5G技术介绍

一.   5G之花

	流量密度	连接数密度	时延	移动性	能效	用户体验效率	频谱效率	峰值速率
4G	0.1Tbps/k㎡	10万/k㎡	10ms	350km/h	1倍	10Mbps	1倍	1Gbps
5G	10Tbps/k㎡	100万/k㎡	1ms	500km/h	100倍	0.1-1Mbps	3倍	20Gbps

     

二.    5G的发展历程

三.    5G关键技术

            1.动态自组织网络（SON）

            动态自组织网络网络用于满足5G
            两方面的性能要求：低时延、高可靠场景下降低端到端时延，提高传输可靠                   性：   在低功耗、大连接场景下延伸网络覆盖和接入能力。
           在传统蜂窝网络架构下，终端必须通过基站和蜂窝网网关才能与目标端进行通               信。在这种架构下，终端在获取数据传输服务前必须首先选择一个服务基站，               与服务基站建立并保持连接。
           在动态自组织网络中，任何接入网节点，都具备数据存储和转发功能，动态自组             网中的每个节点，都具备无线信号收发能力，并且每个节点，都可以与上一个               或  多个相邻节点进行无线通信，整个自组网呈网状结构。
           在动态自组网络中，任何节点间（终端与终端、终端与基站、基站与基站等）均             通过无线通信，无须任何布线，并具有支持分布式网络的冗余机制和重新路由               功  能。任何新节点（如终端或基站）的添加，只需要简单的接上电源即可，节             点可自动配置，并确定最佳多跳传输路径。
           动态自组网有如下优点：
           部署灵活

           部署方面，动态自组织网络节点（终端或微型基站），只要处于目标区域，就可             以进行自动的配置，自动建立并维护网络拓扑，确定最佳传输路径，大大降低               网  络部署成本，加快部署速度。
           支持多跳

           动态自组织网络支持多跳传输，与发射端有直接视距的接收端先接收到无线信               号，然后接收端无线信号转发到与它直接视距的下一跳终端。因此，数据包在自             组网络中传输，能够这样一跳一跳传递下去，直至到达目的终端。动态自组织              网 络通过多跳方式传输，大大扩展了应用领取和覆盖范围。
          高可靠性

          动态自组织网络支持空口中多路冗余传输提高传输可靠性，还通过支持多路由传            输提高端到端传输可靠性，如果传输中某节点故障，可通过备用路径切换到另一            节点。因此，动态自组织网络比传输蜂窝网络更可靠，因为它不依赖于单一节点            的性能。在传统蜂窝网络中，如果某一基站故障，该基站覆盖的区域也将瘫痪。
          支持超高宽带

          无线通信领域传输距离越短，越容易获得搞宽带。因为传输距离越长，干扰因素           也会大大增加。而自组织网络的多跳传输可以有力的获得高宽带。
         也因为传输距离小，需要的功率也小，因此更加绿色节能。

            2.软件定义网络（SDN）

            在5G的网络架构设计上要遵循智能、开放、灵活、高效的原则。IT新技术给了              5G网络结构的实现，提供了新的技术支持。其中软件定义网络（SDN）和网络              功能虚拟化技术（NFV)，可以有效满足这些需求。
           SDN起源
           SDN起源于2008年美国斯坦福大学教授NICK MCKEOWN等人的Ethane
          研究。其主要思想是将传统网络设备的数据平面和控制平面分离，使用户能通过             标准化的接口对各种网络转发设备进行统一管理配置。这种架构具有可编程可定            义的特性，对网络资源的设计、管理和使用提供了更多的灵活性，更有力于网络             的  革新与发展。
          传统网络设备向SDN的演变，正像大型机与pc机的类比。

            3.网络功能虚拟化（NFV）

            NFV（Network  Funtion Virtualization）是采用虚拟技术，将传统电信设备软              件与软件解耦，基于通用计算、存储、网络设备实现电信网络功能，提升管理                和  维护效率，增强系统灵活性。

            4.SDN与NFV的深度融合

             二者都有将传统的一体化网络设备进行软硬件解耦的特点，从封闭走向开放，               从独享的硬件发展到共享的软件，二者有很轻的互补性，但它们又相互独立，                没 有必然的依赖性。
             SDN侧重于控制与转发的分离、网络集中控制（逻辑上）和网络虚拟化，主要                影响的是网络结构；而NFV侧重的是软件与硬件的分离、硬件通用化和网络功               能 虚拟化，主要影响的是设备形态。因此，SDN是面向网络架构的创新；EFV               是面向设备形态的创新。
            SDN的关键特征：
            集中控制、优化全局效率；
            开放接口、加快业务上线；
            网络抽象、屏蔽底层差异。
            NFV的关键特征：
            上层业务云化，底层硬件标准化；
            分层运营，加快业务上线与创新。

三.    5G面临的挑战

             1.新业务

              围绕业务体验进行网络建设已成为行业共识，体验建网以达成用户体验需求作                为网络建设的目标，规划方法涉及的关键能力包括:业务识别、体验评估、                      GAP分析、规划仿真等。
               根据业务类型的体验需求特征，不同的5G业务要求不同。
              uRLLC:对时延(1ms) 和可靠性(99. 9998)的要求很高
                mMTC:对连接数量和耗电/待机的要求较高
              eMBB:要求移动网络为AR/VR等新业务提供良好的用户体验

               针对5G：新业务在待机、时延、可靠性等方面的体验需求，当前在评估方                      法、仿真预测、以及规划方案等领域均处于空白或刚起步的阶段，面临非常                   大的挑战

             2.频谱资源

                我国的频段划分属于行政划分，和相对比的市场主导有区别。
                在欧美国家，频段是用来拍卖的，比如在3G时代，对于相应的频段，我国三                  大运营商都已经行政划分好了，剩下的就是比拼服务。而欧美是采用拍卖的                    方式，他们首先要拍的此频段的牌照，比如英国的3G频谱就拍卖了220亿英                    镑，德国的则高达450亿美元。
                频谱之所以这么贵，是因为日前可用的频谱资源是有限的。

             3.安全挑战

           5G带来了三大应用场景:增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)、            高可靠低时延通信(uRLLC)。

           5G三大应用场景面临的安全挑战
          这三大应田场昌中，对恒强移动宽带来说。
         一、它需更审高的宝仝外理性能，保障用户获得良好的体验速率；
         二、是它需要支持外部网络二次认证，能够更好与业务结合在一起；
         三、是需要解决目前发现的已知漏洞的问题。

           对于低功耗的大规模机器类通信来说，需要轻量化的安全机制，以适应功耗受限、时延受                限  的物联网设备的需求；需要通过群组认证机制，解决海量物联网设备认证时所带来的             信  令风暴的问题需要抗DDOS攻击机制，应对由于设备安全能力不足被攻击者利用，而对               网络基础设施发起 攻击的危险。对于高可靠低时延通信来说，需要提供低时延的安全算法              和协议，要简化和优 化原有安全上下文的交换、密钥管理等流程，支持边缘计算结构，支              持隐私和关键数据的保  护。

             4.终端设备

随着移动互联网和物联网的兴起，终端不断向便携式、智能化、多元化方向发展，未来联网终端数量将呈爆发式增长，互联网时代的用户长尾化需求、移动互联网时代的用户碎片化需求，将在终端设备形态上得到充分体现。对用户而言，友好的用户体验和应用的多样化成为服务类终端的核心竞争力。因此，要实现低成本多模终端的研发，对终端设备的芯片和工艺、射频技术以及器件、电池寿命等技术研发带来了挑战

四.     总结

1.5G的发展历程

2.5G的核心技术

3.5G面临的问题