Los dispositivos móviles se vuelven cada vez más rápidos y más fuertes: su productividad, la resolución de cámaras y pantallas y las capacidades de ejecución de aplicaciones están creciendo. Los usuarios pasan cada vez más tiempo con los teléfonos inteligentes, y todo esto se traduce en un aumento constante en los volúmenes de transferencia de datos. Entonces, según Ericsson, ahora en los EE. UU. El usuario promedio de teléfonos inteligentes consume un impresionante tráfico de 7.2 GB por mes (en Rusia, por cierto, no es mucho menos, alrededor de 6 GB), y para 2023 esta cantidad aumentará en 7 (¡siete! tiempos
En consecuencia, si no desarrolla más las redes, simplemente se ahogarán, o al menos la velocidad promedio caerá siete veces. Aumentar efectivamente la capacidad y el ancho de banda de las redes puede, de hecho, solo una forma: debido al espectro de radiofrecuencia. Cuanto más ancho es el ancho de banda, más datos se pueden transmitir simultáneamente. Solo queda un lugar para tomar las frecuencias libres en la cantidad correcta: aquí el rango milimétrico (mmWave) se vuelve relevante, es decir, frecuencias superiores a 24 GHz.
¿Por qué no el rango milimétrico usado antes?
Hay un problema con él, incluso dos. Las ondas del rango milimétrico, en primer lugar, tienen un radio de propagación muy modesto debido a una fuerte atenuación incluso en el aire. En segundo lugar, cuanto más corta es la longitud de onda, menor es su capacidad para sortear obstáculos. Para una onda milimétrica, incluso su mano sosteniendo un teléfono inteligente y bloqueando la antena puede convertirse en una pared en blanco.
Los ingenieros durante mucho tiempo resolvieron estos problemas y se les ocurrió el uso de una serie de antenas y la llamada bimforming: la formación de un "haz" direccional para aumentar su potencia con la ayuda de conjuntos de antenas. Es decir, necesitamos conjuntos de antenas, uno, necesitan unos pocos, dos. Durante mucho tiempo se creyó que esta es la razón por la que mmWave no se puede usar en dispositivos móviles: son demasiado engorrosos. Sin embargo, Qualcomm en 2018 logró crear módulos de antena QTM052, ¡que son más pequeños que un clip de papel! Se colocan hasta cuatro de estos módulos a lo largo de las caras laterales de la carcasa, gracias a lo cual el teléfono inteligente permanece delgado. Si mira las fotos de los teléfonos inteligentes 5G que se han filtrado a la red, por ejemplo, Xiaomi Mi Mix 3, Vivo y Oppo, puede ver que no tienen características de tamaño y peso diferentes de los teléfonos inteligentes actuales que solo admiten LTE.
El único "defecto" conocido que los que odian 5G enfatizan es el prototipo Qualcomm (diseño de referencia para teléfonos inteligentes). Pero si observa los prototipos de generaciones anteriores de dispositivos, puede ver: estas "maquetas" existentes siempre fueron bastante engorrosas, principalmente por la conveniencia de estudiar el diseño de circuitos. Sin embargo, puede llamarse "ladrillo" solo condicionalmente: el dispositivo tiene dimensiones de 160.0 × 73.8 × 9.5 mm.
¿Dónde, cómo y por qué usar mmWave?
El alcance principal de mmWave son los eventos masivos en estadios, salas de conciertos, exposiciones, etc. En tal modelo, los problemas típicos de propagación de ondas milimétricas son insignificantes: no hay pérdidas asociadas con el paso de la señal a través de las paredes, ni la absorción de la señal por el follaje o la lluvia, ni la extinción a una gran distancia: la estación base siempre se encuentra a no más de un par de decenas de metros del suscriptor. Pero hay muchas ventajas: debido a la mejor directividad de las antenas y la eficiencia espectral, así como a la formación ideal del haz, la capacidad de la red (la misma red que "miente" con mayor frecuencia durante eventos en masa) está perfectamente resuelta. En este caso, mmWave se utilizará como una adición a la red LTE existente.
Los experimentos muestran que, por ejemplo, para un evento musical en el espacio abierto, agregar 16 sectores 5G-NR (espectro de 800 MHz) a 38 (!) Sectores LTE (espectro de 50 MHz) proporciona un aumento de diez veces en la capacidad, un aumento de cien veces en el ancho de banda y una tasa de transferencia promedio real datos a 233 Mbps.
Esto, a su vez, le permite crear nuevos casos de uso de comunicaciones móviles, desde colocar monitores inalámbricos que muestran, por ejemplo, a cada uno de los músicos cercanos, hasta repeticiones personalizadas instantáneas de ciertos fragmentos de deportes o incluso poder aparecer en el campo a través de un casco de realidad virtual. y mira el juego a través de los ojos de tu jugador favorito. Para el realismo, tales cascos tendrán una resolución de 1920 × 1920 para cada ojo con HDR y 10 bits por canal de color, así como una frecuencia de actualización de 60 cuadros por segundo. Esto requiere una velocidad de 60–90 Mbit / s por usuario con picos de más de 100 Mbit / sy retrasos de menos de 20 ms para que no haya "retrasos" notables al mover la cabeza.
Si se aleja del tema de los eventos en masa, entonces 5G permitirá, por ejemplo, navegar en la ciudad utilizando la realidad aumentada. Además, todo esto sucederá en tiempo real en la imagen actual de la cámara, y no en una imagen estática, por lo que aquí necesitará una carga instantánea completa de la red neuronal para el análisis de imágenes y descargas "pulsantes" de paquetes pequeños, para los cuales el retraso de menos de 20 ms también es importante, de lo contrario El movimiento del teléfono inteligente y el cambio de la imagen en el campo de visión de la cámara, los datos no tendrán tiempo para cargar.
Y por supuesto el juego. No se trata solo de juegos multijugador de bajo ping, sino también de tipos de juegos completamente nuevos, por ejemplo, "paintball virtual", en el que en lugar de marcadores de pintura, los jugadores reciben un teléfono inteligente y disparan con armas virtuales, y el software reconoce las imágenes de los jugadores y sabe exactamente quién quien golpeó Al mismo tiempo, es posible complementar el mundo real con objetos virtuales, por ejemplo, los mismos botiquines de primeros auxilios, armaduras o armas y municiones adicionales.
