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MiWaveS 5G Netzwerkkonzept

MiWaveS 5G Netzwerkkonzept

Die Forschungsarbeiten im Vereinigten Königreich und in ganz Europa zum Mobilfunkstandard der nächsten Generation konzentrieren sich nun auf die Verwendung der Millimeterwellen-Funkübertragung bei sehr hohen Frequenzen von 30 bis 300 GHz.

Wenn dies implementiert wird, stellt dies den größten Technologiewandel für eine mobile Generation seit dem Wechsel von analoger zu digitaler GSM-Technologie vor mehr als einem Jahrzehnt dar.

Für Forscher in Großbritannien, Frankreich und Deutschland steht alles zur Verfügung. Die Normungsarbeiten für das Funkzugangsnetz (RAN) haben noch nicht begonnen.

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Die ersten Diskussionen über potenzielle globale Standards werden nächsten Monat bei einem 3GPP-Standards Meeting in Arizona beginnen.

Laut Professor Rahim Tafazolli, Direktor des 5G Innovation Center (5GIC) an der Universität von Surrey:

„Die globale 5G-Forschung findet immer noch isoliert statt, aber das wird sich ändern. Verschiedene Gruppen haben unterschiedliche Technologie-Favoriten, und die 3GPP-Standardisierungsdiskussionen beginnen im September. Ich gehe davon aus, dass die Auswahl der Technologien im Jahr 2016 beginnen wird. “

Die Verwendung des Millimeterwellenfrequenzbandes, das 30 bis 300 GHz beträgt, hat Vorteile hinsichtlich der Spektrumseffizienz, der Verwendung von Funkzellen mit geringerer Leistung und der Datenkapazität, hat jedoch erhebliche Auswirkungen auf die Chipsatzhersteller.

Insbesondere die allgemeine Umstellung von CMOS auf Galliumarsenid- und Galliumnitrid-Prozesstechnologien.

Der andere Grund für den radikalen Frequenzsprung ist das Fehlen eines ausreichenden Spektrums unter 6 GHz, was zu hohen Interferenzpegeln führt.

Laut Dr. Laurent Dussopt von CEA-Leti und Manager des von der Europäischen Kommission finanzierten MiWaveS-Projekts ermöglicht die Verwendung der Millimeterwellen-Frequenzbänder bei 60 GHz und 71-86 GHz Datenübertragungen mit bis zu 10 Gbit / s für Backhaul und 5 Gbit / s für den mobilen Benutzerzugriff.

Dussopt geht jedoch davon aus, dass dies eine Herausforderung für die Systemarchitektur, die Netzwerkfunktionen und -algorithmen sowie die Funk- und Antennentechnologien darstellt.

Millimeterwellenradios verwenden viel höhere Trägerfrequenzen als 4G oder Wi-Fi und ermöglichen so höhere Datenraten, die bis zu 50-mal schneller sein können als 2, 4-GHz-Wi-Fi. Und bei 60 GHz ist deutlich mehr Spektrum nicht zugeordnet.

Laut Forschern der University of Bristol, die ebenfalls an der Millimeterwellen-Technologie arbeitet, besteht die Herausforderung bei 60 GHz darin, die zusätzlichen Signalverluste zu überwinden. Wenn Sendeleistung und Antennengewinn gleich wären, wäre das empfangene Signal bei 60 GHz 1000x schwächer als ein Wi-Fi-Signal.

Der Unternehmensbereich Netze von Nokia arbeitet mit National Instruments zusammen, um die Funktionsfähigkeit der Hochfrequenz-Millimeterwellenübertragung für 5G zu demonstrieren.

"Unser experimentelles 5G Proof-of-Concept-System wird mit LabVIEW- und PXI-Basisbandmodulen von NI implementiert. Dies ist das neueste experimentelle System für das Rapid Prototyping von 5G-Luftschnittstellen, das heute erhältlich ist", sagte Lauri Oksanen, Vizepräsident von Forschung und Technologie bei Nokia.

Aspekte der Mobilfunktechnologie der nächsten Generation, an denen die Unternehmen forschen, sind Spitzendatenraten und Zellrandraten von mehr als 10 Gbit / s bzw. 100 Mbit / s.

Die Arbeiten im Rahmen des europäischen MiWaveS-Projekts sollen zeigen, wie kostengünstige oder fortschrittliche Millimeterwellen-Technologien mobilen Benutzern Multi-Gigabit-pro-Sekunde-Zugriff ermöglichen und zur Aufrechterhaltung des Verkehrswachstums beitragen können.

Sie geht davon aus, dass die Nutzung des verfügbaren Millimeterwellenspektrums ein Schlüsselelement für den Aufbau von Infrastrukturen mit hohem Durchsatz und geringer Latenz für heterogene Mobilfunknetze der nächsten Generation sein wird.