09A  | B  | C  | D  | E  | F  | G  | H  | I  | J  | K  | L  | M  | N  | O  | P  | Q  | R  | S  | T  | U  | V  | W  | X  | Z  |







Technologia 5G


[Jest nas już ( 2018 )] zainteresowanych]




Technologia 5G



Technologia 5G


Wizja dla 5G (w pigułce)

Nowy interfejs powietrzny 5G

Nowe quasi-deterministyczne podejście do modelowania kanałów w pasmach fal milimetrowych

Systemy antentowe o dużej skali

Skutki zagęszczania i losowości wdrażania infrastruktury w sieciach komórkowych

Łącza bezprzewodowe urządzenie-urządzenie (D2D) do komunikacji między maszynami (M2M)

Buforowanie w dużych sieciach bezprzewodowych

Pełny dupleks

Odłączony dostęp do łącza uplink i downlink w heterogenicznych sieciach

Wirtualizacja sieci bezprzewodowych

Licencjonowany dostęp współdzielony (LSA) i trójpoziomowe modele podziału spektrum: regulacje, perspektywy biznesowe i technologiczne

Epilog: bezprzewód poza 5G






mmWave.MASSIVE.MIMO


Wprowadzenie do mmWave






mmWave massive MIMO : "cyngiel" killera 5G



Sekcja I (Od SISO do mmWave massive MIMO): Dokonamy przeglądu wcześniejszych badań dotyczących SISO i MIMO oraz podsumowano powstającą technologię mmWave massive MIMO. Opiszemy również główne aspekty modelowania kanałów od mikrofalowego SISO do mmWave massive MIMO.

Sekcja II (Hybrydowa matryca antenowa dla mmWave massive MIMO): Przedstawimy architekturę masywnej hybrydowej matrycy, w której elementy antenowe są pogrupowane w wiele analogicznych podnośników, a pojedynczy sygnał cyfrowy jest odbierany lub wysyłany do każdej podtablicy. Zapewnia niedrogie i wykonalne przestrzennie rozwiązanie dla masywnej matrycy mmWave i może osiągnąć porównywalną wydajność z całkowicie cyfrową matrycą dzięki czasowej i przestrzennej rzadkości kanałów propagacji mmWave. Rozpoczynamy od przedstawienia architektury macierzy hybrydowych, podkreślając dwie typowe konfiguracje przeplatanych i zlokalizowanych tablic. Następnie przedstawiamy cztery opcjonalne implementacje sprzętowe tej architektury. Konstrukcja macierzy jest omawiana przez układy anten quasi-Yagi i ułożoną antenę krosową z prostopadłym podłożem zasilającym. Wprowadzono również dwa prototypy opracowane przez CSIRO i Samsung. Po przejrzeniu rozwoju sprzętu, w tym rozdziale omówiono techniki przetwarzania sygnałów dla macierzy hybrydowych, ze szczególnym uwzględnieniem oceny kąta przybycia, LOS MIMO dla pojedynczego użytkownika i jego pojemności oraz technik wielokrotnego dostępu do podziału przestrzennego. Podsumowując, ten rozdział pokazuje, że ogromna macierz hybrydowa jest bardzo obiecującą techniką dla mmWave massive MIMO.

Sekcja III (Kodowanie i wykrywanie dla mmWave massive MIMO): Omówimy schemat ponownego użycia pilota dla łącza w górę masywnego systemu MIMO. Następnie wyznaczono dolną granicę przepustowości systemu, która ma zastosowanie do dowolnej liczby anten. W przypuszczalnym scenariuszu każdy użytkownik najpierw przesyła sekwencję szkoleniową lub pilotującą do stacji bazowej, gdzie maksymalny stosunek łączący odbiornik dekoduje ten komunikat w celu ustalenia odpowiedzi kanału, która następnie może zostać wykorzystana do poprawy średniej przepustowości. Rozważana jest heksagonalna geometria systemu, w której każda komórka zawiera równomiernie rozmieszczonych użytkowników i stały wzorzec ponownego użycia sekwencji pilotującej. Wyprowadzona dolna granica jest ograniczona przez trzy rodzaje zakłóceń: interferencje międzykomórkowe, interferencje wewnątrzkomórkowe i zanieczyszczenie pilotowe. Te wskaźniki zostały wykorzystane do dalszego rozróżnienia między wydajnością sieci o ultra wysokiej częstotliwości i mmWave. Ponadto analizowany jest zestaw warunków, w tym liczba użytkowników, anteny, współczynnik ponownego użycia pilota i okres koherencji, aby osiągnąć dolną granicę przepustowości. Wyniki wskazują, że czynnik ponownego wykorzystania odgrywa kluczową rolę w najmniej osiągalnej wydajności. Minimalny współczynnik ponownego wykorzystania jest określony ilościowo dla danej gęstości użytkownika i okresu koherencji.

Sekcja IV (Wstępne kodowanie dla masywnego MIMO mmWave): Krótko omówimy tradycyjne cyfrowe wstępne kodowanie dla systemów MIMO i analogowe formowanie wiązki dla komunikacji mmWave. Pokazuje to, że nie można ich bezpośrednio rozszerzyć na masywne systemy MIMO mmWave. Tak więc zbadano nowy schemat wstępnego kodowania zwany hybrydowym analogowym i cyfrowym wstępnym kodowaniem. Kluczową ideą hybrydowego wstępnego kodowania jest podzielenie konwencjonalnego cyfrowego prekodera na duży analogowy prekoder (realizowany przez dużą liczbę analogowych przesuwników fazowych) w celu zwiększenia wzmocnienia matrycy antenowej i mały cyfrowy prekoder (realizowany przez niewielką liczbę RF łańcuchy), aby anulować zakłócenia. Dzięki niskiej charakterystyce kanałów mmWave w domenie przestrzennej wystarczy mały cyfrowy prekoder, aby osiągnąć zysk przestrzennego multipleksowania, co sprawia, że hybrydowe prekodowanie cieszy się satysfakcjonującą wydajnością sumaryczną przy niewielkiej liczbie łańcuchów RF. Wreszcie, porównano wstępne kodowanie hybrydowe z tradycyjnym cyfrowym kodowaniem wstępnym i analogowym kształtowaniem wiązki, a także przedstawiono inne potencjalne schematy wstępnego kodowania dla MIMO masywnego mmWave.

Sekcja V (Szacowanie kanału dla mmWave massive MIMO): Omówimy najnowocześniejsze schematy szacowania kanałów dla mmWave massive MIMO. Najpierw wprowadzamy trzy kluczowe elementy w masywnych systemach MIMO mmWave, w tym rzadkie masywne kanały MIMO mmWave, hybrydową strukturę nadajnika-odbiornika MIMO z analogową siecią z przesuwnikiem fazowym oraz odbiornik z jednobitowym przetwornikiem analogowo-cyfrowym. Następnie omawia szczegółowo cztery rodzaje schematów szacowania kanału dla masywnych systemów MIMO mmWave, w tym oszacowanie kanału oparte na CS, oszacowanie kanału z odbiornikiem jednobitowym, oszacowanie kanału parametrycznego oraz oszacowanie podprzestrzeni i oszacowanie kanału w oparciu o rozkład, a także omawia ich zalety i zalety Cons. Na koniec omawia pokrótce, w jaki sposób istniejące schematy szacowania kanałów pierwotnie zaproponowane dla konwencjonalnego masywnego MIMO z mikrofalami można dostosować do mmWave masywnego MIMO.

Sekcja VI (Sprzężenie zwrotne kanału dla mmWave massive MIMO): Omówimy dwa różne podejścia do sprzężenia zwrotnego kanału dla FDD mmWave massive MIMO, a także metodę wstępnego kodowania łącza w dół, która nie wymaga sprzężenia zwrotnego CSI. Po pierwsze, zauważając, że skorelowany przestrzennie kanał MIMO może mieć rzadką reprezentację poprzez pewne transformacje liniowe, wprowadzono metodę redukcji obciążenia zwrotnego opartą na teorii CS. Po drugie, opisuje praktyczny i wydajny mechanizm sprzężenia zwrotnego kanału wykorzystujący wielostopniowe formowanie wiązki, w którym symbole pilota są transmitowane na wiązkach w dziedzinie kątowej. Na koniec szczegółowo badana jest technika wstępnego kodowania łącza w dół oparta na wiedzy o kątach przybycia ścieżek propagacji zamiast pełnego CSI.

Sekcja VII (Modele kanałów dla mmWave masywnego MIMO): W tej sekcji po raz pierwszy dokonamy przeglądu i wyróżnienia głównych wyróżniających się cechy masywnych kanałów MIMO mmWave pod względem trzech warstw: mechanizmów propagacji, modelu kanału statycznego i modelu kanału dynamicznego. Opiszemy i omówimy najnowocześniejsze modelowanie i brzmienie odpowiednio masywnego kanału MIMO mmWave. Mimo że obecnie dostępne pomiary lub modele masywnych kanałów MIMO mmWave są nadal bardzo ograniczone, wielu badaczy dokłada starań, aby stworzyć standardowy model kanału, który może skutecznie poprowadzić projekt systemu dla 5G i wyższych.

Sekcja VIII (Techniki umożliwiające komunikację MmWave dla systemów bezprzewodowych 5G:perspektywa na poziomie łącza): Przeanalizujemy wydajność systemów mmWave, które można badać na poziomie sieci lub na poziomie łącza, ze szczególnym uwzględnieniem wydajności na poziomie łącza. Wydajność systemu bezprzewodowego mmWave na poziomie łącza zależy od wielu czynników, w tym od schematu transmisji (tj. od tego, czy stosujemy formowanie wiązki, multipleksowanie czy oba), charakterystyki kanału i struktury fali przesyłanego sygnału.

Sekcja IX (Projektowanie warstwy MAC dla mmWave massive MIMO): Ta sekcja zawiera przegląd planowania użytkownika od SISO do masywnego MIMO w oparciu o model kanału zanikania Rayleigha odpowiedni dla bogatych środowisk rozpraszania w dolnym paśmie komórkowym. Następnie wprowadza się harmonogramowanie użytkownika dla mmWave massive MIMO w oparciu o model kanału odpowiedni dla rzadkich kanałów propagacji mmWave. Różne właściwości między nimi zapewniają podstawowe wyniki teoretyczne.

Sekcja X (Rozszerzony wielokrotny dostęp dla mmWave masywnego MIMO): Przedstawimy nowatorski schemat wielokrotnego dostępu dla mmWave masywnego MIMO, oparty na półortogonalnym szkoleniu kanałów i transmisji danych, tak że w danym przedziale czasowym niektórzy skoordynowani użytkownicy wydają się ortogonalni podczas gdy pozostali użytkownicy przesyłają nieortogonalnie. Schemat jest ukształtowany jako półortogonalny wielokrotny dostęp (SOMA). SOMA umożliwia przesyłanie dodatkowych danych, a także planowanie większej liczby użytkowników dla transmisji łącza zwrotnego w przeciwieństwie do tradycyjnego protokołu TDD, co powoduje zauważalny wzrost wydajności widmowej masywnego MIMO. Rozwiązanie zostaje następnie rozszerzone na uogólnioną SOMA (GSOMA) poprzez grupowanie użytkowników, przy czym zasada SOMA jest stosowana na grupę, a sekwencje pilotujące w obrębie każdej grupy są odwzorowywane na te same zasoby częstotliwości w oparciu o multipleksowanie z podziałem kodu. Proponowane schematy SOMA i GSOMA są analizowane przy użyciu granic teoretycznych informacji w celu uzyskania odpowiedniej możliwej do uzyskania łącznej przepustowości.

Sekcja XI (Projekt frontu masywnego MIMO mmWave): Omawimy projekt frontu masywnych sieci HetN opartych na MIMO mmWave. Gęste rozmieszczenie małych komórek wymaga opłacalnego frontu o dużej pojemności, aby pomieścić 1000-krotne zwiększenie pojemności komórkowej dla 5G. Na tym tle masywny przód siatki mmWave oparty na MIMO cieszy się w ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem. W porównaniu z istniejącymi rozwiązaniami frontu działającymi w pasmach niskiej częstotliwości, fronthaul mmWave jest kompatybilny z ultra-gęstym rozmieszczeniem małych komórek, ponieważ łącze frontu może być krótkie (zwykle 50-200 m), aby złagodzić wysoką utratę ścieżki sygnałów mmWave i zagwarantować Łącze LOS. Ponadto, wykorzystując powstającą technikę masywnego MIMO mmWave, topologię siatki czołowej można łatwo ułatwić, aby ułatwić instalację i zmniejszyć koszty wdrożenia. Dodatkowo techniki formowania wiązki mmWave massive MIMO mogą uczynić siatkę przednią bardziej elastyczną i inteligentną. Przedstawiamy badanie istniejących rozwiązań fronthaul, a następnie zapotrzebowanie rynku sieci fronthaul na przyszłe sieci 5G HetNets. Co ważniejsze, przedstawia koncepcję masywnej sieci kratowej opartej na MIMO mmWave dla fronthaul, gdzie szczegółowo omawia się niektóre kwestie, w tym techniki antenowe, projektowanie formowania wiązki, protokół dupleksowania i wewnątrzpasmowy fronthaul.

Sekcja XII (Sieci komórkowe MmWave: Stochastyczne modelowanie geometrii, analiza i walidacja eksperymentalna): Wprowadzamy nowe ramy matematyczne do analizy sieci komórkowych mmWave. Jego osobliwość polega na rozważeniu realistycznych modeli utraty ścieżki i blokady, które pochodzą z danych eksperymentalnych. Model utraty ścieżki uwzględnia różne rozkłady warunków propagacji LOS i innych niż LOS. Model blokady obejmuje również stan wyłączenia, który zapewnia lepszą reprezentację możliwości wyłączenia transmisji mmWave. Poprzez modelowanie lokalizacji BS jako punktów procesu punktu Poissona uzyskuje się proste i dokładne całki, a także przybliżone i zamknięte formuły do obliczania prawdopodobieństwa pokrycia i średniej szybkości. Przy pomocy symulacji Monte Carlo i przy użyciu danych eksperymentalnych wykazano, że przybliżenie ograniczone szumem jest wystarczająco dokładne dla typowych gęstości sieci. Przybliżone ograniczenie szumów może jednak nie być wystarczająco dokładne dla wdrożeń UDN i dla pasm transmisyjnych subgigaherców. W takich przypadkach podejście analityczne jest uogólnione w celu uwzględnienia zakłóceń innych komórek kosztem zwiększenia jego złożoności obliczeniowej. Dokładność podejścia do modelowania geometrii stochastycznej dla sieci komórkowych mmWave jest badana poprzez wyraźne uwzględnienie realistycznych lokalizacji BS, śladów budynków, blokad przestrzennych i propagacji kanałów. Podkreślamy, że wystarczająco gęste sieci komórkowe mmWave są w stanie przewyższyć mikrofalowe sieci komórkowe pod względem zasięgu i szybkości.




10 Filarów 5G



I. Ewolucja istniejących RAT

5G nie będzie konkretnym RAT, raczej jest to zbiór RAT, w tym ewolucja istniejących RAT, uzupełniona nowatorskimi projektami rewolucyjnymi. W związku z tym, pierwszym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem problemu awarii 1000x jest poprawa istniejących RAT pod względem SE, EE i latencji, a także wspieranie elastycznego współdzielenia RAN wśród wielu dostawców. W szczególności LTE musi ewoluować, aby obsługiwać masowy / 3D MIMO, aby w dalszym stopniu wykorzystywać przestrzenny stopień swobody (DOF) dzięki zaawansowanemu formowaniu wiązki wielu użytkowników, w celu dalszego zwiększenia możliwości eliminacji zakłóceń i koordynacji interferencji w scenariuszu wdrażania hiperdencyjnych małych komórek. WiFi musi również ewoluować, aby lepiej wykorzystać dostępne nielicencjonowane widmo. IEEE 802.11ac, najnowsza ewolucja technologii Wi-Fi, może zapewnić szerokopasmowe potoki bezprzewodowe z szybkością transmisji wielu Gb / s. Wykorzystuje szerszą przepustowość do 160 MHz w mniej zanieczyszczonym paśmie ISM 5 GHz, wykorzystując do 256 kwadraturowej modulacji amplitudy (QAM). Może również obsługiwać jednoczesne transmisje do czterech strumieni przy użyciu techniki MIMO dla wielu użytkowników. Zastosowana technika formowania wiązki zwiększyła zasięg o kilka rzędów wielkości w porównaniu z poprzednikiem (IEEE 802.11n). Wreszcie duże firmy telekomunikacyjne, takie jak Qualcomm, pracują ostatnio nad rozwojem LTE w nielicencjonowanym spektrum, a także integrują nadajniki-odbiorniki 3G / 4G / WiFi w jedną jednostkę stacji bazowej (BS). W związku z tym przewiduje się, że przyszłe UE będzie wystarczająco inteligentne, aby wybrać najlepszy interfejs do połączenia z RAN w oparciu o wymagania QoS działającej aplikacji.

II. Hyperdense Small-Cell Deployment

Wdrożenie Hyperdense dla małych komórek jest kolejnym obiecującym rozwiązaniem, które spełni wymagania 1000x pojemności, a jednocześnie wprowadzi dodatkowe EE do systemu. To innowacyjne rozwiązanie, nazywane również HetNet, może znacznie zwiększyć efektywność widmową obszaru (b / s / Hz / m2). Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa różne sposoby realizacji HetNet: (i) nakładanie systemu komórkowego na małe komórki tej samej technologii, to znaczy na mikro-, piko lub femtokomórki; (ii) nakładanie małych komórek różnych technologii w przeciwieństwie do tylko komórek (np. High Speed Packet Access (HSPA), LTE, WiFi itd.). Pierwsza z nich nazywana jest wielowarstwową HetNet, natomiast druga jest nazywana HetNetem wielorakim. Qualcomm, wiodąca firma zajmująca się wyzwaniem 1000x pojemności poprzez hiperdensyjne wdrożenia małych komórek, wykazała, że dodawanie małych komórek może skalować pojemność sieci niemal liniowo. Oznacza to, że pojemność podwaja się za każdym razem, gdy podwoimy liczbę małych komórki. Jednak zmniejszenie rozmiaru komórki zwiększa interferencję międzykomórkową i wymaganą sygnalizację sterowania. Aby przezwyciężyć tę wadę, potrzebne są zaawansowane techniki zarządzania interferencjami międzykomórkowymi na poziomie systemu wraz z uzupełniającymi technikami eliminowania zakłóceń w urządzeniach użytkownika. Wzmocnienie małych komórek było centralnym punktem LTE R-12, gdzie wprowadzono nowy typ nośnika (NCT) (znany również jako Lean Carrier), aby pomóc małym komórkom w makrokomórce gospodarza. Pozwala to na bardziej wydajne działanie płaszczyzny sterowania (np. Do zarządzania mobilnością, synchronizacji, alokacji zasobów itp.) Przez warstwę makro, zapewniając jednocześnie wysoką pojemność i efektywną widmowo płaszczyznę danych przez małe komórki. Wreszcie, zmniejszenie rozmiaru komórki może również poprawić EE sieci poprzez zbliżenie sieci do UE, a tym samym zmniejszenie budżetu mocy łączy bezprzewodowych

III. Sieć samoorganizująca się

Zdolność do samoorganizacji sieci (SON) to kolejny kluczowy element 5G. Wraz ze wzrostem populacji małych komórek SON nabiera większego rozpędu. Prawie 80% ruchu bezprzewodowego generowane jest w pomieszczeniach. Aby przenosić ten olbrzymi ruch, potrzebujemy hiperdentycznych wdrożeń małych komórek w domach - instalowanych i utrzymywanych głównie przez użytkowników - poza kontrolą operatorów. Te małe komórki wewnętrzne muszą być konfigurowalne i instalowane w sposób "plug and play". Ponadto muszą mieć zdolność SON, aby inteligentnie dostosować się do sąsiednich małych komórek, aby zminimalizować zakłócenia międzykomórkowe. Na przykład mała komórka może to zrobić poprzez autonomiczną synchronizację z siecią i sprytne dostosowanie zasięgu radiowego.

IV. Komunikacja typu maszynowego

Oprócz ludzi łączenie maszyn mobilnych jest kolejnym podstawowym aspektem 5G. Komunikacja typu maszynowego (MTC) to pojawiająca się aplikacja, w której jeden lub obaj użytkownicy końcowi sesji komunikacyjnej obejmują maszyny. MTC narzuca dwa główne wyzwania w sieci. Po pierwsze, liczba urządzeń, które należy podłączyć, jest ogromnie duża. Ericsson (jedna z wiodących firm badających 5G) przewiduje, że 50 miliardów urządzeń musi być połączonych w przyszłym społeczeństwie sieciowym; firma przewiduje, że "wszystko, co może być korzystne z połączenia, zostanie połączone'" Innym wyzwaniem narzuconym przez MTC jest przyspieszenie zapotrzebowania na zdalne sterowanie urządzeniami mobilnymi (takimi jak pojazdy) w czasie rzeczywistym za pośrednictwem sieci. Wymaga to wyjątkowo niskiego opóźnienia poniżej jednej milisekundy, zwanego "dotykowym Internetem", dyktującego poprawę 20-krotnego opóźnienia z 4G do 5G.

V. Opracowywanie RAT z falami milimetrowymi

Tradycyjne widmo poniżej 3 GHz staje się coraz bardziej zatłoczone, a obecne RAT zbliżają się do limitu pojemności Shannona. W związku z tym rozpoczęto już badania nad odkrywaniem pasm cm i fal dla komunikacji mobilnej. Chociaż badania w tej dziedzinie są jeszcze w powijakach, wyniki wyglądają obiecująco. Istnieją trzy główne przeszkody dla komunikacji mobilnej mmWave. Po pierwsze, utrata ścieżki jest relatywnie wyższa w tych pasmach w porównaniu z konwencjonalnymi pasmami poniżej 3GHz. Po drugie, fale elektromagnetyczne mają tendencję do rozprzestrzeniania się w kierunku Line-Of-Sight (LOS), co sprawia, że łącza radiowe są podatne na zablokowanie przez ruchome obiekty lub ludzi. Wreszcie, straty penetracji przez budynki są znacznie wyższe w tych pasmach, blokując zewnętrzne RAT dla użytkowników wewnętrznych. Pomimo tych ograniczeń istnieje wiele zalet komunikacji mmWave. Ogromna ilość widma dostępna jest w paśmie mmWave; na przykład przy 60 GHz dostępne jest 9 GHz nielicencjonowanego widma. Ta ilość widma jest ogromna, zwłaszcza, gdy uważamy, że globalne przydzielone widmo dla wszystkich technologii komórkowych prawie nie przekracza 780 MHz. Ta ilość widma może całkowicie zrewolucjonizować komunikację mobilną poprzez dostarczenie ultra-szerokopasmowych bezprzewodowych rur, które mogą bezproblemowo kleić przewodowe i bezprzewodowe sieci. Inne zalety komunikacji mmWave obejmują małe rozmiary anten (λ/ 2) i ich małe separacje (również około λ / 2), co pozwala na pakowanie dziesiątek elementów antenowych w zaledwie jeden centymetr kwadratowy. To z kolei pozwala nam uzyskać bardzo wysokie zyski kształtowania wiązki na stosunkowo małych obszarach, które mogą być realizowane zarówno w BS, jak iw UE. Wykorzystując inteligentne anteny z fazowaną matrycą, możemy w pełni wykorzystać przestrzenny stopień swobody kanału bezprzewodowego (za pomocą SDMA), co może jeszcze bardziej zwiększyć wydajność systemu. Wreszcie, gdy stacja ruchoma porusza się, ciężary kształtujące wiązkę można dostosować adaptacyjnie, tak aby wiązka anteny zawsze wskazywała BS. Niedawno Samsung Electronics, lider branży badającej pasma mmWave do komunikacji mobilnej, przetestował technologię, która może osiągnąć prędkość transmisji 2 Gb / s przy zasięgu 1 km w środowisku miejskim. Ponadto profesor Theodore Rappaport i jego zespół badawczy z Polytechnic Institute of New York University wykazali, że komunikacja mobilna o częstotliwości 28 GHz w gęstym środowisku miejskim, takim jak Manhattan, NY, jest możliwa do zrealizowania przy rozmiarze komórki 200 m przy użyciu dwóch anten 25 dBi , jeden w BS, a drugi w UE, co jest łatwo osiągalne za pomocą anten macierzowych i techniki formowania wiązki. Wreszcie, utrata liści dla mmWaves jest znacząca i może ograniczać rozmnażanie. Ponadto, transmisje mmWave mogą również doświadczyć znacznego tłumienia w obecności ulewnego deszczu, ponieważ krople deszczu są mniej więcej tej samej wielkości co długości fal radiowych (milimetry), a zatem mogą powodować rozpraszanie. Dlatego w ramach rozwiązania mmWave może być potrzebny zapasowy system komórkowy działający w starszych pasmach poniżej 3 GHz

VI. Przeprojektowanie łączy typu backhaul

Przeprojektowanie łączy typu backhaul jest kolejnym krytycznym problemem 5G. Równolegle z ulepszaniem RAN, łącza typu backhaul muszą być również przeprojektowane, aby przenosić ogromną ilość ruchu użytkowników generowanego w komórkach. W przeciwnym razie łącza dosyłowe wkrótce staną się wąskimi gardłami, zagrażając prawidłowemu działaniu całego systemu. Problem nabiera tempa wraz ze wzrostem populacji małych komórek. Można rozważyć różne media komunikacyjne, w tym światłowód, mikrofalę i falę mm. W szczególności można rozważyć łącza mmWave punkt-punkt wykorzystujące anteny macierzowe z bardzo ostrymi wiązkami, aby zapewnić niezawodne samo-backhaulowanie bez zakłócania innych komórek lub łączy dostępu.

VII. Efektywność energetyczna

EE pozostanie ważnym zagadnieniem projektowym podczas opracowywania 5G. Obecnie technologie informacyjno-komunikacyjne (ICT) zużywają aż 5% energii elektrycznej produkowanej na całym świecie i odpowiadają za około 2% globalnych emisji gazów cieplarnianych - w przybliżeniu odpowiada to emisjom wytwarzanym przez przemysł lotniczy. Bardziej dotyczy to faktu, że jeśli nie podejmiemy żadnych środków mających na celu zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, przewiduje się, że wkład ten podwoi się do 2020 r. W związku z tym konieczne jest dążenie do energooszczędnych podejść projektowych z łączy RAN i dosyłowych do urządzeń UE. Korzyści płynące z projektowania energooszczędnych systemów są różnorodne. Po pierwsze, może odgrywać ważną rolę w zrównoważonym rozwoju poprzez zmniejszenie śladu węglowego samego przemysłu mobilnego. Po drugie, ICT jako podstawowa technologia wspomagająca przyszłe inteligentne miasta mogą również odgrywać zasadniczą rolę w zmniejszaniu śladu węglowego innych sektorów (np. Transportu). Po trzecie, może zwiększyć przychody operatorów telefonii komórkowej poprzez zmniejszenie wydatków operacyjnych (Opex) dzięki oszczędności na rachunkach za energię elektryczną. Po czwarte, obniżenie kosztu "Joule per bit" może zapewnić przystępność cenową usług mobilnych dla użytkowników, umożliwiając ustalanie stawek ryczałtowych pomimo 10-100-krotnej poprawy przepływności danych oczekiwanej do 2020 roku. UE, które TNS określiła jako firma zajmująca się badaniem rynku jako kryterium numer jeden dla większości konsumentów kupujących telefon komórkowy.

VIII. Przydział nowego widma dla 5G

Kolejną istotną kwestią 5G jest przydzielenie nowego widma do zasilania komunikacji bezprzewodowej w następnej dekadzie. 1000-krotny wzrost natężenia ruchu jest trudny do opanowania tylko dzięki poprawie wydajności widmowej lub hiper-zagęszczeniu. W rzeczywistości wiodące firmy telekomunikacyjne, takie jak Qualcomm i NSN wierzą, że oprócz innowacji technologicznych, aby zaspokoić popyt, potrzeba 10 razy więcej widma. Alokacja pasma około 100 MHz w paśmie 700 MHz i kolejna szerokość pasma 400 MHz przy około 3,6 GHz, a także potencjalna alokacja kilku pasm GHz w pasmach cm lub mmWave do 5G będzie centralnym punktem kolejnej konferencji WRC , organizowane przez ITU-R w 2015 roku.

IX. Udostępnianie widma

Proces regulacyjny dotyczący nowego przydziału widma jest często bardzo czasochłonny, więc efektywne wykorzystanie dostępnego widma ma zawsze kluczowe znaczenie. Innowacyjne modele przydziału widma (inne niż tradycyjne przydziały licencjonowane lub nielicencjonowane) mogą zostać przyjęte w celu przezwyciężenia istniejących ograniczeń regulacyjnych. Wiele widma radiowego jest tradycyjnie przydzielane do radarów wojskowych, gdzie widmo nie jest w pełni wykorzystywane przez cały czas (24/7) lub w całym regionie geograficznym. Z drugiej strony, czyszczenie widma jest bardzo trudne, ponieważ niektóre widma nigdy nie mogą być czyszczone lub mogą być czyszczone tylko przez bardzo długi czas; poza tym widmo może być czyszczone w niektórych miejscach, ale nie w całym kraju. W związku z tym Qualcomm zaproponował model autoryzowanego / licencjonowanego wspólnego dostępu (ASA / LSA) do wykorzystania widma w małych komórkach (o ograniczonym zasięgu) bez zakłócania pracy obecnego użytkownika (np. Radarów wojskowych). Ten rodzaj modelu przydziału widma może skompensować bardzo powolny proces czyszczenia widma. Warto również wspomnieć, że wraz z przyspieszeniem wzrostu ruchu mobilnego ważna staje się refarming widma, aby wyczyścić wcześniej przydzielone widmo i udostępnić je dla 5G. Koncepcje radia kognitywnego można również ponownie rozważyć, aby wspólnie korzystać z licencjonowanych i nielicencjonowanych widm. Wreszcie, nowe modele współdzielenia widma mogą być potrzebne, ponieważ obsługa sieci wielu najemców staje się powszechna

X. Wirtualizacja RAN

Ostatnim, ale nie mniej ważnym czynnikiem 5G jest wirtualizacja RAN, umożliwiająca współdzielenie infrastruktury bezprzewodowej między wieloma operatorami. Wirtualizacja sieci musi być przesyłana z przewodowej sieci rdzeniowej (np. Przełączników i routerów) w kierunku sieci RAN. W przypadku wirtualizacji sieci inteligencja musi zostać wyjęta ze sprzętu RAN i kontrolowana w sposób scentralizowany przy użyciu mózgu oprogramowania, co można zrobić w różnych warstwach sieci. Wirtualizacja sieci może przynieść niezliczone korzyści domenie bezprzewodowej, w tym zarówno wydatki kapitałowe (wydatki inwestycyjne), jak i oszczędności Opex dzięki współdzieleniu sieci i urządzeń przez wielu najemców, ulepszone EE, skalowanie w górę lub w dół wymaganych zasobów oraz zwiększoną sieć sprawność dzięki skróceniu czasu potrzebnego na innowacyjne usługi (od 90 godzin do 90 minut), a także łatwość konserwacji i szybkie rozwiązywanie problemów dzięki większej przejrzystości sieci. Wirtualizacja może również służyć do konwergencji sieci przewodowych i bezprzewodowych poprzez wspólne zarządzanie całą siecią z centralnej jednostki orkiestracyjnej, co jeszcze bardziej zwiększa wydajność sieci. Na koniec można zastosować sieci RAN obsługujące wiele trybów, obsługujące 3G, 4G lub WiFi, w których różne centralne interfejsy radiowe mogą być włączane i wyłączane za pomocą centralnej jednostki sterującej oprogramowaniem w celu poprawy EE lub jakości doświadczenia (QoE) dla użytkowników końcowych.










<