Операторы и производители оборудования уверенно движутся в сторону 5G, увеличивая и увеличивая скорость.
Год назад Это было 1 Гбит/с, в сентябре прошлого года Мегафон и Нокиа продемонстрировал прототипы устройств BS и 5G с максимальной скоростью 5 Гбит/с, а 1 июня этого года в рамках Петербургского экономического форума «МегаФон» совместно с Huawei добились максимальной скорости 35 Гбит/с, установив рекорд скорости мобильного интернета.
Уже в день этого мероприятия информационные агентства распространяли фотографии с мероприятия и шумели о достигнутой скорости.
И сегодня мы раскрываем интересные технические подробности пластинки.
Приближаясь к стандарту 5G – агрегация и рефарминг
Внедрение мобильной связи следующего поколения ожидается в 2020 году (это полностью соответствует оценке «новая мобильная технология каждые 10 лет»).По мере приближения «часа Х» стандарт 5G становится все более понятным.
При этом операторы и производители оборудования экспериментируют с частотами и каналами связи, определяя направление дальнейшего движения.
Насколько успешны эти эксперименты, показывают скорости передачи данных, демонстрируемые в рамках регулярных испытаний.
Около года назад «МегаФон» совместно с Huawei продемонстрировали скорость передачи данных 1 Гбит/сек.
Такой результат был достигнут за счет передачи данных на нескольких частотах одновременно (с использованием трех несущих), что, в свою очередь, стало возможным благодаря рефарму — использованию частот, изначально предназначенных для другой технологии.
Рефарминг — неизбежное явление в эволюции стандартов связи, поскольку диапазон частот уже давно закреплен за потребителями.
С технической точки зрения рефарминг позволяет оптимизировать использование спектра: с развитием технологий становится возможным «запихнуть» гораздо больше данных в одну и ту же полосу частот (достаточно сравнить GSM, 2G и последующие стандарты).
В некоторых странах рефарминг может подвергаться законодательным ограничениям, поскольку при выделении частот фиксируется не только ее основной пользователь, но и стандарт связи, который будет использоваться на этой частоте.
В России для ряда диапазонов, переданных для мобильной связи, уже принят принцип технологической нейтральности, означающий, что в диапазоне может использоваться любое поколение стандартов связи.
В рамках упомянутого эксперимента «Мегафон» и Huawei использовали частоту 1800 МГц, которая ранее использовалась для сетей GSM. 
Новый эксперимент — формирование луча
Однако эксперименты продолжаются.Решение, продемонстрированное в этом году на Петербургском экономическом форуме, вместо агрегации частот из разных диапазонов использует одну, но очень широкую полосу частот — 2 ГГц — в диапазоне 70 ГГц (это одна из возможных частот будущего).
стандарт 5G) для связи между прототипом базовой станции и абонентским терминалом).
В ходе тестирования удалось достичь скорости передачи данных 35 Гбит/сек, что является абсолютным рекордом для мобильной передачи данных.
Хотя на данном этапе речь шла о тестировании беспроводной связи между стационарным прототипом базовой станции и условно стационарным прототипом абонентского устройства (он был установлен на стенде Мегафона и никуда не смешивался), в процессе разработки необходимо принять учет мобильности абонентов.
Для этого в пятом поколении предусмотрено формирование диаграммы направленности — динамическое изменение диаграммы направленности фазированной антенной решетки в сторону наибольшей концентрации абонентских терминалов.
«МегаФон» кратко рассказал об особенностях этой технологии.
Не вдаваясь в технические подробности, формирование луча требует создания сложной антенны, но позволяет частично исправить ситуацию «в толпе связь не работает» — базовая станция просто перестроит диаграмму направленности, чтобы лучше охватить направление, в котором есть еще устройства.
В эксперименте «Мегафона» не было толпы с абонентскими устройствами, был всего один излучатель и сложная антенна, формирующая несколько лучей — два параллельных и один под углом.
Да, сиреневая табличка с логотипом компании на полу не является частью дизайна, это отражатель радиоволн: 
Ничего сверхъестественного в этом нет, это просто стальная пластина: 
Передача осуществлялась в режиме TDD — двусторонней связи с временным разделением сигналов приёмника и передатчика.
Коротко о QAM
Как уже говорилось выше, новые стандарты позволяют при прочих равных условиях передавать больше информации.Это может быть связано, в том числе, с развитием вычислительной мощности мобильных устройств, позволяющей использовать более совершенную модуляцию.
В эксперименте Мегафона и Huawei использовалась квадратурная модуляция 64-QAM. Упрощенно, QAM — это способ передачи нескольких байтов данных за один «цикл».
Это достигается, во-первых, за счет того, что меняется не только уровень сигнала, но и его фаза.
А во-вторых, амплитуда и фаза сигнала имеют несколько уровней.
Проще всего это показать с помощью этой гифки: 
Мы видим 16 состояний, полученных комбинацией различных фазовых сдвигов и амплитуд сигналов.
Они могут содержать все возможные комбинации из 4 бит, поэтому в одном состоянии сигнала мы можем передать сразу 4 бита.
На картинке изображена 16-QAM, но в 64-QAM все то же самое, просто возможных состояний больше — 64, а это значит, что мы можем передавать не 4, а 6 бит.
Ложка дегтя
Стоит отметить, что высокая несущая частота хоть и позволяет передавать большой объем данных, но очень легко заглушается любыми предметами на пути.
Достаточно поднести руку к излучателю и скорость на графике сразу падает. При этом мы видим, как начинает рушиться сигнальное созвездие — аналог глазковых диаграмм для 64-QAM (ну, строго говоря, не только для него): 
Созвездие сигналов позволяет увидеть «качество» передачи и в то же время заметить некоторые проблемы (подробнее можно посмотреть здесь).
Когда абоненты попробуют 5G?
«МегаФон» намерен развернуть тестовые зоны 5G в следующем году во время чемпионата мира по футболу.По сложившейся традиции новые стандарты мобильной связи апробируются в ходе крупных международных мероприятий.
Теги: #Беспроводные технологии #Интернет #5G #стандарты связи #связь
-
На Подходе К Магадану
19 Oct, 24 -
Сравнение Bcache И Btier
19 Oct, 24 -
Вышел Centos 5.8
19 Oct, 24 -
Динамики Начали Работать
19 Oct, 24 -
Вычисление Кучи Haskell
19 Oct, 24 -
Нелокальный Алгоритм Сглаживания Изображений
19 Oct, 24
