CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.4. Các xu hƣớng công nghệ sau thế hệ 4G
5G (Mạng di động thế hệ thứ 5 hoặc mạng không dây thế hệ thứ 5) là công nghệ đang đƣợc nghiên cứu và các dự án mô tả giai đoạn quan trọng tiếp theo của các tiêu chuẩn viễn thông di động hơn so với tiêu chuẩn mạng 4G/IMT- Advanced. Chuẩn 5G [33] vẫn chƣa đƣợc công bố các đặc điểm kỹ thuật hoặc các tài liệu liên quan rộng rãi bởi các công ty viễn thông hoặc các tổ chức chuẩn hóa nhƣ 3GPP, Diễn đàn WiMAX, hoặc ITU-R. Các phiên bản tiêu chuẩn hơn so với chuẩn 4G đang đƣợc phát triển bởi các tổ chức chuẩn hóa, nhƣng tại thời điểm này vẫn chƣa đƣợc coi là một thế hệ di động mới, nhƣng là sự phát triển từ 4G lên.
Hiện nay có rất nhiều khái niệm mới đang đƣợc nghiên cứu và phát triển cho hệ thống thông tin di động 5G. Một số trong đó bao gồm:
Vô tuyến nhận thức: Công nghệ vô tuyến nhận thức (CR) sẽ có
hiệu quả hơn các hệ thống thông tin liên lạc vô tuyến đã đƣợc phát triển. Công nghệ vô tuyến mới chia sẻ cùng một phổ một cách hiệu quả bằng cách tìm kiếm các phổ không sử dụng và phối hợp để truyền tải các yêu cầu của các công nghệ hiện đang chia sẻ cùng phổ. Vô tuyến nhận thức có các thông số về các kênh miễn phí, kênh bị chiếm đóng, loại dữ liệu đƣợc truyền, điều chế, vị trí của thiết bị thu sóng và có khả năng nhận biết môi trƣờng.
Đa truy nhập phân chia theo chùm BDMA(Beam Division
Multiple Access): một trạm gốc phân bổ chùm tia riêng biệt cho mỗi máy di động bằng cách nó chia chùm ăng ten theo vị trí của các máy di động. Kỹ thuật đa truy cập này làm tăng đáng kể khả năng của hệ thống.
Hỗ trợ IPv6: Mục tiêu của mạng 5G là thay thế mạng lõi di động
hiện tại với một tiêu chuẩn mạng duy nhất trên toàn thế giới dựa trên IPv6 cho điều khiển, gói dữ liệu, video và giọng nói. Điều này sẽ cung cấp tiêu chuẩn thống nhất cho video và các dịch vụ dữ liệu đến các máy chủ điện thoại di động dựa trên IPv6.
Hỗ trợ IP phẳng: Trong kiến trúc IP phẳng, thiết bị đƣợc xác định
bằng cách sử dụng tên tƣợng trƣng thay định dạng IP thông thƣờng. Dữ liệu là định tuyến của ngƣời sử dụng ban đầu để kết nối trực tiếp với ngƣời sử dụng mà không cần đi ngang qua nhiều lớp. Điều này đòi hỏi kết nối trực tiếp hoặc kết nối bằng đƣờng đi ngắn nhất giữa các bộ định tuyến lõi phẳng. Trong công nghệ này chỉ có một loại truy cập nút cụ thể là có thể dùng, và nó sẽ đƣợc tích hợp trong BTS. Kiến trúc IP phẳng sử dụng các thành phần trung tâm ít hơn do không chỉ làm giảm làm gián đoạn hệ thống cung cấp với tỷ lệ thất bại thấp hơn mà còn làm giảm số lƣợng các thành phần chi phí hoạt động và đầu tƣ.
Mạng lƣới phổ biến Multihoming: Đây là một kỹ thuật đƣợc sử
dụng để tăng độ tin cậy của các kết nối internet cho một mạng IP, ngƣời sử dụng sẽ đƣợc cung cấp dịch vụ không gián đoạn. Mạng 5G hỗ trợ công nghệ độc lập và chuyển giao theo chiều dọc nên ngƣời sử dụng có thể đồng thời đƣợc kết nối với một vài công nghệ truy cập không dây và di chuyển giữa chúng. Truy cập Internet thông qua nhiều giao diện mạng hoặc địa chỉ IP đến một thiết bị duy nhất đƣợc gọi là multihoming. Đối với multihoming cấu hình mạng chỉ định nhiều địa chỉ IP của các công nghệ không dây khác nhau trên cùng một thiết bị. Nếu một liên kết thất bại thì địa chỉ IP của nó sẽ không hoạt động nhƣng địa chỉ IP khác sẽ vẫn làm việc vì vậy thiết bị vẫn có thể truy cập vào internet.
Các kỹ thuật phân tập cùng hoạt động trong nhóm (Group
Cooperative Diversity Techniques): Trong truyền thông hợp tác, nguồn truyền dữ liệu đến đích cùng thời điểm đó ngƣời sử dụng hàng xóm (Relay user) cũng nhận đƣợc đƣờng truyền. Ngƣời sử dụng hàng xóm cũng chỉnh sửa và chuyển tiếp tin nhắn này đến đích và tín hiệu nhận đƣợc đã đƣợc kết hợp. Cả hai tín hiệu đƣợc truyền đi với con đƣờng khác nhau cho thấy sự đa dạng.
Hỗ trợ điện toán đám mây cho di động: Điện toán đám mây cho
di động nhƣ máy ảo, mỗi điện thoại di động có thể truy cập và yêu cầu nền tảng để chạy ứng dụng trên thiết bị cụ thể gọi là đám mây. Kỹ thuật này giúp các thiết bị có nền tảng thấp hơn cũng có thể chạy cùng ứng dụng chỉ yêu cầu có kết nối internet.
Các trạm phát sóng nằm ở trên vùng bình lƣu HAPS (High
Altitude Stratospheric Platform Station): Về cơ bản, các trạm HAPS là những chiếc máy bay treo lơ lửng ở một vị trí cố định trong khoảng cách từ 17km- 22km so với mặt đất và hoạt động nhƣ một vệ tinh. Cách này sẽ giúp đƣờng tín hiệu đƣợc thẳng hơn và giảm tình trạng bị cản trở bởi những kiến trúc cao tầng. Ngoài ra, nhờ độ cao, trạm cơ sở có khả năng bao phủ diện tích rộng lớn; do đó làm giảm, nếu không nói là loại bỏ, những vấn đề về diện tích vùng phủ sóng. Thậm chí trên biển, nơi các trạm phát sóng trên đất liền không thể phủ sóng, cũng bắt đƣợc tín hiệu 5G.
Tiêu hao năng lƣợng thấp: Với sự gia tăng tốc độ bit dẫn tới tăng
tiêu thụ năng lƣợng tại các trạm gốc. Thách thức chủ yếu cho các mạng di động trong tƣơng lai là giảm điện năng tiêu thụ. Trong các mạng di động, trạm gốc tiêu thụ hơn 60% năng lƣợng do đó việc giảm điện năng tiêu thụ trong các phần tử của mạng gốc là cần thiết. Hiện nay, mạng lƣới đƣợc thiết kế với sự quan tâm đến tải tối đa và không xem xét tới tải trung bình và thấp. Trong kịch bản thực tế, nếu tải trên mạng tăng lên thì độ che phủ sẽ giảm và tải giảm sau đó độ che phủ sẽ tăng. Để giảm tiêu thụ điện năng, cấu trúc liên kết mạng sẽ thiết kế theo
cách khi tải giảm trạm gốc sẽ che phủ nhiều khu vực hơn, và chúng ta có thể đóng cửa một số các trạm gốc.