Et uoverstigelig antall enheter, det være seg smarttelefonen, VR-hodetelefonen eller sikkerhetskameraene utenfor huset ditt, kobler seg til telekommunikasjonsnettverk i det hele tatt en gang. Dette gir en rask økning i datatrafikken over tid, med forbedringer i båndbredde som blir behovet for timen. Det vi alle trenger er høy datahastighet, ikke sant? Som kinesisk telekommunikasjonsgigant Huawei forutser, vil året 2021 oppleve en syvfoldig økning i global mobil datatrafikk sammenlignet med 2016. Det har videre lagt til at datakravene til en person vil nå et gjennomsnitt på 15 GB per måned de neste fem årene. Vi er fortsatt vitne til adventen av 4G LTE-nettverk i land som India, men telekomoperatører over hele verden har begynt å eksperimentere med enda mer komplekse og robuste teknologier for å maksimere signalstyrken, brukerens kapasitet og datahastigheter. De bruker en smart antenneteknologi kalt Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output) som danner grunnlaget for vår femte generasjons (5G) celleteknologi. Det er fortsatt i nasende stadier av utvikling, men forventes snart å bli fremtredende. Så, hvis du har lurt på hva som er massiv MIMO, her er alt du trenger å vite om massiv MIMO:
Hva er Massive MIMO og dets forhold til 5G?
Massiv MIMO (Multiple Input, Multiple Output), også kjent som Large Scale Antenna Systems, er ryggraden for utviklingen av trådløs kommunikasjon. MIMO-teknologien forventes å vise seg å være svært gunstig for å støtte flere mobile brukere, noe som gir raskere hastigheter og mer pålitelige nettverkstjenester i det lange løp.
For tiden muliggjør de fleste 4 G LTE nettverksinfrastrukturer bare plassering av 8 antenner (sender + mottaker) på basestasjonen, som ikke viser seg nok til å imøtekomme de voksende behovene til mobilbrukere. Dette gir begrenset båndbredde, som påvirker datahastighet og antall brukere som kan koble til denne stasjonen.
Det er her MIMO går inn og lar deg bruke to eller flere sendere og mottakere samtidig for å utveksle data over samme radiokanal. Teknologien er allerede implementert i noen avanserte 4G-nettverksstasjoner i form av 4 x 4 MIMO, og undersøkes for tiden av noen få operatører i India også.
Men det å danne grunnlag for kommende 5G-nettverk, er å utvide det nevnte konseptet for å imøtekomme nær 100 antenner i et enkelt system på basestasjonen (celletårnet). Økningen i totalt antall antenner bidrar til flere sendere / mottakere på et sted, noe som fører til en økning i mulige signalveier og bedre ytelse når det gjelder både datahastigheten og koblingssikkerheten. Massiv MIMO kan forårsake opptil fire ganger forbedring i hastigheter og flere ganger mer utvidelse av nettverkskapasiteten.
Samlingen av antennesystemer i et Massive MIMO-nettverk danner ikke eksakte ballonglignende bjelker sett i de fleste tidligere og nåværende nettverkssystemer. I stedet danner den ortogonale karakteren av signalene som sendes ut av samlingen av antenner individuelle bjelker, som til enhver tid serverer en eller flere mobilstasjoner (brukerne). Siden Massive MIMO benytter seg av en rekke komplekse teknologier, er den enkleste måten å forklare funksjonen til antennesystemet gjennom diagrammet festet under.
Dette betyr at operatørene kan betjene et større sett med mobile enheter i et område ved å distribuere Massive MIMO-teknologien. Og det samme er videre skalerbar, da operatørene kan legge til enda flere antenner til gjeldende oppsett for å øke mulige signalveier og forbedre effektiviteten uten å hindre det eksisterende spekteret.
Fordeler med massiv MIMO over nåværende 4G-nettverk
Siden et større antall inngangs- og utgangsantenner brukes i Massive MIMO (5G) -systemet, vil det hjelpe teleoperatørene i stor grad å forbedre dekning og datahastigheter. Dette vil bli gjort mulig på grunn av høy spektral og energieffektivitet, noe som øker på grunn av en stor multiplexing, samt en kombinasjon av antenneoppsett. Her er de primære fordelene med Massive MIMO (M-MIMO) antennesystemer over dagens 4G-systemer:
1. Forbedret dekning og høyere hastigheter
Takket være bruken av Massive MIMO-teknologi, muligens kombinert med høyere frekvensspekter, vil teleselskapene kunne imøtekomme behovene til et større utvalg av enheter i fremtiden. Ikke bare dette, signalstyrken innendørs ville være ekstremt sterk og utenfor diagrammer.
Den stråleformende egenskapen til Massive MIMO-systemer vil gjøre det mulig for telekomoperatørene raskt å spre høyhastighetsdekning til landsbygda . En direkte synslinje fungerer bra med høyere frekvenser, og gir dermed enda høyere hastigheter.
Hovedformålet med en oppgradering er også å øke datahastigheten, og eksperter forventer minimumshastigheter på 1 Gbps, og når opp til 10 Gbps. Dette har allerede blitt bevist i noen eksperimenter med Gigabit LTE-demoer vist av kinesisk nettverksgigant ZTE på CES tidligere i år.
2. Lav infrastruktur og komponentkostnader
Siden de fleste globale telekommunikasjonsgigantene kontinuerlig oppgraderer sin infrastruktur til nå å støtte høyhastighets 4G-nettverk (med pre-5G-hastigheter), vil den komplette oppgraderingen til 5G være en jevn tur. De eksisterende 4G-systemene bruker allerede MIMO-teknikker som skal skaleres når en troverdig 5G-teknologi kommer til å virke.
De nye Massive MIMO antennesystemene vil ikke bare ha et stort antall antenner, men det vil også være skalerbar. Det vil bli enklere for telekommunikasjonsgigantene å legge til nye antenner til dette systemet for å legge til eksisterende hastigheter og brukerbase. Også det store antallet antenner vil resultere i dannelsen av et robust nettverk, som ikke vil bli påvirket av en individuell feil i antennesystemet.
3. Støtte for tidsbegrensede tilkoblinger
Mens massive MIMO-aktiverte 5G-nettverk gir bedre deknings- og datahastighet reduseres tiden for signalene til å reise mellom senderen og mottakeren. Dette er kjent som latens og kommende 5G-nettverk vil bidra til å redusere det samme for å lette bruken av disse nettverkene for VR / AR, selvkjøring og andre AI- eller ML-kontrollerte tjenester .
Utfordringer i massiv MIMO antenne distribusjon
Selv om forskere har eksperimentert med massive MIMO-antenntester de siste årene, har systemene som har gjort det til markedet, fortsatt mindre antenner enn telekomselskapene ønsker for adventen av 5G-nettverk. Dette skyldes begrensningene vi har oppstått i implementeringen av teknologien. Her er utfordringene som står overfor i sin utbredt distribusjon:
1. Signalbehandlingskompleksitet
Dette er en av de mest fremtredende vanskelighetene som oppstår ved å sette opp massive MIMO basestasjoner. Det økte antallet antenner og frekvensene i enestående posisjon fører til økt sjanse for interferens . Dette problemet kan imidlertid løses ved å vedta et bredere spektrum og nullfeil-presisjonsteknologi som vil kutte interferenskanalforstyrrelsen. Selv om det store antallet antenner vil legge til kompleksitet over hele tavlen, gjør det nettverket enda mer motstandsdyktig mot feil.
2. Begrenset spektrum tilgjengelighet
Som du kanskje allerede har hørt, styres distribusjonen av frekvensspekteret av styrende organer, og telekomoperatørene må plassere bud for å sikre en del av det aktuelle spekteret.
Nå ligger det grunnleggende problemet i det faktum at 3GHz-spekteret som er utbredt i dagens tider allerede er rotete på grunn av overbelastning av nye datatilkoblinger. Og det viser seg utfordrende å utnytte høyere frekvens millimeterbølger (3 GHz - 300 GHz) for å bygge massive MIMO basestasjoner, ettersom bølgene ikke trenger inn i solide materialer og absorberes av trær eller regnskyger.
Men teknologi giganter og telecom operatører arbeider hånd i hånd for å øke signal gevinst ved å lage flere antenner (MIMO) konsentrere radiosignaler i en smal retningsstråle uten å øke sin overføringskraft. Samsung R & D og Huawei har smakt suksess i forsøkene, men disse smale bjelkene er svært følsomme for justeringsendringer.
Løpende forskning og distribusjon av massive MIMO-nettverk
Det nevnte nettverkssystemet er ikke en prototype, men har allerede blitt implementert i mindre skala i det eksisterende 4G-scenariet. Huawei har jobbet med lokale telekomoperatører som China Mobile og Japans SoftBank i over et par år for å eksperimentere sine massive MIMO-oppsett kommersielt.
Etter strenge eksperimenter har SoftBank nå blitt oppnevnt til selve teleoperatøren for å debutere sitt kommersielle Massive MIMO-nettverk mot slutten av 2016 . Andre operatører som China Mobile, Vodafone og T-Mobile har også begynt å rulle ut denne teknologien til et begrenset antall brukere i deres respektive land.
Hvis det største spørsmålet som går i bakhodet ditt, er, vil våre nåværende smarttelefoner være kompatible med disse Massive MIMO-nettverkene? Da er det enkle svaret for det meste ja . Et stort antall eksisterende enheter kan dra nytte av 4G MIMO-nettverk, og gir Gigabit-hastigheter uten noen hikke.
Første gang 5G-kapasitet i India
Mens mange globale telekomaktører, sammen med maskinvaregiganter, allerede har eksperimentert med Massive MIMO på sine nettverk, har India nylig også blitt med i den 5G-futuristiske stasjonen med distribusjon av sitt første slikt nettverk.
Landets ledende telekommunikasjonsgigant, Airtel, gjorde overskrifter da det ble annonsert at det har blitt en for å oppnå denne prestasjonen. Utrullingen av Indias første M-MIMO (Massive Multiple-Input Multiple Output-teknologi har blitt sparket av med Bengaluru og Kolkata. Prøven forventes imidlertid å ekspandere til andre deler av landet i de kommende månedene.
Airtel har distribuert den nye 5G-teknologien som en del av sitt pågående nettverkstransformasjonsprogram, kalt Project Leap . Den forventer at den massive MIMO-teknologien skal forbedre eksisterende nettverkskapasitet syv ganger mens den bruker det samme spekteret det allerede eier. Det tror det samme vil til og med gi to ganger bedre hastigheter på deres eksisterende 4G-distribusjon.
I tillegg har den kinesiske nettverksgiganten ZTE kunngjort at den deltar i pre-5G Massive MIMO-eksperimenter i samarbeid med kjente operatører som Vodafone og Reliance Jio. Mens Huawei er ansiktet bak Airtels distribusjon i landet, som sagt i en offisiell uttalelse.
Hvis det ses fra perspektivet av den nåværende tilstanden til telekomindustrien i India, er dette et forsøk på disse telekomkjempens deler for å opprettholde et høyborg i landet. De har nylig blitt våknet med en overraskende opprør av deres hardeste nye konkurrent, nemlig Reliance Jio, som nå har klarte å trampe dem med sin 4G LTE-nettverksutrulling innen et år.
Forventet utbredt distribusjon
De fleste rapporter utgitt av nettverksgigantene som Ericsson eller Nokia foreslår for tiden at 5G-nettverksteknologi vil oppleve et gjennombrudd og nå massene innen 2020-årene . Dette er ikke en stiv tidslinje, men faller i tråd med operasjonsmønsteret i bransjen, som ser en oppgradert teknologi som debuteres innen et tiår.
3G-nettverksteknologien ble først debutert tilbake i oktober 2001, mens 4G LTE så utbredt adopsjon etter et tiår rundt 2011. Det er derfor mulig å spekulere på at den pågående Massive MIMO-innsatsen vil komme til å fungere ved slutten av dette tiåret. Man kan se pre-5G-implementeringer av teknologien, både på forbruker- og operatørsiden i de neste par årene. Publikum ved 2018 Vinter-OL kan være den aller første som er vitne til den nevnte innovasjonen, etterfulgt av verdenscupen i FIFA 2018 . Selv chipmaker Qualcomm har uttalt at den planlegger å rulle ut 5G-kompatible (Gigabit) enheter langs en lignende tidslinje.
Vi har kanskje sett en langvarig utrulling av 4G LTE-tjenester i India, noe som fortsatt er under behandling. Men landets telekombeemoths ønsker ikke lenger å trekke seg bak i løpet for å vedta nyeste teknologier på grunn av den truende konkurransen og konsolideringen i landet selv.
Massiv MIMO: Et teknologisk løp for 5G Adoption
Et fugleperspektiv av Massive MIMO-utviklingen viser også at India bygger videre på sitt transformative bilde av å være et teknologisk kraftverk. Regjeringen gjør nå de nødvendige tiltak for å starte utviklingen av mobilteknologi.
Regjeringen har allerede opprettet et forum på høyt nivå for å evaluere dagens scenario og godkjenne handlingsplaner for rettidig utrulling av 5G-tjenester. Den har tildelt en massiv £ 500 crore corpus for 5G forsknings- og utviklingsformål, noe som setter oss på det globale kartet, sammen med landene som fører vedtakelsen av slike teknologiske fremskritt. Det er ikke noe riktig "5G" -nettverk som er definert for øyeblikket, og vi må være på utkikk etter det samme i de kommende årene.
