Os dispositivos móveis estão se tornando mais rápidos e mais fortes a cada ano: sua produtividade, a resolução de câmeras e telas e os recursos dos aplicativos em execução estão aumentando. Os usuários gastam cada vez mais tempo com smartphones, e tudo isso se traduz em um aumento constante nos volumes de transferência de dados. Portanto, de acordo com a Ericsson, já nos EUA o usuário médio de smartphone consome impressionantes 7,2 GB de tráfego por mês (na Rússia, a propósito, não é muito menos - cerca de 6 GB), e até 2023 esse valor aumentará em 7 (sete!) vezes.
Portanto, se você não desenvolver mais as redes, elas simplesmente engasgam ou, pelo menos, a velocidade média cai sete vezes. Aumentar efetivamente a capacidade e a largura de banda das redes pode, de fato, apenas de uma maneira: devido ao espectro de radiofrequência. Quanto maior a largura de banda, mais dados podem ser transmitidos simultaneamente. Resta apenas um lugar para obter as frequências livres na quantidade certa: aqui a faixa milimétrica (mmWave) se torna relevante - ou seja, frequências acima de 24 GHz.
Por que a faixa milimétrica não foi usada antes?
Há um problema com ele, até dois. As ondas da faixa de milímetros, em primeiro lugar, têm um raio de propagação muito modesto devido à forte atenuação, mesmo no ar. Em segundo lugar, quanto menor o comprimento de onda, menor a capacidade de contornar obstáculos. Para uma onda milimétrica, mesmo sua mão segurando um smartphone e bloqueando a antena pode se tornar uma parede em branco.
Por muito tempo, os engenheiros resolveram esses problemas e criaram um conjunto de antenas e o chamado bimforming: a formação de um "feixe" direcionado para aumentar sua potência com a ajuda de conjuntos de antenas. Ou seja, precisamos de conjuntos de antenas - um, eles precisam de alguns - dois. Por um longo tempo, acreditava-se que é por isso que o mmWave não pode ser usado em dispositivos móveis: eles são muito pesados. No entanto, a Qualcomm em 2018 conseguiu criar módulos de antena QTM052, que são menores em tamanho que um clipe de papel! Até quatro desses módulos são colocados ao longo das faces laterais do gabinete, graças ao qual o smartphone permanece fino. Se você olhar as fotos dos smartphones 5G que vazaram na rede, por exemplo, Xiaomi Mi Mix 3, Vivo e Oppo, poderá ver que elas não diferem em tamanho e dimensões dos smartphones atuais que suportam apenas LTE.
A única “falha” conhecida que os usuários de 5G enfatizam é o protótipo da Qualcomm (design de referência para smartphones). Mas se você olhar para os protótipos das gerações anteriores de dispositivos, poderá ver: esses "modelos" existentes sempre foram bastante pesados - principalmente para a conveniência de estudar o design de circuitos. No entanto, ele pode ser chamado de "tijolo" apenas condicionalmente: o dispositivo possui dimensões de 160,0 × 73,8 × 9,5 mm.
Onde, como e por que usar o mmWave?
O principal escopo do mmWave são os eventos de massa em estádios, salas de concertos, exposições etc. Nesse modelo, problemas típicos de propagação de ondas milimétricas são insignificantes: não há perdas associadas à passagem do sinal pelas paredes, nem absorção do sinal por folhas ou chuva, nem extinção a uma grande distância: a estação base está sempre localizada a não mais do que algumas dezenas de metros do assinante. Mas há muitas vantagens: devido à melhor diretividade das antenas e à eficiência espectral, bem como à formação ideal do feixe, a capacidade da rede (a mesma rede que mais "fica" durante eventos de massa) é perfeitamente resolvida. Nesse caso, o mmWave será usado como uma adição à rede LTE existente.
As experiências mostram que, por exemplo, para um evento de música em espaço aberto, a adição de 16 setores 5G-NR (espectro de 800 MHz) a 38 (!) Setores LTE (espectro de 50 MHz) proporciona um aumento de capacidade em dez vezes, um aumento de cem vezes na largura de banda e uma taxa de transferência média real dados a 233 Mbps.
Isso, por sua vez, permite criar novos casos de uso de comunicações móveis - desde a colocação de monitores sem fio que mostram, por exemplo, cada um dos músicos próximos, a repetições personalizadas instantâneas de certos fragmentos de esportes ou até a possibilidade de aparecer em campo através de um capacete VR e veja o jogo através dos olhos do seu jogador favorito. Para realismo, esses capacetes terão uma resolução de 1920 × 1920 para cada olho com HDR e 10 bits por canal de cor, além de uma taxa de atualização de 60 quadros por segundo. Isso requer uma velocidade de 60 a 90 Mbit / s por usuário, com picos superiores a 100 Mbit / se atrasos inferiores a 20 ms, para que não haja atrasos visíveis ao mover a cabeça.
Se você se afastar do tema dos eventos de massa, o 5G permitirá, por exemplo, navegar na cidade usando realidade aumentada. Além disso, tudo isso acontecerá em tempo real na imagem atual da câmera e não em uma imagem estática; portanto, aqui você precisará de um carregamento instantâneo de buffer completo da rede neural para análise de imagens e downloads "pulsantes" de pacotes pequenos, para os quais o atraso de menos de 20 ms também é importante, caso contrário O movimento do smartphone e alterando a imagem no campo de visão da câmera, os dados não terão tempo para carregar.
E, claro, o jogo. Não se trata apenas de jogos multiplayer de baixo ping, mas também de tipos completamente novos de jogos, por exemplo, "paintball virtual", em que, em vez de marcadores de tinta, os jogadores recebem um smartphone e disparam com armas virtuais, e o software reconhece as imagens dos jogadores e sabe exatamente quem quem bateu. Ao mesmo tempo, torna-se possível suplementar o mundo real com objetos virtuais, por exemplo, os mesmos kits de primeiros socorros, armaduras ou armas e munições adicionais.
