Információ

5G technológia: 5G mobil kommunikáció

5G technológia: 5G mobil kommunikáció

Az 5G mobil kommunikációs rendszer jóval magasabb teljesítményt nyújt, mint a mobil kommunikációs rendszerek korábbi generációi.

Az új 5G technológia nem csak a mobilkommunikáció következő verziója, amely 1G-ről 2G-re, 3G-re, 4G-re fejlődik, hanem új megközelítést kínál, amely mindenütt elérhető kapcsolatot biztosít.

Az 5G technológia nagyon eltérő. A korábbi rendszerek tovább fejlődtek, amit a legújabb technológiával meg lehetett tenni. Az új 5G technológiát a hirdetési alkalmazások speciális felhasználása hajtotta végre.

Az 5G mobil kommunikációt annak szükségessége vezérelte, hogy mindenütt elérhető kapcsolatot biztosítsanak olyan sokféle alkalmazás számára, mint az autóipari kommunikáció, a távirányító haptikus stílusú visszajelzéssel, hatalmas videoletöltések, valamint az igen alacsony adatátviteli sebességű alkalmazások, például a távérzékelők és a IoT, a tárgyak internete.

Az 5G sokkal nagyobb rugalmasságot képes biztosítani, ezért sokkal szélesebb körű alkalmazásokat képes támogatni, az alacsony adatsebességű tárgyak internetének követelményeitől kezdve a nagyon gyors adatátviteli sebességig és a nagyon alacsony késleltetésű alkalmazásokig.

5G szabványosítás

Mint minden széles körben használt rendszer, az 5G mobilkommunikációt is számos szabvány szabályozza. A 2G GSM, 3G UMTS, majd a 4G LTE alapján az 5G szabvány a 3GPP - harmadik generációs partnerségi projekt égisze alatt áll.

A 3GPP-nek számos különböző munkacsoportja van, amelyek mindegyike az előírt szabványok különböző elemeivel foglalkozik. Szakmai szakembereket vesznek igénybe, akik időt fordítanak rájuk, és az érintett mobil kommunikációs vállalatok támogatják őket. Ily módon írják és fejlesztik a szabványokat.

Az érdekelt felek azáltal, hogy rendelkeznek egy, a szabványokat ellenőrző fő ipari szervezettel, befolyásolhatják a szabványokat, hogy biztosítsák a szükséges funkcionalitás elérését. Mivel a szabványok nemzetköziak, nemcsak a különböző vállalatok dolgozhatnak a rendszer különböző elemein, és tudják, hogy működni fognak, hanem a felhasználó számára is elérhetőek olyan lehetőségek, mint a roaming, és ennek következtében csökken a telefonok, a hívások stb. a méretmegtakarítás stb.

A 3GPP szabványok külön kiadásokként frissülnek - mindegyik kiadás finomítja a már leírt elemeket, és új funkciókat vezet be. A korábbi kiadások a GSM, az UMTS és az LTE szabványait tartalmazták. Az 5G fejlesztésének kezdetekor azt is beépítették a szabványokba.


3GPP kiadások
3GPP kiadásKiadási dátumRészletek
Korábbi kiadások--GSM, UMTS és LTE
14. kiadás2017 közepeElemek az 5G felé vezető úton
15. kiadás2018 vége5G 1. fázis specifikáció
16. kiadás20205G 2. fázis specifikáció
17. kiadás~ 2021. szept

Az új kiadások a korábbi rendszerek frissítéseit is tartalmazzák - a 14. kiadás például sok új funkcióelemet tartalmazott az LTE számára, valamint az UMTS és a GSM frissítéseit stb.


5G mobil rendszerek áttekintése

Amint a cellás távközlés különböző generációi fejlődtek, mindegyik saját fejlesztéseket hozott. Ugyanez vonatkozik az 5G technológiára is.

  • Első generáció, 1G: Ezek a telefonok analógok voltak, és ez volt az első mobil vagy mobiltelefon használat. Bár a maguk idejében forradalmi, nagyon alacsony spektrumhatékonyságot és biztonságot nyújtottak.
  • Második generáció, 2G: Ezek a digitális technológián alapultak, és sokkal jobb spektrumhatékonyságot, biztonságot és új funkciókat kínáltak, mint például a szöveges üzenetek és az alacsony adatátviteli sebességű kommunikáció.
  • Harmadik generáció, 3G: Ennek a technológiának a célja az volt, hogy nagy sebességű adatokat szolgáltasson. Az eredeti technológiát továbbfejlesztették, hogy akár 14 Mbps és annál nagyobb adatmennyiség is elérhető legyen.
  • Negyedik generáció, 4G: Ez egy teljesen IP alapú technológia volt, amely képes 1 Gbps sebességű adatátvitelt biztosítani.
  • 5G technológia: Az 5G első posztulációja során számos felhasználási esetet előrevetítettek: nagyon nagy sebességű adatátvitel, mivel a videók letöltése egyre gyakoribbá válik; távirányító alacsony késleltetéssel - a biztonságos közlekedés biztosítása érdekében a radar infrastruktúrával kommunikáló autonóm járművek, valamint a tapasztalt sebészek példája arra, hogy képesek kényes műtétet távolról végrehajtani egy 5G kapcsolat használatával, mindkét példa nagyon alacsony késésű mobil kommunikációt igényel; nagyobb képesség az általános adatkommunikációra; képesség a tárgyak internetének, az IoT-nek az igen alacsony adatátviteli sebesség és az alkalmi kommunikáció befogadására, ahol nagyon hosszú akkumulátor-üzemidőre van szükség.

Az 5G technológiának nem csupán az előző mobilkommunikációs generációk kínálatából kellett kínálnia új képességeket és mindenütt elérhető kapcsolatot. Ehhez nemcsak a kilépő bázisállomások használatára lenne szükség, amelyek átalakíthatók 5G-re, hanem még sok kicsi cellára is.

5G követelmények

Az új 5G mobil kommunikációs rendszer munkájának előkészítőjeként meghatározták a vázlatos követelményeket. Ezeket az ITU az IMT2020 részeként határozta meg. Még most is, ha az 5G aktív mobil kommunikációs rendszerként működik, hasznos hivatkozni ezekre a követelményekre.


Javasolt 5G vezeték nélküli teljesítmény
ParaméterJavasolt teljesítmény
Csúcs adatsebességLegalább 20Gbps downlink és 10Gbps upplink mobil bázisállomásonként. Ez a lefelé irányuló összeköttetés 20-szoros növekedését jelenti az LTE-nél.
5G csatlakozási sűrűségLegalább 1 millió csatlakoztatott eszköz négyzetkilométerenként (az IoT támogatás engedélyezéséhez).
5G mobilitás0km / h - "500km / h nagysebességű jármű" elérés.
5G energiahatékonyságAz 5G specifikáció olyan rádióinterfészeket igényel, amelyek terhelés alatt energiatakarékosak, de használat közben gyorsan alacsony energiafogyasztású üzemmódba kapcsolnak.
5G spektrális hatásfok30 bit / Hz lefelé és 15 bit / Hz felfelé irányuló kapcsolat. Ez 8x4 MIMO-t feltételez (8 térbeli réteg lefelé, 4 térbeli réteg felfelé).
5G valós adatátviteli sebességA specifikáció "csak" a felhasználónkénti 100Mbps letöltési és 50Mbps feltöltési sebességet kéri.
5G késésIdeális körülmények között az 5G hálózatoknak a felhasználóknak csak 4 ms maximális késleltetést kell kínálniuk (szemben az LTE esetében 20 ms-mal).

5G kommunikációs rendszer

Az 5G mobil mobil kommunikációs rendszer jelentős változás a mobil kommunikációs hálózatok működésében. Új hálózati topológiákat, hozzáférési hálózatokat és hasonlókat határoztak meg és hajtottak végre.

  • 5G új rádió, 5G NR: Az 5G új rádió az 5G rádió hozzáférési hálózat új neve. Az új rádió-hozzáférési hálózathoz szükséges különféle elemekből áll. Sokkal rugalmasabb technológiát alkalmazva a rendszer képes reagálni a mobil felhasználók különböző és változó igényeire, legyen szó akár kicsi IoT-csomópontról, akár nagy adatfelhasználóról, helyhez kötött vagy mobilról.
  • 5G NextGen törzshálózat: Bár az 5G kezdeti telepítése az LTE törzshálózatát vagy esetleg a 3G hálózatokat használta, a hálózatnak sokkal laposabb struktúrára kellett áttérnie, hogy biztosítsa az adatkapacitást és a szükséges alacsony késleltetést.

5G technológiák

Az 5G sok olyan technológiát is magában foglal, amelyek közül sok új, hogy lehetővé tegye a számára nagyon magas szintű teljesítményt.

Az 5G mobilkommunikáció technológiái a következők:

  • Hullámformák és moduláció: Az 5G fejlesztésekor az egyik fő megbeszélés az alkalmazott hullámforma körül zajlott. Végül a séma az OFDM köré épült, tényleges modulációs formátumokkal, amelyek a kapcsolattól függenek, ezek közé tartozik a QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM, és a DPL-OFDM használata esetén a felfelé irányuló kapcsolathoz a π / 2-BPSK használható.

    A jövőben más hullámformák is kifejleszthetők, de jelenleg a hullámforma az OFDM köré épül.


  • Többszörös hozzáférés: Ismét különféle hozzáférési sémákat vitattak meg, de az 5G New Radio számára az OFDMA került bevezetésre. A lefelé irányuló összeköttetéshez a CP-OFDM-et használták, a felfelé irányuló összeköttetésben pedig akár CP-OFDM-t, akár DFT-OFDM-et lehetett használni.

  • Milliméter-hullám kommunikáció: A milliméteres hullámú mobil kommunikációt az 5g mobil kommunikációs rendszer kezdeti telepítésekor nem valósították meg, mivel a költséghatékony milliméteres hullámú kommunikáció technológiáját nem fejlesztették ki kellőképpen. Az mmWave 5G mobil kommunikációhoz való felhasználásához nagyszámú bázisállomás szükséges a szükséges lefedettség biztosításához.

    Az mmWave megvalósításának előkészítése során a frekvenciákat kiosztják, és az FR2 (2. frekvenciatartomány) kiosztások halmazába tartoznak.


  • Masszív MIMO sugár-kormányzással: Az 5G antennatechnológiái jelentős lehetőségeket nyújtottak a 4G feletti teljesítmény növelésére. Bár a MIMO-t 4G LTE-vel használták, a technológiát tovább vitték.

    A sugár-kormányzási technológiát szintén alkalmazták annak lehetővé tételére, hogy az adó és a vevő antennájának gerendáit a mobilok felé összpontosítsák, amelyekkel kommunikálnak. Minden mobilnak saját fénysugara lehet, a fejlett antennatechnika alkalmazásával. Ez az átadott energiát arra összpontosította, ahol arra szükség volt, és csökkentette a mobilok közötti interferenciát. Ez jelentős javulást eredményez a teljesítményben.


  • Sűrű hálózatok: A sejtek méretének csökkentése a rendelkezésre álló spektrum sokkal átfogóbb és hatékonyabb felhasználását biztosítja. Míg a nagy makrocellákat megtartják az általános kommunikációhoz, sokkal több kis cellát telepítenek az adatkapacitás biztosítása érdekében.

    A kisebb cellák használata sokkal nagyobb gyakoriságú újrafelhasználást eredményez, és ennek eredményeként a teljes hálózat jelentősen megnövelheti az adatkapacitást. Mivel az adatfelhasználás gyorsan növekszik, ez egyértelmű és sürgető követelmény.

Ez néhány fő fejlesztés alatt álló technika, amelyek megvitatására az 5G-n belüli használatra kerül sor.

5G idővonal és dátumok

Az 5G technológia gyorsan fejlődött. Az első valós telepítések 2019-ben kezdődtek, és hamarosan további telepítések következtek. Bár voltak fogzási problémák, sokan észrevették a sebesség jelentős növekedését.

Új készülékeket indítottak az új technológia befogadására, amelyek lehetővé tették a felhasználók számára, hogy kihasználják a sokkal nagyobb letöltési sebesség előnyeit.

Sok ország szívesen telepítette az 5G technológiát, mivel a hatékony kommunikáció lehetővé teszi a gazdasági növekedést, és a modern élet és az ipar alapvető elemének tekintik őket.

Megjegyzés az 5G idővonalról és előzményekről:

Az 5G mobilkommunikáció az első üzembe helyezést megelőzően évekig fejlesztés alatt állt, és még akkor is sok éven át. Az 5G technológia története sok embert és vállalatot érintett, mielőtt azt sikeresen bevezették és széles körben alkalmazták.

További információ erről 5G történelem.

Az 5G mobil kommunikációs technológia gyorsan fejlődik, és ez válik azzá a technológiává, amely felé mindenki halad. Nem csak a tőle elvárt szupergyors sebességeket képes befogadni, hanem az IoT és IIoT alkalmazások alacsony adatátviteli sebességének követelményeit is. Mint ilyen, az 5G mobil kommunikáció rengeteg különféle alkalmazást képes befogadni, és nagyon sokféle adattípust képes befogadni.

Vezeték nélküli és vezetékes kapcsolódási témák:
A mobilkommunikáció alapjai2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT vezeték nélküli telefonokNFC - Near Field CommunicationNetworking fundamentals Mi a CloudEthernetSoros adatokUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Vezeték nélküli és vezetékes kapcsolat

Nézd meg a videót: 5G LTE Dual Connectivity Live Demonstration Video (November 2020).