Development and Characteristics of 5G Mobile Network

Svakim danom raste broj korisnika mobilnih mreža kao i potreba za većim brzinama prijenosa podataka. Današnja 3G tehnologija brzog paketskog pristupa (engl. High Speed Packet Access – HSPA) nametnula se kao nositelj naglog širenja širokopojasnog mobilnog pristupa Internetu. Unatoč konstantnom unaprjeđenju ove tehnologije, zbog kapacitivnih ograničenja i limitiranih mogućnosti postizanja viših performansi, razvija se današnja mreža četvrte generacije (4G) poznatija pod nazivom dugoročna evolucija - LTE (engl. Long Term Evolution). Nakon nje slijedi uvođenje mreže pete generacije (5G) nakon 2020. godine. 5G mreža neće biti samo evolucija širokopojasne mreže, već će korisniku pružiti potpuno nove mogućnosti s ciljem povećanja brzine prijenosa podataka, smanjenju vremena kašnjenja (latencije), računarstva u oblaku, smanjenja potrošnje energije, Interneta svega i drugih mogućnosti. Stoga, glavni cilj ovoga rada je prikazati razvoj, osnovne karakteristike i mogućnosti 5G mreže kao iduće značajne faze u pokretnim telekomunikacijama.The number of mobile subscribers and need for higher data speeds is growing every day. Today's 3G technology of fast packet access (High Speed Packet Access – HSPA) established itself as the basis of rapid expansion of broadband mobile Internet access. Despite the constant improvement of this technology, its capacitive constraints and limited opportunities achieving higher performance are the main reasons for developing today’s fourth-generation (4G) network also known as the Long-Term Evolution (LTE). 4G is being followed by the fifth generation network (5G) which will be launched after 2020. 5G network will not only be an evolution of broadband network, it will also provide to users wide array of new opportunities such as increase of data speeds, reduction of latency and energy consumption, cloud computing services and Internet of Everything (IoE) concept. Therefore, the main focus of this paper is to show development, basic features and opportunities of 5G network as the next major step in mobile telecommunications

Development and Characteristics of 5G Mobile Network

Svakim danom raste broj korisnika mobilnih mreža kao i potreba za većim brzinama prijenosa podataka. Današnja 3G tehnologija brzog paketskog pristupa (engl. High Speed Packet Access – HSPA) nametnula se kao nositelj naglog širenja širokopojasnog mobilnog pristupa Internetu. Unatoč konstantnom unaprjeđenju ove tehnologije, zbog kapacitivnih ograničenja i limitiranih mogućnosti postizanja viših performansi, razvija se današnja mreža četvrte generacije (4G) poznatija pod nazivom dugoročna evolucija - LTE (engl. Long Term Evolution). Nakon nje slijedi uvođenje mreže pete generacije (5G) nakon 2020. godine. 5G mreža neće biti samo evolucija širokopojasne mreže, već će korisniku pružiti potpuno nove mogućnosti s ciljem povećanja brzine prijenosa podataka, smanjenju vremena kašnjenja (latencije), računarstva u oblaku, smanjenja potrošnje energije, Interneta svega i drugih mogućnosti. Stoga, glavni cilj ovoga rada je prikazati razvoj, osnovne karakteristike i mogućnosti 5G mreže kao iduće značajne faze u pokretnim telekomunikacijama.The number of mobile subscribers and need for higher data speeds is growing every day. Today's 3G technology of fast packet access (High Speed Packet Access – HSPA) established itself as the basis of rapid expansion of broadband mobile Internet access. Despite the constant improvement of this technology, its capacitive constraints and limited opportunities achieving higher performance are the main reasons for developing today’s fourth-generation (4G) network also known as the Long-Term Evolution (LTE). 4G is being followed by the fifth generation network (5G) which will be launched after 2020. 5G network will not only be an evolution of broadband network, it will also provide to users wide array of new opportunities such as increase of data speeds, reduction of latency and energy consumption, cloud computing services and Internet of Everything (IoE) concept. Therefore, the main focus of this paper is to show development, basic features and opportunities of 5G network as the next major step in mobile telecommunications

Δίκτυα Υποδομής και Τεχνολογίες Δικτύωσης για Συστήματα 5ης Γενιάς.

Η σημερινή εποχή με τις τεράστιες απαιτήσεις σε ευρος ζώνης, κινητικότητα και ταχύτητες σχεδόν σε πραγματικό χρόνο, πλέον αρχίζει να μη μπορέι να εξυπηρετηθεί από τις υφιστάμενες τεχνολογίες. Ο κατακλυσμός της αγοράς από έξυπνες συσκευές, ταμπλέτες και διάφορες άλλες δικτυωμένες συσκευές δημιουργεί μεγαλύτερες απαιτήσεις από το δίκτυο. Το μεγαλύτερο φορτίο στο δίκτυο καταγράφεται, όπως είναι φυσικό από τη μεταφορά δεδομένων, όπως υψηλής ανάλυσης βίντεο, online gaming και μια πληθώρα ακόμα από υπηρεσίες οι οποίες ακόμα και εν κινήσει θα πρέπει να εξυπηρετούνται. Επίσης, και η ποιότητα και η εμπειρία της υπηρεσίας για τον χρήστη θα πρέπει να είναι άριστη ακόμα και σε πολυσύχναστα σημεία και σε ώρες αιχμής. Όπως αντιλαμβανόμαστε η μετάβαση από τα σημερινά δίκτυα στα δίκτυα πέμπτης γενιάς καθιστάται επιβεβλιμένη και γι’ αυτό το λόγο, ερευνητικές ομάδες από διάφορα πανεπιστήμια και εταιρίες τηλεπικοινωνιών έχουν αναλάβει αυτό το δύσκολο έργο, ώστε να επιτευχθούν οι απαιτήσεις και οι στόχοι των 5G δικτύων. Στην παρούσα διπλωματική, στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στα κίνητρα ανάπτυξης καθώς και στις απαιτήσεις των συστημάτων 5ης γενιάς δικτύων. Επίσης γίνεται αναφορά στην προτυποποίηση των συστημάτων όπως και στις παραμέτρους που πρέπει να ικανοποιηθούν και να ρυθμιστούν από τους αρμόδιους φορείς. Στη συνέχεια παρουσιάζονται διάφορα χρηματοδοτούμενα ερευνητικά προγράμματα τα οποία στοχεύουν στην υλοποίηση των δικτύων 5ης γενιάς. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύονται εκτενώς οι αρχιτεκτονικές και οι τεχνολογίες που αναμένεται να χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση των 5G δικτύων. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται και αναλύονται εκείνα τα κομμάτια του δικτύου που αρχιτεκτονικά θα υλοποιούνται στα 5G δίκτυα. Επίσης δίνεται έμφαση στις ασύρματες τεχνολογίες όπου στο τέλος του κεφαλαίου, γίνεται μια σύγκριση αυτών.In this diploma, in the first chapter, reference is made to the development motivations as well as to the requirements of the 5th generation networks. Reference is also made to the standardization of the systems as well as to the parameters to be met and regulated by the competent bodies. Next, various funded research projects are presented which aim at the implementation of 5th generation networks. The second chapter analyzes extensively the architectures and technologies that are expected to be used to implement the 5G networks. The third chapter presents and analyzes those parts of the network that will be architecturally implemented in 5G networks. Also, emphasis is placed on wireless technologies where at the end of the chapter a comparison is made