البحث

ما هي التقنيات الرئيسية اللازمة لشبكات الجيل الخامس؟

Date:Jul 06, 2019

اتصال شبكة 4G في صعود ، ودخلت شبكة اتصال 5G مجال رؤية الناس. منذ وقت ليس ببعيد ، أصبح حل Polar Code الخاص بشركة Huawei هو نظام ترميز المشهد eMBB لقناة التحكم 5G.

تتكون براءة الاختراع الأساسية من عدة أنظمة. تمتلك Qualcomm براءة اختراع أساسية هما التحويل اللين والتحكم في الطاقة و 2000 براءة اختراع طرفية في عصر شبكة 3G. تم فرضها من قبل شركات الاتصالات العالمية مثل Ericsson و Huawei و Nokia و ZTE. العاصمة التقنية لضريبة كوالكوم. ثم ، ما هي التغييرات التي تم إجراؤها على اتصالات شبكة 5G واتصالات شبكة 4G ، وما هي الابتكارات الأساسية اللازمة لإنشاء 5G؟


ما هو 5G شبكة الاتصالات؟


5G ، كما يوحي اسمها ، هي تكنولوجيا الاتصالات من الجيل الخامس ، ويحدد 3GPP خمسة سيناريوهات رئيسية من 5G:


وفقًا للخطة ، يمكن أن يعزز تطبيق Mobile Broadband (eMBB) للمستخدمين معدل تجربة المستخدم بسرعة 1 جيجابت في الثانية ومعدل الذروة 10 جيجابت في الثانية في المناطق المكتظة بالسكان ، ويحقق كثافة حركة تصل إلى عشرات بت في الثانية لكل كيلومتر مربع في منطقة نقطة حركة المرور.


لا يقوم اتصال Massive Machine Type (mMTC) بربط الأدوات الطبية والأجهزة المنزلية ومحطات الاتصال المحمولة فحسب ، بل يستهدف أيضًا استشعار وجمع البيانات للمدن الذكية والمراقبة البيئية والزراعة الذكية ومنع حرائق الغابات وما إلى ذلك. سيناريوهات التطبيق وقدرات الدعم مع 100 مليار شبكة اتصالات.


الاتصالات فائقة الموثوقية والمنخفضة الكمون (uRLLC) ، المصممة للقيادة الذكية بدون طيار ، والأتمتة الصناعية ، وغيرها من الخدمات التي تتطلب زمن انتقال منخفض وموثوقية عالية ، مما يوفر للمستخدمين تأخيرًا من طرف إلى طرف على مستوى الملي ثانية وموثوقية خدمة تقارب 100٪. ضمان.


يمكن ملاحظة أنه بالمقارنة مع شبكة 4G ، يمكن لشبكة 5G أن توفر تغطية أوسع للإشارات ، والإنترنت أسرع ويزيد من كثافة المرور. في الوقت نفسه ، سوف يتغلغل في إنترنت الأشياء لتحقيق مراقبة ذكية للمدن والبيئة. التكامل العميق بين الزراعة الذكية ، والأتمتة الصناعية ، والأدوات الطبية ، بدون سائق ، والأجهزة المنزلية ومحطات الاتصالات المحمولة ، وبعبارة أخرى ، إنترنت كل شيء.


ما هي التقنيات الرئيسية للاتصال بشبكة 5G؟


في السيناريو eMBB للتحكم في القناة ، فاز Polar على LDPC في الولايات المتحدة و Turbo2.0 الرئيسي في فرنسا. يُعتقد أن Huawei قد أتقنت براءة الاختراع الأساسية 5G واستخدمت Huawei لسحق كوالكوم والفوز بشبكة 5G. لوصف. ولكن هذا الوصف هو أكثر قابلة للنقاش.


لا يعد نظام ترميز المشهد eMBB الذي تتنافس عليه كوالكوم و Huawei براءة اختراع أساسية في هذا الشأن. تتكون براءة الاختراع الأساسية من عدة أنظمة. وبصفة عامة ، تعتبر الطبقة المادية لتكون التكنولوجيا الأساسية في جوهرها. وهذا يشمل الترميز. يمكن أن يرسل الترميز إشارات من جهة ، كما يمكن لتقنية الترميز أن تزيد من القدرة المضادة للتداخل. Turbo2 .0 ، Polar Code ، LDPC هو نظام الترميز الذي تروج له حاليًا فرنسا والصين والولايات المتحدة.


والآخر هو وصول متعددة. تشير تقنية الوصول المتعدد إلى مشكلة حل مشكلة قيام عدة مستخدمين بالتواصل مع المحطة الأساسية في نفس الوقت. كيفية مشاركة الموارد؟ يستخدم اتصال الجيل الأول تقنية FDMA ، بينما يستخدم اتصال الجيل الثاني تقنية TDMA. يستخدم الجيل الثالث من الاتصالات تقنية CDMA ، بينما يستخدم الجيل الرابع من الاتصالات تقنية OFDMA ، ويعد الوصول المتعدد في عصر شبكة 5G نقطة أساسية في المنافسة. الرأي الشعبي هو الآن نونا. ومع ذلك ، فإن يانغ شيو تشي ، مخترع تكنولوجيا الأساس "إعادة استخدام التردد اللين" لشبكة 4G ، كتب مؤخرًا "NOMA مجرد سوء فهم" ، ويعتقد أن NONA قد لا تكون قادرة على الفوز بعصر 5G ، لا تزال هناك بعض المتغيرات.


تقنية رئيسية أخرى هي الهوائي المتعدد ، وهي تقنية تزيد من السعة وتزيد من الناحية النظرية السعة مرات عديدة. وببساطة ، من خلال زيادة عدد الهوائيات وحتى عشرات أو حتى مئات الهوائيات على أساس الهوائيات المتعددة الحالية ، يمكن دعم عشرات تدفقات البيانات المكانية المستقلة ، وتحسين كفاءة الطيف لنظام المستخدم إلى حد كبير. في الوقت الحاضر ، أصبحت تقنية MIMO حارة نسبياً. لا يمكن لتكنولوجيا MIMO الضخمة تقليل طاقة الإرسال فقط دون تقليل موارد الطيف وتقليل التداخل داخل الخلية والخلية ، ولكن أيضًا تحسين كفاءة الطيف وكفاءة الطاقة على أساس 4G. أمر من حجم. بالإضافة إلى ذلك ، تعد تقنية تعديل التردد الراديوي وإزالة تشكيلها وتقنية تعدد إرسال الترددات اللينة من التقنيات الرئيسية أيضًا ، وهذه الأخيرة في أيدي Huawei.


Turbo2.0 ، القطبية ، LDPC هي أفضل أو أسوأ


يتم اقتراح LDPC التي تروج لها كوالكوم بواسطة Gallager ، مجال المعلومات الدولي ، منذ حوالي 50 عامًا. بعد أكثر من 50 عامًا من التطوير والتحسين ، أصبحت التكنولوجيا ناضجة للغاية. على الرغم من أن بعض الأفكار لم تكن تسمى المتقدمة بسبب الوقت السابق المقترح. ومع ذلك ، بعد العديد من التحسينات والتوسعات ، لا تزال تقنية جيدة للغاية. Turbo 2.0 ، الذي تروج له فرنسا بشكل أساسي ، هو امتداد وتطوير Turbo. يعد Turbo code أحد الرموز المستخدمة في عصر 4G ، كما أنه ناضج جدًا في التكنولوجيا.


تم اقتراح الكود القطبي الذي روجت له الصين بشكل أساسي من قبل البروفيسور إردال أريكان من جامعة بيركين بتركيا في عام 2008. ميزة الشفرة القطبية هي قدرتها القوية على تصحيح الأخطاء ، وهي الشفرة الوحيدة المعروفة في العالم التي يمكن ثبت بدقة للوصول إلى القناة. حققت طريقة تشفير القناة للسعة ، والتي لها أهمية كبيرة لإدارة مواصفات شبكات النطاق الترددي العالي ، نفس الأداء أو أفضل مثل رموز Turbo ورموز LDPC في بعض سيناريوهات التطبيق. ولكن العيب هو أيضا نجم جدا ، وهذا هو ، وقت الولادة قصير جدا ، والتكنولوجيا ليست ناضجة بما فيه الكفاية.


في الواقع ، الرموز الثلاثة هي تقنيات جيدة للغاية. السبب وراء قيام LDPC بالتقاط الرمز الطويل وقناة الرمز القصير لمشهد eMBB ، يمكن لـ Polar الحصول على قناة التحكم للرمز القصير في مشهد eMBB. يكمن جذر المشكلة في لعبة القوة الوطنية الشاملة للبلد الكبير.