5G通信技术

揭开5G神秘面纱

移动通信发展历程

移动通信技术具有代际演进规律

“G”代表一代，每十年一个周期

1G	2G	3G	4G	5G
1980年	1990年	2000年	2010年	2020年
语音	短信	社交应用	在线互动游戏	虚拟现实、“零”时延感知
AMPS TACS	2G:GSM,IS-95、2.5G:GPRS,EDGE、IS-95B	WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA	LTE-ADVANCD WIRELESS MAN- ADVANCD

 

5G技术指标

类型	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
4	0.1Tbps/km²	10万/km²	10ms	350km/h	1倍	10Mbps	1倍	1Gbps
5	10Tbps/ km²	100万/ km²	1ms	500km/h	100倍	0.1-1Gbps	3倍提升（某些场景五倍）	20Gbps

 

 

ITU定义的三大场景

增强的移动宽带、海量机器通信、超高可靠和低延时通信

 

5G的应用场景：

一、VR：虚拟现实

AR：增强现实

MR：混合现实

 

二、车联网：

低延时，这一点对于自动驾驶汽车来说非常重要。在高速度行进中，一个制动动作，需要瞬间把信息送到车上做出反应，100毫秒左右的时间，车就会冲出几十米，这就需要在最短的延时中，把信息送到车上，进行制动与车控反应

 

三、远程医疗

    5G在电子医疗领域改善我们的生活

四、智慧城市

任何人——任何地点——任何时间——获取任何服务

 

5G关键技术

一、超密集组网

5G需要满足热点高容量场景

超密集组网：大量增加小基站，以空间换性能

 

二、关于基站

基站一般包括：宏基站和小基站

宏基站：即“铁塔站”，一般覆盖范围数千米

小基站：一般覆盖范围在10-200m

小基站又分为：家庭基站（Femto cell）

              微基站（Micro cell）

              微微基站（Pico cell  又称皮基站）

              室内基站

              个人基站

小基站优势

体积小、成本低、安装容易、适合深度覆盖

功率小、干扰小、更小的范围内实现频率复用提升容量

距离用户近、提升信号质量和高速率

 

三、动态自组织网络（SON）

用于满足低延时高可靠场景

优点：部署灵活、支持多跳、高可靠性、支持高带宽

SON主要包括三大功能，分别是：

自配置（Self-configuration）

自优化（Self- optimization）

自愈（Self-healing）

 

四、软件定义网络（SDN）

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

 

五、网络功能虚拟化（NFV）

软硬件解耦，虚拟化

通用硬件实现网络功能

 

六、SDN与NFV区别

SDN是面向网络架构的创新

NFV是面向设备形态的创新

 

七、面临的挑战

频谱资源的挑战

5GHz以下的频段已非常拥挤

解决方向：高频段和高频率

 

5G新业务

一、  新业务挑战

（一）CRLLC：对时延、可靠性要求很高

CRLLC指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务

（二）MMTC：对连接数量、耗电待机要求较高

MMTC指大规模物联网业务

（三）eMBB：AR/VR等传输速率较高

eMBB指如无人驾驶、工业自动化等需要低延时高可靠连接的业务

（这三大应用分别指向不同的领域）

 

二、  新使用场景挑战

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

 

三、  终端设备挑战

联网终端爆发式增长

终端多模研发、工艺电池寿命等挑战

 

四、  安全挑战

三大场景安全挑战

eMBB：安全性能、二次认证、已知漏洞

MMTC：轻量化安全、海量连接信令风景

URLLC：低延时的安全算法、边缘计算、隐私保护

 

五、  新架构的安全挑战

    SDN\NFV等新安全挑战