Yapısal Mühendislik ve Tasarım
Millimeter Wave Teknolojisi Yüksek Hızlı 5g Ağları Nasıl Olabilir
Table of Contents
Millimeter dalgası (mmWave) teknolojisi, 5G LTE ve 100 GHz arasında frekanslar, mmWave dalgalarının 4G LTE ve daha önce nesiller tarafından kullanılan 10 Gbps'nin üzerinde oturtmasına izin veriyor.Bu son derece yüksek frekanslar, 5G'nin çoğunuz, birçok gigahertz veya hatta birden fazla gigahertz'u tanımlayan çok sayıdaki hızlar için - ağ operatörlerinin sabit veri oranlarının 1 Gbps'yi teslim etmesine izin veriyor.
Millimeter Wave Teknolojisi Nedir?
Millimeter dalgası, radyo spektrumunun 1 ve 10 milimetre arasında yer alan bölümüne, yaklaşık 30 GHz'den 300 GHz'ye kadar frekanslara karşılık gelen dalgalara atıfta bulunur. 5G'de, terim genellikle 24 GHz ve 100 GHz arasında yapılan gruplara uygulanır, 26 GHz, 28 GHz, 39, ve 60 GHz bandı da dahil. Bu frekanslar daha önceki hücresel teknolojiler için kullanılan 700 MHz'den daha kısa dalgalara sahiptir.
mmWave frekanslarında kesinti oldukça farklı davranır. Kısa dalgalar daha yüksek ücretsiz uzay yol kaybı, yani sinyal gücü mesafeyi daha hızlı bir şekilde azaltır. Ayrıca fiziksel nesnelerle güçlü bir şekilde etkileşime girerler: binalar, ağaçlar, araçlar ve hatta insan vücutları sinyali engelleyebilir. Atmospheric absorpsiyon, özellikle 60 GHz oksijen absorpsiyonu zirvede, daha da fazla limitler.
Alt-6 GHz spektrumuna kıyasla - bazen “bölge” olarak adlandırılır - mmWave bir ticaret sunar: birkaç yüz metre içinde daha yüksek kapasiteli ve hıza ihtiyaç duyulan daha yüksek erişim. Operatörler her iki spektrum türünü bir katman oluşturmak için, 3.5 GHz, 4.9 GHz) düşük bantlı kapsama ve penetrasyon sağlarken, mmWave yoğun kentsel noktalarda, kapalı alanlar, ve yüksek kapasiteli yüksek çözünürlükte en yüksek ihtiyaç duyulan düşük maliyetlidir.
mmWave Enables High-Speed 5G Networks
Massive Band genişleyen yüksek veri fiyatları
mmWave'nin en doğrudan avantajı, mevcut spektrum miktarıdır. Tek bir 5G taşıyıcısı 100 MHz veya daha fazla kelimeye bağlanabilir; birden fazla bileşenli taşıyıcı ile mmWave dağıtımları, 800 MHz veya hatta birkaç gigahertz kanallarını kullanarak teorik olarak kullanabilir.Rektöre göre, daha yüksek çözünürlükte, 256-QAM veya 1024-COM-COM-COM-COM-COM-COM-ID'e doğrudan erişim sağlar.
Massive MIMO ve Spasal Reuse ile artan kapasite
mmWave dalgaları çok kısa olduğundan, antenler, çeşitli uzaysal olarak ayrılmış veri akışlarını oluşturmak için çok az sayıda anten bileşeni dahil edebilir.Bu, karmaşık bir dizide yüzlerce bireysel anten elementini bir dizide bir araya getirebilir.Bu, yüksek MIMO'da büyük ölçüde farklı olmayan kullanıcıları kullanmak için çok sayıda anten kullanarak, diğerleriyle birlikte, Massive MIMO'nun yoğun bir şekilde verimli bir şekilde verimli bir şekilde verimli bir şekilde verimli bir şekilde verimli bir şekilde verimli bir şekilde verimli bir şekilde verimli hale getirebilir.
Gerçek Zaman Uygulamaları için Ultra-Low Latency for Real-Time Applications
5G'nin düşük gecikme süresi, genellikle 1 ms yuvarlak-dönüşüm zamanı olarak alıntılanır ve mmWave'nin kısa iletim süresi aralığı (TTI) ve azaltım hızıyla birlikte, büyük bant genişliği nedeniyle yeniden yüklemeye ihtiyaç duyar.Daha da önemlisi, mikro-dönüşümlü radyo uygulamaları fiziksel katmanı çok hızlı bir şekilde yapılır ve ölçümleme işlemi, Michigan Üniversitesi'nden 30 milden fazla güvenlik ağının 1 taneden fazla güvenlik için birbirine bağlı olarak hızlanabilir.
Millimeter Wave Kullanımının Meydanları
Sınırlı Numara ve Yol Kayıpları
Ücretsiz uzay yolu kaybı, frekansla dört kat daha fazla artış gösterir, bu nedenle 28 GHz'deki bir mmWave sinyali yaklaşık 30 dB'ye aynı hat-görüler mesafe boyunca 700 metreden daha az, genellikle küçük hücreler için 300-500 metreye kadar uzanır - yoğun kentsel alanlardan yüzlerce kilometreye kadar - bir avuç dB'nin kilometresi daha fazla kaybolabilir.
Hassasiyet
MmWave sinyalleri, düşük frekanslar gibi engellerin etrafında durmuyor; daha fazla ışık gibi davranıyorlar. Ağaçlar, bina duvarları, düşük kaplamalarla pencereler ve hatta bir kişinin el sinyalini engelleyebilir. Bu, kontrol altına alınması gereken bir alandır. Örneğin, açık bir mmWave üssü istasyonundan kapalı kapsama alanı - genellikle pencereden geçiş, çok bağlantı kurma gibi pencereler, çok bağlantı noktası gibi bir sinyalleri yansıtmaz.
Altyapı Maliyetleri ve İşbirlikleri Kompleks
Yoğun bir mmWave küçük hücrelerin işletmesi önemli sermaye yatırımı gerektirir: temel istasyonlar kendileri, fiber veya yüksek kapasiteli kablosuz arkahaul, güç altyapısı ve site satın alma maliyetleri. Çünkü mmWave hücreleri küçük, arka planlı teknolojideki ölçek ve gelişmelerin maliyeti (örneğin, SiGe, Ga, ve XP'nin yüksek çözünürlükte maliyetinin düşük olması için uzun süre boyunca hıza mal olur.
Overcoming Challenges: BeamInfo and Advanced Antenna Series
mmWave pratik yapmak için en önemli teknoloji, geniş, zayıf bir sinyal yayınlamak yerine, antenlerin fazlanmış bir dizi gerçek zamanlı olarak yönlendirilebilecek dar bir kirişle iletiyor.
- [FONT:0)Analog kirişi[Dönetici][Döneticileri değiştir], tek bir RF zincir, bir anda tek bir kiriş üreterek tüm anten elementlerini alır. Basit ve düşük güç, ancak sadece zaman slotlarında bir kullanıcıya hizmet edebilir.
- [FONT:0) Dijital kirişler)[Dönetici: Her anten elemanının kendi RF zinciri vardır, birden çok eşzamanlı ve uzaysal çokluxing sağlar. yüksek enerji tüketimi nedeniyle mmWave'de çok esnek ama pahalı.
- [FONT=0)Hybrid kirişi[[[Dönetici ve dijital aşamalar ile bir uzlaşma, donanımla birden çok akışa izin veriyor. Çoğu ticari mmWave 5G sistemleri bugün hibrid kirişler kullanıyor.
Massive MIMO dizileri 64, 128 veya 256 elementleri mmWave baz istasyonlarında yaygındır. Bu diziler, her kullanıcı üzerinde enerjiyi tam olarak optimize etmek için çok dar kirişler oluşturabilir ve geçiş içerir - temel istasyon ve mobil cihaz sürekli olarak en iyi bağlantıyı sağlamak için kirişler. Adaptif algoritmalar aynı zamanda çoklu girdi birden fazla girişte (MIMO) teknikleri kullanarak sinyal kalitesi ve diğer kullanıcılara müdahaleyi optimize edebilir.
İşbirlikleri Scenarios ve Vakaları Kullanın
Sabit Kablosuz Erişim (FWA)
mmWave 5G için en başarılı erken kullanım vakalarından biri kablosuz erişim - bir pencere veya çatı üzerinde internet hizmeti sunmak. FWA, Verizon (5G Home) ve T-Mobile (5G Home Internet) yüksek fiber dağıtım maliyetleri ile alanlarda maliyetle etkisiz hale getirmek.
Dense Urban Hotspots
Alışveriş bölgeleri, şehir meydanları, stadyumlar ve ulaşım merkezleri kareler kare başına muazzam veri talep ediyor. MmWave küçük hücreler lambapostları, billboards veya bina cepheleri aynı anda çok-gigabit kapasite sağlamak için kullanılabilir. büyük yerlerde (Dal Kovboylar), mmWave 5G gerçek zamanlı gerçek zamanlı artırılmış gerçeklik deneyimlerini ve yüksek çözünürlüklü videoyu sunmak için kullanılmıştır.
Enterprise ve Industrial IoT
Fabrikalar, depolar ve portlar mmWave'nin yüksek güvenilirlik ve düşük gecikmeli araç, robotik kolları ve gözetim kameraları yakın performansla kablosuz bir şekilde bağlanabilir. 3GPP Rel-16 ve Rel-17 standartları, ultra-reliable düşük ücretli iletişim desteği de dahil olmak üzere mmWave'yi kullanarak geliştirmeleri tanıttı.
Artırılmış ve Sanal Gerçeklik
Kablosuz VR ve AR, yüksek devir (multiple Gbps) ve sub-10 ms geçncy hareket hastalığı önlemek için gerektirir. MmWave, sıkıştırılmamış veya hafif bir video kenar sunucularından indirgeme imkanı sağlar. mmWave ve kenar bilgisayarlarının kombinasyonu gerçekten mobil yapar.
Millimeter Wave'in Geleceği 5G ve Ötesinde
Spectrum düzenleyicileri dünya çapında 5G için mmWave'nin önemini tanıdılar.TheCF'nin birçok grubu açıklamış ve Orta Doğu'nun ticari mmWave 5G hizmetleri başlatmış olmasına rağmen, dağıtım hala 3GPP'de 26 GHz'de (37-43.5 GHz) ve 40 GHz (37-43.5 GHz) geliştirmeye devam ediyor: Asya'da 17 mmWave ağı için destek, Avrupa ve Orta Doğu, daha yüksek çözünürlükte 5G hizmetleri ile daha fazla işbirliğine karşı çıkıyor.
5G'nin ötesine bakıldığında, mmWave 6G'de bir temel teknoloji olacak ve bu yüksek frekanslar için frekanslar ve potansiyel olarak bile terahertz bandına (0.1-3 THz) Araştırma, stilize etme ve Teknoloji Enstitüsü (NIST)), bu yüksek frekanslar için frekanslar için frekanslar ve kanal ölçümlerini araştırıyor.
Endüstri yol haritası:0)Qualcomm[[Dönetici:0) ve diğer çip üreticileri, mmWave'nin gelecekteki 5G cihazlarında standart bir özellik haline geleceğini gösteriyor, sadece premium bir seçenek değil, kirişli erişim ve geri dönüşler (IAB) ve müdahale yönetimi ile, mmWave 5G, kitle piyasaları için gigabit mobil deneyim vaatlerini sunacağını gösteriyor.
Özetle, milimetre dalga teknolojisi sadece 5G için bir “nice-to-have” değil – ultra hızlı, düşük çözünürlük, yüksek kapasiteli kablosuz bağlantının tam vizyonunun ortaya çıkmasını sağlamak için anahtardır.