فناوری نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G) – مروری جامع بر شبکه 5G

مقاله مروری جامع بر فناوری نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G)

در این بخش مقاله مروری جامع بر فناوری نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G) را به صورت رایگان برای دانلود قرار دادیم که ترجمه مقاله 5G mobile technology: A survey است. در ادامه به چکیده و مقدمه ای از این مقاله پرداخته و سرفصل های آن به همراه لینک دانلود نسخه انگلیسی و فارسی با فرمت PDF قرار داده شده است.

چکیده

انتظار می رود که تمامی فناوری ها و تجهیزات جدید نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G) تا سال 2020 عملیاتی شود. از این رو، در این زمان اطلاع داشتن از جهت گیری پژوهش ها و پیشرفت های مرتبط با فناوری نسل پنجم از اهمیت بسیاری برخوردار است. مقاله پیش رو یک تحقیق جامع و کاملی از تلاش های صورت گرفته در راستای نسل پنجم شبکه تلفن همراه را ارائه می دهد. در این مقاله ویژگی های برجسته ای نظیر انعطاف پذیری، قابلیت دسترسی و ارائه خدمات مبتنی بر ابر مشخص می شود که هدف آن ها تضمین فناوری ارتباطی آینده موبایل به عنوان پروتکلی غالب برای ارتباطات جهانی می باشد.

مقدمه

در طی دو دهه گذشته جهان شاهد پیشرفت سریع و رو به رشد فناوری های ارتباطات سلولی (Cellular Communication) از سیستم جهانی نسل دوم برای موبایل (Global System Mobile – GSM) تا سیستم تکامل پیشرفته بلند مدت نسل چهارم (Long Term Evolution-Advanced – LTE-A) بوده است. انگیزه اصلی این مساله نیاز به پهنای باند بیشتر و تاخیر کمتر بوده است. در حال که گذردهی (Throughput) در واقع نرخ انتقال داده واقعی است، تاخیر به شدت به سطح پردازش هر یک از رشته داده های نود بستگی دارد. برخی پارامترها همراه با بهبود عملکرد مرتبط با گذردهی همانند جیتر (Jitter)، تداخل بین کانال (Inter Channel Interference)، اتصال، مقیاس پذیری، راندمان انرژی و سازگاری با شبکه های قانونی نیز در هنگام توسعه فناوری جدید موبایل در نظر گرفته می شوند.

پیشرفت در سرعت بالاتر و سرویس دهی بهتر

هنگامی که فناوری از 2G GSM به سیستم ارتباطی عمومی موبایل (Universal Mobile Telecommunication System – UMTS) نسل سوم (3G) پیشرفت کرد، سرعت بیشتر شبکه و سرعت دانلود بیشتر، امکان تماس های ویدیویی لحظه ای را فراهم کرد. سیستم LTE و پس از آن سیستم LTE-A که ارتقا یافته LTE است، ظرفیت شبکه و کاهش تاخیر در دسترسی به برنامه های کاربردی را فراهم کرد، دسترسی به ترافیک سه جانبه (داده، صوت و ویدیو) را به صورت بی سیم در هر جایی و در هر زمان را نیز به ارمغان آورد. نسل چهارم شبکه تلفن همراه (4G) به طور صحیح شامل باند گسترده موبایل است. اگرچه نسل سوم شبکه تلفن همراه (3G) اولین استاندارد پهن باند موبایل بوده است اما در اصل برای صوت و برخی خدمات چند رسانه ای و داده طراحی شده بود در حالی که نسل دوم شبکه تلفن همراه (2G) اولین استاندارد ارتباط صوتی دیجیتال موبایل برای بهبود پوشش دهی هدف گذاری شده بود.

نرخ انتقال داده و کیفیت سرویس

نرخ داده از سرعت 64 kbps در نسل دوم شبکه به سرعت 2 Mbps در نسل سوم و 50-100 Mbps در نسل چهارم شبکه تلفن همراه (4G) بهبود یافته است. انتظار می رود که نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G) نه تنها سرعت انتقال داده در شبکه های موبایل را بسیار افزایش دهد، بلکه مقیاس پذیری، اتصال و راندمان انرژی شبکه و همچنین کیفیت سرویس (QoS) را نیز بهبود بخشد. پیش بینی شده است که تا سال 2020 تعداد 50 میلیارد دستگاه به شبکه جهانی IP متصل شوند، که به نظر می رسد در حال حاضر چالش بزرگی باشد.

شبکه نسل پنجم و اینترنت اشیا

در یک جامعه شبکه ای، اقدامات کنترلی از راه دور دستگاه ها و ماشین های ارتباطی فراتر از یک شبکه نسل پنجم با تاخیر صفر امکان پذیر خواهد شد. کنترل لحظه ای ماشین ها به کمک دستگاه های موبایل فراهم خواهد شد و اینترنت اشیا (Internet of Things – IOT) را در دسترس همگان قرار می دهد. در نهایت، گره های شبکه نیازمند انرژی برای جهانی سبزتر مورد نیاز هستند. از این رو، این موارد عناصر مهمی در توصیف نسل پنجم شبکه های تلفن همراه (5G) می باشند: گذردهی بالا، تاخیر کم، قابلیت اطمینان بالا، افزایش مقیاس پذیری و همچنین فناوری ارتباط سیار با قابلیت صرفه جویی در انرژی.

معرفی مقاله

در این مقاله بررسی کامل و جامعی از چندین روش برای فناوری نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G) ارائه شده است. ادامه این مقاله به این صورت است که در بخش دوم، سناریو هایی توصیف شود که نسل پنجم شبکه باید آنها را اغنا کند. در بخش سوم، چندین تیم تحقیقاتی معرفی می شود که بر روی استاندارد شبکه 5G کار می کنند. بخش چهارم، شامل مروری بر ادبیات از جنبه های مختلف تلاش های تحقیقاتی اخیر بر روی شبکه 5G است. همچنین این بخش شامل بخش های جانبی نیز می باشد که هر جنبه در نظر گرفته شده در این تحقیق را پوشش می دهد. در بخش پنجم نیز نتیجه گیری از مطالب ارائه شده است.