Коли мобільний зв’язок 5G стає доступним приблизно в 2020 році, галузь вже почала розробляти досить чітке уявлення про основні виклики, можливості та ключові технологічні компоненти, які він передбачає. 5G розширить продуктивність та можливості бездротових мереж доступу у багатьох вимірах, наприклад, покращуючи мобільні широкосмугові послуги для забезпечення швидкості передачі даних понад 10 Гбіт / с із затримками 1 мс.

Мікрохвильова піч є ключовим елементом поточних мереж зворотних перевезень і буде продовжувати розвиватися як частина майбутньої екосистеми 5G. Варіантом у 5G є використання однієї і тієї ж технології радіодоступу як для доступу, так і для зворотного зв'язку, з динамічним спільним використанням ресурсів спектра. Це може забезпечити доповнення до мікрохвильового зв'язку, особливо в дуже щільних приміщеннях з більшою кількістю малих радіовузлів.

Сьогодні мікрохвильова передача домінує на мобільному зворотному зв'язку, де вона з'єднує близько 60 відсотків усіх макробазових станцій. Незважаючи на те, що загальна кількість підключень зросте, частка мікрохвильової печі на ринку залишатиметься незмінною. До 2019 року він все ще буде становити близько 50 відсотків усіх базових станцій (макро- та зовнішні невеликі комірки (див. Малюнок 3). Він буде грати ключову роль у доступі до останньої милі та додаткову роль - агрегаційній частині мережі. в той же час передача волокна продовжуватиме збільшувати свою частку на ринку мобільних зворотних перевезень, і до 2019 року з’єднає близько 40 відсотків усіх сайтів. Волокно буде широко використовуватися в агрегатних / метрополітенах мереж і все частіше для доступу на останній милі Існуватимуть також географічні відмінності, оскільки в густонаселених міських районах проникнення волокон буде вищим, ніж у менш населених приміських та сільських районах, де мікрохвильова піч буде переважати як на короткі, так і на далекі відстані.

Спектральна ефективність

Бездротова вежа 5G Mobile Backhaul

Ефективність спектру (тобто отримання більшої кількості біт на Гц) може бути досягнута за допомогою таких методів, як модуляція вищого порядку та адаптивна модуляція, чудовий коефіцієнт посилення добре продуманого рішення та багаторазовий вхід, багаторазовий вихід (MIMO).

Модуляція

Максимальна кількість символів в секунду, переданих на НВЧ-носії, обмежена пропускною здатністю каналу. Квадратурна амплітудна модуляція (QAM) збільшує потенційну ємність, кодуючи біти кожного символу. Перехід від двох біт на символ (4 QAM) до 10 бітів на символ (1024 QAM) забезпечує збільшення ємності більш ніж у п'ять разів.

Рівні модуляції вищого порядку стали можливими завдяки вдосконаленню компонентних технологій, які зменшили шум та спотворення сигналу, що генеруються обладнанням. У майбутньому буде підтримуватися до 4096 QAM (12 біт на символ), але ми наближаємось до теоретичних та практичних меж. Модуляція вищого порядку означає підвищену чутливість до шуму та спотворення сигналу. Чутливість приймача зменшується на 3 дБ за кожен збільшений крок модуляції, тоді як відповідний приріст ємності стає меншим (у відсотках). Наприклад, приріст ємності становить 11 відсотків при переході від 512 QAM (9 біт на символ) до 1024 QAM (10 біт на символ).

Адаптивна модуляція

Мікрохвильова лінія CableFree, встановлена на телекомунікаційній вежі

Збільшення модуляції робить радіо більш чутливим до таких аномалій розповсюдження, як дощ та багатопроменеве згасання. Щоб зберегти довжину стрибка мікрохвильовки, підвищену чутливість можна компенсувати більшою вихідною потужністю та більшими антенами. Адаптивна модуляція є дуже вигідним рішенням для максимізації пропускної здатності в усіх умовах розповсюдження. На практиці адаптивна модуляція є необхідною умовою для розгортання з надзвичайною модуляцією високого порядку.

Адаптивна модуляція дозволяє модернізувати існуючий мікрохвильовий стрибок, наприклад, із 114 Мбіт / с до 500 Мбіт / с. Більша потужність забезпечується меншою доступністю. Наприклад, доступність зменшується з 99.999 відсотків (5-хвилинний щорічний збій) зі швидкістю 114 Мбіт / с до 99.99 відсотка часу (50-хвилинний щорічний збій) зі 238 Мбіт / с. Коефіцієнт посилення системи Покращений коефіцієнт посилення системи є ключовим параметром мікрохвильовки. На 6 дБ більший коефіцієнт посилення системи може бути використаний, наприклад, для збільшення двох кроків модуляції з однаковою доступністю, що забезпечує до 30 відсотків більшої потужності. В якості альтернативи його можна використовувати для збільшення довжини стрибка або зменшення розміру антени, або для комбінації всіх. Сприяють чудовому посиленню системи: ефективне кодування з виправленням помилок, низький рівень шуму приймача, цифрове попередження спотворення для роботи з більшою вихідною потужністю та енергоефективні підсилювачі.

MIMO багаторазовий вхід, багаторазовий вихід (MIMO)
MIMO - це зріла технологія, яка широко використовується для підвищення спектральної ефективності в 3GPP та Wi-Fi радіодоступі, де вона пропонує економічно ефективний спосіб збільшення потужності та пропускної здатності там, де доступний спектр обмежений. Історично ситуація зі спектром для мікрохвильових програм була більш спокійною; доступні нові діапазони частот, а технологія постійно розробляється для задоволення вимог до потужності. Однак у багатьох країнах ресурси, що залишилися для мікрохвильових програм, починають вичерпуватися, і необхідні додаткові технології для задоволення майбутніх вимог. Для 5G Mobile Backhaul MIMO на мікрохвильових частотах є новою технологією, яка пропонує ефективний спосіб подальшого підвищення ефективності спектру, а отже, і доступної транспортної потужності.

На відміну від "звичайних" систем MIMO, які базуються на відображенні у навколишньому середовищі, для 5G Mobile Backhaul канали "спроектовані" у мікрохвильових мікрохвильових системах MIMO для оптимальної роботи. Це досягається встановленням антен з просторовим розділенням, яке залежить від відстані та частоти стрибка. В принципі, пропускна здатність і пропускна здатність лінійно зростають із збільшенням кількості антен (звичайно, за рахунок додаткових апаратних витрат). Система NxM MIMO побудована з використанням N передавачів та M приймачів. Теоретично немає обмежень для значень N і M, але оскільки антени повинні бути просторово розділені, існує практичне обмеження залежно від висоти вежі та оточення. З цієї причини антени 2 × 2 є найбільш здійсненним типом системи MIMO. Ці антени можуть бути однополяризованими (система з двома несучими) або двополяризованими (система з чотирма несучими). MIMO буде корисним інструментом для подальшого масштабування потужності мікрохвильовки, але все ще перебуває на ранній стадії, коли, наприклад, її регулятивний статус все ще потрібно уточнити у більшості країн, а моделі розповсюдження та планування все ще мають бути встановлені. Поділ антени також може бути складним завданням, особливо для низьких частот і більшої довжини стрибка.

Більше спектру
Інший розділ набору інструментів для мікрохвильової печі для мобільного зв'язку 5G передбачає отримання доступу до більшого спектра. Тут діапазони міліметрових хвиль - неліцензійні смуги 60 ГГц та ліцензована смуга 70/80 ГГц - зростають у популярності як спосіб отримати доступ до нового спектру на багатьох ринках (див. Розділ Параметри частоти мікрохвиль для більш детальної інформації). Ці смуги також пропонують набагато ширші частотні канали, що полегшує розгортання економічно ефективних мультигігабітних систем, що забезпечують 5G Mobile Backhaul.

Ефективність пропускної здатності
Ефективність пропускної здатності (тобто більше даних про корисне навантаження на біт), включає такі функції, як стиснення багаторівневого заголовка та агрегування / зв'язок радіозв'язку, які фокусуються на поведінці потоків пакетів.

Багатошарове стиснення заголовка
Багатошарове стиснення заголовка видаляє непотрібну інформацію із заголовків кадрів даних і звільняє пропускну здатність для цілей трафіку, як показано на рисунку 7. При стисненні кожен унікальний заголовок замінюється унікальним ідентифікатором на передавальній стороні, процес, який змінюється на приймаючій стороні. Стиснення заголовків забезпечує відносно більший коефіцієнт використання для пакетів меншого розміру кадру, оскільки їх заголовки складають відносно більшу частину загального розміру кадру. Це означає, що отримана додаткова ємність змінюється залежно від кількості заголовків та розміру кадру, але, як правило, це 5–10 відсотків приросту при Ethernet, IPv4 та WCDMA, із середнім розміром кадру 400–600 байт та 15–20 відсотків посилення. з Ethernet, MPLS, IPv6 та LTE з однаковим середнім розміром кадру.

Ці цифри припускають, що реалізоване стиснення може підтримувати загальну кількість унікальних заголовків, які передаються. Крім того, стиснення заголовка має бути надійним і дуже простим у використанні, наприклад, пропонувати самонавчання, мінімальну конфігурацію та всебічні показники ефективності.

Агрегація радіозв'язку (RLA, склеювання)
Зв'язок радіозв'язку в мікрохвильовій печі є подібним до агрегації несучих в LTE і є важливим інструментом для підтримки постійного зростання трафіку, оскільки більша частка мікрохвильових стрибків розгортається з кількома несучими, як показано на малюнку 8. Обидва методи об'єднують кілька радіоносіїв в один віртуальний, тож як підвищення пікової ємності, так і збільшення ефективної пропускної здатності за рахунок статистичного посилення мультиплексування. Досягається майже 100-відсоткова ефективність, оскільки кожен пакет даних може використовувати загальну сукупну пікову ємність з незначним зменшенням накладних витрат на протокол, незалежно від структури трафіку. Зв'язок радіозв'язку розроблений для забезпечення чудових характеристик конкретного розглянутого мікрохвильового транспортного рішення. Наприклад, він може підтримувати незалежну поведінку кожного радіонесучого з використанням адаптивної модуляції, а також витончену деградацію у разі виходу з ладу однієї або декількох несучих (захист N + 0).

Подібно до агрегації несучих, зв'язок радіозв'язку буде продовжувати розвиватися для підтримки більшої пропускної здатності та більш гнучких комбінацій несучих, наприклад, за допомогою підтримки агрегування більшої кількості несучих, несучих з різною пропускною здатністю та несучих у різних смугах частот.

Оптимізація мережі
Наступний розділ набору інструментів ємності - це оптимізація мережі. Це передбачає ущільнення мереж без необхідності використання додаткових частотних каналів за допомогою функцій пом'якшення перешкод, таких як антени надвисокої продуктивності (SHP) та автоматичне управління потужністю передачі (ATPC). Антени SHP ефективно придушують перешкоди через дуже низькі діаграми випромінювання бічної частки, відповідаючи класу ETSI 4. ATPC дозволяє автоматично зменшувати потужність передачі під час сприятливих умов поширення (тобто більшу частину часу), ефективно зменшуючи перешкоди в мережі. Використання цих функцій зменшує кількість частотних каналів, необхідних у мережі, і може забезпечити на 70 відсотків більше загальної пропускної здатності мережі на канал. Втручання внаслідок невідповідності або щільного розгортання обмежує зворотний зв'язок у багатьох мережах. Ретельне планування мережі, вдосконалені антени, обробка сигналів та використання функцій ATPC на рівні мережі зменшать вплив перешкод.

Дивлячись у майбутнє, 5G і не тільки

Безпроводова мобільна бездротова технологія 5G

Протягом найближчих років інструменти для використання мікрохвильової печі для мобільних мереж 5G будуть вдосконалюватися та вдосконалюватися, і використовуватимуться в поєднанні, забезпечуючи пропускну здатність 10 Гбіт / с. Загальна вартість володіння буде оптимізована для загальних конфігурацій великої ємності, таких як рішення з декількома носіями.

Попередня:1 + 0, 1 + 1, 2 + 0 розгортання

далі:Дощ згасає на мікрохвильових посиланнях

Залишити повідомлення

список повідомлень

Коментарі Завантаження ...