揭开5G面纱

揭开5G面纱

5G定义

移动通信技术是具有代际演进规律的，G代表一代，每十年一个周期，5G即是第五代通信技术。
G的发展总结为

1G	2G	3G	4G	5G
1980s	1990s	2000s	2010s	2020s
语音	短信	社交应用	在线互动、游戏	虚拟现实

5G参考技术指标有

流量密度	连接数密度	时延	移动性	能效	用户体验速度	频谱效率	峰值速率
10Tbps/km²	100万/km²	1ms	500Km/h	100倍提升	0.1-1Gbps	3倍（5倍）	20Gbps

ITU定义的三大应用场景：

增强的移动宽带
海量机器通信
超高可靠和低延时通信

5G应用的场景

VR：虚拟现实（Virtual Reality）
AR：增强现实（Augmented Reality）
MR：混合现实（Mix Reality）
车联网：自动驾驶，远程控制，编队驾驶
智慧城市：任何人，任何时间，任何地点，获取所需的服务

5G关键技术

超密集组网：大量增加小基站，以空间换性能

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：一般范围覆盖在10M~200M

小基站又可分为

家庭基站（Femto cell）
微基站（Mirco 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。

大规模天线阵列（Massive MIMO天线阵）

优点：1.提升信号可靠性；
2.提升基站吞吐率
3.大幅降低对周边基站干扰
4.服务更多的移动终端

动态自组织网络（SON）

用于满足低时延、高可靠场景
优点：部署灵活；支持多跳；高可靠性；支持超高带宽
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-hraling）。

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

网络功能虚拟化（NFV）

软硬件解耦，虚拟化（资源）
通用硬件实现网络功能

SDN与NFV的区别

SDN是面向网络架构的创新
NFV是面向设备形态的创新

5G面临的挑战

频谱资源

频谱资源挑战：5GHz以下的频段已非常拥挤
解决方向：高频段和超高频段

新业务挑战

eMBB：指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：指大规模物联网业务（对连接数量，耗电/待机要求较高）
uRLLC：指无人驾驶、工业自动化等 需低时延、高可靠连接的业务（对延时、可靠性要求很高）
这三大应用场景分别指向不同的领域。

新使用场景挑战：

移动热点：大量热点带来的超密集组网挑战；
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。

终端设备挑战

联网终端爆发式增长
终端多模式研发、工艺、电池寿命等挑战

安全挑战

三大场景安全挑战：eMBB：安全处理性能，二次认证，已知漏洞；
mMTC：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。

新架构安全挑战

SDN、NFV等安全挑战