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物聯網完全的核心網創建于中心的完全的5G

2019.10.23 来源: 浏览:0次

这场比赛是在开发下一代蜂窝技术,并与以前的系统相比是有显著注重利用机器到机器(M2M)工业络的物联(IOT)的互联连接的需要

将用于5G络的协议和技术仍在研究中,预计在2016年底走到一起的终究标准,并经2018年与许多先进的工作已经完成的,运营商期望推出商用到2020年,基于这些标准,到2022年实现全系统的系统; 所以有一个积极的开发和实行周期,这将影响到物联系统的开发这将与调制解调器芯片的发展开始,从目前的4G演进的设计,为智能和平板电脑该调制解调器芯片将被整合到便于除物联和M2M模块的设计

为5G系统的发展的一个重要区分在于,该络的要求已经提前的技术标准被肯定好

图1:标准,技术和络5G的发展是积极的

一个5G络的要求将1至10 Gbit / s的实际数据传输率,而不是理论峰值速率,再加上1毫秒终端到端到端延迟,这是物联发展的关键优势更广泛的络将必须支持1000 现今细胞的带宽和 10至100倍以上的装备的同时连接,这将再次允许在物联各种有更多的连接的设备像 G和 4G,数据连接将基本上是 始终 ,而不是电路交换,因此,以支持多达100倍以上的设备的能力是至关重要的,因为有更多的设备将被同时连接到络该络应该有99.999%感知的可用性,和100%的感知覆盖,权衡为范围的数据速率,这也将与所需要的范围内,但没有数据的M2M实现帮助这有助于的IoT络的部署作为节点能够经过5G基站直接连接到互联,而不必使用一系列需要更复杂的络规划关或接口服务器

这将是在辊出来5G的IoT络的重要的因素是下降功耗的说明书中,作为要求是十年以上为无线调制解调器的电池寿命这应当打开了机会,有更多的电池供电的无线物联节点又提供了易于安装

频带

但是,满足这些要求的将是一个挑战该频段在以前用于模拟广播电视频段作为目标范围从700 MHz的,最多在 .6 GHz的蜂窝链路新乐队

世界无线电大会于2015年(WRC-15)同意以200兆赫的C波段频谱的共同分配从 .4到 .6 GHz的,这被看做是一个积极的步骤,因为这是之前没有使用新的频谱对电信运用在WRC-15也同意,从1427年至1518年兆赫运行,远低于由Wi-Fi,蓝牙和ZigBee当前使用的2.4 GHz频段协调的L波段

与此同时兆赫的700 MHz频段是从美国和亚洲的使用扩展到全球配置

这些不同的乐队都将在5G不同的用途700 MHz频段被看做是受欢迎的人口稠密的城市地区,以获得数据以有更多的用户,而C波段可能是更高的带宽,但是较短的链接

与此相比,50 Mbit / s的在 GPP第9版定义的当前LTE频带提供HSPA +数据和下载速率最高为100 Mbit / s的上传速率(这是更重要的IOT),绰绰有余对大多数M2M和物联不需要高清晰度视频连接的应用程序

这些4G频带最常用于世界各地的M2M和物联运用八百五十零分之七百MHz和一千九百分之一千七百兆赫,而不是2.6 GHz频带这些被模块,如实行MTSMC-H5-SP从多技术系统,包括回退到GPRS数据率,使得总是有一个连接

图2:多高科技系统的4G M2M模块

的5G建议某些部分被留下,直到下一次世界无线电国会在2019年,这些将包括在24GHz和至多在可用于无线固定接入链路50至60 GHz的高得多的频率来进行高带宽数据从背面1基站到核心络,而没必要铺设昂贵光纤电缆和仍满足一个1毫秒的往返等待时间要求这些5G固定接入收发器将利用氮化镓(GaN)的设备,如CGHV1F025S从Cree公司这25 W,40 V的HEMT晶体管支持从DC乐队到15 GHz的高效率,高增益和宽带宽设计在L,S,C,X和Ku波段,整齐地匹配5G要求

它运行在采取 毫米x 4毫米,表面贴装,双扁平无引线(DFN)封装的40 V电压轨,但降低功率下能低于40 V至低至20 VV DD同时保持高增益和效率

旁边的频带,在不同的频带中的信道模型也正在开发中八个组织在欧洲和METIS METIS-II专案组一直致力于在全部预期5G频谱信道模型,用模型的2. GHz,2.6GHz的,5.25千兆赫,26.4千兆赫,58.68千兆赫

图 :梅蒂斯和METIS-II的欧洲项目正在开发信道模型为广泛的运用5G

潜伏

一个用于5G新的考虑是支持海量机络与各种无线连接不同的传感器和致动器的能力

相反,提供直接连接,新节点可以通过'毛细血管 进行添加这些将使用的短距离无线技术,如Wi-Fi,蓝牙和802.15.4 6LOWPAN或ZigBee与连接到5G蜂窝络的关节点

对于运用,如交通管制,重大基础设施和工业生产过程控制要求非常高的可靠性和可用性,也需要非常低的延迟,并引进具有转换不同协议之间的数据可以显著增加延迟的关

其结果是有大量的研究成不同的方式使用毛细管络和关时到达1毫秒端至端延迟

图4:巨大的物联系和时间关键型络在5G规格不同的要求

容量

为5G目前的技术提案可以支持相比,使用一个稀疏码多址(SCMA)的方法4G络的IoT器件的三倍的数量这是结合现有码分CDMA和正交频分OFDM方式一新的频谱方案

与SCMA,不同的输入的数据流被直接映射到代码字,每一个代表一个扩频传输层,使得多个层共享OFDMA的同一时间 - 频率资源用户配对,功率同享,速率调剂,和调度算法都用于提高下行链路的吞吐量的重负载的络

直接连接

该5G规范还包括用于无线M2M装备直接连接的能力这已被引入的一个扩大4G LTE标准,但5G的目标是使该对等络通信显著更有效这将被用于对一个5G智能提供直接数据链接回到节点之间特设链接,以及,允许用户询问一个节点的情况下直接具有一样的方式,蓝牙今天实行去通过蜂窝络在一些工业物联络

但是,这引发了安全问题,以及5G规范预计这些直接链接M2M成为络控制下提供授权这将有可能增加无线络软件的复杂性

这些是世界上最大的学术5G创新中心(5GIC),它集合了英国的四大移动运营商与24家公司70研究者的重点领域

萨里吉尔福德大学7000万 中心,英国不但在2020年看着5G络的直接规范,但如何将这些络将演进到2040年作为这项研究的一部分,它已经证明了数据传输速率在移动设备上的链接超过1太比特/秒,十倍5G规范

参与该中心的合作伙伴的目标是到2018年,利用今天的技术,包括也可用于物联完全的核心创建于中心的完全的5G系统在这之前,这些标准也将由2016年年底完成,允许开发人员实现硅和子系统设计

结论

5G络的发展正在加速,提供用于在未来的IoT和M2M络显著优点通过频谱计划,如与SCMA大幅下降延迟和更高容量的新频段直接在那个需要一个可靠的应对大批量的工业互联相连的络目标具有超低功耗和超长电池寿命,无线节点可以轻松实现和经济有效地部署,虽然新的功能,如直接连接将哄抬络软件的复杂性

随着在2016年底,实验在2018年和完全商业化部署在2020年得到解决标准,芯片,电路板和模块制造商将能够为开发人员提供强大的新技术,进一步首次展示物联的产业络

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