Maklumat

Teknologi 5G: komunikasi mudah alih 5G

Teknologi 5G: komunikasi mudah alih 5G

Sistem komunikasi mudah alih 5G memberikan tahap prestasi yang jauh lebih tinggi daripada sistem komunikasi mudah alih generasi sebelumnya.

Teknologi 5G baru bukan hanya versi komunikasi mudah alih yang seterusnya, berkembang dari 1G hingga 2G, 3G, 4G, tetapi menyediakan pendekatan baru yang memberikan kesambungan di mana-mana.

Teknologi 5G sangat berbeza. Sistem sebelumnya telah berkembang didorong oleh apa yang dapat dilakukan dengan teknologi terkini. Teknologi 5G baru telah didorong oleh aplikasi iklan penggunaan khusus.

Komunikasi mudah alih 5G didorong oleh keperluan untuk menyediakan sambungan di mana-mana untuk aplikasi yang beragam seperti komunikasi automotif, kawalan jauh dengan maklum balas gaya haptik, muat turun video yang besar, serta aplikasi kadar data yang sangat rendah seperti sensor jarak jauh dan apa yang disebut sebagai IoT, Internet Perkara.

5G dapat memberikan fleksibiliti yang jauh lebih besar dan oleh itu ia dapat menyokong pelbagai aplikasi yang lebih luas, dari keperluan kadar data Internet yang rendah hingga kadar data yang sangat cepat dan aplikasi latensi yang sangat rendah.

Penyeragaman 5G

Seperti semua sistem yang digunakan secara meluas, komunikasi mudah alih 5G diatur oleh serangkaian standard. Dengan menggunakan 2G GSM, 3G UMTS dan 4G LTE, standard 5G berada di bawah naungan 3GPP - Projek Perkongsian generasi ketiga.

3GPP mempunyai sebilangan kumpulan kerja yang berbeza, masing-masing menangani elemen berbeza dari standard yang diperlukan. Mereka menggunakan pakar industri yang meluangkan masa mereka dan ditaja oleh syarikat komunikasi mudah alih yang berkaitan. Dengan cara ini piawaian ditulis dan dikembangkan.

Dengan memiliki organisasi industri utama yang mengawal piawaian, pihak yang berkepentingan dapat mempengaruhi piawaian tersebut untuk memastikan bahawa fungsi yang diperlukan diperoleh. Juga kerana standardnya adalah antarabangsa, bukan sahaja syarikat yang berbeza dapat menggunakan elemen sistem yang berbeza dan tahu mereka akan beroperasi, tetapi juga bagi pengguna, kemampuan seperti perayauan tersedia, dan kos telefon, panggilan, dll dikurangkan penjimatan skala, dll.

Piawaian 3GPP dikemas kini sebagai rilis khusus - setiap elemen penyempurnaan pelepasan yang telah dijelaskan, dan memperkenalkan fungsi baru. Rilis sebelumnya mengandungi standard untuk GSM, UMTS dan LTE. Ketika 5G mula dikembangkan, ia juga dimasukkan ke dalam standard.


Keluaran 3GPP
Siaran 3GPPTarikh pelepasanPerincian
Keluaran sebelumnya--GSM, UMTS & LTE
Pelepasan 14Pertengahan 2017Elemen di jalan menuju 5G
Lepaskan 15Akhir 2018Spesifikasi Fasa 1 5G
Pelepasan 162020Spesifikasi Fasa 2 5G
Pelepasan 17~ Sept 2021

Rilis baru juga mengandungi kemas kini untuk sistem sebelumnya - Rilis 14, misalnya mengandungi banyak elemen fungsi baru untuk LTE serta kemas kini dll, untuk UMTS dan GSM.


Gambaran keseluruhan sistem selular 5G

Oleh kerana generasi telekomunikasi selular telah berkembang, masing-masing telah membawa peningkatannya sendiri. Begitu juga dengan teknologi 5G.

  • Generasi pertama, 1G: Telefon ini adalah analog dan merupakan telefon bimbit atau telefon bimbit pertama yang digunakan. Walaupun revolusioner pada masa mereka menawarkan tahap kecekapan dan keselamatan spektrum yang sangat rendah.
  • Generasi kedua, 2G: Ini berdasarkan teknologi digital dan menawarkan kecekapan, keselamatan dan ciri baru spektrum yang jauh lebih baik seperti mesej teks dan komunikasi kadar data rendah.
  • Generasi ketiga, 3G: Tujuan teknologi ini adalah untuk menyediakan data berkelajuan tinggi. Teknologi asli ditingkatkan untuk membolehkan data hingga 14 Mbps dan lebih.
  • Generasi keempat, 4G: Ini adalah teknologi berasaskan semua IP yang mampu memberikan kadar data hingga 1 Gbps.
  • Teknologi 5G: Ketika 5G pertama kali didalilkan, sejumlah kes penggunaan diajukan: pemindahan data berkelajuan tinggi kerana muat turun video menjadi lebih besar dan biasa; alat kawalan jauh dengan kependaman rendah - contoh kenderaan autonomi yang berkomunikasi dengan infrastruktur rad untuk menyediakan pengangkutan yang selamat dan juga contoh pakar bedah yang berpengalaman dapat melakukan pembedahan halus dari jarak jauh menggunakan pautan 5G. Kedua-dua contoh ini memerlukan komunikasi mudah alih latensi yang sangat rendah; lebih banyak keupayaan untuk komunikasi data umum; kemampuan untuk menampung kadar data yang sangat rendah dan komunikasi sesekali untuk Internet of Things, IoT di mana jangka hayat bateri sangat lama.

Daripada hanya menawarkan lebih dari apa yang ada pada generasi komunikasi mudah alih sebelumnya, teknologi 5G diperlukan untuk menawarkan kemampuan baru dan kesambungan di mana-mana. Ini tidak hanya memerlukan penggunaan stesen pangkalan keluar yang dapat ditukarkan menjadi 5G, tetapi juga lebih banyak sel kecil juga.

Keperluan 5G

Sebagai permulaan kerja untuk sistem komunikasi mudah alih 5G yang baru, syarat garis besar telah ditetapkan. Ini adalah A yang ditakrifkan oleh ITU sebagai sebahagian daripada IMT2020. Walaupun sekarang dengan 5G sebagai sistem komunikasi mudah alih yang aktif, berguna untuk merujuk kepada keperluan ini.


Prestasi Tanpa Wayar 5G yang dicadangkan
ParameterPrestasi yang dicadangkan
Kadar data puncakSekurang-kurangnya 20Gbps downlink dan 10Gbps uplink per stesen pangkalan bergerak. Ini menunjukkan kenaikan 20 kali ganda pada downlink berbanding LTE.
Ketumpatan sambungan 5GSekurang-kurangnya 1 juta peranti bersambung per kilometer persegi (untuk membolehkan sokongan IoT).
Mobiliti 5GAkses 0km / j hingga "kenderaan berkelajuan tinggi 500km / j".
Kecekapan tenaga 5GSpesifikasi 5G memerlukan antara muka radio yang cekap tenaga ketika berada di bawah muatan, tetapi juga masuk ke mod tenaga rendah dengan cepat apabila tidak digunakan.
Kecekapan spektrum 5GPautan bawah 30 bit / Hz dan pautan atas 15 bit / Hz. Ini menganggap 8x4 MIMO (8 lapisan spasial ke bawah, 4 lapisan spasial ke atas).
Kadar data dunia nyata 5GSpesifikasi "hanya" memerlukan kelajuan muat turun setiap pengguna 100Mbps dan kelajuan muat naik 50Mbps.
Latensi 5GDalam keadaan ideal, rangkaian 5G harus menawarkan pengguna latensi maksimum hanya 4ms (berbanding 20ms untuk LTE).

Sistem komunikasi 5G

Sistem komunikasi selular mudah alih 5G adalah perubahan besar dalam cara rangkaian komunikasi mudah alih beroperasi. Topologi rangkaian baru, rangkaian akses dan sejenisnya telah ditentukan dan dilaksanakan.

  • 5G Radio Baru, 5G NR: Radio baru 5G adalah nama baru untuk rangkaian akses radio 5G. Ini terdiri daripada elemen yang berbeza yang diperlukan untuk rangkaian akses radio baru. Menggunakan teknologi yang jauh lebih fleksibel, sistem ini dapat bertindak balas terhadap keperluan pengguna mudah alih yang berbeza dan berubah sama ada mereka adalah nod IoT kecil, atau pengguna data tinggi, pegun atau mudah alih.
  • Rangkaian Teras 5G NextGen: Walaupun penyebaran awal 5G menggunakan jaringan inti LTE atau bahkan jaringan 3G, jaringan perlu bergerak ke struktur yang lebih rata untuk menyediakan kemampuan data dan latensi rendah yang diperlukan.

Teknologi 5G

5G juga menggabungkan banyak teknologi, banyak yang baru, untuk membolehkannya memberikan tahap prestasi yang sangat tinggi yang diperlukan.

Teknologi untuk komunikasi mudah alih 5G merangkumi:

  • Bentuk gelombang & modulasi: Salah satu perbincangan utama ketika 5G sedang dibangun adalah berdasarkan jenis bentuk gelombang yang akan digunakan. Pada akhirnya skema ini dibuat berdasarkan OFDM, dengan format modulasi sebenar bergantung pada pautan dan ini termasuk QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM dan untuk pautan atas ketika DFT-OFDM digunakan, π / 2-BPSK dapat digunakan.

    Untuk masa depan, bentuk gelombang lain boleh dikembangkan, tetapi pada masa ini bentuk gelombang berdasarkan OFDM.


  • Akses Pelbagai: Sekali lagi pelbagai skema akses dibincangkan, tetapi untuk Radio Baru 5G, OFDMA dilaksanakan. Untuk CP-OFDM downlink digunakan dan di uplink baik CP-OFDM atau DFT-OFDM dapat digunakan.

  • Komunikasi Gelombang Milimeter: Komunikasi bergerak milimeter gelombang tidak dilaksanakan untuk penyebaran awal sistem komunikasi mudah alih 5g kerana teknologi untuk komunikasi gelombang milimeter yang efektif kos belum dikembangkan dengan cukup baik. Penggunaan mmWave untuk komunikasi mudah alih 5G memerlukan sebilangan besar stesen pangkalan untuk memberikan liputan yang diperlukan.

    Sebagai persiapan pelaksanaan mmWave, frekuensi dialokasikan dan termasuk dalam kumpulan peruntukan FR2 (Frekuensi Range 2).


  • MIMO besar dengan stereng rasuk: Teknologi antena untuk 5G telah memberikan peluang penting untuk peningkatan prestasi berbanding 4G. Walaupun MIMO digunakan dengan 4G LTE, teknologinya semakin maju.

    Teknologi kemudi rasuk juga telah diadopsi untuk memungkinkan pancaran antena pemancar dan penerima difokuskan ke arah ponsel yang mereka gunakan untuk berkomunikasi. Setiap telefon bimbit dapat memiliki sinarnya sendiri, menggunakan teknologi antena canggih, dan ini memfokuskan daya transmisi di mana diperlukan dan mengurangkan gangguan antara telefon bimbit. Ini memberikan peningkatan prestasi yang ketara.


  • Rangkaian padat: Mengurangkan saiz sel memberikan penggunaan spektrum yang lebih berkesan secara keseluruhan. Walaupun sel makro besar akan disimpan untuk komunikasi umum, banyak sel kecil akan dikerahkan untuk memastikan bahawa kapasiti data dapat disediakan.

    Penggunaan sel yang lebih kecil memberikan penggunaan kembali frekuensi yang jauh lebih besar dan sebagai hasilnya keseluruhan rangkaian dapat memberikan peningkatan kapasiti data secara signifikan. Oleh kerana penggunaan data meningkat dengan pesat, ini adalah syarat yang jelas dan mendesak.

Ini adalah beberapa teknik utama yang sedang dikembangkan dan dibincangkan untuk digunakan dalam 5G.

Garis masa & tarikh 5G

Teknologi 5G telah berkembang dengan pesat. Penerapan sebenar pertama disiarkan pada tahun 2019, dan penerapan selanjutnya segera diikuti. Walaupun terdapat beberapa masalah gigi, banyak yang memperhatikan peningkatan kelajuan yang ketara.

Telefon bimbit baru dilancarkan untuk menampung teknologi baru dan ini membolehkan pengguna memanfaatkan kelajuan muat turun yang jauh lebih tinggi.

Banyak negara berminat untuk menggunakan teknologi 5G dengan cepat kerana komunikasi yang berkesan memungkinkan pertumbuhan ekonomi dan dilihat sebagai elemen penting dalam kehidupan moden dan industri.

Catatan mengenai Garis Masa & Sejarah 5G:

Komunikasi mudah alih 5G sedang dikembangkan selama beberapa tahun sebelum pertama kali digunakan, dan bahkan kemudian penggunaannya juga beberapa tahun. Sejarah teknologi 5G melibatkan banyak orang dan syarikat sebelum berjaya digunakan dan digunakan secara meluas.

Baca lebih lanjut mengenai Sejarah 5G.

Teknologi komunikasi mudah alih 5G berkembang dengan pesat dan menjadi teknologi yang menjadi tumpuan semua orang. Bukan hanya dapat mengakomodasi kecepatan super cepat yang diperlukan, tetapi juga dapat mengakomodasi keperluan laju data rendah untuk aplikasi IoT dan IIoT. Oleh itu, komunikasi mudah alih 5G akan dapat merangkumi sebilangan besar aplikasi yang berbeza, dan menampung banyak jenis data yang berbeza.

Topik Kesambungan Tanpa Wayar & Berwayar:
Asas Komunikasi Mudah Alih2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT tanpa kabel
Kesambungan Tanpa Wayar & Berwayar

Tonton videonya: Mengenal Jaringan 2G, 3G, 4G Hingga 5G (Oktober 2020).