7 Hauptanwendungen von 5G, wie viele kennen Sie? - erster Teil

7 Hauptanwendungen von 5G, wie viele kennen Sie?

Die 7 Hauptanwendungen von 5G werden im Folgenden ausführlich beschrieben:

Ich glaube, jeder kennt Moore's Gesetz, aber Shannon's-Theorem ist im Bereich der Kommunikation nicht so beliebt.

Ich erinnere mich, dass diese Formel in einem Graduiertenkurs streng abgeleitet wurde"Informationstheorie". Die Formel dieses Theorems gibt die Elemente an, die sich auf die Kommunikationsrate beziehen und wo der Grenzwert liegt.

Bei der Übertragung von Datensignalen auf einem Kanal mit zufälligem thermischem Rauschen beträgt die Beziehung zwischen der Kanalkapazität Rmax und der Kanalbandbreite W sowie dem Signal-Rausch-Verhältnis S/N: Rmax=W*log2(1+S/N).

Beachten Sie, dass log2 hier der Logarithmus zur Basis 2 ist.

Die obige Formel lautet einfach: Wenn Sie die Kanalkapazität erhöhen möchten, können Sie die Bandbreite oder das Signal-Rausch-Verhältnis erhöhen.

Das Erhöhen der Bandbreite ist einfacher zu verstehen, aber die Spektrumsressource selbst ist begrenzt und es ist unmöglich, sie unbegrenzt zuzuweisen.

Auch wenn es unbegrenzt zugeordnet werden kann, gibt es einen entscheidenden Faktor, der das Signal-Rausch-Verhältnis begrenzt.

Es gibt viele Möglichkeiten, das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern, was durch eine Erhöhung der Sendeleistung erreicht werden kann. Das Land hat jedoch strenge Beschränkungen für die Sendeleistung von Basisstationen und kann nicht unbegrenzt erhöht werden. Auch wenn dies möglich ist, bestehen hohe Anforderungen an Geräte usw. Die Hochfrequenzverstärkung ist keine einfache Angelegenheit und kann durch Verbesserung der Quellencodierung und Kanalcodierung verbessert werden.

7 Hauptanwendungen von 5G, wie viele kennen Sie?

Bezüglich einiger verwandter Technologien von 5G habe ich eine Gehirnkarte zusammengestellt, in der Hoffnung, dass jeder die 5G-Technologie systematischer versteht.

Sie können es im Vergleich betrachten. Wenn dieser Artikel nicht ganz klar ist, können Sie ihn online anhand von Schlüsselwörtern durchsuchen.

Es gibt viele Schlüsseltechnologien von 5G. Durch die Kombination dieser Technologien mit den drei Hauptszenarien wird jede Technologie entwickelt, um einige Probleme in tatsächlichen Szenarien zu lösen, die möglicherweise leichter zu verstehen sind.

7 Hauptanwendungen von 5G, wie viele kennen Sie?

1. Standardisierung von 5G

1.1 KPI

★ Die Spitzenrate erreicht 20 Gbit/s

Es gibt keine Vorgabe, wie viel Bandbreite genutzt werden soll. Dies kann durch die Aggregation von 32 Trägern erreicht werden. Bei dieser Rate handelt es sich um die Spitzenrate der Basisstation, nicht um die Rate eines einzelnen Benutzers. Dieser Tarif wird von Benutzern innerhalb des Abdeckungsbereichs einer Basisstation geteilt.

★ Die Datenrate für die Benutzererfahrung (Stadtgebiet) erreicht 100 Mbit/s

Darüber hinaus finden sich in der Norm auch Beschreibungen der Anforderungen an die User Experience Rate in weiter unterteilten Bereichen. Zum Beispiel die Tarifvorgaben im Konzertbereich, wo uns eher die hohe Personendichte am Herzen liegt. Die Beschreibung des Breitbandzugangs in einer Menschenmenge in 5G lautet, dass die Gesamtnutzerdichte 50 beträgt.Wenn der Aktivitätsfaktor 30 % beträgt, muss er die Benutzererfahrungsrate von 25 Mbit/s im Downlink, 50 Mbit/s im Uplink, regionale Downlink-Kapazität [3,75] Tbit/s/km2 und Uplink-Rate von [7,5] Tbit/s/km2 erfüllen.

★ Die Spektrumseffizienz ist 3 bis 5 Mal höher als die von IMT-A

1) IMT-A ist eine 4G-Standardspezifikation für die Mobilkommunikation, die von der International Telecommunication Union (ITU) formuliert wurde. Auf diese Weise kann die Spektrumseffizienz von 4G betrachtet werden. Die Vision von 4G besteht darin, eine Rate von 100 Mbit/s bei 20 MHz zu erreichen, sodass die Spektrumseffizienz von 4G im Allgemeinen mit 5 Bps/Hz angenommen werden kann.

2) Laut KPI ist die Verbesserung der Spektrumeffizienz in 5G immer noch sehr offensichtlich, und die Verbesserung der Spektrumeffizienz wird die Verbesserung der Technologie direkter steuern, da gemäß der Shannon-Formel die Erhöhungsrate zur Erhöhung der Bandbreite verwendet werden kann, was in vielen Fällen einfach ist. Das Problem besteht jedoch darin, dass Spektrum eine knappe Ressource ist und das Angebot nur bis zu einem gewissen Grad erhöht werden kann.Gemäß dieser Spektrumseffizienz, die drei- bis fünfmal so hoch ist wie die von 4G, sollte 5G theoretisch eine Rate von 1,5 Gbit/s bis 2,5 Gbit/s bei 100 MHz liefern. Am 9. Mai letzten Jahres, Guizhou Unicom'Die erste 5G-Basisstation wurde eröffnet. In der Feldumgebung erreichte die maximale Downlink-Rate des 5G-Netzwerks, das von einem einzelnen Terminal unter 100-MHz-Breitband getestet wurde, 1,8 Gbit/s.

★ Mobilität bis 500 km/h

In der 4G-Ära wurde dieses Problem tatsächlich nicht gut gelöst und das Netz auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke war intermittierend. Die Geschwindigkeit von 500 km/h erzeugt einen ernsthaften Doppler-Effekt und es wird einige Herausforderungen bei der Verarbeitung des Bildformats geben. Darüber hinaus kann die extrem hohe Geschwindigkeit zu häufigen Übergaben führen, was ebenfalls einige Herausforderungen für die Stabilität der Datenverbindung mit sich bringt.

★ Die Verzögerung erreicht 1 Millisekunde

TDD ist möglicherweise nicht zufrieden.

★ Die Verbindungsdichte erreicht 1 Million pro Quadratkilometer

Das Internet der Dinge blüht überall. Dieser Indikator scheint zwar sehr aussagekräftig zu sein, aber tatsächlich ist die Weiterentwicklung des Internet-of-Things-Standards mMTC in 5G relativ langsam. Der Grund könnte darin liegen, dass noch keine explosiven Produkte aufgetaucht sind und der aktuelle NB-IoT noch nicht die Sättigung erreicht hat. Obwohl jeder die Bedeutung des Internets der Dinge erkennt, kann es eine Weile dauern, geduldig zu warten.

★Die Energieeffizienz ist 100-mal höher als bei IMT-A

Je mehr Basisstationen gebaut werden, desto mehr geben die Betreiber für Strom aus, was den Energieverbrauch senkt und umweltfreundlicher ist.

★ Die Verkehrsdichte erreicht 1 Mbit/s pro Quadratmeter.

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7 Hauptanwendungen von 5G, wie viele kennen Sie?

1.2 Standardisierung

Für die Standardisierung ist die 3gpp-Organisation zuständig. Auf der offiziellen Website können Sie sich über den Standardisierungsprozess informieren. 5G NR Physical Layer-Protokoll. Wenn Sie die detaillierte Technologie des Protokolls kennenlernen möchten, können Sie das Protokolldokument zur Ansicht herunterladen.

Der Hauptinhalt des NR-Protokolls der physikalischen Schicht ist in 3GPP TS 38.201V15.0.0 (2017-12) beschrieben. Die physikalische Schicht enthält ein Übersichtsdokument TS 38.201, sechs Protokolldokumente: TS 38.202, TS38.211, TS38.212, TS38.213, TS38.214 und TS38.215.

7 Hauptanwendungen von 5G, wie viele kennen Sie?

2. Eine rationale Sicht auf die Geschwindigkeitssteigerung von 5G

Alle Arten von Geschwindigkeiten explodieren, eine wird 20 Gbit/s sein, eine wird 4,6 Gbit/s sein und die andere wird 6,5 Gbit/s sein. Warum gibt es so einen großen Unterschied? Sind diese 4,6 Gbit/s definitiv schlechter als 6,5 Gbit/s?

1) Die maximale Download-Rate von 5G liegt bei 200 MHz und 4,6 Gbit/s unter 6GHz.

Dieser 6GHz bezieht sich auf die Trägerfrequenz unterhalb von 6GHz und 200 MHz bezieht sich auf die Bandbreite. Schüler, die sich über das Konzept der Trägerfrequenz und Bandbreite nicht im Klaren sind, können Baidu selbst verwenden.

4,6 Gbit/s ist die Spitzenrate. Gemäß dem 5G-KPI muss die Spektrumnutzungseffizienz drei- bis fünfmal so hoch sein wie die von 4G. Was ist 4G?

Die Effizienz des 4G-Spektrums beträgt 5 (d. h. die 20-MHz-Bandbreite erreicht eine Spitzenrate von 100 Mbit/s), also laut 5G-KPI let'Berechnen Sie, wie weit die 200-MHz-Bandbreite den Standard erreichen sollte. Eine einfache Formel berechnet, dass die Standardrate 3 Gbit/s bis 5 Gbit/s betragen sollte.

2) Millimeterwelle 800 MHz 6,5 Gbit/s (10-fache Erfahrungsrate von 4G LTE).

Millimeterwelle bezieht sich auf das Frequenzband, der internationale Mainstream ist 28 GHz, dies bezieht sich auf die Trägerfrequenz.

800 MHz bezieht sich auf die Bandbreite, und das Hochfrequenzband ist gut, die Ressourcen sind recht reichlich vorhanden und die Bandbreite beträgt auf Schritt und Tritt 800 MHz.

Tatsächlich beträgt die spektrale Effizienz dieser Berechnung nur das 1,625-fache der von 4G. Dies kann hauptsächlich auf die größere Bandbreite zurückzuführen sein, sodass auch die verwendete OFDM-Unterträgerbandbreite größer ist und die spektrale Effizienz abnimmt, wenn der Unterträgerabstand zunimmt. Aber dieser Wert ist immer noch sehr beeindruckend.

Es ist zu beachten, dass es sich bei diesen Raten um Spitzenraten handelt, bei denen es sich um gemeinsam genutzte Ressourcen einer Basisstation handelt, sodass Ihre tatsächliche Erfahrungsrate nicht so hoch ist. Auf der Basisstationsseite wird es einen Planungsalgorithmus geben, um Fairness zu gewährleisten, dies ist jedoch in 5G möglich. Es wird keine absolute Gerechtigkeit geben, und zahlende Unternehmensbenutzer erhalten möglicherweise mehr Ressourcenplanung, was nicht mehr eine einmalige Sache ist.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Kommunikationsrate Bit und nicht Byte ist und eine Lücke von 8 besteht. Wenn Sie zu Hause Breitband installieren, beträgt sie ebenfalls Bps und nicht Bps.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich jeder an den KPI für die Effizienz des 5G-Spektrums erinnert und dann die Bandbreite hinzufügt, um die Spitzenrate zu ermitteln. Diese Spitzenrate kann nur Ihre Gesamtkapazität angeben, die sich von der persönlichen Wahrnehmungsrate unterscheidet, aber es wird klar sein, wo der Engpass liegt.

Unabhängig davon, wie viel Bandbreite erreicht wird, ist die erreichte Geschwindigkeit schurkenhaft.

PS: Trägerfrequenz und Bandbreite sind zwei verschiedene Dinge. Die Spitzenrate hängt von der Bandbreite und der Spektrumseffizienz ab und hat nichts mit der Trägerfrequenz zu tun.

Wie bei einem Zug bestimmt auch hier die Anzahl der Waggons und nicht die Geschwindigkeit die Größe der Ladung.

3. Geschäftsintegrationspunkt

3.1 Entwicklung der VR/AR-Technologie

Mit der kontinuierlichen Expansion des AR- und VR-Marktes wird das Video-Streaming zwangsläufig ein deutliches Wachstum verzeichnen, und das Inhaltsformat der nächsten Generation ähnlich 6DoF wird höhere Anforderungen an das Netzwerk stellen, und auch die Obergrenze der Nachfrage nach persönlichen Datenraten wird von 200 Mbit/s auf 1 Gbit/s steigen, diese werden mehr Bandbreite zur Unterstützung erfordern.

Viele Unternehmen, die AR und VR betreiben, haben bereits mit der Vorbereitung begonnen und sind bereit, diese Chance zu nutzen. Alle sind begeistert von 5G und alle wollen so schnell wie möglich das Ticket bekommen, explosive Modelle erstellen und den Markt besetzen.

5G ist eine Kommunikationstechnologie, die Übertragungsprobleme löst. Viele Erfahrungsprobleme, Inhaltsquellenprobleme und Ressourcenprobleme, die VR und AR lösen müssen, müssen noch von der Industrie gelöst werden. Wer die beste Lösung findet, muss natürlich mit 5G zusammenarbeiten. Wenn Verbraucher bereit sind zu zahlen, werden sie die Marktführerschaft übernehmen.

Lassen'Berechnen Sie die Bandbreite nach der vorherigen. Nehmen Sie als Beispiel die 100-MHz-Bandbreite, die derzeit von China Unicom/Telecom-Betreibern zugewiesen wird. Gemäß den 5G-Anforderungen kann eine maximale Bandbreite von 2500 Mbit/s bereitgestellt werden. Wenn für eine reibungslose VR 50 Mbit/s erforderlich sind, beträgt das Maximum. Es kann der gleichzeitigen Nutzung durch 50 Personen standhalten. Dies ist natürlich ein theoretischer Wert. Mit einem gewissen signalisierungsbedingten Overhead kann dieser Wert möglicherweise nicht erreicht werden.Vom Konzertgelände, wo jeder die Aufführung in Echtzeit aus mehreren Blickwinkeln verfolgen kann, ist das noch ein weiter Weg. Dies ist natürlich nur die Anfangsphase des Netzwerks, und in der späteren Phase werden weitere Millimeterwellen-Frequenzbandressourcen zugewiesen. Gleichzeitig kann die Situation durch nicht-interaktives Senden entschärft werden.

7 Hauptanwendungen von 5G, wie viele kennen Sie?

Tatsächlich sind AR und VR nicht genau dasselbe und die Probleme, mit denen die Szenen konfrontiert sind, sind unterschiedlich. Hier gibt es keinen Unterschied.

Und die zukünftige Form dieses Produkts, sei es Google Glass oder die Projektion oder eine fortschrittlichere interaktive Methode, bleibt abzuwarten, und ich freue mich auf weitere erstaunliche Lösungen.

Als ich an einem 5G-Austauschtreffen teilnahm, sprachen alle über die Anwendung der holographischen Projektion in 5G. Für einen verstorbenen Sänger ist es in der Tat eine coole Sache, wieder auf der Bühne zu stehen und weiterhin für alle zu singen. Tatsächlich wurde es derzeit auf einem kleinen Bereich spezifischer IP implementiert, aber die Förderung und Entwicklung davon ist derzeit durch den Inhalt begrenzt.Die sorgfältige Erstellung des Inhalts erfordert Zeit und Energie, und der Erstellungsprozess nimmt oft mehr Zeit in Anspruch.

Die tatsächliche Ausstattung kann über verschiedene Leasingverträge erworben werden, was einfacher zu handhaben ist. Angesichts der dreidimensionalen Wirkung, die durch die Herstellung von Bühnenvorhängen entsteht, ist es heute jedoch immer noch eine große Herausforderung, diese in großem Maßstab in die Realität umzusetzen. Es ist zu erwarten, dass es in Zukunft bessere Möglichkeiten der Interaktion geben wird, wie etwa in Science-Fiction-Filmen, die Interaktion direkt in der Luft, auf einem Ganzkörperspiegel usw.

Die heutige holografische Projektion muss mehr eigene Projektionstechnologie, Inhaltserstellung und andere Probleme lösen. Die Übertragung ist nur ein Teil davon. Mit anderen Worten: Heute können Sie Glasfaser ohne 5G verwenden. Wenn das Problem gelöst ist, beeinträchtigt nur dieser Glasfaserleiter das Erlebnis., Dann gehen Sie einfach direkt zu 5G, um ein perfektes Erlebnis zu schaffen, aber was heute gelöst werden muss, betrifft eher den Bereich der Szene selbst.

Natürlich bringt die Verbesserung der Übertragungsstrecke auch viele Vorteile mit sich. So können beispielsweise eine große Bandbreite und eine Übertragung mit geringer Latenz erreicht werden. Dann können viele Berechnungen und Renderings in der Cloud durchgeführt werden. Cloud-Maschinen lassen sich schnell und bequem erweitern, auch um jeden Preis. Erweiterung der Kosten.

Die Schaffung eines perfekteren Benutzererlebnisses durch diese Cloud-Rendering-Methode ist ebenfalls eine Forschungsrichtung. Ein weiterer Vorteil des Cloud-Renderings besteht darin, dass mehrere isolierte Szenen zu einer interessanteren virtuellen Welt kombiniert werden können, genau wie wir online spielen. Wie Spiele erfordert VR nicht nur Bandbreite, ein gutes Erlebnis ist auch empfindlicher gegenüber Latenz.

Daher kann Netzwerk-Slicing für VR ein Kompromiss zwischen großer Bandbreite und geringer Latenz sein.

3.2 Anwendung der Network-Slicing-Technologie

Als sehr wichtige Technologie in 5G erfreut sich Network Slicing großer Beliebtheit bei Betreibern.

Denn durch diese Technologie lassen sich Datenpakete klassifizieren, Service Levels festlegen und differenzierte Dienste realisieren.

Der Volksmund sagt, dass die Reichen gute Dienste anbieten und die Bandbreite garantieren können, und diejenigen, die das nicht tun'Wenn ich nicht das Geld habe, kann ich es später hinstellen.

Im vorherigen 4G-Standard wurde auch die differenzierte Dienst-QoS definiert, der ursprüngliche differenzierte Dienst gilt jedoch nur für das Zugangsnetzwerk, d. h. der differenzierte Dienst gilt nur für das Segment vom Mobiltelefon zur Basisstation.Der ursprüngliche differenzierte Dienst wird auch von der Nachfrage abgeleitet. Wenn die Basisstation Internetbenutzerressourcen und Sprachtelefonbenutzerressourcen zuweist, unterscheiden sie sich definitiv und der Schutz von Sprachbenutzern hat Vorrang.

In der 4G-Ära verwenden Betreiber qci zur Klassifizierung von Diensten, die Granularität ist jedoch relativ grob. 3gpp spezifiziert insgesamt 9 Ebenen, 4 GBR (Garantierte Bitrate) und 5 Nicht-GBR.

Network Slicing kann in Network Slicing im Kernnetzwerk und Network Slicing im Zugangsnetzwerk unterteilt werden. Das Network Slicing im Kernnetzwerk steht in engem Zusammenhang mit der Virtualisierungstechnologie.

NFV (Network Function Virtualization) und SDN (Software Defined Networking) als wichtigste technische Unterstützung für Network Slicing im Kernnetzwerk haben umfangreiche Aufmerksamkeit und Forschung erhalten.

Anspruchsvoller ist die Umsetzung von Network Slicing im Zugangsnetz.

Neben der Verwendung in verschiedenen Geschäftsmodellen müssen Netzwerk-Slice- und Zugangsnetzwerke gleichzeitig Leistungsindikatoren wie geringe Latenz, große Verbindung und hohe Zuverlässigkeit für unterschiedliche Geschäftsindexanforderungen bereitstellen und die Isolierung zwischen Netzwerk-Slices sicherstellen.

Die Alibaba Group erforscht Anwendungen im Zusammenhang mit Network Slicing. In der 4G-Ära gibt es tatsächlich keine vollständige Netzwerk-Slicing-Lösung. Das 3GPP-Protokoll definiert QCI (QoS Class Identifier). Verschiedene QCIs versprechen unterschiedliche Paketverzögerungen und Paketfehlerraten. Von Betreibern zugelassenes QCI bietet differenzierte Dienste für Benutzer und Unternehmen.

Das typische Szenario von Benutzern mit QCI=3, definiert durch 3GPP, ist Real Time Gaming (Echtzeit-Gaming). Im Allgemeinen werden Datendienste normaler Benutzer über QCI=6 übertragen.

Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, ist der garantierte Benutzer mit QCI = 3 in einem bestimmten Stresstest hinsichtlich der durchschnittlichen Paketverzögerung und des Jitters deutlich besser als normale Benutzer mit QCI = 6. Wenn die Bandbreitenressourcen knapp sind, können Benutzer mit QCI=6 nicht vorbeugen. Genug Bandbreitenressourcen, um das Geschäft abzuschließen, und Benutzer mit QCI=3 können eine stabile Rate von 800 Kbit/s aufrechterhalten.