5G mobilna tehnologija

Preliminarni detalji i informacije o tehnologiji koja se razvija za petu generaciju ili 5G mobilne bežične ili mobilne telekomunikacione sisteme. Pošto 4G telekomunikacioni sistemi sada počinju da se primenjuju, pažnja se okreće u pravcu razvoja 5. generacije, ili 5G tehnologija i usluga. Mada je za uvođenje bilo kojeg ćelijskog sistema potrebno mnogo godina, već se ispituje razvoj tehnologije 5G sistema. Da bi se obezbedilo pravovremeno i pouzdano uvođenje, nove 5G tehnologije će morati da se odaberu, razviju i usavrše. Nova peta generacija, 5G tehnologija za mobilne sisteme verovatno će početi da se ostvaruje oko 2020. godine dok će uvođenje slediti kasnije.

Stanje 5G mobilnih sistema

Trenutno stanje 5G tehnologije za mobilne sisteme se nalazi u veoma ranim fazama razvoja. Nekoliko kompanija ispituje tehnologije koje bi mogle da se koriste kao delovi sistema. Pored toga, organizacije za standarde, pogotovo 3GPP, svesne su tog razvijanja ali još uvek aktivno ne planiraju 5G sisteme. Mnoge tehnologije koje će se koristiti za 5G počeće da se pojavljuju u sistemima koji se koriste za 4G, a zatim, kako novi 5G mobilni sistem bude počeo da se formuliše na konkretniji način, one će se ugraditi u novi 5G mobilni sistem.

Pregled 5G mobilnih sistema

Kako su se razvijale različite generacije mobilnih telekomunikacija, svaka od njih je donosila svoja poboljšanja. Isto će biti i sa 5G tehnologijom.

• Prva generacija, 1G: Ovi telefoni su bili analogni i to su bili prvi mobilni telefoni u upotrebi. Mada su u svoje vreme bili revolucionarni, oni su nudili veoma niske nivoe efikasnosti propusnog opsega i bezbednosti.
• Druga generacija, 2G: Ovi su se zasnivali na digitalnoj tehnologiji i nudili su mnogo bolju efikasnost propusnog opsega, bolju bezbednost i nove mogućnosti kao što su tekstualne poruke i komunikacije sa malim brzinama prenosa podataka.
• Treća generacija, 3G: Cilj ove tehnologije je bio da se omogući brz prenos podataka. Prvobitna tehnologija je proširena da bi omogućila podatke do 14 Mb/s i brže.
• Četvrta generacija, 4G: Ovo je tehnologija potpuno oslonjena na IP koja je u stanju da obezbedi brzine podataka do 1 Gb/s.

Svaka nova 5G mobilna tehnologija pete generacije mora da obezbedi značajan porast u odnosu na prethodne sisteme kako bi mobilnim operaterima nudila adekvatan poslovni podstrek da investiraju u bilo koji nov sistem. Mogućnost koja bi mogla da se pojavi sa 5G tehnologijom bio bi daleko bolji nivo povezanosti i pokrivanja. Za to je izmišljen izraz World Wide Wireless Web, ili WWWW.

Da bi 5G tehnologija bila u stanju da to postigne, biće potrebni novi metodi povezivanja pošto su među glavnim manama prethodnih generacija bili nedostatak pokrivanja, prekidanje poziva i loše performanse na rubovima ćelija. 5G tehnologija će morati da se pozabavi time.

5G specifikacije

Mada organizacije za standarde još nisu definisale parametre potrebne da bi se zadovoljile 5G performanse, druge organizacije su postavile vlastite ciljeve, koji bi mogli na kraju da utiču na konačne specifikacije.

Tipični parametri za 5G standard bi mogli da obuhvate:

Trenutna istraživanja

Organizacije koje se bave istraživanjem razmatraju nekoliko ključnih područja. To su:

• Tehnologije milimetarskih talasa: Upotreba frekvencija mnogo viših u frekventnom opsegu otvara veći opseg, a takođe daje mogućnost za mnogo širi propusni opseg kanala – možda i 1 – 2 GHz. Međutim, to postavlja nove izazove za razvoj slušalica gde se trenutno koriste maksimalne frekvencije od oko 2 GHz i propusni opsezi od 10 – 20 MHz. Za 5G, razmatraju se frekvencije preko 50GHz, pa će to predstavljati prave izazove za projektovanje kola, tehnologija, a takođe i načina korišćenja sistema pošto ove frekvencije ne putuju tako daleko i prepreke ih skoro u potpunosti apsorbuju.
• Budući PHY/MAC: U ovom području postoje mnoge mogućnosti, od korišćenja novih formata modulacije kao što su GFDM (Generalised Frequency Division Multiplexing), kao i FBMC (Filter Bank Multi-Carrier), UFMC (Universal Filtered MultiCarrier) i druge šeme, pa do upravljanja više šema pristupanja. Sve to tek treba da se napravi. Viši nivo obrade koji će biti dostupan do vremena kada 5G treba da se pokrene znači da sistemi sa više nosilaca (engl. multicarrier systems) neće morati da budu ortogonalni kao što je to OFDM. To će omogućiti značajno veću fleksibilnost.
• Masovni MIMO: Mada se MIMO koristi u mnogim aplikacijama, od LTE do Wi-Fi, itd, broj antena je prilično ograničen -. Upotreba mikrotalasnih frekvencija otvara stvarnu mogućnost upotrebe više desetina antena na istoj opremi zbog veličine antena i razmicanja u pogledu talasnih dužina.
• Guste mreže: Smanjenjem veličina ćelija postiže se daleko efikasnije sveukupno korišćenje raspoloživog propusnog opsega. Potrebne su tehnike koje će osigurati da male ćelije u makro-mreži koje su postavljene kao femtoćelije mogu da funkcionišu na zadovoljavajući način.

Ostali 5G koncepti

Postoje mnogi novi koncepti koji se istražuju i razvijaju za nov mobilni sistem pete generacije. Neki od njih su:

• Sveprisutne mreže: U ovoj tehnologiji koja se razmatra za 5G mobilne sisteme korisnik može istovremeno da bude povezan sa nekoliko bežičnih tehnologija pristupa i bez prekidanja se kreće među njima.
• Grupno kooperativno prosleđivanje: Ovo je jedna tehnika koja se razmatra da bi se visoke brzine prenosa podataka obezbedile u širem području ćelije. Trenutno brzine podataka opadaju prema rubu ćelije, gde je nivo interferencije veći, a nivo signala manji.
• Kognitivna radio tehnologija: Kad bi se za 5G mobilne sisteme pete generacije koristila kognitivna radio tehnologija, onda bi korisnička oprema/slušalica mogla da pretraži radio spektar u kojem se nalazi i odabere optimalnu mrežu za radio pristup, modulacionu šemu i ostale parametre za vlastito konfigurisanje da bi dobila najbolju vezu i optimalne performanse.
• Bežično mrežasto umrežavanje i dinamičko ad-hoc umrežavanje:   Sa mnoštvom različitih pristupnih šema biće moguće da se povežete sa drugima u blizini i obezbedite ad-hoc bežične mreže za mnogo brži protok podataka.
• Pametne antene: Još jedan važan element svakog 5G mobilnog sistema biće pametne antene. Kad se one budu koristile, biće moguće da se menja smer snopa i omogući se više direktnih komunikacija i ograniči interferencija i poveća sveukupni kapacitet ćelije.

Postoje mnoge nove tehnike i tehnologije koje će se koristiti u novom 5G mobilnom telekomunikacionom sistemu. Te nove 5G tehnologije se još uvek razvijaju, a sveukupn standardi još uvek nisu definisani. Međutim, kako se budu razvijale neophodne tehnologije, one će se uključivati u novi sistem koje će organizacije za standarde definisati tokom narednih godina.

Vremenska osa 5G tehnologije

Za razvojf 5G tehnologije još nisu određeni nikakvi rokovi, ali neke kompanije i organizacije su odredile vlastitu vremensku osu za 5G da bi mogle unapred da prave planove.

Jedan važan omogućujući faktor za 5G biće objavljivanje spektra frekvencija, a predviđa se da će se dogovor o novom spektru postići na konferenciji WRC (World Radio Communication Conference), koja se održava 2015. godine. Međunarodni savez za telekomunikacije (ITU – International Telecommunications Union), trenutno radi na zahtevima spektra za međunarodne mobilne telekomunikacije (IMT – International Mobile telecommunications), za 2020 i posle toga. Nakon konferencije WRC-15, ITU savez će imati jasniju putanju za određivanje zahteva za mrežne sisteme i tehnologiju.

Procene razvoja 5G tehnologije su da će faza osnovnih istraživanja will trajati negde do 2016, a zatim će se standardi praviti od 2016 do 2018. Razvijanje proizvoda bi zatim bila glavna aktivnost od 2018 do 2020, a početna uvođenja bi nastupila oko 2020.

Preuzeto sa: radio-electronics