История на развитието
През последните години, петото поколение мобилни комуникационни системи, 5G, се превърна в гореща тема за обсъждане в комуникационната индустрия и академичните среди. Разработката на 5G има две основни движещи сили. От една страна, системата за мобилна комуникация от четвърто поколение, 4G, представена от технологията за дългосрочна еволюция, е изцяло комерсиализирана и обсъждането на технологиите от ново поколение е поставено на дневен ред. От друга страна, търсенето на мобилни данни е избухнало и съществуващите системи за мобилна комуникация са трудни за посрещане на бъдещото търсене, има спешна необходимост от разработване на ново поколение 5G системи.
Развитието на 5G идва и от нарастващото търсене на мобилни данни. С развитието на мобилния Интернет все повече устройства се свързват към мобилната мрежа и се появяват нови услуги и приложения. Очаква се потребителите на глобални мобилни широколентови услуги да достигнат 9 милиарда през 2018 г. До 2020 г. се очаква капацитетът на мобилните комуникационни мрежи да се нуждае от 1000 пъти увеличение на текущия капацитет на мрежата. Скоростта на мобилния трафик на данни ще представлява сериозни предизвикателства пред мрежата. Първо, ако настоящата мобилна комуникационна мрежа е развита, капацитетът не може да поддържа трафика на хиляди пъти, а енергийното потребление и битовите разходи са непоносими. Второ, растежът на трафика неизбежно ще доведе до по-нататъшно търсене на спектър, а мобилният комуникационен спектър е ограничен, а наличният спектър е с голям обхват, фрагментираното разпределение затруднява постигането на ефективно използване на спектъра. Освен това, за да се увеличи капацитетът на мрежата, трябва да се направи интелигентно и ефективно използване на мрежовите ресурси, като например интелигентна оптимизация за личността на бизнеса и потребителя, но тази способност е недостатъчна; накрая, бъдещи мрежи Това трябва да бъде разнородна мобилна мрежа с множество съвместни съществуващи мрежи. За да се увеличи капацитетът на мрежата, е необходимо да се решат проблемите с ефективно управление на всяка мрежа, опростяване на оперативната съвместимост и подобряване на потребителското изживяване. За да се решат горните предизвикателства и да се отговори на нарастващото търсене на мобилен трафик, е спешно да се разработи ново поколение 5G мобилни комуникационни мрежи.
основни понятия
Както по-рано 2G, 3G и 4G мобилни мрежи, 5G мрежите са цифрови клетъчни мрежи, в които обслужваната зона, обхваната от доставчик, е разделена на много малки географски области, наречени клетъчни. Аналоговите сигнали, представляващи звук и изображения, се цифровизират в мобилните телефони, преобразуват се от аналогово-цифрови преобразуватели и се предават като битови потоци. Всички 5G безжични устройства в клетката комуникират чрез радиовълни с локалната антенна решетка и автоматични приемопредаватели с ниска мощност (предаватели и приемници) в клетката. Приемникът приема канали от общ честотен пул, които могат да бъдат използвани повторно в географски разделени клетки. Локалната антена е свързана към телефонната мрежа и интернет чрез високоскоростна оптична или безжична връзка за връщане. Както при съществуващите телефони, когато потребителите преминават от една към друга клетка, тяхното мобилно устройство автоматично ще се „превключи“ към антената в новата клетка.
Основното предимство на 5G мрежите е, че скоростта на предаване на данни е много по-висока от предишната клетъчна мрежа, до 10Gbit / s, по-бърза от настоящата кабелна Интернет и 100 пъти по-бърза от предишната клетъчна мрежа 4GLTE. Друго предимство е по-ниската латентност на мрежата (по-бързо време за реакция), по-малко от 1 милисекунда, а 4G е 30-70 милисекунди. Поради по-бързото предаване на данни 5G мрежите не само ще предоставят услуги само за мобилни телефони, но и ще станат общи доставчици на домашни и офисни мрежи, конкуриращи се с доставчици на кабелна мрежа. Предишните клетъчни мрежи осигуряваха достъп до интернет с ниска скорост на данни за мобилни телефони, но кулата на мобилния телефон не можеше да осигури достатъчно широка честотна лента като общ интернет доставчик за домашни компютри.
Характеристики на мрежата
1. Пиковата скорост трябва да достигне стандарта Gbit / s, за да отговори на предаването на високоскоростни данни на видео с висока разделителна способност, виртуална реалност и т.н.
2. Нивото на закъснение на въздушния интерфейс трябва да бъде около 1 мс, за да отговаря на приложения в реално време като автономно шофиране и отдалечено медицинско лечение.
3. Супер голям капацитет на мрежата, осигуряващ възможност за свързване на 100 милиарда устройства, за да отговарят на комуникацията в Интернет на нещата.
4. Ефективността на спектъра се подобрява повече от 10 пъти в сравнение с LTE.
5. С непрекъснато покритие на широка площ и висока мобилност, скоростта на работа на потребителите достига 100Mbit / s.
6. Плътността на трафика и плътността на връзката са значително подобрени.
7. Системата е съвместна и нивото на интелигентност е подобрено. Тя се проявява в многопотребителската, многоточкова, мулти-антена, съвместна мрежа с много поглъщане и гъвкава автоматична настройка между мрежите.
Горното е ключовата разлика между 5G и предишните поколения мобилна комуникация, което е резултат от постепенното преминаване от мобилна технология към ориентирана към потребителя мобилна комуникация.
