211service.com
Vad 5G kommer att vara: galet snabbt trådlöst testat i New York City
Världens största mobiltelefontillverkare, Samsung, väckte uppståndelse förra veckan genom att tillkännage en ultrasnabb trådlös teknik som den inofficiellt kallade 5G. Och tekniken har faktiskt testats på New Yorks gator.
Hastighets test: Samsungs ingenjörer Wonsuk Choi, Daeryong Lee och Byunghwan Lee arbetar i en trådlös testbädd i Suwon, Sydkorea.
Systemet är imponerande men är fortfarande under utveckling – vilket är sant för all teknik som kommer att ligga till grund för nästa generation av trådlös kommunikation. När 5G kommer kommer det troligen att kombinera nya trådlösa protokoll med nya nätverksdesigner, spektrumdelningssystem och fler små sändare.
Samsung säger att dess nya transceiver kan skicka och ta emot data med hastigheter på mer än en gigabit per sekund över upp till två kilometer - och den kan leverera tiotals gigabit per sekund på kortare avstånd. Detta kan jämföras med cirka 75 megabit per sekund för den senaste standarden, känd som 4G LTE. Samsung-tekniken förlitar sig på 28-gigahertz-frekvenser, som kan bära motsvarande mer data men kan blockeras av byggnader, människor, lövverk och till och med nederbörd.
Samsung säger att de har mildrat dessa problem avsevärt genom att skicka data över någon av 64 antenner, dynamiskt forma hur signalen delas upp och till och med kontrollera riktningen i vilken den skickas, vilket gör ändringar på tiotals nanosekunder som svar på ändrade förhållanden (bland annat andra funktioner, den kan fånga upp avvikande reflektioner av signaler som hade studsat från ett hinder). Företaget beviljade ingen intervjuförfrågan, men tekniken beskrivs i denna patentansökan 2010 .
Verket har också testats i den verkliga världen. Förra sommaren, ett akademiskt labb, NYU trådlöst , en del av Polytechnic Institute of New York University, gjorde prestandatester för Samsung i New York City och Austin, Texas, och fann att tekniken, som också är känd som millimetervågscellulär, kunde fungera bra även 200 meter bort från sändare, och även i en rörig miljö. Många människor har samma reaktion: ’Hur kan det fungera?’ Men vi visade att det kan göras, säger Theodore Rappaport, chef för NYU Wireless. Våra mätningar har hjälpt till att ge Samsung och resten av den trådlösa industrin förtroende för att (28-gigahertz) trådlöst är lönsamt.
Ändå tyder de inblandade räckvidden på att högfrekventa tekniker kommer att vara bäst för kortdistans hot spots, säger Jeff Reed , chef för det trådlösa forskningscentret vid Virginia Tech. Jag är skeptisk till att de kommer att kunna leverera höga datahastigheter med den mobilitet som vi har vant oss vid med 2G, 3G och 4G cellulära system, säger han. Samtidigt har vi fortfarande gott om utrymme för att förbättra 4G-system som fungerar på mer fördelaktiga lägre frekvensområden.
Det är verkligen sant att hittills har branschen bara implementerat de mest grundläggande funktionerna i 4G LTE. Mer sofistikerade funktioner kommer att möjliggöra förbättringar av datahastigheter. En av dem är bärvågsaggregation, eller möjligheten att använda flera frekvenser samtidigt för att skicka en signal. En annan är användningen av flera antenner, på sätt som liknar Samsungs teknologi. Slutligen kan olika signalbehandlingsknep effektivt öka bandbredden genom att intelligent koordinera ansträngningarna från basstationer och enheter i nätverken för att undvika störningar.
Utöver dessa förbättringar kan en större användning av olicensierat spektrum – som det som används av Wi-Fi-utrustning – avlasta trafik inuti byggnader för att ge ett enormt uppsving; trots allt kommer omkring 70 procent av mobiltrafiken från människor i hem och kontor.
Utvidgar detta koncept är så kallade små celler – cellulära sändare som plockar upp en signal från några tiotals meter och vidarebefordrar den över det trådbundna Internet (se Små sändare kan hjälpa till att förhindra datastrypning). Om det fanns en av dessa i varje hem skulle de kunna tillhandahålla ett helt stadsnätverk med mobiltäckning utan att behöva någon stor basstation (se Qualcomm föreslår ett mobiltelefonnätverk av folket, för folket).
Den vardagliga verkligheten för konsumenter är att i många fall är höghastighetsdata bättre när den kommer från Wi-Fi-hotspots, inte 3G- och 4G-nätverk, vars topphastigheter inte alltid är tillgängliga överallt eller alla tider på dygnet. Detta väcker frågan: Är snabbare mobildatahastigheter verkligen vad vi behöver, eller skulle vi vara bättre betjänta om 5G förbättrade vad cellulära standarder gör bättre än Wi-Fi, vilket är bredarea mobilitet och sömlös anslutning? säger Vanu Bose, VD för Vanu, ett trådlöst företag i Cambridge, Massachusetts. Trots de höga datahastigheterna på 3G- och 4G-nätverk lider vi alla fortfarande av avbrutna samtal och dålig täckning på många ställen.
En teknik som skulle kunna ge bättre täckning genom att hoppa mellan olika frekvenser och olika trådlösa protokoll är känd som kognitiv radio. På sekund för sekund skulle en sådan radio upptäcka och utnyttja tillgängliga spektrumhål. På medellång sikt är detta en mer trolig lösning för höga datahastigheter och mobilitet än att använda högre frekvenser, säger Reed (se The Spectrum Crunch That Wasn't och 4G på Baby-Monitor Frequency).
Medan Samsungs teknologi kan utgöra en del av 5G-framtiden – en ultrasnabb nätverksteknik som körs i hot spots – kommer en större blandning av teknologier och strategier att behövas för att leverera data snabbare och mer tillförlitligt. Standarder fastställs av International Telecommunications Union, ett FN-organ. Det kommer att dröja flera år innan ens alla 4G LTE-versioner rullas ut. Samsung sa att dess teknologi kan vara klar 2020.