ما هي مزايا الجيل الخامس 5G؟

شبكة الجيل الخامس 5G هي الجيل الخلوي القادم القادم الذي من المتوقع أن يغير الشكل الحالي للاتصالات اللاسلكية المشتركة إلى تقنية حديثة وقوية للغاية. من مزودي الخدمة إلى العملاء، ينتظر الجميع بفارغ الصبر النشر الكامل واستخدام شبكة الهاتف المحمول 5G نظرًا لميزاته المذهلة بما في ذلك معدل البيانات الفائق الذي يصل إلى 100 جيجابت في الثانية، ووقت استجابة منخفض يصل إلى حوالي 10 مللي ثانية، وتوافر 99.99%، وعرض نطاق ترددي أعلى، وكفاءة أعلى في استهلاك الطاقة، واستهلاك منخفض للطاقة، وعمر أطول للبطارية. ستُحدث شبكة الجيل الخامس ثورة في نظام الاتصالات المشترك من خلال إنشاء مجتمع متنقل ومتصل بالكامل، حيث سيكون الأشخاص وكل شيء متصل ببعضه البعض باستمرار. مع الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR)، سيتمكن الأشخاص من التواصل والعمل بغض النظر عن موقعهم أو أي قيود على المساحة.

تتكون تقنية الجيل الخامس 5G communication من العديد من القدرات التي فشلت الأجيال الخلوية السابقة في تحقيقها بسبب محدودية النطاق الترددي والموارد الأخرى. في هذه المقالة، نناقش التقنيات المختلفة لشبكة الجيل الخامس التي تؤدي إلى مزايا مختلفة يرغب فيها مستخدمو الشبكة بالإضافة إلى تمكين الجيل الخامس من التميز بين جميع الأجيال السابقة. لذا دعونا ننتقل إلى تفاصيل المقال:

ميزات ومزايا تقنية الجيل الخامس 5G

تتم مناقشة الميزات المختلفة لتقنية الجيل الخامس ومزاياها على النحو التالي:

1. هوائي كبير الحجم

يؤدي تطبيق تقنية الهوائي واسع النطاق في بنية الشبكة إلى زيادة سعة النظام بمقدار 100 مرة. تعتبر إحدى تقنيات الجيل الخامس الرئيسية لأنها توفر العديد من المزايا بما في ذلك:

• كفاءة طيفية عالية: تعمل تقنية الهوائي واسع النطاق على تعزيز الكفاءة الطيفية للنظام في المجال الزمني ومجال التردد ومجال المجال الجوي مقارنةً بأنظمة الهوائي الأحادي الهوائي و 4/8 هوائيات المستخدمة في الشبكات الخلوية السابقة.
• يقلل من التداخل: تقلل تقنية الهوائي واسع النطاق بشكل كافٍ من التداخل في الجوار والتداخل الذاتي من خلال تركيبته الديناميكية التي تستخدم تقنية تشكيل الشعاع. تسمح تقنية تشكيل الحزمة بإرسال حزم طاقة أصغر في منطقة محددة أصغر مع كثافة إشارة مركزة في اتجاه معين وقاعدة مستخدمين معينة مما يزيل أو يقلل من التداخل الذاتي والتداخل في الجوار.
• تحسين سعة الشبكة: يعمل الهوائي واسع النطاق أيضًا على تحسين سعة الشبكة من خلال إرسال الحزمة الموجهة نحو مستخدمين محددين.
• انخفاض تكلفة الأجهزة المخفضة: تسمح ميزة كسب تراكب الإشارات لتقنية تشكيل الحزمة، التي تستخدمها أنظمة الهوائيات واسعة النطاق، لكل هوائي بإرسال إشارة منخفضة الطاقة مما يلغي الحاجة إلى استخدام مضخمات طاقة ذات نطاق ديناميكي كبير، وبالتالي تقليل تكلفة الأجهزة.
• زمن انتقال أقل: يقلل العدد الكبير من الهوائيات من تأخير الإرسال ويعزز تقديم الأداء من خلال تقليل التلاشي العميق للقنوات. تستخدم أنظمة الاتصالات التقليدية communication ترميز القناة والمقابلة البينية لتقليل أخطاء الاندفاعات التي تحدث باستمرار بسبب تلاشي القناة في فترات زمنية مختلفة. وهذا يزيد من تأخيرها ويقلل من أداء الشبكة.
• مناسب لتقنية mmWave: تكمل تقنية الهوائي واسع النطاق تقنية الموجات المليمترية (mmWave) من خلال حل مشكلة التوهين الناجم عن سعة النطاق الترددي الكبير لتقنية mmWave.

تطبيقات تقنية الهوائي واسع النطاق: يتم تنفيذ تقنية الهوائي واسع النطاق في سيناريوهات التطبيقات المختلفة مثل الإرسال بين المحطات الأساسية والمدن المنفصلة والحفلات الموسيقية ومراكز التسوق والملاعب ومراكز النقل والحفلات الموسيقية حيث تكون كثافة المستخدمين أعلى وتتطلب نقطة اتصال محلية لنقل البيانات.

2. الربط الشبكي فائق الكثافة

يشير مصطلح الشبكات فائقة الكثافة إلى نشر العديد من الخلايا الصغيرة لتوفير وصول الشبكة إلى مناطق المستخدمين المتطرفين حيث توجد تغطية ضعيفة أو الأماكن التي يرتفع فيها استخدام البيانات. وهي سمة مهمة لتقنية الجيل الخامس 5G حيث من المتوقع أن تلبي متطلبات زيادة حركة البيانات بمئات المرات في المستقبل وتضمن نشر أنظمة هوائيات واسعة النطاق لتحسين الكفاءة الطيفية وسعة الشبكة. تتمثل مزايا الشبكات فائقة الكثافة فيما يلي:

• تحسين التنقل: تتصل المحطات القاعدية (BSs) للخلايا الصغيرة مع BS للخلايا الكبيرة حيث يتم نشر الخلايا الصغيرة داخل الخلية الكبيرة. يتم الحفاظ على هذا الاتصال باستمرار ونتيجة لذلك توفر محطة BS للخلية الكلية إمكانية الوصول إلى الشبكة للمستخدمين سواء كانوا مسافرين أو على حافة الشبكة حيث تكون التغطية ضعيفة.
• كفاءة استخدام الموارد: تقلل الشبكات فائقة الكثافة في شبكات الجيل الخامس من المسافة بين عقدة الإرسال والمحطة الطرفية في بعض المناطق مما يؤدي إلى زيادة توافر الطيف وتحسين كفاءة الخدمة وسعة النظام واستخدام الموارد.
• التداخل المخفف: تجذب الشبكات فائقة الكثافة أيضًا مشكلة التداخل في الشبكة، ولكن تقنية الجيل الخامس تجلب معها أحدث تقنيات تقنية تنسيق النقاط المتعددة (CoMP) التي تخفف من مشكلة التداخل بين الهوائيات واسعة النطاق من خلال التحكم في إرسال إشاراتها وتنسيقها.

تطبيق الشبكات فائقة الكثافة: تُستخدم الشبكات فائقة الكثافة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية حيث لا يمكن لشبكة BS واحدة توفير تغطية لعدد كبير من الأشخاص.

تتكامل شبكة الجيل الخامس مع العديد من التقنيات الناشئة بما في ذلك الاتصال المشترك من جهاز إلى جهاز (D2D) mmunication، والشبكة المعرفة بالبرمجيات (SDN)، وإنترنت الأشياء (IoT)، وتشريح الشبكة، والمحاكاة الافتراضية لوظائف الشبكة (NFV)، و متعدد المدخلات - متعدد المخرجات (mMIMO)، وmmWave commWave، وشبكات الراديو الإدراكية (CRN)، وشبكة الوصول اللاسلكي التعاونية (CRAN)، وشبكة المركبات الجوية غير المأهولة، وغيرها الكثير. هذه التقنيات ستجلب معها العديد من التطبيقات في الوقت الحقيقي مع نطاقات التردد تتراوح من أقل من 6GHz إلى 6-100GHz. ستمكّن 5G كل كائن من التواصل مع كائن آخر دون تدخل بشري، مما يساعد المستخدمين على إدارة عملهم ومراقبته والتحكم فيه بكفاءة وفعالية أكبر.

الخاتمة

تقدم هذه المقالة معلومات مفصلة عن تقنية الجيل الخامس الناشئة ومزاياها التي تعد بخدمة العالم وتلبية متطلبات المستخدمين بكفاءة. شبكة الجيل الخامس هي عبارة عن تكامل بين العديد من التقنيات المبتكرة التي تسمح للأشخاص بالتواصل مع بعضهم البعض كما لو كانوا جالسين في غرفة واحدة. ويرجع ذلك إلى التطبيقات في الوقت الفعلي لشبكة الجيل الخامس التي يمكن الوصول إليها بمعدل بيانات مرتفع وزمن وصول أقل. علاوة على ذلك، فإن التقنيات المبتكرة للجيل الخامس تجلب معها مجموعة واسعة من المزايا مثل الشبكات المحسّنة والتغطية الأعلى والتكلفة المنخفضة و تعزيز إنترنت الأشياءإلخ. الأجيال الخلوية السابقة مثل 4G LTE فشلت في تحقيق مثل هذه الميزات والفوائد بسبب محدودية سعتها ونطاقها الترددي. ولهذا السبب يبدو أن الجيل الخامس هو الحل الأمثل الذي يمكن أن يلبي متطلبات المستخدمين المتزايدة باستمرار ويجلب معه موجة جديدة من الأداء الحديث للاتصالات المشتركة وتقديم الخدمات.