विकास की पृष्ठभूमि
हाल के वर्षों में, 5 जी मोबाइल संचार प्रणाली, 5 जी, संचार उद्योग और शिक्षा में चर्चा का एक गर्म विषय बन गया है। 5G के विकास में दो मुख्य ड्राइविंग बल हैं। एक ओर, चौथी पीढ़ी के मोबाइल संचार प्रणाली, 4 जी, लंबी अवधि के विकास प्रौद्योगिकी द्वारा प्रतिनिधित्व किया गया है, इसका पूरी तरह से व्यावसायीकरण किया गया है, और अगली पीढ़ी की तकनीक की चर्चा को एजेंडे पर रखा गया है। दूसरी ओर, मोबाइल डेटा की मांग में विस्फोट हुआ है, और मौजूदा मोबाइल संचार प्रणाली भविष्य की मांग को पूरा करना मुश्किल है, 5 जी सिस्टम की एक नई पीढ़ी को विकसित करने की तत्काल आवश्यकता है।
5 जी का विकास मोबाइल डेटा की बढ़ती मांग से भी होता है। मोबाइल इंटरनेट के विकास के साथ, अधिक से अधिक डिवाइस मोबाइल नेटवर्क से जुड़े हैं, और नई सेवाएं और एप्लिकेशन उभर रहे हैं। वैश्विक मोबाइल ब्रॉडबैंड उपयोगकर्ताओं को 2018 में 9 बिलियन तक पहुंचने की उम्मीद है। 2020 तक, यह उम्मीद की जाती है कि मोबाइल संचार नेटवर्क की क्षमता को वर्तमान नेटवर्क क्षमता में 1000 गुना वृद्धि की आवश्यकता होगी। मोबाइल डेटा ट्रैफ़िक में वृद्धि नेटवर्क की गंभीर चुनौतियों का सामना करेगी। सबसे पहले, यदि वर्तमान मोबाइल संचार नेटवर्क विकसित किया गया है, तो क्षमता हजारों बार यातायात के विकास का समर्थन नहीं कर सकती है, और नेटवर्क ऊर्जा की खपत और बिट लागत असहनीय है। दूसरा, ट्रैफ़िक की वृद्धि अनिवार्य रूप से स्पेक्ट्रम के लिए आगे की मांग लाएगी, और मोबाइल संचार स्पेक्ट्रम दुर्लभ है, और उपलब्ध स्पेक्ट्रम बड़े-स्पैन है, खंडित वितरण से स्पेक्ट्रम के कुशल उपयोग को प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, नेटवर्क क्षमता बढ़ाने के लिए, नेटवर्क संसाधनों का बुद्धिमान और कुशल उपयोग किया जाना चाहिए, जैसे व्यापार और उपयोगकर्ता के व्यक्तित्व के लिए बुद्धिमान अनुकूलन, लेकिन यह क्षमता अपर्याप्त है; अंत में, भविष्य के नेटवर्क यह कई नेटवर्क सह-अस्तित्व के साथ एक विषम मोबाइल नेटवर्क होना चाहिए। नेटवर्क क्षमता बढ़ाने के लिए, प्रत्येक नेटवर्क को कुशलतापूर्वक प्रबंधित करने, अंतर को सरल बनाने, और उपयोगकर्ता अनुभव को बढ़ाने के लिए समस्याओं को हल करना आवश्यक है। उपरोक्त चुनौतियों को हल करने और मोबाइल ट्रैफ़िक की बढ़ती माँग को पूरा करने के लिए, 5G मोबाइल संचार नेटवर्क की एक नई पीढ़ी विकसित करना अत्यावश्यक है।
मूल अवधारणा
पहले के 2 जी, 3 जी, और 4 जी मोबाइल नेटवर्क की तरह, 5 जी नेटवर्क डिजिटल सेलुलर नेटवर्क हैं, जिसमें एक प्रदाता द्वारा कवर किया जाने वाला सेवा क्षेत्र कई छोटे भौगोलिक क्षेत्रों में विभाजित होता है, जिसे सेलुलर कहा जाता है। ध्वनि और छवियों का प्रतिनिधित्व करने वाले एनालॉग सिग्नल मोबाइल फोन में डिजिटल होते हैं, एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स द्वारा परिवर्तित होते हैं और बिट धाराओं के रूप में प्रसारित होते हैं। सेल में सभी 5G वायरलेस डिवाइस सेल में स्थानीय ऐन्टेना एरे और लो-पावर ऑटोमैटिक ट्रांससीवर्स (ट्रांसमीटर और रिसीवर्स) के साथ रेडियो तरंगों के माध्यम से संवाद करते हैं। ट्रांसीवर एक सामान्य आवृत्ति पूल से चैनल आवंटित करता है, जिसे भौगोलिक रूप से अलग कोशिकाओं में पुन: उपयोग किया जा सकता है। स्थानीय एंटीना उच्च बैंडविड्थ बैंडविड्थ ऑप्टिक या वायरलेस बैकहॉल कनेक्शन के माध्यम से टेलीफोन नेटवर्क और इंटरनेट से जुड़ा हुआ है। मौजूदा फोन के साथ, जब उपयोगकर्ता एक सेल से दूसरे सेल में जाते हैं, तो उनका मोबाइल डिवाइस स्वचालित रूप से नए सेल में एंटीना को "स्विच" करेगा।
5G नेटवर्क का मुख्य लाभ यह है कि डेटा संचरण दर पिछले सेलुलर नेटवर्क की तुलना में बहुत अधिक है, 10Gbit / s तक, वर्तमान वायर्ड इंटरनेट की तुलना में तेजी से, और पिछले 4GLTE सेलुलर नेटवर्क की तुलना में 100 गुना तेज है। एक अन्य लाभ कम नेटवर्क विलंबता (तेजी से प्रतिक्रिया समय), 1 मिलीसेकंड से कम है, और 4 जी 30-70 मिलीसेकंड है। तेजी से डेटा ट्रांसमिशन के कारण, 5G नेटवर्क न केवल मोबाइल फोन के लिए सेवाएं प्रदान करेगा, बल्कि केबल नेटवर्क प्रदाताओं के साथ प्रतिस्पर्धा करते हुए सामान्य घर और कार्यालय नेटवर्क प्रदाता भी बन जाएगा। पिछले सेलुलर नेटवर्क ने सेल फोन के लिए कम-डेटा-दर इंटरनेट का उपयोग प्रदान किया, लेकिन एक सेल फोन टॉवर आर्थिक रूप से घरेलू कंप्यूटर के लिए एक सामान्य इंटरनेट प्रदाता के रूप में पर्याप्त बैंडविड्थ प्रदान नहीं कर सका।
नेटवर्क विशेषताओं
1. पीक रेट को हाई-डेफिनिशन वीडियो, वर्चुअल रियलिटी आदि के हाई-डेटा-रेट ट्रांसमिशन से मिलने के लिए Gbit / s स्टैंडर्ड तक पहुंचने की जरूरत है।
2. एयर इंटरफेस देरी स्तर को स्वायत्त ड्राइविंग और दूरस्थ चिकित्सा उपचार जैसे वास्तविक समय के अनुप्रयोगों को पूरा करने के लिए लगभग 1ms होना चाहिए।
3. सुपर लार्ज नेटवर्क क्षमता, इंटरनेट ऑफ थिंग्स संचार को पूरा करने के लिए 100 बिलियन उपकरणों की कनेक्शन क्षमता प्रदान करना।
4. स्पेक्ट्रम दक्षता एलटीई की तुलना में 10 गुना से अधिक बेहतर है।
5. निरंतर विस्तृत क्षेत्र कवरेज और उच्च गतिशीलता के साथ, उपयोगकर्ता अनुभव दर 100Mbit / s तक पहुंच जाती है।
6. यातायात घनत्व और कनेक्शन घनत्व में बहुत सुधार किया गया है।
7. प्रणाली सहयोगी है और खुफिया स्तर में सुधार हुआ है। यह मल्टी-यूजर, मल्टी-पॉइंट, मल्टी-एंटीना, मल्टी-इंगेन्शन कोऑपरेटिव नेटवर्किंग और नेटवर्क के बीच लचीले ऑटोमैटिक एडजस्टमेंट में प्रकट होता है।
उपरोक्त 5 जी और मोबाइल संचार की पिछली पीढ़ियों के बीच महत्वपूर्ण अंतर है, जो मोबाइल प्रौद्योगिकी से उपयोगकर्ता-केंद्रित मोबाइल संचार के क्रमिक बदलाव का परिणाम है।
