Kennen Sie 5g, kennen Sie 5g

Shanghai Runxin Technology Co., Ltd. Vorwort der Chuang Research Society

Mit der steigenden Nachfrage nach Kommunikationsnetzwerken hat es sich von der Einzelsprachkommunikation zum Hochgeschwindigkeits-Internetzugang, zum Online-Ansehen von Kurzvideos usw. entwickelt. Dies reicht jedoch nicht aus, um den Entwicklungsbedarf zu decken. Die wichtigen Veränderungen ergeben sich aus den Kommunikationstechnologien der Vergangenheit, die die Kommunikation zwischen Menschen ermöglichen. Mit der rasanten Entwicklung des mobilen Internets und des Internets der Dinge und dem Aufkommen immer intelligenterer Geräte, in den Bereichen Virtual Reality, Augmented Reality, Ultra-High-Definition-Video, intelligente Kleidung, Smart Home, intelligente Zählerablesung und intelligenter Transport, unbemanntes Fahren und Andere Bereiche werden einen großen Kommunikationsbedarf erzeugen. Mit dem kontinuierlichen Wachstum der Benutzernachfrage wird das mobile Kommunikationsnetz mit einem 1000-fachen Wachstum der Datenkapazität, einem 10- bis 100-fachen Anstieg der drahtlosen Geräteverbindung, einem 10- bis 100-fachen Benutzerratenbedarf, einer 10-fachen langen Batterielebensdauer usw. konfrontiert sein. Das 4G-Netzwerk kann diese Anforderungen nicht erfüllen, daher wurde die 5G-Technologie ins Leben gerufen.

elektromagnetische Welle5g ist die Kommunikationstechnologie der fünften Generation, die sich hauptsächlich durch Millimeterwellenlänge, Ultrabreitband, Ultrahochgeschwindigkeit und Ultraniedrige Verzögerung auszeichnet. 1g 4G konzentriert sich auf eine bequemere und schnellere Kommunikation zwischen Menschen, während 5g die Verbindung aller Dinge zu jeder Zeit, an jedem Ort und an jedem Ort realisieren wird, sodass die Menschen erwarten können, synchron und ohne Zeitunterschied mit allen Dingen auf der Erde daran teilzunehmen Live-Übertragung. Drahtlose Kommunikation nutzt elektromagnetische Wellen zur Kommunikation. Elektromagnetische Wellen umfassen Lichtwellen und Radiowellen.

Die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen werden durch ihre Frequenz bestimmt. Elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Frequenz haben unterschiedliche Eigenschaften und werden daher unterschiedlich eingesetzt. Hochfrequenz-Röntgenstrahlen mit starker Durchdringung können beispielsweise zur Fehlererkennung oder zur automatischen Steuerung von Montagelinien in der Industrie eingesetzt werden. Es hat eine große Letalität für Zellen und wird in der Medizin zur Behandlung von Tumoren eingesetzt. Radiowellen werden für die Kommunikation verwendet und ihre Spektrumsressourcen sind begrenzt. Um Störungen und Konflikte zu vermeiden und die Kommunikationsqualität sicherzustellen, werden wir die Spektrumsressourcen aufteilen und sie verschiedenen Objekten und Benutzern zuweisen.

Wir verwenden UHF hauptsächlich für die Mobiltelefonkommunikation. Die Spektrumsaufteilung von 2g-4g inländischer Kommunikationsbetreiber ist wie folgt. Inländische und globale Mainstream-4G-Bänder nutzen UHF und UHF. Der globale 5g-Frequenzbereich ist in der folgenden Abbildung dargestellt

Das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie hat in Form einer Bekanntmachung die Häufigkeit von 5g (mobile Kommunikation der fünften Generation) in China festgelegt. Die Arbeitsfrequenzbänder sind 3300 MHz–3600 MHz bzw. 4800 MHz–5000 MHz. Die Bandbreite des ersten Arbeitsfrequenzbandes beträgt 300 MHz; Die Bandbreite des zweiten Betriebsbandes beträgt 200 MHz. Dies ist ein Merkmal der 5G-Kommunikation – Superbandbreite. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Kommunikationstechnologie, vom ersten 1G bis zum aktuellen 4G, wird die Frequenz elektromagnetischer Wellen immer höher und die Spektrumsbandbreite immer größer. Je höher die Frequenz Je umfangreicher die nutzbaren Frequenzressourcen und desto größer die Spektrumsbandbreite. Je höher die erreichbare Übertragungsrate – Ultra-High-Speed.

Derzeit werden weltweit hauptsächlich 28 GHz für Tests verwendet. Die Umrechnungsformel zwischen Frequenz und Wellenlänge lautet: Wenn bei 28 GHz berechnet, beträgt die Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit / Frequenz = 300000000 (M / s) / 28000000000 (Hz) = 10,7 mm ein Merkmal der 5g-Kommunikation – Millimeterwelle.

5g-Vorteil: Wesentliche Merkmale des 5g-Kommunikationsfrequenzbands: Je höher die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge und desto näher an der linearen Ausbreitung (je schlechter die Beugung und die Wanddurchdringungsfähigkeit). Je höher die Frequenz, desto größer die Dämpfung im Ausbreitungsmedium. Wenn das 5g-Kommunikationsnetzwerksignal abgedeckt wird, erhöht sich die Anzahl der erforderlichen Basisstationen erheblich und die Kosten steigen erheblich. Dies ist einer der Gründe, warum die 1G-4G-Kommunikation nutzlos ist.

Eine extrem niedrige Verzögerung ist ein sehr wichtiges Merkmal von 5g. Idealerweise muss die Ende-zu-Ende-Verzögerung 1 ms betragen, und die typische Ende-zu-Ende-Verzögerung beträgt etwa 5–10 ms. Um eine extrem niedrige Verzögerung von 5 g zu realisieren, müssen einige Ideen befolgt werden. Erstens sollte die Übertragungsverzögerung der Luftschnittstelle stark reduziert werden. Zweitens sollten wir die Weiterleitungsknoten so weit wie möglich reduzieren und die Entfernung vom Quell- zum Zielknoten verkürzen. Drittens sollten wir das Ganze berücksichtigen und dafür sorgen, dass die Technologien auf verschiedenen Ebenen wie Luftschnittstelle, Netzwerkarchitektur und Kernnetzwerk unter dem Gesichtspunkt der schichtübergreifenden Betrachtung und Gestaltung miteinander kooperieren, damit das Netzwerk die Verzögerungsanforderungen verstehen kann verschiedener vertikaler Dienstleistungen.

Neue Rahmenstruktur: In Bezug auf die Rahmenstruktur wird eine kürzere Unterrahmenlänge berücksichtigt und das ACK/NACK-Feedback wird im selben Unterrahmen abgeschlossen, um die Verzögerung der Luftschnittstelle zu reduzieren.Terminal-Direktkommunikation (D2D): Im herkömmlichen Kommunikationsmodus Daten Pakete durchlaufen den gesamten Netzwerkknoten und jede Weiterleitung bedeutet eine Erhöhung der Verzögerung. Der Modus der direkten Kommunikation zwischen Terminals kann die Kommunikation zwischen Geräten ohne Übertragung über das Netzwerk realisieren.

Senkung der Kernnetzwerkfunktionen: Im 4G-Netzwerk entfernt LTE den RNC in 3G, überträgt die meisten Funktionen des RNC auf die Basisstation, integriert einen Teil der Arbeit in das Kernnetzwerk und übernimmt die zweischichtige Netzwerkarchitektur von eNodeB und EPC. Die flache Architektur reduziert die Anzahl der Knoten und verringert die Verzögerung. Im 5G-Netzwerk werden einige Funktionen der Benutzerseite des Kernnetzwerks weiter auf das Zugangsnetzwerk verlagert, das ursprünglich zentralisierte Kernnetzwerk wird verteilt und die Funktionen des Kernnetzwerks werden näher am Terminal liegen, um die Verzögerung weiter zu reduzieren .

Mec (Mobile Edge Computing): MEC bringt Computing, Verarbeitung und Speicherung an die mobilen Grenzen und bietet drahtlose Möglichkeiten für Serviceinnovationen am mobilen Edge-Eingang, sodass große Datenmengen in Echtzeit und schnell verarbeitet werden können, um Verzögerungen zu reduzieren.