|
Toshkent axborot texnologiyalari universiteti urganch filiali
|
| bet | 5/8 | | Sana | 15.06.2023 | | Hajmi | 3.7 Mb. | | #73199 |
Bog'liq Yakubov 222222222222222222222222222222222222 MTA Majmua(2021), 1, 4-Karno kartadan foydalanib mantiqiy ifodalarni minimallash, Kalendar reja algoritm, Ishchi dastur(Dasturlash I) 24.11.2021, 1 -amaliyot, 4-Lab, Yurtimiz mustaqillikga erishishidan oldin milliy urf odat, 7-8-mavzuDT larni sertifikatlashtirish, Axborotlarni izlash va ajratib olish fanidan mustaqil ish Mavzu, Abdulla Oripov O\'zbekiston (qasida), 2 lab Yarashov Diyorbek, TATU NF Hemis axborot tizimi, Algo 1-299, prezentatsiya1.4. Masalaning qo‘yilishi.
Ishning maqsadi ma’lumotlarni ontologik tahlil qilish nuqtai nazaridan 5G tarmoqlari bo‘yicha ko‘plab ma’lumotlardan foydalanish samaradorligini oshirish. Maqsadga erishish uchun ushbu tarmoqlar bo‘yicha asosiy kontseptual yechimlarni ko‘rib chiqish, rivojlangan texnologiya tushunchalarini va ular orasidagi mantiqiy aloqalarni aniqlash kerak. Bitiruv malakaviy ishining vazifalari quyidagilardan iborat:
1) 5G tarmoq arxitekturasining texnologik yechimlari va xususiyatlarini ko‘rib chiqish;
2) Telekommunikatsiya bozorini tahlil qilish, asosiy tushunchalar va texnik xususiyatlarni, 5G tarmoq sxemasining tarkibiy qismlarini ko‘rib chiqish;
3) 5G tarmoqlari bo‘yicha texnologiyada ishlatiladigan xizmatlarning tarkibi va maqsadini aniqlash;
II-BOB. ASOSIY QISM.
Simsiz aloqa tizimida 5G ning texnologik yechimlari.
5G - mavjud LTE texnologiyasidan so‘ng telekommunikatsiya standartlariga muvofiq ishlaydigan mobil aloqa avlodi. Tezlikning oshishi yuqori chastota diapazoniga o‘tish bilan bog’liq bo‘ladi - ilgari foydalanilmagan. Masalan, uydagi WiFi chastotasi 2,4 yoki 5 GHz, mavjud mobil tarmoqlarning chastotasi 2,6 GHz gacha. Biroq, biz 5G haqida gapirganda, biz darhol o‘nlab gigagerts haqida gapiramiz, mos ravishda ma’lumotlarni uzatish tezligi ko‘p marta ortadi.
Chastota o‘n barobar oshadi, shuning uchun 5G millimetrli to‘lqinlardan foydalanadi. Ular to‘siqlardan yaxshi o‘tmaydi, shu sababli tarmoq arxitekturasi o‘zgarib bormoqda. Ilgari aloqa uzoq masofalarga katta minoralar orqali ta’minlangan bo‘lsa, endi hamma joyda ko‘plab ixcham va kam quvvatli minoralarni o‘rnatish kerak bo‘ladi.
LTE-dan farqli o‘laroq, 5G uch xil spektr diapazonida ishlaydi. Past chastotali spektrni 1 GHz s dan past bo‘lgan spektr deb ham ta’riflash mumkin. Past chastotali spektr keng qamrovli va kirish maydonini ta’minlaydi, katta kamchilik mavjud: ma’lumotlarni uzatishning eng yuqori tezligi 100 Mbit / s dan oshmaydi.
O‘rta diapazonli spektr past chastotali diapazonga qaraganda tezroq qamrov va past kechikishni ta’minlaydi. Biroq, u past chastota diapazonida bo‘lgani uchun binolarga kirmaydi. Maksimal tezlik 1 Gbit / s gacha bo‘lishi kutilmoqda.
Operatorlar kirish va qamrovni yaxshilash uchun Massive MIMO-dan foydalanadilar. Massive MIMO bir nechta antennalarni bitta korpusda birlashtiradi va bir xil hujayra minorasida turli foydalanuvchilar uchun bir vaqtning o‘zida bir nechta nurlarni yaratadi.5G ham xizmatni yaxshilash uchun beamformingdan foydalanadi. Beamforming so‘tadagi har bir foydalanuvchiga bitta yo‘naltirilgan signal yuboradi va undan foydalanadigan tizimlar har bir foydalanuvchining mos keladigan signalga ega ekanligiga ishonch hosil qilish uchun nazorat qiladi.
Yuqori chastotali spektr - bu ko‘pchilik 5G haqida eshitganda o‘ylaydigan narsadir. Yuqori chastotali spektr 10 Gbit / s gacha eng yuqori tezlikni taklif qilishi mumkin va juda past kechikishga ega. Yuqori chastota diapazonining asosiy kamchiligi shundaki, u past qamrov maydoniga va binoga kam kirib borish xususiyatiga ega.
5G tarmoqlarining parametrlari. 3GPP tashkiloti tomonidan ishlab chiqilgan standartlar va texnik shartlarga muvofiq, keyingi avlod aloqasi uchun quyidagi asosiy ko‘rsatkichlar aniqlandi:
-Ma’lumot yuklab olishdagi tezligining eng yuqori darajasi (Downlink) 20 Gbit / s
- Ma’lumot uzatishdagi ulanishning eng yuqori tezligi (Uplink) 10 Gbit/s
- URLLC xizmatlari uchun radio kirish quyi tizimidagi minimal kechikish 0,5 ms, eMBB xizmatlari uchun - 4 ms;
- IoT dunyosidan shaharlarda tarmoqqa ulangan qurilmalarning maksimal zichligi 1’000’000 qurilma/kv.km;
-IoT olamidagi qurilmalarning akkumulyatorni 10 yil davomida qayta zaryad qilmasdan avtonom ishlashi;
- 500 km / soat ob’ektlar harakatining maksimal tezligi bilan harakatchanlikni qo‘llab-quvvatlash.
- Yuqori energiya samaradorligi.
- Inson salomatligi uchun xavfsizlik.
5G tarmoq platformasi operatorlarga sezilarli imtiyozlar beradi, ular asosan tarmoqning funksionalligi va xususiyatlarini kengaytirishda, foydalanuvchi qoniqishini oshirishda (User Experience) namoyon bo‘ladi.
Eng yuqori tezlik: 5G tarmog’i 4G ga nisbatan 20 baravar tezroq tezlikni ta’minlaydi, ya’ni taxminan 20 Gbit/s. Har bir foydalanuvchi uchun tezlik 100 Mbit/s yoki undan ko‘p bo‘lishi mumkin.
Spektr samaradorligi, 5G tarmog’ida chastota diapazoni birligi uchun uzatilishi mumkin bo‘lgan ma’lumotlar miqdori 4G tarmog’iga qaraganda kamida uch baravar yuqori bo‘ladi. Foydalanuvchi mobilligi, 5G terminali bo‘lgan foydalanuvchi tarmoq qamrovi hududida tayanch stansiyalar o‘rtasida uzatishni yo‘qotmasdan harakatlanishi mumkin bo‘lgan tezlik 5G tarmog’ida 500 km/soat tezlikka yetadi, bu esa 5G xizmatlaridan yuqori darajada foydalanish imkonini beradi.
5G tarmog’ining kechikishi 1 ms yoki undan kamroqqa qisqartiriladi, 4G tarmog’i esa kamida 10 millisekundgacha kechikishi mumkin. Bu 5G texnologiyasidan muhim aloqa va video kuzatuv, takchil Internet xizmatlari, AR/VR va boshqalar foydalanish uchun imkonini beradi.
5G tarmog’idagi terminallar zichligi kattalik bilan ortib bormoqda va kvadrat metrga bir necha million qurilmalarga yetishi mumkin. km, ya’ni bir kvadrat metr sirtda bir necha o‘nlab yoki hatto yuzlab miniatyura qurilmalari (masalan, IoT sensorlari) bo‘lishi mumkin.
5G tarmog’ining energiya samaradorligi avvalgi avlod tarmog’iga qaraganda kattaroq tartibdir. Birlik maydonidagi ish hajmi, ya’ni tarmoq qamrovining kvadrat metriga ma’lumot uzatish tezligi 5Gda 4Gga qaraganda ikki baravar yuqori.
Simsiz aloqaga tobora ortib borayotgan talabni qondirish uchun 5G standarti “Yangi 5G Radio” umumiy nomi ostida ishlab chiqilgan. 5G NR ning rivojlanishi 5G tarmoqlari talablarini inobatga olgan holda va eng yaxshi texnologiyalardan foydalangan holda deyarli noldan amalga oshirildi. Shu sababli, 5G NR eng yangi modulyatsiya, to‘lqin shakli va radio kirish texnologiyasidan (RAT) foydalanadi, bu boshqa narsalar qatorida yuqori ma’lumotlar tezligini ta’minlaydi va 5G foydalanuvchi qurilmalarining batareya quvvatini uzaytiradi.
5G NR radio texnologiyasining asosiy farqlovchi xususiyatlari: Optimallashtirilgan OFDM texnologiyasi (Ortogonal chastotali bo‘linish multipleksatsiyasi - ortogonal chastotali bo‘linish kanali bilan multiplekslash). Ushbu texnologiya allaqachon 4G/LTE-A da muvaffaqiyatli qo‘llanilmoqda. OFDM modulyatsiya va multiplekslashning kombinatsiyasi hisoblanadi. Qoida tariqasida, multiplekslash turli manbalardan keladigan mustaqil signallarni o‘z ichiga oladi. OFDMda multiplekslash vazifasi alohida signallarga qo‘llaniladi, lekin bu individual signallar bitta asosiy signalning to‘plamidir.
2.1-rasm. 5G texnologiyasida OFDM – modulyatsiya qo‘llanilishi.
OFDM texnologiyasi va radio signalining bir nechta parallel chastotali kanallarga oddiy bo‘linishi o‘rtasidagi eng muhim farq OFDM signalining asosiy diapazoni spektridagi pastki tashuvchilarning ortogonalligidir. Ortogonallikning fizik ma’nosi har bir pastki tashuvchining tuzilishida fazadan 90 gradusgacha (ortogonal funksiyalar) bo‘lgan noyob miqdordagi sinusoidal signal tebranishlarining maxsus belgisini aralashtirishdan iborat bo‘lib, demultipleksatorga tahlil asosida subtashuvchi signallarni ajratish imkonini beradi. An’anaviy ko‘p kanalli signalning umumiy spektrida tashuvchilarni tanlash, zamonaviy tarmoqli o‘tish filtrlarining cheklangan texnologik imkoniyatlaridan kelib chiqqan holda, tashuvchilarni yetarlicha katta chastotali ajratishni talab qiladi, bu ma’lum chastota diapazonida ularning sonining ko‘payishini cheklaydi. Demultiplekslash vaqtida OFDM signalining guruh spektridagi tashuvchini tanlash signalning ortogonal transformatsiyalari orqali amalga oshiriladi. Bu qo‘shni subtashuvchilarning spektrlarini bir-biriga moslashtirishga imkon beradi, bu ularning signal spektridagi joylashuvining chastota zichligini sezilarli darajada oshirishi va spektrdan foydalanish samaradorligini oshirishi mumkin.
Beamforming. Quvvat sarfini kamaytirish va diapazonni ko‘paytirish uchun beamforming texnologiyasi qo‘llaniladi - ma’lum bir foydalanuvchi uchun dinamik beamforming. Baza stansiyasi signal qayerdan va qachon kelganini eslab qoladi (nafaqat telefoningizdan, balki to‘siqlar aks etgan holda) va taxminiy joylashuvingizni hisoblash uchun triangulyatsiya usullaridan foydalanadi, so‘ngra eng yaxshi signal yo‘lini yaratadi. Biroq, qabul qiluvchining o‘rnini kuzatish zarurati sobit va mobil foydalanish holatlari o‘rtasidagi kichik farqlarga olib keladi, bu turli xil foydalanish holatlarida aks etadi.
2.2-rasm. 4G va 5G texnologiyalarida BS larda Beformingni qo‘llanilishi.
MIMO (Multiple Input Multiple Output). Wi-Fi va 4G tarmoqlarida allaqachon qo‘llanilgan kanal o‘tkazish qobiliyatini oshirishga imkon beruvchi fazoviy signalni kodlash usuli bo‘lgan MIMO 5G-da, ayniqsa 5G gNB tayanch stansiyalarida ko‘p foydalanuvchili MIMO-da, matritsadan iborat antennalarda sezilarli darajada yaxshilandi. Nurlantiruvchi elementlar, bu ma’lum bir foydalanuvchi uchun signal darajasini oshirish, signalning boshqa foydalanuvchilarga ta’sirini minimallashtirish imkonini beradi.
MIMO antennalari yordamida nur hosil qilish endi yangi texnologiya emas va AAS (Faol Antenna tizimi) kabi hujayralar bilan bozorda allaqachon mavjud. Baza stantsiyasida o‘rnatilgan AAS MIMO antennalari qamrov zonasini hujayralarga ajratadi va shu bilan spektrdan foydalanish samaradorligini, shuningdek, kanallar sonini oshiradi. Biroq, bugungi tiqilib qolgan tarmoqlar spektrdan yanada samarali foydalanish uchun dinamik raqamli nur ishlab chiqarishni talab qiladi.
2.3-rasm. 2D MIMO antennasi (chapda) va Massive MIMO antennasi (o‘ngda).
FR2 millimetr to‘lqinida MIMO antennalaridan foydalanish dolzarb bo‘lib bormoqda, chunki millimetr to‘lqinlari har bir antennaga antenna elementlari sonining ko‘payishi tufayli yaxshi yo‘nalishga ega. Bunday antenna elementlari to‘plami (256 yoki undan ko‘p) bitta massiv MIMO antennasiga birlashtirilishi mumkin. Signallarning fazasi va amplitudasini nazorat qilish orqali bunday antenna dinamik ravishda muayyan qurilmalar yo‘nalishlarida ko‘plab kuchli va o‘tkir nurlarni yaratishi mumkin.
Chastotalar bo‘yicha yagona dizayn. 5G NR ga ko‘plab yangi chastota diapazonlari qo‘shilganligi sababli, tayanch stantsiyalar o‘rtasida uzatishda kanallarni bir chastotadan ikkinchisiga almashtirishda o‘zaro ishlash interfeysini ta’minlash muhim ahamiyatga ega. Bunda bizga chastotalararo yagona o‘zaro ta’sir texnologiyasi yordam beradi.
SRS (Sounding Reference Signal) texnologiyasi beamforming uchun ajoyib qo‘shimcha hisoblanadi, tayanch stansiya qurilmadan yuborilgan maxsus paket orqali kanal sifati haqida bilib olishi mumkin. Aksariyat qurilmalar odatda faqat asosiy uzatish antennasi orqali SRS uzatishni qo‘llab-quvvatlaydi va tayanch stansiya faqat shu antenna uchun kanal ma’lumotlarini qabul qilishi mumkin. Ammo uzatuvchi antennani tanlash texnologiyasidan foydalanganda siz qurilmaning barcha antennalarining kanali haqidagi barcha ma’lumotlarni olishingiz mumkin. Shuning uchun, tayanch stantsiya nurni eng yaxshi yo‘nalishda UE tomon yo‘naltirishi mumkin.
5-avlod simsiz mobil multimedia tarmog’i hech qanday cheklovlarsiz haqiqiy simsiz tarmoqqa aylanib, atrofimizdagi aloqalarni mukammal simsiz qilish imkonini beradi. U 4G texnologiyalariga asoslangan. Simsiz mobil Internet tarmoqlarining 5-avlodi bu haqiqiy simsiz dunyo bo‘lib, u LAS-CDMA (uzoq masofali kod bo‘linmasi bir nechta kirish), OFDM (ortogonal chastotali bo‘linish multipleksatsiyasi), MC CDMA (ko‘p chastotali kod bo‘linmasi bir nechta) kabi texnologiyalarni qo‘llab-quvvatlashi kerak bo‘ladi. UWB (Ultra keng polosali), NetworkLMDS (Nuqtadan ko‘p nuqtaga simsiz mahalliy keng polosali) va IPv6. Beshinchi avlod texnologiyalari ulkan axborot oqimlarini, cheksiz qo‘ng’iroqlarni va so‘nggi mobil operatsion tizimlar doirasida axborotni cheksiz translyatsiya qilishni taklif etadi.
|
| |
