5G omrežja se premikajo v smeri diverzifikacije omrežja, širokopasovne povezave, integracije in inteligence. S popularizacijo različnih inteligentnih terminalov bo mobilni podatkovni promet pokazal eksplozivno rast do leta 2020 in pozneje. V prihodnjem omrežju 5G je zmanjšanje polmera celice in povečanje števila vozlišč z majhno močjo ena temeljnih tehnologij, ki zagotavlja, da bodoče 5G omrežje podpira 1000-kratno rast prometa. Zato so ultra gosto heterogena omrežja postala ključna tehnologija za izboljšanje podatkovnega prometa v prihodnjih omrežjih 5G.
V prihodnosti bodo brezžična omrežja postavljena z različnimi brezžičnimi vozlišči, ki so več kot 10-krat večja od obstoječih. Znotraj območja pokritja z makro postajo bo razdalja med mesti ostala 10 m in podpora za 25.000 uporabnikov na 1 km2. Hkrati lahko razmerje med številom aktivnih uporabnikov in številom spletnih mest doseže 1: 1, to je medsebojno dopisovanje med uporabniki in servisnimi vozlišči. Gosto nameščeno omrežje je skrajšalo razdaljo med terminali in vozlišči, kar je močno izboljšalo moč in spektralno učinkovitost omrežja. Hkrati je tudi povečalo pokritost omrežja, povečalo zmogljivost sistema in izboljšalo storitve pri različnih dostopih tehnologije in različne prevleke. Prožnost na ravni. Čeprav ima ultra gosta heterogena mrežna arhitektura velike možnosti za razvoj pri 5G, bo zmanjšanje razdalje med vozlišči in vse bolj gosto omrežno topologijo zapletlo topologijo omrežja, kar je nagnjeno k težavam z nezdružljivostjo obstoječih mobilnih komunikacijskih sistemov. V mobilnih komunikacijskih omrežjih 5G so motnje težave, ki jih je treba rešiti. Vmešavanje v omrežje v glavnem vključuje: interferenco med kanali, motnje iz virov skupnega spektra in motnje med različnimi stopnjami pokritosti. Algoritmi za koordinacijo motenj v obstoječih komunikacijskih sistemih lahko rešijo problem le enega vira motenj. V 5G omrežjih izguba prenosa sosednjih vozlišč na splošno ni veliko drugačna, kar bo povzročilo, da je moč več virov motenj podobna, kar bo še poslabšalo delovanje omrežja, zaradi česar je trenutno težko obvladati algoritme koordinacije.
Natančno in učinkovito zaznavanje sosednjih vozlišč je predpogoj za obsežno sodelovanje vozlišč. V zelo gosto mrežo gosto gostovanje povzroči močno povečanje števila celičnih meja, skupaj z nepravilnimi oblikami, kar vodi do pogostih in zapletenih ročnih prenosov. Da bi zadostili potrebam po mobilnosti, se bodo morali pojaviti novi algoritmi predaje; poleg tega pa so v središču raziskav tudi dinamične tehnologije uvajanja omrežij. Zaradi nenadnega in naključnega odpiranja in zapiranja velikega števila vozlišč, ki jih uporabniki uporabijo, imata topologija omrežja in motnje širok spekter dinamičnih sprememb; in majhno število uporabnikov storitev na vsaki majhni postaji zlahka vodi tudi do prostorske in časovne porazdelitve poslovanja. Pojavijo se dramatične dinamične spremembe.
Ad hoc omrežje
V tradicionalnih mobilnih komunikacijskih omrežjih se ročna uporaba uporablja predvsem za dokončanje uvajanja in obratovanja in vzdrževanja omrežja, kar porabi veliko človeških virov in poveča operativne stroške, zato optimizacija omrežja ni idealna. V prihodnjih omrežjih 5G se bodo morali spoprijeti z uvajanjem omrežja, delovanjem in vzdrževanjem. To je predvsem posledica obstoja različnih tehnologij brezžičnega dostopa v omrežju in različnih zmogljivosti pokrivanja omrežnih vozlišč. Razmerje med njima je zapleteno. Zato bo inteligenca samoorganizirajočega omrežja (SON) postala ključna ključna tehnologija za 5G omrežja.
Ključni problemi, ki jih rešuje samoorganizirajoča omrežna tehnologija, vključujejo predvsem dve točki: (1) samoplaniranje in samokonfiguracija v fazi uvajanja omrežja; (2) faza vzdrževanja omrežja za samo-optimizacijo in samozdravljenje. -konfiguracija, to je konfiguracija novih omrežnih vozlišč, ki jih je mogoče priključiti in igrati, z nizkimi stroški, enostavno namestitvijo in drugimi prednostmi. Namen samo-optimizacije je zmanjšati obremenitev poslovanja, doseči učinek izboljšanja kakovosti in uspešnost omrežja, metoda je merjenje prek UE in eNB, pri samooptimizaciji parametrov lokalnega upravljanja eNB ali upravljanja omrežja. Samozdravljenje pomeni, da lahko sistem samodejno zazna, poišče in odpravi težave, močno zmanjša stroške vzdrževanja in prepreči vpliv o kakovosti omrežja in uporabniški izkušnji. Namen samoprogramiranja je dinamično načrtovanje in izvajanje omrežja ob izpolnjevanju potreb po povečanju zmogljivosti sistema, spremljanju poslovanja ali optimizaciji rezultati izuma
Omrežje za distribucijo vsebine
V 5G so storitve, kot so avdio, video in slikovne storitve za velike uporabnike, močno narasle, eksplozivna rast omrežnega prometa pa bo močno vplivala na kakovost storitev za uporabnike, ki dostopajo do interneta. Kako učinkovito distribuirati poslovne prometne vsebine z visokim prometom in zmanjšati zamudo uporabnikom pri pridobivanju informacij, je postala velika težava za operaterje omrežja in ponudnike vsebin. Težave ne rešujejo samo s povečanjem pasovne širine. Nanjo vplivajo tudi dejavniki, kot so preusmerjenost zastojev in zamuda pri prenosu, zmogljivost obdelave spletnega strežnika in podobno. Pojav teh težav je tesno povezan z razdaljo med uporabniškimi strežniki. Omrežje za distribucijo vsebine (CDN) bo igralo pomembno vlogo pri podpiranju prihodnjih zmogljivosti 5G omrežja in dostopa do uporabnikov
Omrežje za distribucijo vsebine je nov sloj, ki je dodan tradicionalnemu omrežju, in sicer inteligentnemu virtualnemu omrežju. Sistem CDN celovito upošteva stanje povezave, stanje nalaganja in razdaljo uporabnika vsakega vozlišča. Z distribucijo sorodne vsebine na proxy strežnik CDN v bližini uporabnika lahko uporabniki pridobijo informacije, ki jih potrebujejo v bližini, kar lahko ublaži preobremenjenost omrežja in skrajša odzivni čas. Če želite izboljšati hitrost odziva. Arhitektura omrežja CDN konstruira več proxy strežnikov CDN med uporabniško stranjo in izvornim strežnikom, kar lahko zmanjša zamudo in izboljša QoS (kakovost storitve). Ko uporabnik pošlje zahtevo za zahtevano vsebino, če je izvorni strežnik prej prejel zahtevo za isto vsebino, jo DNS preusmeri na proxy strežnik CDN, ki je najbližji uporabniku, proxy strežnik pa ustrezno vsebino pošlje uporabnika. Zato mora izvorni strežnik samo poslati vsebino na vsak proxy strežnik, kar je uporabnikom priročno, da pridobijo vsebino z bližnjega proxy strežnika z zadostno pasovno širino, zmanjšajo zamudo v omrežju in izboljšajo uporabniško izkušnjo. Z razvojem računalništva v oblaku, mobilnega interneta in dinamičnih omrežnih vsebinskih tehnologij tehnologije distribucije vsebin postopoma postajajo bolj specializirane in prilagojene, zato se soočajo z novimi izzivi na področju usmerjanja vsebine, upravljanja, pritiska in varnosti.
D2D komunikacija
V omrežjih 5G je treba izboljšati omrežno zmogljivost in učinkovitost spektra. Bogatejši načini komunikacije in boljša izkušnja končnih uporabnikov so tudi smer razvoja e-pošte komunikacije 5 na napravi (D2D), saj lahko izboljšate delovanje sistema, izboljšate uporabniško izkušnjo, zmanjšate pritisk na bazni postaji in izboljšate uporabo spektra. D2D je ena ključnih tehnologij v prihodnjem omrežju 5G.
D2D komunikacija je tehnologija neposrednega prenosa podatkov, ki temelji na celičnem sistemu. Podatki seje D2D se prenašajo neposredno med terminali brez posredovanja skozi bazno postajo in ustreznimi kontrolnimi signali, kot so vzpostavitev seje, vzdrževanje, dodelitev brezžičnega vira, obračunavanje, overjanje , prepoznavanje in upravljanje mobilnosti je še vedno odgovornost mobilnega omrežja. Uvedba komunikacije D2D v mobilno omrežje lahko zmanjša obremenitev bazne postaje, zmanjša zakasnitev prenosa od konca do konca, izboljša učinkovitost spektra in zmanjša terminal prenosna moč.Če je brezžična komunikacijska infrastruktura poškodovana ali v slepem območju pokritosti z brezžičnim omrežjem, lahko terminal realizira celovito komunikacijo in celo dostopa do mobilnega omrežja z omrežjem D2D.V omrežjih 5G je mogoče povezave D2D namestiti v tako pooblaščenih kot nepooblaščenih skupin.
M2M komunikacija
M2M (machinetomachine, M2M) je kot najpogostejša prijavna oblika interneta stvari dosegla komercialne aplikacije na področjih pametnih omrežij, nadzoru varnosti, informatizaciji mest in spremljanju okolja. 3GPP je formuliral nekatere standarde za M2M omrežja in si zastavil raziskovanje ključnih tehnologij M2M. M2M je opredeljen predvsem v dveh širokih in ozkih občutkih. V širšem smislu se M2M nanaša predvsem na stroj-stroj, človek-stroj in mobilno omrežje ter komunikacijo stroj-stroj. Zajema vse tehnologije, ki omogočajo komunikacijo med ljudmi, stroji in sistemi. V ozkem smislu se M2M nanaša samo na stroje in komunikacijo med stroji. Inteligentna in interaktivna je značilnost funkcije M2M, ki se razlikuje od drugih aplikacij. Stroji pod to funkcijo dobijo tudi več "modrosti".
Mreža informacijskih centrov
Zaradi vse večjega števila storitev, kot sta zvok v realnem času in video z visoko ločljivostjo, tradicionalno omrežje TCP / IP, ki temelji na lokacijski komunikaciji, ne more izpolniti zahtev za distribucijo podatkovnega prometa. Omrežje kaže trend razvoja, osredotočen na informacije. Zamisel o informacijsko usmerjeni mreži (ICN) je prvi predlagal Nelson leta 1979, kasneje pa jo je okrepil Baccala. Kot nova omrežna arhitektura želi ICN nadomestiti obstoječi IP.
Informacije, na katere se sklicuje ICN, vključujejo pretakanje medijev v realnem času, spletne storitve, multimedijsko komuniciranje itd., Omrežje informacijskih centrov pa je skupno zbiranje teh informacij. Zato je glavni koncept ICN distribucija, iskanje in prenos informacij in ne ohranja več povezljivosti ciljnega gostitelja. Za razliko od tradicionalne TCP / IP omrežne arhitekture, osredotočene na gostiteljski naslov, ICN uporablja informacijsko osredotočen omrežni komunikacijski model, ki ignorira vlogo naslova IP ali ga celo uporablja kot identifikator prenosa. Nova skladba omrežnih protokolov lahko izvaja funkcije, kot so ločitev imena informacij, podatki o predpomnilniku poti in informacije o dostavi večstreznih količin na omrežnem nivoju, kar lahko bolje reši težave z razširljivostjo, sprotnim časom in dinamiko v računalniških omrežjih. Postopek prenosa informacij ICN je postopek prenosa informacij, ki temelji na metodi objave in naročanja. Najprej ponudnik vsebine v omrežju objavi svojo vsebino, vozlišča v omrežju pa razumejo, kako odgovoriti na zahtevo po povezani vsebini. Potem, ko prva naročnina v omrežje pošlje zahtevo po vsebini, vozlišče posreduje zahtevo izdajatelju vsebine, izdajatelj vsebine naročniku pošlje ustrezno vsebino in vozlišče s predpomnilnikom predpomni vsebino, ki je bila poslana. Ko drugi naročniki pošljejo zahteve za isto vsebino, sosednja predpomnjena vozlišča neposredno odgovorijo na ustrezno vsebino. Zato je komunikacijski postopek omrežja informacijskega centra usklajevanje zahtevane vsebine. V tradicionalnem omrežju IP je sprejet način "push" prenosa, to je, da strežnik prevladuje v celotnem postopku prenosa, pri čemer ignorira status uporabnika, zaradi česar uporabnik prejme preveč neželene pošte. ICN mreža je ravno obratna. Uporablja način "poteg". Celoten postopek prenosa sproži uporabnikova zahteva po informacijah v realnem času in omrežje uporablja predpomnilnik informacij za hitro odzivanje uporabnikov. Poleg tega je varnost informacij povezana le s samimi informacijami, ne pa tudi s posodo za shranjevanje. Kot odgovor na to značilnost informacij omrežja ICN uporabljajo varnostne mehanizme, ki temeljijo na informacijah in se razlikujejo od tradicionalnih varnostnih mehanizmov omrežja. V primerjavi s tradicionalnimi omrežji IP ima ICN prednosti visoko učinkovitost, visoko varnost in podporo mobilnosti odjemalcev.