5G mreže kreću se u smjeru diverzifikacije mreže, širokopojasne integracije, integracije i inteligencije. Sa popularizacijom različitih inteligentnih terminala, mobilni promet podataka pokazat će eksplozivan rast prema 2020. godini i šire. U budućnosti će 5G mreža smanjiti radijus ćelije i povećati broj čvorova male snage jedna od glavnih tehnologija koja osigurava da buduća 5G mreža podržava 1000 puta rast prometa. Stoga su ultra-guste heterogene mreže postale ključna tehnologija za poboljšanje prometa podataka u budućim 5G mrežama.
Ubuduće će se bežične mreže razvijati s različitim bežičnim čvorovima koji su više od 10 puta veći od postojećih. Unutar područja pokrivanja makro postajama, udaljenost između web lokacija ostat će unutar 10 m, a podrška za 25.000 korisnika na 1 km2. U isto vrijeme, omjer broja aktivnih korisnika prema broju web mjesta može doseći 1: 1, odnosno korespondencija jedan na jedan između korisnika i servisnih čvorova. Gusto raspoređena mreža skratila je udaljenost između terminala i čvorova, što je uvelike poboljšalo snagu i spektralnu efikasnost mreže. Istovremeno je proširila mrežnu pokrivenost, proširila kapacitet sustava i poboljšala usluge u različitom pristupu tehnologijama i različitim pokrivačima. Fleksibilnost na nivou. Iako ultra gusta heterogena mrežna arhitektura ima velike izglede za razvoj u 5G, smanjenje udaljenosti između čvorova i sve gušća implementacija mreže će usložniti topologiju mreže koja je sklona problemima s nekompatibilnošću postojećih mobilnih komunikacijskih sustava. U 5G mobilnim komunikacijskim mrežama smetnja je problem koji se mora riješiti. Smetanje u mreži uglavnom uključuje: interferencije na kanalu, smetnje iz resursa zajedničkog spektra i smetnje između različitih nivoa pokrivanja. Algoritmi za koordinaciju smetnji postojećih komunikacijskih sustava mogu riješiti problem samo jednog izvora smetnji. U 5G mrežama gubitak prijenosa susjednih čvorova općenito nije mnogo drugačiji, što će uzrokovati da jačina višestrukih izvora smetnji bude slična, što će dodatno pogoršati performanse mreže, čineći trenutne Teško se nositi s algoritmima koordinacije.
Precizno i učinkovito očitavanje susjednih čvorova preduvjet je za suradnju velikih čvorova. U ultra gustoj mreži, gusta upotreba uzrokuje nagli porast broja graničnih ćelija, zajedno s nepravilnim oblicima, što dovodi do čestih i složenih predaja. Kako bi se zadovoljile potrebe mobilnosti, novi algoritmi za primopredaju moraju se pojaviti; osim toga, dinamička tehnologija razvoja mreže također je fokus istraživanja. Zbog iznenadnog i nasumičnog otvaranja i zatvaranja velikog broja čvorova koje korisnici koriste, topologija mreže i smetnje imaju širok raspon dinamičkih promjena; a mali broj korisnika usluga na svakoj maloj stanici također lako dovodi do prostorne i vremenske distribucije poslovanja. Događaju se dramatične dinamičke promjene.
Ad hoc mreža
U tradicionalnim mobilnim komunikacijskim mrežama ručno se koristi uglavnom za dovršavanje mreže i rad i održavanje, što troši puno ljudskih resursa i povećava troškove rada, a optimizacija mreže nije idealna. U budućim 5G mrežama suočiti će se izazovi u vezi s implementacijom, radom i održavanjem mreže. To je uglavnom zbog postojanja različitih tehnologija bežičnog pristupa u mreži i različitih mogućnosti pokrivanja mrežnih čvorova. Odnos među njima je složen. Stoga će inteligencija samoorganizirajuće mreže (SON) postati ključna tehnologija za 5G mreže.
Ključni problemi koje rješava samoorganizirajuća mrežna tehnologija uglavnom uključuju sljedeće dvije točke: (1) samoplaniranje i samokonfiguracija u fazi postavljanja mreže; (2) faza održavanja mreže samo-optimizacija i samoizlječenje.Self -konfiguracija to jest, konfiguracija novih mrežnih čvorova može biti plug and play, s niskim troškovima, jednostavnim instaliranjem i ostalim prednostima. Svrha samooptimizacije je smanjiti radno opterećenje poslovanja, postići učinak poboljšanja kvalitete i performanse mreže, metoda je za mjerenje putem UE i eNB, u lokalnoj optimizaciji parametara upravljanja eNB-om ili mrežom. Samoozdravljanje znači da sustav može automatski otkriti, locirati i otkloniti probleme, uvelike smanjujući troškove održavanja i izbjegavajući utjecaj o kvaliteti mreže i korisničkom iskustvu. Svrha samoprogramiranja je dinamično planiranje i izvršavanje mreže istovremeno zadovoljavanje potreba proširenja kapaciteta sistema, praćenja poslovanja ili optimizacije rezultati izizacije
Mreža distribucije sadržaja
U 5G su usluge poput audio, video i slikovnih usluga za velike korisnike drastično narasle, a eksplozivni rast mrežnog prometa uvelike će utjecati na kvalitetu usluga za korisnike koji pristupaju internetu. Kako efikasno distribuirati poslovni promet s velikim prometom i smanjiti kašnjenje za korisnike kako bi dobili informacije, postao je glavni problem za mrežne operatore i davatelje sadržaja. Oslanjanje samo na povećanje propusnosti ne rješava problem. Na to utječu i faktori kao što su usmjeravanje zagušenja i kašnjenje u prijenosu, kapacitet obrade poslužitelja web stranice i slično. Pojava ovih problema usko je povezana s rastojanjem između korisničkih servera. Mreža distribucije sadržaja (CDN) igrat će važnu ulogu u podršci budućih 5G mrežnih kapaciteta i korisničkog pristupa
Mreža distribucije sadržaja novi je sloj dodan tradicionalnoj mreži, naime inteligentnoj virtualnoj mreži. CDN sustav sveobuhvatno razmatra status veze, status učitavanja i korisničku udaljenost svakog čvora. Distribuiranjem srodnog sadržaja na CDN proxy poslužitelju u blizini korisnika, korisnici mogu dobiti potrebne informacije u blizini, što može ublažiti zagušenje mreže i smanjiti vrijeme odziva. Arhitektura CDN mreže konstruira više CDN proxy servera između korisničke strane i izvornog poslužitelja, što može smanjiti kašnjenje i poboljšati QoS (kvalitetu usluge). Kad korisnik pošalje zahtjev za potrebnim sadržajem, ako je izvorni poslužitelj prethodno primio zahtjev za isti sadržaj, DNS zahtjev preusmjerava na CDN proxy poslužitelj najbliži korisniku, a proxy poslužitelj šalje odgovarajući sadržaj na korisnika. Stoga izvorni poslužitelj samo treba poslati sadržaj na svaki proxy poslužitelj, što je korisno za korisnike da dobiju sadržaj s obližnjeg proxy poslužitelja s dovoljnom širinom pojasa, smanjujući kašnjenje mreže i poboljšavajući korisničko iskustvo. S napretkom računalstva u oblaku, mobilnog interneta i tehnologija dinamičkih mrežnih sadržaja, tehnologije distribucije sadržaja postepeno postaju specijalizovanije i prilagođenije, a suočavaju se s novim izazovima u pogledu usmjeravanja sadržaja, upravljanja, pokretanja i sigurnosti.
D2D komunikacija
U 5G mrežama potrebno je poboljšati kapacitet mreže i efikasnost spektra. Bogatiji načini komunikacije i bolje iskustvo krajnjeg korisnika su takođe evolucijski pravci komunikacije 5G.Device-do uređaja (D2D) mogući izgledi za poboljšanje performansi sistema, poboljšanje korisničkog iskustva, smanjenje pritiska na baznoj stanici i poboljšanje korištenja spektra. D2D je jedna od ključnih tehnologija buduće 5G mreže.
D2D komunikacija je tehnologija izravnog prijenosa podataka koja se temelji na staničnom sustavu. Podaci D2D sesije se prenose izravno između terminala bez prosljeđivanja kroz baznu stanicu, te odgovarajuće upravljačke signalizacije, kao što su uspostava sesije, održavanje, dodjela bežičnih resursa, naplata računa, autentifikacija , upravljanje identifikacijom i mobilnošću i dalje je odgovornost mobilne mreže. Uvođenje D2D komunikacije u staničnu mrežu može smanjiti opterećenje bazne stanice, smanjiti kašnjenje prijenosa s kraja na kraj, poboljšati efikasnost spektra i smanjiti terminal prijenosne snage.Kada je bežična komunikacijska infrastruktura oštećena ili u slijepom području pokrivenosti bežičnom mrežom, terminal može realizirati krajnju komunikaciju i čak pristupiti mobilnoj mreži s D2D.U 5G mrežama D2D komunikacija može se razmjestiti u i ovlašteni i neovlašteni bendovi.
M2M komunikacija
M2M (machinetomachine, M2M), kao najčešći obrazac za prijavu Interneta stvari, postigao je komercijalne aplikacije u oblastima pametnih mreža, nadzoru sigurnosti, urbanoj informatizaciji i nadzoru okoliša. 3GPP je formulisao neke standarde za M2M mreže i započeo je istraživanje ključnih M2M tehnologija. M2M je uglavnom definiran u dva široka i uska čula. U širem smislu, M2M se uglavnom odnosi na stroj-stroj, čovjek-stroj i mobilnu mrežu i komunikaciju stroj-stroj. Obuhvaća sve tehnologije koje omogućavaju komunikaciju između ljudi, mašina i sistema. U užem smislu, M2M se odnosi samo na mašine i komunikaciju između mašina. Inteligentna i interaktivna tipična je značajka M2M-a koja se razlikuje od ostalih aplikacija. Mašinama pod ovom značajkom se takođe daje veća „mudrost“.
Mreža informativnih centara
Uz sve veću distribuciju usluga kao što su audio u stvarnom vremenu i videozapisi visoke rezolucije, tradicionalna TCP / IP mreža koja se temelji na lokaciji komunikacije ne može ispuniti zahtjeve za distribuciju prometa podataka. Mreža pokazuje trend razvoja usredotočen na informacije. Ideju o informacijski orijentiranoj mreži (ICN) prvi je predložio Nelson 1979. godine, a kasnije ju je ojačao Baccala. Kao nova mrežna arhitektura, ICN želi zamijeniti postojeći IP.
Informacije na koje se odnosi ICN uključuju streaming medija u stvarnom vremenu, web usluge, multimedijsku komunikaciju itd., A mreža informacijskog centra predstavlja ukupno prikupljanje ovih podataka. Stoga je glavni koncept ICN-a distribucija, pretraživanje i prijenos informacija, a on više ne održava povezanost ciljnog domaćina. Za razliku od tradicionalne TCP / IP mrežne arhitekture usredotočene na host adresu, ICN koristi mrežni komunikacijski model usmjeren na informacije, zanemarujući ulogu IP adrese ili čak koristeći je kao identifikator prijenosa. Nova mreža mrežnih protokola može implementirati funkcije poput rezolucije naziva informacija, podataka o predmemoriji rute i informacija o isporuci višestrukog prijenosa na mrežnom sloju, što može bolje riješiti probleme skalabilnosti, u stvarnom vremenu i dinamike u računalnim mrežama. Proces prijenosa informacija ICN-a je proces prijenosa informacija temeljen na metodi objavljivanja i pretplate. Prvo, davatelj sadržaja objavljuje vlastiti sadržaj mreži, a čvorovi u mreži razumiju kako odgovoriti na zahtjev za povezani sadržaj. Zatim, kada prva pretplata mreži pošalje zahtjev za sadržaj, čvor prosljeđuje zahtjev izdavaču sadržaja, izdavač sadržaja šalje odgovarajući sadržaj pretplatniku, a čvor s predmemorijom može spremiti sadržaj koji je prošao. Kada drugi pretplatnici šalju zahtjeve za isti sadržaj, susjedni predmemorirani čvorovi izravno odgovaraju na odgovarajući sadržaj. Stoga je komunikacijski proces mreže informacijskog centra podudaranje traženog sadržaja. U tradicionalnoj IP mreži usvojen je "push" način prijenosa, odnosno poslužitelj dominira u cijelom procesu prijenosa, zanemarujući status korisnika, što rezultira u tome da korisnik prima previše neželjene pošte. ICN mreža upravo je suprotno. Koristi način "povlačenja". Cijeli proces prijenosa pokreće korisnički zahtjev u informacijama u stvarnom vremenu, a mreža koristi cache informacija kako bi postigla brzi odgovor korisnicima. Osim toga, sigurnost informacija povezana je samo sa samim informacijama, a ne spremnikom za pohranu. Kao odgovor na ovu karakteristiku informacija, ICN mreže koriste sigurnosne mehanizme utemeljene na informacijama, koji se razlikuju od tradicionalnih mrežnih sigurnosnih mehanizama. U usporedbi s tradicionalnim IP mrežama, ICN ima prednosti visoke učinkovitosti, visoke sigurnosti i podrške za mobilnost klijenata.
