5G-verkot ovat siirtymässä verkon monipuolistamisen, laajakaistamisen, integroinnin ja älykkyyden suuntaan. Eri älykkäiden päätelaitteiden suosion myötä matkaviestinliikenne näyttää räjähtävän kasvun kohti vuotta 2020 ja sen jälkeen. Tulevaisuuden 5G-verkossa solun säteen pienentäminen ja pienitehoisten solmujen määrän lisääminen on yksi ydinteknologioista, joilla varmistetaan, että tuleva 5G-verkko tukee liikenteen kasvua 1000 kertaa. Siksi erittäin tiheistä heterogeenisistä verkoista on tullut avainteknologia tietoliikenteen parantamiseksi tulevissa 5G-verkoissa.
Jatkossa langattomia verkkoja otetaan käyttöön monien langattomien solmujen kanssa, jotka ovat yli 10 kertaa suurempia kuin nykyiset sivustot. Makroaseman peittoalueella etäisyys kohteiden välillä pysyy 10 metrin sisällä, ja tuki on 25 000 käyttäjää 1 km2 kohden. Samanaikaisesti aktiivisten käyttäjien lukumäärä suhteessa sivustojen lukumäärään voi olla 1: 1, toisin sanoen käyttäjien ja palvelusolmujen välinen yhdensuuntainen kirjeenvaihto. Tiheästi käytetty verkko on lyhentänyt päätelaitteiden ja solmujen välistä etäisyyttä, mikä on parantanut huomattavasti verkon tehoa ja taajuustehokkuutta. Samanaikaisesti se on myös laajentanut verkon kattavuutta, laajentanut järjestelmän kapasiteettia ja parantanut palveluita eri käyttöoikeuksissa teknologiat ja erilaiset peitot. Tasojen välinen joustavuus. Vaikka erittäin tiheällä heterogeenisella verkkoarkkitehtuurilla on suuria kehitysnäkymiä 5G: ssä, solmujen välisen etäisyyden pienentyminen ja yhä tiheämmän verkon käyttöönotto tekevät verkon topologiasta monimutkaisemman, mikä on altis yhteensopimattomuusongelmiin olemassa olevien matkaviestinjärjestelmien kanssa. 5G-matkaviestinverkoissa häiriöt ovat ongelma, joka on ratkaistava. Häiriöt verkossa sisältävät pääasiassa: saman kanavan häiriöt, jaetut taajuusresurssit aiheuttamat häiriöt ja häiriöt eri peittoalueiden välillä. Olemassa olevien tietoliikennejärjestelmien häiriökoordinaatioalgoritmit voivat ratkaista vain yhden häiriölähteen ongelman. 5G-verkoissa vierekkäisten solmujen lähetyshäviöt eivät yleensä ole paljon erilaisia, mikä aiheuttaa useiden häiriölähteiden voimakkuuden olevan samanlaisia, mikä heikentää verkon suorituskykyä entisestään, mikä tekee virrasta Koordinointialgoritmeja on vaikea käsitellä.
Naapurisolmujen tarkka ja tehokas tunnistaminen on edellytys suurten solmujen yhteistyölle. Äärimmäisen tiheässä verkossa tiheä käyttöönotto aiheuttaa solujen rajojen määrän voimakkaan kasvun yhdistettynä epäsäännöllisiin muotoihin, mikä johtaa usein ja monimutkaisiin vaihtoihin. Liikkuvuuden tarpeiden tyydyttämiseksi syntyy uusia luovutusalgoritmeja; Lisäksi tutkimuksen painopiste on myös dynaamisissa verkon käyttöönototekniikoissa. Koska suuri joukko käyttäjien käyttöön ottamia solmuja avautuu ja sulkeutuu äkillisesti ja satunnaisesti, verkon topologialla ja häiriöillä on laaja valikoima dynaamisia muutoksia; ja pieni palvelun käyttäjien lukumäärä jokaisessa pienessä asemassa johtaa myös helposti liiketoiminnan alueelliseen ja ajalliseen jakautumiseen. Dramaattisia dynaamisia muutoksia tapahtuu.
Ad hoc -verkko
Perinteisissä matkaviestinverkoissa manuaalista käyttöönottoa käytetään pääasiassa verkon käyttöönoton, toiminnan ja ylläpidon loppuun saattamiseen, mikä vie paljon henkilöresursseja ja lisää toimintakustannuksia, eikä verkon optimointi ole ihanteellinen. Tulevaisuuden 5G-verkoissa on verkon käyttöönoton, käytön ja ylläpidon haasteita. Tämä johtuu pääasiassa erilaisten langattomien pääsytekniikoiden olemassaolosta verkossa ja verkon eri solmujen peittokyvyistä. Heidän välinen suhde on monimutkainen. Siksi itseorganisoivasta verkosta (SON) tulee älykkyys 5G-verkkojen keskeiseksi avainteknologiaksi.
Itseorganisoituvan verkkotekniikan ratkaisemiin avainongelmiin sisältyy pääasiassa seuraavat kaksi kohtaa: (1) itsesuunnittelu ja itsensä konfigurointi verkon käyttöönottovaiheessa; (2) itsensä optimoinnin ja itsensä parantamisen verkon ylläpitovaihe. -konfigurointi eli uusien verkkosolmujen konfigurointi voidaan kytkeä ja pelata alhaisin kustannuksin, helppo asentaa ja muita etuja.Itseoptimoinnin tarkoituksena on vähentää yrityksen työtaakkaa, saavuttaa laadun ja verkon suorituskykyä, menetelmänä on mitata UE: n ja eNB: n avulla paikallisessa eNB: ssä tai verkonhallintaparametreissa itseoptimointia. Itsensä parantaminen tarkoittaa, että järjestelmä pystyy automaattisesti tunnistamaan, paikantamaan ja selvittämään ongelmat vähentäen huomattavasti ylläpitokustannuksia ja välttäen vaikutuksia verkon laadusta ja käyttökokemuksesta.Itseohjelmoinnin tarkoituksena on verkon dynaaminen suunnittelu ja toteutus tyydyttäen järjestelmän kapasiteetin laajentamisen, liiketoiminnan seurannan tai optimoinnin tarpeet arvioinnin tulokset
Sisällön jakeluverkko
5G: n palveluissa, kuten audio-, video- ja kuvapalvelut suurille käyttäjille, on kasvanut dramaattisesti, ja verkkoliikenteen räjähdysmäinen kasvu vaikuttaa suuresti Internetin käyttäjien palvelujen laatuun. Kuinka jakaa tehokkaasti liikkuvaa yrityssisältöä ja vähentää käyttäjien tiedonsaannin viivettä on tullut suuri ongelma verkko-operaattoreille ja sisällöntuottajille. Luottaminen vain kaistanleveyden lisäämiseen ei ratkaise ongelmaa. Siihen vaikuttavat myös tekijät, kuten ruuhkien reititys ja lähetysviive, verkkosivustopalvelimen käsittelykapasiteetti ja vastaavat. Näiden ongelmien esiintyminen liittyy läheisesti käyttäjän palvelimien väliseen etäisyyteen. Sisällönjakeluverkolla (CDN) on tärkeä rooli tuettaessa 5G-verkon kapasiteettia ja käyttäjän pääsyä tulevaisuuteen
Sisällönjakeluverkko on uusi kerros, joka on lisätty perinteiseen verkkoon, nimittäin älykäs virtuaaliverkko. CDN-järjestelmä ottaa kattavasti huomioon kunkin solmun yhteyden tilan, lataustilan ja käyttäjän etäisyyden. Jakaamalla niihin liittyvää sisältöä käyttäjän lähellä oleviin CDN-välityspalvelimiin, käyttäjät voivat saada lähellä olevat tarvitsemansa tiedot, mikä voi vähentää verkon ruuhkia ja lyhentää vastausaikaa Vastausnopeuden parantamiseksi. CDN-verkkoarkkitehtuuri rakentaa useita CDN-välityspalvelimia käyttäjän puolen ja lähdepalvelimen välillä, mikä voi vähentää viivettä ja parantaa QoS: ää (palvelun laatua). Kun käyttäjä lähettää pyynnön tarvittavasta sisällöstä, jos lähdepalvelin on aiemmin saanut saman sisällön pyynnön, DNS ohjaa pyynnön käyttäjää lähinnä olevaan CDN-välityspalvelimeen, ja välityspalvelin lähettää vastaavan sisällön käyttäjä. Siksi lähdepalvelimen on lähetettävä sisältö vain jokaiselle välityspalvelimelle, mikä on käyttäjien kätevää saada sisältöä läheiseltä välityspalvelimelta, jolla on riittävä kaistaleveys, mikä vähentää verkon viivettä ja parantaa käyttökokemusta. Pilvipalvelun, mobiilin Internetin ja dynaamisen verkkosisältöteknologian kehityksen myötä sisällönjakelutekniikat ovat vähitellen erikoistuneet ja räätälöityjä, ja he kohtaavat uusia haasteita sisällön reitittämisen, hallinnan, työntämisen ja turvallisuuden suhteen.
D2D-tiedonsiirto
5G-verkoissa verkon kapasiteettia ja taajuuksien tehokkuutta on parannettava edelleen. Rikkaammat viestintämallit ja parempi loppukäyttäjäkokemus ovat myös 5G: n välinen laitteidenvälinen viestintä (D2D), jonka avulla voidaan parantaa järjestelmän suorituskykyä, parantaa käyttökokemusta, vähentää tukiaseman painetta ja parantaa taajuuksien käyttöä.Siksi D2D on yksi tärkeimmistä tekniikoista tulevaisuuden 5G-verkossa.
D2D-viestintä on suoraa tiedonsiirtotekniikkaa, joka perustuu solukkojärjestelmään. D2D-istunnon tiedot siirretään suoraan päätelaitteiden välillä lähettämättä niitä tukiaseman kautta, ja asiaankuuluvat ohjaussignaalit, kuten istunnon perustaminen, ylläpito, langattomien resurssien allokointi, laskutus, todennus , tunnistaminen ja liikkuvuuden hallinta, on edelleen matkapuhelinverkon vastuulla. D2D-viestinnän käyttöönotto matkapuhelinverkossa voi vähentää tukiaseman taakkaa, vähentää päästä päähän -lähetysviivettä, parantaa spektrin tehokkuutta ja vähentää päätelaitetta. lähetysteho.Jos langaton viestintäinfrastruktuuri on vaurioitunut tai langattoman verkon peittoalueella päätelaite voi toteuttaa päästä päähän -yhteyden ja jopa päästä soluverkkoon D2D: n avulla. 5G-verkoissa D2D-viestintä voidaan ottaa käyttöön sekä valtuutetut että luvattomat kaistat.
M2M-viestintä
M2M (machinetomachine, M2M) on esineiden Internetin yleisin sovellusmuoto, ja se on saavuttanut kaupallisia sovelluksia älykkäiden verkkojen, turvallisuuden seurannan, kaupunkien informaation ja ympäristön seurannan aloilla. 3GPP on muotoillut joitain M2M-verkkojen standardeja ja pyrkinyt aloittamaan M2M-teknologioiden avaamisen. M2M määritetään pääasiassa kahdessa laajassa ja kapeassa aistissa. Laajassa merkityksessä M2M viittaa pääasiassa koneiden väliseen, ihmisen väliseen ja matkapuhelinverkkoon ja koneiden väliseen viestintään. Se kattaa kaikki tekniikat, jotka mahdollistavat viestinnän ihmisten, koneiden ja järjestelmien välillä. Kapeassa merkityksessä M2M viittaa vain koneisiin ja koneiden väliseen tiedonsiirtoon. Älykäs ja vuorovaikutteinen on tyypillinen M2M: n ominaisuus, joka eroaa muista sovelluksista. Tämän ominaisuuden alla oleville koneille annetaan myös enemmän "viisautta".
Tietokeskusverkko
Palveluiden, kuten reaaliaikaisen äänen ja teräväpiirtovideon, lisääntymisen myötä perinteinen paikkatietoviestintään perustuva TCP / IP-verkko ei pysty täyttämään tietoliikenteen jakeluvaatimuksia. Verkosto osoittaa kehitykseen keskittyvän tiedon. Nelson ehdotti ensin ajatusta tietokeskeisestä verkosta (ICN) vuonna 1979, ja myöhemmin Baccala vahvisti sitä. Uudella verkkoarkkitehtuurina ICN pyrkii korvaamaan nykyisen IP: n.
ICN: n mainitsema tieto sisältää reaaliaikaisen median suoratoiston, verkkopalvelut, multimediaviestinnän jne., Ja tietokeskusverkko on näiden tietojen kokonaiskokoelma. Siksi ICN: n pääkäsite on tiedon jakelu, etsiminen ja siirtäminen, eikä se enää ylläpitä kohde isäntäyhteyttä. Eroon perinteisestä isäntäosoitteeseen keskittyvästä TCP / IP-verkkoarkkitehtuurista, ICN käyttää tietokeskeistä verkkoviestintämallia, jättämättä huomioida IP-osoitteen rooli tai jopa käyttämään sitä lähetystunnisteena. Uusi verkkoprotokollapino voi toteuttaa toimintoja, kuten tiedon nimen resoluutiota, reitin välimuistitietoja ja monilähetystoimitustietoja verkkokerroksessa, mikä voi paremmin ratkaista skaalautuvuuden, reaaliaikaisen ja dynamiikan ongelmat tietokoneverkoissa. ICN: n tiedonsiirtoprosessi on tiedonsiirtoprosessi, joka perustuu julkaisu-tilaus -menetelmään. Ensinnäkin sisällöntuottaja julkaisee oman sisällönsä verkossa, ja verkon solmut ymmärtävät, kuinka vastata vastaavan sisällön pyyntöön. Sitten, kun ensimmäinen tilaaminen lähettää sisältöpyynnön verkkoon, solmu välittää pyynnön sisällönjulkaisijalle, sisällönjulkaisija lähettää vastaavan sisällön tilaajalle, ja välimuistin sisältävä solmu välimuisti välitetyn sisällön. Kun muut tilaajat lähettävät pyyntöjä samalle sisällölle, naapurissa olevat välimuistissa olevat solmut vastaavat suoraan vastaavaan sisältöön. Siksi tietokeskusverkon viestintäprosessi on pyydetyn sisällön sovitusprosessi. Perinteisessä IP-verkossa valitaan "push" -lähetystila, eli palvelin hallitsee koko lähetysprosessia jättäen huomioimatta käyttäjän tilan, jolloin käyttäjä vastaanottaa liian paljon roskapostia. ICN-verkko on päinvastoin. Se käyttää "vedä" -tilaa. Koko lähetysprosessin laukaisee käyttäjän reaaliaikainen tietopyyntö, ja verkko käyttää tietovälimuistia saavuttaakseen nopean vastauksen käyttäjille. Lisäksi tietoturva liittyy vain itse tietoon, ei säilytysastiaan. Vastauksena tähän tiedon ominaisuuteen ICN-verkot käyttävät tietopohjaisia suojausmekanismeja, jotka eroavat perinteisistä verkon suojausmekanismeista. Perinteisiin IP-verkkoihin verrattuna ICN: llä on etuna korkea hyötysuhde, korkea turvallisuus ja tuki asiakkaiden liikkuvuudelle.