Grundkurs i 5G 5G – och sedan då? · 2019. 10. 4. · Key Parameters Values for 5G*from...
12
10/1/2019 1 Grundkurs i 5G 5G – och sedan då? FREDRIK TUFVESSON, OVE EDFORS, BUON KIONG LAU INSTITUTIONEN FÖR ELEKTRO- OCH INFORMATIONSTEKNIK Kort sammanfattning av generationerna 80-talet Ingen data 90-talet > 10 kbit/sek 00-talet > 1 Mbit/sek 10-talet > 10 Mbit/sek Och nu då?
Transcript of Grundkurs i 5G 5G – och sedan då? · 2019. 10. 4. · Key Parameters Values for 5G*from...
10/1/2019
1
Grundkurs i 5G5G – och sedan då?FREDRIK TUFVESSON, OVE EDFORS, BUON KIONG LAUINSTITUTIONEN FÖR ELEKTRO- OCH INFORMATIONSTEKNIK
Kort sammanfattning av generationerna
80-talet
Ingen data
90-talet
> 10 kbit/sek
00-talet
> 1 Mbit/sek
10-talet
> 10 Mbit/sek
Och nudå?
10/1/2019
2
4G: Fokus på ”uppkoppling”
Long-Term Evolution LTE
Uppkoppling mot Internet centralt
Datahastigheter upp mot 100 Mbit/sek
Prestanda avgörs av telefonens hårdvara
Funktionen bestäms nästan helt av vadsom finns på nätet
4G: Användarupplevelse
Mobilsystem där terminalerna är generella plattformarStor del av funktionen bestäms av vilka appar maninstallerarAnvändarens upplevelse styrs till stor del av hur brakommunikationstekniken är, dvs hur
- hög och stabil datatakt man har (”tillförlitlighet”)- korta respons-tiderna är (”lag”)- energieffektiv tekniken är (”batteritid”)
10/1/2019
3
KeyParameters
Values for5G* from
21th meeting
Referencevalue for IMT-
AdvancedUser
ExperiencedData Rate
100 Mbps –1 Gbps 10 Mbps
Peak DataRate 20 Gbps 1 Gbps
Mobility 500 km/h 350 km/h
Latency 1 ms (radiointerface)
10 ms (radiointerface)
ConnectionDensity 106 per km2 105 per km2
EnergyEfficiency
100 x greaterthan IMT-Advanced
SpectrumEfficiency
2/3/5 x greaterthan IMT-Advanced
Area TrafficCapacity 10 Mbps/m2 0.1 Mbps/m2
Vad innebär 5G?
Recommendation ITU-R, M.2083-0M.2083-03
User experienceddata rate(Mbit /s)
100
Spectrumefficiency
IMT-2020
3́
500
1106
10
20
100́Mobili ty(km/h)
Latency(ms)
Connection density(devices/km )2
Networkenergy efficiency
Area trafficcapacity
(Mbit /s/m )2
Peak data rate(Gbit/s)
10
1´
400350
10105
10´1´
10.1
1
IMT-advanced
Qualcomms 5G-vision
Qualcomm, ”Making 5G NR a Commerical Reality – forenhanced mobile broadband and beyond,” Apr 2018
10/1/2019
4
Qualcomms 5G-vision
Qualcomm, ”Making 5G NR a Commerical Reality – forenhanced mobile broadband and beyond,” Apr 2018
5G användarfallhuman-centric
human and machine-centricmachine-centric
Tactileinternet
ITU-R M 2083-0
M.2083-02
Gigabytes in a second
Smart home/building
Voice
Smart city
3D video, UHD screens
Work and play in the cloud
Augmented reality
Industry automation
Mission critical application
Self driving car
Massive machine typecommunications
Ultra-reliable and low latencycommunications
Enhanced mobile broadband
Future IMT
10/1/2019
5
Mobil data sedan 2010
1 PetaByte = 1 000 000 000 000 000 Byte
Peta
Byte
per
mån
ad
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
2010-2017
Data Voice
... och vad händer fram till 2023?
1 PetaByte = 1 000 000 000 000 000 Byte
Peta
Byte
per
mån
ad
Något drastiskt måsteske om vi skall kunnafölja den här trenden!
0
20000
40000
60000
80000
100000
1200002010-2023
Data Voice
10/1/2019
6
Hur betjänar vi 50 miljarder terminaler?
1000 gånger högre kapacitet- 10 ggr fler antenner/basstation- 10 ggr fler basstationer/ytenhet- 10 högre bandbredd
Hur betjänar vi 50 miljarder terminaler?
1000 gånger högre kapacitet- 10 ggr fler antenner/basstation
-10 ggr flerbasstationer/ytenhet-10 högre bandbredd
10/1/2019
7
De tre huvudspåren för ökad kapacitet
• Förtäta infrastrukturen– Öka antalet accesspunkter och basstationer
• Flytta till mycket högre frekvenser– Vid riktigt höga frekvenser finns mycket ledigt utrymme för
mer trafik– Högre frekvens ger kortare räckvidd, vilket till viss mån
kompenseras med riktantenner, men fler basstationer krävs• Använd många fler samarbetande antenner, massiv MIMO
– Med flera antenner kan vi fokusera radiovågorna till rättställen
– Systemen mer effektiva och mycket lägre styrka påradiosignalen kan användas
Kort videohttps://www.youtube.com/watch?v=XBb481RNqGw
10/1/2019
8
Relation mellan 4G och 5G?
[Source: Dahlman et al, ”LTE-Advanced Pro and the Road to 5G”]
4G och 5G går hand i hand
10/1/2019
9
5G New Radio (NR) - releaser
Fronthaul, backhaul, och Cloud-RAN
Source: 5G-Xhaul ”D2.3 Architecture of Optical/WirelessBackhaul and Fronthaul and Evaluation”
10/1/2019
10
Vad betyder detta?• 5G innebär fler och mindre basstationer• Låga fördröjningar är ett måste, hög kapacitet självklart• Antenner och basstation är ofta separerade• Basstationsinstallationer är dyra för operatörerna• Stora krav på tillförlitlighet• I princip skulle operatörerna kunna dela basstationer och
fiberinfrastruktur med varandra• I princip behöver operatörerna inte äga
fiberinfrastrukturen, eller basstationerna
Auktion under 2019/20, nätstart 2020, vissa delar först2023. Samtidigt auktioneras 2 300 – 2 380 MHz ut för4G/5G
Plan i Sverige, låga 5G frekvensband
10/1/2019
11
Tilldelning utan auktion under 2019/20, men mandelar inte ut tillgängliga frekvenser24 250 – 26 500 MHz nu
Plan i Sverige, höga 5G-frekvensband
• Viktigaste händelsen var auktionen påspektrum vid 700 MHz i december 2018.
• Lägre frekvens ger bättre täckning, men oftasämre total kapacitet.
• Telia, Telenor och Tele2 fick licens, men osäkertom de väljer att bygga 4G eller 5G på detta.
Hur får vi täckning på landsbygden?
10/1/2019
12
Inspirationskällor för framtidainformations och kommunikationsteknik• ”ELLIIT 2030 Technology Foresight”
https://old.liu.se/elliit/startpage/1.764031/elliit-190706a-webb.pdf
• “Key Drivers and Research Challenges for 6G UbiquitousWireless Intelligence” https://www.oulu.fi/university/news/6g-white-paper
• “WASP technology Foresight 2018”https://wasp-sweden.org/research/foresight-2018/
Fredrik TufvessonInst. för elektro- och informationsteknik
