Attīstības fons
Pēdējos gados piektās paaudzes mobilo sakaru sistēmas 5G ir kļuvušas par karstu diskusiju tematu komunikāciju nozarē un akadēmiskajā vidē. 5G izstrādei ir divi galvenie virzošie spēki. No vienas puses, ceturtās paaudzes mobilo sakaru sistēma 4G, kuru pārstāv ilgtermiņa evolūcijas tehnoloģija, ir pilnībā komercializēta, un darba kārtībā ir iekļautas diskusijas par nākamās paaudzes tehnoloģijām. No otras puses, pieprasījums pēc mobilajiem datiem ir eksplodējis, un esošajām mobilo sakaru sistēmām ir grūti apmierināt nākotnes pieprasījumu, ir steidzami jāizstrādā jauna 5G sistēmu paaudze.
5G attīstību rada arī pieaugošais pieprasījums pēc mobilajiem datiem. Attīstoties mobilajam internetam, arvien vairāk ierīču tiek savienotas ar mobilo tīklu, un parādās jauni pakalpojumi un lietojumprogrammas. Paredzams, ka globālo mobilo platjoslas pakalpojumu lietotāji 2018. gadā sasniegs 9 miljardus. Līdz 2020. gadam tiek paredzēts, ka mobilo sakaru tīklu kapacitātei vajadzēs 1000 reizes palielināt pašreizējo tīkla jaudu. Mobilo datu trafika pieaugums rada nopietnas problēmas tīklam. Pirmkārt, ja tiek attīstīts pašreizējais mobilo sakaru tīkls, jauda nevar atbalstīt tūkstošiem reižu palielinātu trafiku, un tīkla enerģijas patēriņš un bitu izmaksas ir nepanesamas. Otrkārt, trafika pieaugums neizbēgami radīs turpmāku pieprasījumu pēc spektra, un mobilo sakaru spektrs ir niecīgs, un pieejamais spektrs ir liela mēroga, sadrumstalots sadalījums apgrūtina efektīvu spektra izmantošanu. Turklāt, lai palielinātu tīkla kapacitāti, ir jāizmanto inteliģenta un efektīva tīkla resursu izmantošana, piemēram, vieda optimizācija biznesa un lietotāju personībai, taču šī spēja ir nepietiekama; visbeidzot, nākotnes tīkli Tam jābūt neviendabīgam mobilajam tīklam, kurā vienlaikus darbojas vairāki tīkli. Lai palielinātu tīkla ietilpību, ir jāatrisina problēmas, kas saistītas ar katra tīkla efektīvu pārvaldību, vienkāršotu savietojamību un uzlabotu lietotāju pieredzi. Lai atrisinātu iepriekš minētos izaicinājumus un apmierinātu augošo pieprasījumu pēc mobilās datplūsmas, steidzami jāizstrādā jaunas paaudzes 5G mobilo sakaru tīkli.
pamatjēdzieni
Tāpat kā iepriekšējie 2G, 3G un 4G mobilie tīkli, 5G tīkli ir digitāli šūnu tīkli, kuros pakalpojumu sniedzēja aptvertā pakalpojumu zona ir sadalīta daudzos mazos ģeogrāfiskos apgabalos, kurus sauc par šūniem. Analogie signāli, kas attēlo skaņu un attēlus, tiek digitalizēti mobilajos tālruņos, pārveidoti ar analogo-digitālo pārveidotāju un pārsūtīti kā bitu straumes. Visas šūnā esošās 5G bezvadu ierīces ar radioviļņu palīdzību sazinās ar šūnā esošo vietējo antenu bloku un mazjaudas automātiskajiem uztvērējiem (raidītājiem un uztvērējiem). Transceiveris piešķir kanālus no kopīgas frekvences kopuma, ko var atkārtoti izmantot ģeogrāfiski atdalītās šūnās. Vietējā antena ir savienota ar telefona tīklu un internetu, izmantojot liela joslas platuma optisko šķiedru vai bezvadu savienojumu. Tāpat kā ar esošajiem tālruņiem, kad lietotāji pārvietojas no vienas šūnas uz otru, viņu mobilā ierīce automātiski "pārslēgsies" uz jaunās šūnas antenu.
5G tīklu galvenā priekšrocība ir tā, ka datu pārraides ātrums ir daudz lielāks nekā iepriekšējais mobilais tīkls, līdz 10Gbit / s, ātrāks nekā pašreizējais vadu internets un 100 reizes ātrāks nekā iepriekšējais 4GLTE mobilais tīkls. Vēl viena priekšrocība ir mazāks tīkla latentums (ātrāks reakcijas laiks), mazāks par 1 milisekundi, un 4G ir 30–70 milisekundes. Ātrākas datu pārraides dēļ 5G tīkli ne tikai nodrošinās pakalpojumus tikai mobilajiem tālruņiem, bet arī kļūs par vispārējiem mājas un biroja tīkla pakalpojumu sniedzējiem, konkurējot ar kabeļtīkla pakalpojumu sniedzējiem. Iepriekšējie mobilie tīkli nodrošināja zema datu pārraides ātruma interneta piekļuvi mobilajiem tālruņiem, taču mobilā tālruņa tornis ekonomiski nespēja nodrošināt pietiekamu joslas platumu kā vispārējs interneta pakalpojumu sniedzējs mājas datoriem.
Tīkla raksturojums
1. Maksimālajam ātrumam jāsasniedz Gbit / s standarts, lai izpildītu augstas izšķirtspējas video, virtuālās realitātes utt. Datu pārraides ātrumu.
2. Gaisa saskarnes aizkavēšanās līmenim jābūt apmēram 1 ms, lai izpildītu reāllaika lietojumus, piemēram, autonomu braukšanu un attālinātu ārstēšanu.
3. Īpaši liela tīkla jauda, nodrošinot 100 miljardu ierīču savienojuma iespējas, lai nodrošinātu lietiskā interneta saziņu.
4. Spektra efektivitāte ir uzlabojusies vairāk nekā 10 reizes nekā LTE.
5. Ar nepārtrauktu plaša apgabala pārklājumu un augstu mobilitāti lietotāja pieredzes ātrums sasniedz 100Mbit / s.
6. Satiksmes un savienojumu blīvums ir ievērojami uzlabots.
7. Sistēma darbojas sadarbībā un tiek uzlabots izlūkošanas līmenis. Tas izpaužas daudzlietotāju, daudzpunktu, daudzantenu, vairāku norāžu sadarbības tīklā un elastīgā automātiskā pielāgošanā starp tīkliem.
Iepriekšminētā ir galvenā atšķirība starp 5G un iepriekšējo mobilo sakaru paaudzēm, kas ir pakāpeniskas pārejas no mobilajām tehnoloģijām uz lietotājiem orientētu mobilo komunikāciju rezultāts.
