什么是5G

移动通信技术的代际演进

G代表一代

	1G 1980s	2G 1990s	3G 2000s	4G 2010s	5G 2020
功能	语音	短信	社交应用	在线、互动、游戏	虚拟现实、“零’时延感知
技术	AMPS、TACS	2G:GSM、IS-95 2.5G：GPRS、EDGE、IS-95B	WCDMA(联通）、CDMA2000(电信)、TD-SCDMA(移动)	LTE-Advanced(移动先拿到)、wireless MAN-Advanced

5G技术指标

	流量密度	连接数密度	时延	移动性	能效	用户体验速率	频谱效率	峰值速率
4G参考值	0.1Tbps/km2	10万/km^2	10ms	350km/h	1倍	10Mbps	1倍	1Gbps
5G	10Tbps/km2	100万/km^2	1ms	500km/h	100倍提升	0.1-1Gbps	3倍提升	20Gbps

三大应用场景：增强的移动宽带、海量机器通信、超高可靠和低时延通信

5G应用场景

VR：虚拟现实（虚拟环境）
AR：增强现实（基于真实环境上模拟一个物品）
MR：混合现实（直观感受产品内部）模拟手术
智慧城市：任何人、任何时间、任何地点、获取所需服务

5G关键技术

• 超密集组网
  需要满足高热点高容量场景（高流量密度、高速率）
  通过大量增加小基站，以空间换性能实现

  基站：一般包括宏基站和小基站，宏基站即铁塔站，覆盖范围数千米；小基站覆盖范围10-200m，包括家庭基站、微基站、微微基站、室内基站、个人基站。
  小基站的特点：体积小、易安装、成本低、功率小、干扰小（更小范围内实现频率复用，提升了容量）
  距离用户近，提高信号质量和速率（基站之间的叠加）、在人流密集区部署，实现网络深度覆盖。

• 多连接、无线回传技术

• 规模天线阵列：最多256个天线（MIMO天线阵)
  优点：提升信号可靠性、基站吞吐率；大幅降低对周边基站的干扰；服务更多移动终端

• 动态自组织网络（SON）全双工方式
  满足低时延高可靠场景
  优点：部署灵活、支持多跳、高可靠、支持超高带宽
  三大功能：自配置、自优化、自愈（基站侧）

• 软件定义网络（SDN）用于控制云资源，实现调度
  物理上分离控制平面和转发平面；
  控制器集中管理多台转发设备；
  服务和程序部署在控制器上；

• 网络功能虚拟化（NFV）
  软硬件解耦、虚拟化（软件模拟硬件）
  通用硬件实现网络功能（服务器模拟网络）

SDN和NFV区别：前者面向网络架构的创新，后者面向设备形态的创新。

5G面临的挑战

• 频谱资源
  5GHz以下的频段已经非常拥挤，解决方法：向高频段和超高频段

• 新业务（三大应用场景在不同领域的业务）
  eMBB：3D、超高清视频等大流量移动宽带业务（AR/VR等传输速率要求高）
  mMTC：大规模物联网业务（对连接数量、耗电/待机要求较高）
  uRLLC：无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务（对低时延、高可靠要求高）

• 新场景
  移动热点：大量热点带来的超密组网挑战
  物联网络：物联新业务远超人的活动范围
  低空、高空覆盖：无人机、飞机航线覆盖等

• 终端设备
  联网终端爆发式增长（5G只能垃圾桶、无人驾驶接驳车、无人机、送货机器人）
  终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战

• 安全挑战
  三大场景
  eMBB：安全处理性能、二次认证、已知漏洞
  eMTC：轻量化安全、海量连接信令风暴
  uRLLC：低时延的安全算法、边缘计算、隐私保护

  新架构：SDN、NFV等新安全挑战