgud jms.

  • 5G uus raadio, 5G NR: 5G uus raadio on 5G raadiosidevõrgu uus nimi. See koosneb erinevatest raadiopääsuvõrgu jaoks vajalikest elementidest. Palju paindlikuma tehnoloogia abil suudab süsteem reageerida mobiilikasutajate erinevatele ja muutuvatele vajadustele, olgu need siis väikesed IoT-sõlmed või suure andmeside kasutajad, statsionaarsed või mobiilsed.
  • 5G NextGeni põhivõrk: Kuigi 5G esialgne kasutuselevõtt kasutas LTE põhivõrku või võib-olla isegi 3G-võrke, pidi võrk liikuma palju lamedamale struktuurile, et tagada andmesidevõime ja vajalik väike latentsus.

5G tehnoloogiad

5G sisaldab ka paljusid uusi tehnoloogiaid, mis võimaldavad tal tagada temalt nõutava väga kõrge jõudluse.

5G mobiilside tehnoloogiad hõlmavad järgmist:

  • Lainevormid ja modulatsioon: Üks suuremaid arutelusid 5G väljatöötamisel põhines kasutatava lainekuju tüübil. Lõpuks põhines skeem OFDM-i ümber, tegelike modulatsioonivormingutega, mis sõltusid lingist, ja nende hulka kuuluvad QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM ja üleslingi jaoks, kui kasutatakse DFT-OFDM-i, saab kasutada π / 2-BPSK-d.

    Tuleviku jaoks võib välja töötada muid lainekuju vorme, kuid praegu põhineb lainekuju OFDM-i ümber.


  • Mitu juurdepääsu: Jällegi arutati mitmesuguseid juurdepääsukavasid, kuid 5G uue raadio jaoks rakendati OFDMA. Allalingi jaoks kasutati CP-OFDM-i ja üleslingis võis kasutada kas CP-OFDM või DFT-OFDM.

  • Millimeeter-laine side: Millimeetri lainega mobiilsidet ei rakendatud 5g mobiilsidesüsteemi esmaseks kasutuselevõtuks, kuna kulutõhusa millimeetrise lainega side tehnoloogia polnud piisavalt välja töötatud. MmWave'i kasutamine 5G mobiilside jaoks nõuab vajaliku katvuse tagamiseks suurt hulka tugijaamu.

    Ettevalmistuseks mmWave'i rakendamiseks eraldatakse sagedusi, mis jäävad FR2 (Frequency Range 2) eraldiste komplekti.


  • Massiivne MIMO kiiret juhtimisega: 5G antennitehnoloogiad on pakkunud märkimisväärseid võimalusi 4G-ga jõudluse parandamiseks. Kuigi MIMO-d kasutati koos 4G LTE-ga, on tehnoloogia edasi arenenud.

    Samuti on kasutusel kiirte juhtimise tehnoloogia, mis võimaldab saatja ja vastuvõtja antennikiire suunata nende mobiiltelefonide suunas, kellega nad suhtlevad. Igal mobiilil võib olla oma kiir, kasutades täiustatud antennitehnoloogiat, ja see keskendus edastatavale võimsusele seal, kus seda vaja oli, ning vähendas mobiiltelefonide vahelist häiret. See parandab jõudlust märkimisväärselt.


  • Tihedad võrgud: Lahtrite suuruse vähendamine võimaldab saadaolevat spektrit palju tõhusamalt kasutada. Ehkki suured makrokärud jäävad üldiseks sidepidamiseks alles, paigutatakse andmesidemahu pakkumise tagamiseks palju rohkem väikesi lahtrid.

    Väiksemate lahtrite kasutamine annab palju suurema sageduse taaskasutuse ja selle tulemusena võib kogu võrk pakkuda märkimisväärselt suurenenud andmeside mahtu. Kuna andmekasutus kasvab kiiresti, on see selge ja pakiline nõue.

Need on mõned peamised väljatöötatavad tehnikad, mida arutatakse 5G-s kasutamiseks.

5G ajaskaala ja kuupäevad

5G tehnoloogia on kiiresti arenenud. Esimesed reaalsed kasutuselevõtu etapid algasid 2019. aastal ja peagi järgnesid edasised kasutuselevõttud. Kuigi hammaste tekkimisega oli probleeme, märkasid paljud kiiruse märkimisväärset kasvu.

Uue tehnoloogia kohandamiseks käivitati uued telefonitorud ja need võimaldasid kasutajatel kasutada palju suuremat allalaadimiskiirust.

Paljud riigid soovisid 5G-tehnoloogiat kiiresti rakendada, kuna tõhus side võimaldab majanduskasvu ning neid peetakse tänapäeva elu ja tööstuse oluliseks elemendiks.

Märkus 5G ajaskaala ja ajaloo kohta:

5G mobiilside oli enne selle esmakordset kasutuselevõttu mitu aastat ja isegi siis kasutuselevõtt mitu aastat. 5G tehnoloogia ajalugu hõlmas paljusid inimesi ja ettevõtteid enne selle edukat juurutamist ja laialdast kasutamist.

Loe lähemalt 5G ajalugu.

5G mobiilsidetehnoloogia areneb kiiresti ja sellest saab tehnoloogia, mille poole kõik liiguvad. See ei võimalda mitte ainult temalt nõutavaid ülikiireid kiirusi, vaid ka IoT ja IIoT rakenduste madalaid andmeedastuskiiruse nõudeid. Kuna selline 5G mobiilside suudab haarata tohutul hulgal erinevaid rakendusi ja mahutada väga palju erinevaid andmetüüpe.

Juhtmevaba ja juhtmega ühenduvuse teemad:
Mobiilside põhitõed: 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT juhtmeta telefonidNFC - lähiväljasideNetworking fundamentals
Traadita ja traadiga ühenduvus


Vaata videot: Tips om du ansluter via mobilt bredband (September 2021).