听到人们说他们的房子里或手机上有5G连接,这已经不是一件奇怪的事情了,这通常意味着更快的网速体验。

但不仅是这是5G连接的承诺,大量的连接设备、新产品和服务也包括在内。

当然,当我们开始使用5G所提供的一切时,我们的生活方式将被改变。然而,你完全了解这项技术吗?

我们有一位专家帮助我们了解5G技术的工作原理,他是巴西坎皮纳斯大学计算机科学专业的博士生威廉-维洛塔。

5G是对 第五代 移动通信的发展。我们已经经历了前辈1G、2G、3G和4G,我们将继续经历下一个系列,新的未来趋势。

让我们回顾一下过去的几代人。

第一代(1G)移动通信在80年代推出,实现了移动设备之间的通话,以及语音信息服务。

后来,在1991年,2G,开始了短信和漫游的服务。

1998年的3G,为用户带来了互联网体验。

2008年,4G增加了游戏服务、高清移动电视、视频通话和3D电视。

最后,2009年推出了4G长期演进(LTE),使已经很快速的4G的数据速度翻了一番。

每一代新产品的标志是在以前的状态下引入新的功能,增加新的移动服务或改进现有的服务

5G不仅仅是你手机上更快的互联网连接。它将为手机以外的更多设备提供连接。特别是,5G承诺将完成以下要求。

数据率高达10Gbps。 这是比4G LTE的理论峰值快10倍的信息传输。这足以让我们在几秒钟内下载整部电影。

 来回延迟为1毫秒。 这意味着与4G相比,延迟时间几乎减少了10倍。延迟是指数据从源头到目的地回来所需的时间--5G将只需要1毫秒。换句话说,这基本上是手机从服务器请求信息并得到响应的时间。

每单位面积的高带宽。 在前几代中,你离信号源越近,反应就越好、越快。然而,在5G中,用户在哪里并不重要,他的那部分信号得到了保证。与4G相比,5G将使用更多的小型天线,这将允许更多的设备以更高的带宽连接更长的时间,而不管用户在哪里。

每单位面积上的连接设备数量最多为100倍 与4G LTE相比。专家预计到2023年,物联网(IoT)设备将达到200亿台。

99.999%可用性.这意味着在任何时候都能感受到服务的可用性。

100%覆盖率。

90%减少网络能源使用。 5G也将导致成本的降低。将设备的电池寿命提高到10年。

总的目标是扩大无线电频谱的使用,增加波长范围,让大量的设备获得互联网连接并获得专门服务。

虽然,无线电波长范围的特点是短-长波,但它具有很高的按时间计算的数据率。移动网络有两个主要部分,即 无线电接入网络(RAN)核心网络.

RAN由几个节点(天线)组成,为用户提供对Core的访问。核心网是为用户提供服务的网络的中心元素。它允许不同的子网络或本地网络之间进行信息交换。

5G RAN提供了一个创新的功能,在现有的高频无线电波上增加新的高频无线电波,用于传输数据。此外,提供一个连续的连接"。

此外,预计5G RAN信号将由比目前更小的天线组成,位于离用户更近的地方。

Villota在谈到5G所带来的变化时说:"5G的设计是通过考虑整个网络的分布式服务器来满足高标准的要求,以实现延迟需求。

Villota的硕士论文的建议是通过使用强化学习为5G中的网络片断请求(NSLR)建立一个准入控制。

网络切片是一种能够执行多个虚拟隔离网络(称为网络切片)的技术,共享相同的物理网络基础设施。

每个网络切片都是按需创建的,并为完成5G服务的不同要求而定制。

网络切片供应商(NSP)预计会收到多个租户提出的创建网络切片的请求。

强化学习,一种机器学习技术,被用来接纳到达的请求,同时优化资源的使用和NSP的利润。

此外,5G核心利用虚拟化技术,为各行业或业务部门的具体需求提供定制服务。

意味着网络资源将更容易管理,为用户和企业提供他们需要的资源。

5G技术将为用户提供的几个例子是:。

–        虚拟和增强现实.5G的低延迟特性使模拟体验得到改善,如使用虚拟现实护目镜的游戏。

–        触摸式互联网。 这指的是通过触摸来操纵物体。人机互动应该是实时的,达到超低的延迟,具有极高的可用性。

–        机器对机器的连接.也被称为M2M是机器之间的数据交换,减少或不需要人为干预。这使系统能够自我监控并作出相应的反应。

–        自主驾驶。 车辆将能够与其他连接设备进行通信,并达到更高效和安全的驾驶体验。

这种神奇的技术什么时候能在我家里使用?

2019年,一些国家开始提供初步服务。然而,预计到2025年,将在全球范围内提供。

 移动通信将继续发展,在某些时候,我们将适应频繁的改进。

研究人员已经在谈论5G的继任者--6G的功能了。.

技术正在加速发展,即使很难接受6G的想法,一些科学家已经提到了7G。

然而,它将需要 a 到那里的时间。

参考资料。

 Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016).下一代5G无线网络。A comprehensive survey. IEEE通信调查和教程, 18(3), 1617-1655.

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