5G网络的关键技术及特点，面临的挑战！

01  5G关键技术

超密集组网：5G需要满足热点高容量场景（高流量密度、高速率）

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 般覆盖范围在10m~200m,

小基站又分为：家庭基站(Femto cell)，微基站(Micro cell)  ，微微基站(Pico cll,又称皮基站) ，室内基站 ，个人基站。

小基站的优势

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

传统天线2、4、8根，Massive MIMO可达64、128、256个天线

大规模天线阵列：在基站端布置几百根天线，对几十个目标接收机调制各自的波束，通过空间信号隔离，在同一频率资源上同时传输几十条信号。这种对空间资源的充分挖掘，可以有效利用宝贵而稀缺的频带资源，并且几十倍地提升网络容量。

大规模天线阵列的优点：

1.提升了信号可靠性

2.提升了基站吞吐率

3.大幅降低对周边基站的干扰

4.服务更多的移动终端

02   5G关键技术

超密集异构网络	5G网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及，移动数据流量将呈现爆炸式增长。 超密集异构网络成为未来5G网络提高数据流量的关键技术。
自组织网络	在未来5G网络中，将面临网络的部署、运营及维护的挑战，这主要是由于网络存在各种无线接入技术，且网络节点覆盖能力各不相同，它们之间的关系错综复杂。 自组织网络（self-organizing network, SON）的智能化将成为5G网络必不可少的一项关键技术。
内容分发网络	在5G中，面向大规模用户的音频、视频、图像等业务急剧增长，网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量。 依靠增加带宽并不能解决问题，它还受到传输中路由阻塞和延迟、网站服务器的处理能力等因素的影响，这些问题的出现与用户服务器之间的距离有密切关系。内容分发网络（CDN）会对未来5G网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。
D2D通信	在5G网络中，网络容量、频谱效率需要进一步提升，更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是5G的演进方向。 设备到设备通信（device-to-device communication, D2D）具有潜在的提升系统性能、增强用户体验、减轻基站压力、提高频谱利用率的前景。D2D是未来5G网络中的关键技术之一。
M2M通信	M2M（machine to machine, M2M）作为物联网最常见的应用形式，在智能电网、安全监测、城市信息化、环境监测等领域实现了商业化应用 广义的M2M主要是指机器对机器、人与机器间以及移动网络和机器之间的通信，它涵盖了所有实现人、机器、系统之间通信的技术；从狭义上说，M2M仅仅指机器与机器之间的通信。智能化、交互式是M2M有别于其它应用的典型特征。
信息中心网络	随着实时音频、高清视频等服务的日益激增，基于位置通信的传统TCP/IP网络无法满足数据流量分发的要求。网络呈现出以信息为中心的发展趋势。 作为一种新型网络体系结构，ICN的目标是取代现有的IP。

03  5G网络特点

1） 峰值速率需要达到Gbit/s的标准，以满足高清视频、虚拟现实等大数据量传输。

2） 空中接口时延水平需要在1ms左右，满足自动驾驶、远程医疗等实时应用。

3） 超大网络容量，提供千亿设备的连接能力，满足物联网通信。

4） 频谱效率要比LTE提升10倍以上。

5） 连续广域覆盖和高移动性下，用户体验速率达到100Mbit/s。

6） 流量密度和连接数密度大幅度提高。

7） 系统协同化、智能化水平提升，表现为多用户、多点、多天线、多摄取的协同组网，以及网络间灵活地自动调整。

04   5G应用领域

1） 车联网与自动驾驶

2） 外科手术

3） 智能电网

对于5G网络的相关知识进行学习和整理，便于更好的学习已经提上日程的神奇6G。

05  5G面临的挑战

频谱资源紧张

随着智能手机和平板电脑等移动终端设备的大量普及，移动通信产业对频谱的需求越来越大。然而，频谱资源具有两个特点：

1.可用的频谱资源总量有限，尤其是中低频段的优质频谱资源，数量更为稀少；5GHz以下的频段已非常拥挤

2.由于无线通信的广播特性，同一频段的频谱资源在被多个系统同时同地使用的时候会产生相互干扰，限制通信的质量。不幸的是，目前大部分可用的频谱资源都已经被划分给了各类不同的无线电系统使用，移动通信频谱紧缺的问题日益突出。

解决方向:高频段和超高频段

新业务的挑战

上面有提到过5G的3大应用场景，这三大应用场景都有着各自的限制：

uRLLC:对时延、可靠性要求很高

mMTC:对连接数量、耗电/待机要求较高

eMBB: ARNR等传输速率要求高

随着5G技术的应用，相应的会带来越来越多的使用要求：

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：终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战（PS：石墨烯电池现阶段而言是不是商家搞得噱头，检测智商用的…）

安全挑战

三大场景安全挑战

●eMBB:安全处理性能、=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等新安全挑战

本次主要是对5G关键技术做的一些简单介绍，随着国内如此大力的发展5G，相信5G技术的应用很快会进入人们的生活，给我们的生活带来翻天覆地的变化。