2021. aastal on ülemaailmse 5G võrgu ehitamine ja arendamine teinud suuri saavutusi.GSA augustis avaldatud andmete kohaselt on enam kui 175 operaatorit enam kui 70 riigis ja piirkonnas käivitanud 5G kommertsteenuseid.5G-sse investeerib 285 operaatorit.Hiina 5G ehitustempo on maailmas esirinnas.5G tugijaamade arv Hiinas on ületanud miljoni piiri, ulatudes vapustavalt 1159000-ni, mis moodustab enam kui 70% maailmast.Teisisõnu, iga kolme 5G tugijaama kohta maailmas asub kaks Hiinas.
5G tugijaam
5G võrgutaristu pidev täiustamine on kiirendanud 5G maandumist tarbija- ja tööstusinternetis.Eriti vertikaalses tööstuses on Hiinas rohkem kui 10 000 5G rakendusjuhtumit, mis hõlmavad paljusid valdkondi, nagu tööstuslik tootmine, energia ja energia, sadamad, kaevandused, logistika ja transport.
Pole kahtlust, et 5G-st on saanud terav relv kodumaiste ettevõtete digitransformatsioonil ja mootor digitaalse majanduse kvaliteetseks arenguks kogu ühiskonnas.
Kuigi 5G-rakendusi kiirendatakse, avastame, et olemasolev 5G-tehnoloogia on mõne konkreetse tööstuse rakendusstsenaariumi puhul hakanud näitama "ebakompetentsust".Kiiruse, võimsuse, viivituse ja töökindluse osas ei vasta see 100% stsenaariumi nõuetele.
Miks?Kas inimeste poolt väga oodatud 5G on ikka raske olla suur vastutus?
Muidugi mitte.Peamine põhjus, miks 5G on "ebapiisav", on see, et me kasutame ainult "poolt 5G".
Usun, et paljud teavad, et kuigi 5G standard on ainus, on sagedusribasid kaks.Ühte nimetatakse sagedusalaks alla 6 GHz ja sagedusvahemik on alla 6 GHz (täpselt alla 7,125 GHz).Teist nimetatakse millimeeterlainealaks ja sagedusvahemik on üle 24 GHz.
Kahe sagedusriba vahemiku võrdlus
Praegu on Hiinas kaubanduslikult saadaval ainult 5G alla 6 GHz sagedusala ja 5G kaubanduslikku millimeeterlainesagedust pole.Seetõttu pole kogu 5G energia täielikult vabanenud.
Millimeeterlaine tehnilised eelised
Kuigi 5G alla 6 GHz sagedusalas ja 5G millimeetrilainete sagedusalas on 5G, on jõudlusnäitajates suured erinevused.
Keskkooli füüsikaõpikute teadmiste kohaselt on juhtmevaba elektromagnetlaine sagedus lühem ja difraktsioonivõime halvem.Veelgi enam, mida kõrgem on sagedus, seda suurem on läbitungimiskadu.Seetõttu on millimeetri laineriba 5G katvus ilmselgelt nõrgem kui esimene.See on peamine põhjus, miks Hiinas esimest korda kaubanduslikku millimeeterlainet pole, ja see on ka põhjus, miks inimesed seavad millimeeterlaine kahtluse alla.
Tegelikult ei ole selle probleemi sügavalt juurdunud loogika ja tõepärasus päris sama, mis igaühe ettekujutus.Teisisõnu, meil on millimeeterlainete suhtes valed eelarvamused.
Esiteks, tehnoloogia seisukohast peab meil olema konsensus, st eeldusel, et olemasolevas kommunikatsiooni põhiteoorias ei toimu revolutsioonilisi muutusi, kui tahame võrgu kiirust ja ribalaiust veelgi oluliselt parandada, saame ainult probleem spektris.
Rikkamate spektriressursside otsimine kõrgematest sagedusribadest on mobiilsidetehnoloogia arendamiseks vältimatu valik.See kehtib praeguste millimeeterlainete ja terahertside kohta, mida võidakse tulevikus kasutada 6G jaoks.
Millimeeterlaine spektri skemaatiline diagramm
Praegu on alla 6 GHz riba maksimaalne ribalaius 100 MHz (välismaal isegi 10 MHz või 20 MHz).5 Gbps või isegi 10 Gbps kiiruse saavutamine on liiga keeruline.
5G millimeetri laineriba ulatub 200mhz-800mhz, mis teeb ülaltoodud eesmärkide saavutamise palju lihtsamaks.
Mitte kaua aega tagasi, 2021. aasta augustis, lõi Qualcomm käed ZTE-ga, et luua Hiinas esimest korda 5G SA kaksikühendus (nr-dc).Tuginedes 200 MHz kandekanalile 26 GHz millimeetri laineribas ja 100 MHz ribalaiusele 3,5 GHz sagedusalas, töötas Qualcomm koos, et saavutada ühe kasutaja allalingi tippkiirus üle 2,43 Gbps.
Kaks ettevõtet kasutavad ka kandjate liitmise tehnoloogiat, et saavutada ühe kasutaja allalingi tippkiirus üle 5 Gbps nelja 200 MHz kandjakanali põhjal 26 GHz millimeetri laineribas.
Selle aasta juunis MWC Barcelona näitusel saavutas Qualcomm tippkiiruse kuni 10,5 Gbps, kasutades Xiaolong X65, 8-kanalilist liitmist, mis põhineb n261 millimeetrisel laineribal (ühe kandja ribalaius 100 MHz) ja 100 MHz n7 ribalaius.See on tööstuse kiireim mobiilsidekiirus.
Selle efekti saab saavutada ühe kandja ribalaiusega 100MHz ja 200MHz.Tulevikus, tuginedes ühele kandjale 400MHz ja 800MHz, saavutab see kahtlemata kiiruse, mis ületab kaugelt 10Gbps!
Lisaks kiiruse olulisele suurenemisele on millimeeterlaine teine eelis väiksem viivitus.
Alamkandjate vahede tõttu võib 5G-millimeeterlaine viivitus olla veerand alla 6 GHz viivitusest.Testi kinnituse kohaselt
5G millimeetri laine õhuliidese viivitus võib olla 1 ms ja edasi-tagasi viivitus võib olla 4 ms, mis on suurepärane.
Kolmas millimeeterlaine eelis on selle väiksus.
Millimeeterlaine lainepikkus on väga lühike, seega on selle antenn väga lühike.Sel viisil saab millimeeterlaineseadmete mahtu veelgi vähendada ja sellel on suurem integreeritusaste.Tootjate raskused toodete kujundamisel vähenevad, mis soodustab tugijaamade ja terminalide miniatuursust.
Millimeeterlaine antenn (kollased osakesed on antenni ostsillaatorid)
Tihedamad suuremahulised antennimassiivid ja rohkem antenni ostsillaatoreid on ka kiire moodustamise rakendamisel väga kasulikud.Millimeeterlaineantenni kiir võib mängida kaugemale ja sellel on tugevam häiretevastane võime, mis aitab kompenseerida leviala puudust.
Mida rohkem ostsillaatoreid, seda kitsam on kiir ja seda pikem vahemaa
Millimeeterlaine neljas eelis on selle ülitäpne positsioneerimisvõime.
Traadita süsteemi positsioneerimisvõime on tihedalt seotud selle lainepikkusega.Mida lühem on lainepikkus, seda suurem on positsioneerimise täpsus.
Millimeeterlaine positsioneerimine võib olla täpne sentimeetrini või isegi madalam.Seetõttu kasutavad paljud autod praegu millimeeterlaineradarit.
Olles öelnud millimeeterlaine eelised, läheme tagasi ja räägime millimeeterlaine puudustest.
Igal (kommunikatsiooni)tehnoloogial on oma eelised ja puudused.Millimeeterlaine puuduseks on nõrk läbitung ja lühike katvus.
Varem mainisime, et millimeeterlaine võib leviala kaugust suurendada, suurendades kiiret.Teisisõnu kontsentreeritakse suure hulga antennide energia teatud suunas, et tugevdada signaali kindlas suunas.
Nüüd kasutab millimeeterlaine suure võimendusega suundantenni, et vastata liikuvuse väljakutsetele mitme kiirtehnoloogia abil.Praktiliste tulemuste kohaselt suudab analoogkiire kujundamine, mis toetab kitsast tala, tõhusalt ületada märkimisväärse teekao sagedusalas üle 24 GHz.
Suure võimendusega suunatud antennimassiiv
Lisaks kiirkujundamisele suudab millimeeterlaine multikiir paremini realiseerida ka kiirte vahetamist, suunamist ja kiirte jälgimist.
Kiirlülitus tähendab, et terminal saab valida sobivamad kandidaatkiired mõistlikuks ümberlülitamiseks pidevalt muutuvas keskkonnas, et saavutada parem signaaliefekt.
Kiirjuhtimine tähendab, et terminal saab muuta üleslingi kiire suunda, et see vastaks gnodebist tulevale langeva kiire suunale.
Kiirte jälgimine tähendab, et terminal suudab eristada erinevaid kiiri gnodebist.Kiir võib liikuda koos terminali liikumisega, et saavutada tugev antenni võimendus.
Millimeeterlaine täiustatud kiirhaldusvõime võib tõhusalt parandada signaali töökindlust ja saavutada tugevama signaali võimenduse.
Millimeeterlaine võib kasutada ka tee mitmekesisust, et lahendada blokeerimisprobleemi vertikaalse mitmekesisuse ja horisontaalse mitmekesisuse kaudu.
Teekonna mitmekesisuse simulatsiooniefekti demonstreerimine
Terminali poolel võib terminali antenni mitmekesisus parandada ka signaali usaldusväärsust, leevendada käe blokeerimise probleemi ja vähendada kasutaja juhuslikust orientatsioonist põhjustatud mõju.
Terminali mitmekesisuse simulatsiooniefekti demonstreerimine
Kokkuvõtteks võib öelda, et millimeeterlainete peegeldustehnoloogia ja tee mitmekesisuse põhjaliku uurimisega on millimeeterlainete katvus oluliselt paranenud ja vaatevälja (NLOS) edastus on saavutatud täiustatud mitme kiirtehnoloogia abil.Tehnoloogiliselt on millimeeterlaine lahendanud eelmise kitsaskoha ja muutunud üha küpsemaks, mis suudab täielikult rahuldada kaubandusliku nõudluse.
Tööstusahela osas 5Gmillimeeterlaine on ka palju küpsem, kui arvate.
Eelmisel kuul tegi China Unicomi uurimisinstituudi traadita tehnoloogia uurimiskeskuse direktor Fuchang Li selgeks, et "praegu on millimeeterlainete tööstuse ahela võime küpseks saanud".
Aasta alguses toimunud MWC Shanghai näitusel ütlesid ka kodumaised operaatorid: "spektri, standardite ja tööstuse toel on millimeeterlaine kommertsialiseerimisel saavutatud positiivseid edusamme. Aastaks 2022 on 5Gmillimeeterlainel on laiaulatuslik kaubanduslik võimsus."
Millimeeterlaine taotlus esitatud
Olles lõpetanud millimeeterlaine tehnilised eelised, vaatame selle konkreetseid rakendusstsenaariume.
Nagu me kõik teame, on tehnoloogia kasutamisel kõige olulisem "tugevate külgede arendamine ja nõrkuste vältimine".Teisisõnu tuleks stsenaariumis kasutada tehnoloogiat, mis suudab selle eeliseid täielikult kasutada.
5G millimeeterlaine eelised on kiirus, võimsus ja viivitus.Seetõttu sobib see kõige paremini lennujaamadesse, jaamadesse, teatritesse, spordisaalidesse ja muudesse tihedalt asustatud kohtadesse, aga ka vertikaalsetesse tööstuse stseene, mis on väga tundlikud ajalise viivituse suhtes, nagu tööstuslik tootmine, kaugjuhtimispult, sõidukite Internet ja nii edasi.
Konkreetsete rakendusvaldkondade poolest on virtuaalreaalsus, kiire juurdepääs, tööstusautomaatika, meditsiinitervishoid, intelligentne transport jne kõik kohad, kus saab kasutada 5G millimeeterlainet.
Interneti tarbimiseks.
Tavaliste üksikkasutajate jaoks pärineb suurim ribalaiuse nõudlus videost ja suurim viivitusnõudlus mängudest.VR / AR tehnoloogial (virtuaalreaalsus / liitreaalsus) on ribalaiuse ja viivituse osas kaks nõuet.
VR / AR tehnoloogia areneb kiiresti, sealhulgas hiljuti väga kuum metauniversum, mis on samuti nendega tihedalt seotud.
Täiusliku kaasahaarava kogemuse saamiseks ja peapöörituse täielikuks kõrvaldamiseks peab VR-i video eraldusvõime olema üle 8K (isegi 16K ja 32K) ning viivitus peab jääma 7 ms piiresse.Pole kahtlust, et 5G millimeeterlaine on kõige sobivam traadita edastustehnoloogia.
Qualcomm ja Ericsson viisid läbi 5G millimeeterlainel põhineva XR-testi, tuues igale kasutajale 90 kaadrit sekundis ja 2K kaadrit × XR-kogemust 2K eraldusvõimega, viivitusega alla 20 ms ja keskmise allalingi läbilaskevõimega üle 50 Mbps.
Testi tulemused näitavad, et ainult üks gnodeb süsteemi ribalaiusega 100 MHz toetab korraga kuue XR kasutaja 5G juurdepääsu.Tulevikus on 5G funktsioonide toel paljutõotavam toetada enam kui 12 kasutaja samaaegset juurdepääsu.
XR test
Teine oluline 5G-millimeetrise lainepinna rakendusstsenaarium C-otsa tarbijatele on suuremahuliste spordiürituste otseülekanne.
2021. aasta veebruaris peeti Raymond Jamesi staadionil Ameerika jalgpalli hooaja finaalturniir "superkauss".
USA tuntud operaator Verizon on Qualcommi abiga ehitanud staadioni 5G millimeeterlainetehnoloogia abil maailma kiireimaks internetistaadioniks.
Võistluse ajal kandis 5G millimeetri lainevõrk üle 4,5 tb koguliiklusest.Mõne stsenaariumi korral oli tippkiirus koguni 3 GB/s, mis on umbes 20 korda suurem kui 4G LTE.
Üleslingi kiiruse osas on see superkauss maailmas esimene oluline sündmus, mis kasutab 5G millimeetrilainete üleslingi ülekannet.Millimeeterlaine kaadri struktuur on paindlik ning üleslingi ja allalingi kaadri suhet saab reguleerida, et saavutada suurem üleslingi ribalaius.
Väliandmetel on isegi tipptundidel 5G millimeeterlaine üle 50% kiirem kui 4G LTE.Tugeva üleslingi võime abil saavad fännid üles laadida fotosid ja videoid, et jagada mängu imelisi hetki.
Verizon on loonud ka rakenduse, et toetada fänne 7-kanalilise voogedastusega HD otsemängude samaaegsel vaatamisel ning 7 kaamerat esitlevad mänge erinevate nurkade alt.
2022. aastal avatakse Pekingis 24. taliolümpiamängud.Sel ajal ei teki mitte ainult publikumobiiltelefonide kaasatud juurdepääsu- ja liiklusnõudlust, vaid ka meediaringhäälingust tulenevat andmeedastusnõudlust.Eelkõige on mitme kanaliga 4K HD videosignaal ja panoraamkaamera videosignaal (kasutatakse VR-i vaatamiseks) tõsise väljakutse mobiilsidevõrgu üleslingi ribalaiusele.
Nendele väljakutsetele reageerides kavatseb China Unicom aktiivselt reageerida 5G millimeeterlainetehnoloogiaga.
Selle aasta mais viisid ZTE, China Unicom ja Qualcomm läbi testi.Kasutades 5G-millimeetrit lainet + suurt üleslingi kaadristruktuuri, saab reaalajas kogutud 8K videosisu stabiilselt tagasi edastada ning lõpuks edukalt vastu võtta ja vastuvõtuotsas taasesitada.
Vaatame vertikaalse tööstuse rakendusstsenaariumi.
5G millimeeterlainel on laiem kasutusvõimalus tobis.
Esiteks saab ülalmainitud VR / AR-i kasutada ka tob-tööstuses.
Näiteks saavad insenerid läbi AR-i läbi viia erinevates kohtades olevate seadmete kaugkontrolli, pakkuda erinevates kohtades inseneridele kaugjuhtimist ja viia läbi kaupade kaugvastuvõttu erinevates kohtades.Epideemiaperioodil võivad need rakendused aidata ettevõtetel lahendada praktilisi probleeme ja oluliselt vähendada kulusid.
Vaadake video tagastamise taotlust.Nüüd on paljudele tehase tootmisliinidele paigaldatud suur hulk kaameraid, sealhulgas mõned kõrglahutusega kaamerad kvaliteedi kontrollimiseks.Need kaamerad teevad defektide analüüsimiseks suure hulga kõrglahutusega tootepilte.
Näiteks COMAC teostab sellisel viisil toodete jooteühenduste ja pihustatud pindade metallipragude analüüsi.Pärast fotode tegemist tuleb need üles laadida pilve- või MEC-i servaarvutusplatvormile üleslingi kiirusega 700–800 Mbps.Sellel on 5G millimeetri laine suur üleslingi raami struktuur, mida saab hõlpsasti käsitseda.
Teine stseen, mis on tihedalt seotud 5G millimeetri lainetehnoloogiaga, on AGV mehitamata sõiduk.
5G millimeeterlaine toetab AGV tööd
AGV on tegelikult miniatuurne mehitamata sõidustseen.AGV positsioneerimisel, navigeerimisel, sõiduplaanil ja takistuste vältimisel on kõrged nõuded võrgu viivituse ja töökindluse osas, samuti kõrged nõuded täpsele positsioneerimisvõimele.Suur hulk AGV reaalajas kaardivärskendusi esitab ka nõuded võrgu ribalaiusele.
5G millimeeterlaine suudab täielikult täita ülaltoodud AGV rakendusstsenaariumide nõudeid.
2020. aasta jaanuaris testisid Ericsson ja Audi Rootsis Kista tehaselaboris edukalt 5G urllc funktsiooni ja praktilist 5G millimeeterlainel põhinevat tööstusautomaatika rakendust.
Nende hulgas ehitati ühiselt robotüksus, mida ühendab 5G millimeeterlaine.
Nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, kui roboti käsi teeb rooli, võib laserkardin kaitsta robotiüksuse avanevat külge.Kui tehase töötajad 5G urllc suure töökindluse alusel sisse astuvad, lõpetab robot kohe töötamise, et vältida töötajate vigastusi.
See kiire vastus töökindluse tagamiseks on traditsioonilises Wi-Fi või 4G-s võimatu.
Ülaltoodud näide on vaid osa 5G millimeeterlaine rakenduse stsenaariumist.Lisaks tööstuslikule internetile on 5G millimeeterlaine tugev kaugkirurgias nutikas meditsiinis ja juhivaba sõidukite internetis.
5G millimeeterlaine on paljude eelistega, nagu kõrge kiirus, suur võimsus, väike viivitus, kõrge töökindlus ja kõrge positsioneerimistäpsus, pälvinud laialdast tähelepanu kõigilt elualadelt.
Järeldus
21. sajand on andmete sajand.
Maailm on tunnistanud andmetes sisalduvat tohutut kaubanduslikku väärtust.Tänapäeval otsivad peaaegu kõik tööstused enda ja andmete vahelist suhet ning osalevad andmeväärtuse kaevandamises.
Ühenduvustehnoloogiad, mida esindab 5Gja andmetöötlustehnoloogiad, mida esindavad pilvandmetöötlus, suurandmed ja tehisintellekt, on asendamatud vahendid andmete väärtuse kaevandamiseks.
5G täielik ärakasutamine, eriti millimeeterlaine sagedusalas, võrdub digitaalse transformatsiooni "kuldse võtme" omandamisega, mis ei suuda mitte ainult realiseerida tootlikkuse innovatsioonihüpet, vaid olla ka tulevikus karmis konkurentsis võitmatu.
Ühesõnaga 5G tehnoloogia ja tööstusmillimeeterlaine on täielikult küpsenud.Rakendusega5Gtööstuse järk-järgult süvaveepiirkonda sisenedes peaksime kiirendama kodumaist kaubanduslikku maandumist5Gmillimeeterlaine ja realiseerida sub-6 ja millimeeterlaine koordineeritud arendamine.
Postitusaeg: 14. detsember 2021
