Antecedentes de desarrollo
En los últimos años, la quinta generación de sistemas de comunicación móvil, 5G, se ha convertido en un tema de debate en la industria de las comunicaciones y la academia. El desarrollo de 5G tiene dos fuerzas impulsoras principales. Por un lado, el sistema de comunicación móvil de cuarta generación, 4G, representado por la tecnología de evolución a largo plazo, se ha comercializado completamente, y la discusión sobre la tecnología de próxima generación se ha incluido en la agenda. Por otro lado, la demanda de datos móviles ha explotado, y los sistemas de comunicación móvil existentes son difíciles de satisfacer la demanda futura, existe una necesidad urgente de desarrollar una nueva generación de sistemas 5G.
El desarrollo de 5G también proviene de la creciente demanda de datos móviles. Con el desarrollo de Internet móvil, cada vez más dispositivos se conectan a la red móvil y surgen nuevos servicios y aplicaciones. Se espera que los usuarios mundiales de banda ancha móvil alcancen los 9 mil millones en 2018. Para 2020, se espera que la capacidad de las redes de comunicaciones móviles necesite un aumento de 1000 veces en la capacidad actual de la red. El aumento en el tráfico de datos móviles planteará graves desafíos a la red. Primero, si se desarrolla la red de comunicación móvil actual, la capacidad no puede soportar el crecimiento de miles de veces de tráfico, y el consumo de energía de la red y el costo de bits son insoportables. En segundo lugar, el crecimiento del tráfico inevitablemente traerá una mayor demanda de espectro, y el espectro de comunicación móvil es escaso, y el espectro disponible es de gran alcance, la distribución fragmentada dificulta el uso eficiente del espectro. Además, para aumentar la capacidad de la red, se debe hacer un uso inteligente y eficiente de los recursos de la red, como la optimización inteligente para la empresa y la personalidad del usuario, pero esta capacidad es insuficiente; finalmente, redes futuras Debe ser una red móvil heterogénea con múltiples redes coexistiendo. Para aumentar la capacidad de la red, es necesario resolver los problemas de administrar eficientemente cada red, simplificar la interoperabilidad y mejorar la experiencia del usuario. Para resolver los desafíos anteriores y satisfacer la creciente demanda de tráfico móvil, es urgente desarrollar una nueva generación de redes de comunicación móvil 5G.
conceptos básicos
Al igual que las redes móviles 2G, 3G y 4G anteriores, las redes 5G son redes celulares digitales en las que el área de servicio cubierta por un proveedor se divide en muchas áreas geográficas pequeñas llamadas celulares. Las señales analógicas que representan el sonido y las imágenes se digitalizan en teléfonos móviles, se convierten mediante convertidores de analógico a digital y se transmiten como flujos de bits. Todos los dispositivos inalámbricos 5G en la celda se comunican a través de ondas de radio con el conjunto de antenas locales y los transceptores automáticos de baja potencia (transmisores y receptores) en la celda. El transceptor asigna canales de una agrupación de frecuencia común, que puede reutilizarse en celdas geográficamente separadas. La antena local está conectada a la red telefónica e Internet a través de una conexión de red inalámbrica de fibra óptica de alto ancho de banda. Al igual que con los teléfonos existentes, cuando los usuarios pasan de una celda a otra, su dispositivo móvil "cambiará" automáticamente a la antena en la nueva celda.
La principal ventaja de las redes 5G es que la velocidad de transmisión de datos es mucho más alta que la red celular anterior, hasta 10 Gbit / s, más rápida que la Internet por cable actual y 100 veces más rápida que la red celular 4GLTE anterior. Otra ventaja es una menor latencia de red (tiempo de respuesta más rápido), menos de 1 milisegundo, y 4G es 30-70 milisegundos. Debido a una transmisión de datos más rápida, las redes 5G no solo proporcionarán servicios solo para teléfonos móviles, sino que también se convertirán en proveedores de redes generales para el hogar y la oficina, compitiendo con los proveedores de redes de cable. Las redes celulares anteriores proporcionaban acceso a Internet de baja velocidad de datos para teléfonos celulares, pero una torre de teléfonos celulares no podía proporcionar económicamente suficiente ancho de banda como proveedor general de Internet para computadoras domésticas.
Características de la red
1. La velocidad máxima debe alcanzar el estándar Gbit / s para cumplir con la transmisión de alta velocidad de datos de video de alta definición, realidad virtual, etc.
2. El nivel de retardo de la interfaz aérea debe ser de alrededor de 1 ms para cumplir con las aplicaciones en tiempo real, como la conducción autónoma y el tratamiento médico remoto.
3. Capacidad de red súper grande, que proporciona la capacidad de conexión de 100 mil millones de dispositivos para cumplir con la comunicación de Internet de las cosas.
4. La eficiencia del espectro mejora más de 10 veces que la LTE.
5. Con una cobertura de área amplia continua y alta movilidad, la tasa de experiencia del usuario alcanza los 100Mbit / s.
6. La densidad del tráfico y la densidad de conexión se han mejorado considerablemente.
7. El sistema es colaborativo y se mejora el nivel de inteligencia. Se manifiesta en la red colaborativa multiusuario, multipunto, antena múltiple, ingesta múltiple y ajuste automático flexible entre redes.
Lo anterior es la diferencia clave entre 5G y las generaciones anteriores de comunicación móvil, que es el resultado del cambio gradual de la tecnología móvil a la comunicación móvil centrada en el usuario.