5G 未來之匙
前言
5G這個詞相信大家經常聽到,對他的直觀印象就是網速變快了,但其實遠不止如此,他的商用價值也很高,比如在云計算上,現在人們對他的認識還不是很廣,下面我將對他進行一一介紹
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5G的定義與標準
5g全稱第五i代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術,說到5g,就不得說一說他的前幾代,也就是1-4g,下面我會羅列具體細節
1G
AMPS:高級移動電話系統,運行于800MHz頻帶,在北美,南美和部分環太平洋國家廣泛使用
TACS:總接入通信系統,由摩托羅拉公司開發,是AMPS系統的修改版本,運行于900MHz頻帶,分為ETACS(歐洲)和JTACS(日本)兩種版本,英國、日本和部分亞洲國家廣泛使用此標準,我國郵電部于1987年確定以TACS制式作為我國模擬制式蜂窩移動電話的標準
NMT:北歐移動電話,運行于450、900MHz頻帶,應用于曾在北歐國家、瑞士、荷蘭、東歐及俄羅斯等國,NMT450由愛立信和諾基亞公司開發,服務于北歐國家,是世界上第一個多國使用的蜂窩網路標準,運行于450MHz頻段;NMT900為升級版本有更高的系統容量,并能使用手持的終端產品
C-Netz:運行于450MHz頻帶,應用于西德、葡萄牙及奧地利
C-450:與C-Netz基本相同,運行于450MHz頻帶,二十世紀八十年代部署在非洲南部
Radiocom2000:RC2000,運行于450、900MHz頻帶,應用于法國
RTMS:運行于450MHz頻帶,應用于意大利
NTT:分為TZ-801、TZ-802和TZ-803三種制式,高容量版本稱為HICAP
2G
GSM:全球移動通信系統,基于TDMA,源于歐洲并實作全球化,使用GSN處理器,GSM系統通過SIM卡來識別移動用戶,這位發展個人通信打下了基礎
IDEN:基于TDMA,美國獨有的系統,被美國電信系統商Nextell使用
IS-136﹙D-AMPS﹚:基于TDMA,美國最簡單的TDMA系統,用于美洲
IS-95﹙CDMAOne﹚:基于CDMA,美國最簡單的CDMA系統,用于美洲和亞洲一些國家
PDC:基于TDMA,僅在日本普及
3G
WCDMA(歐洲):基于GSM發展而來,歐洲與日本提出的寬帶CDMA基本相同并進行了融合,該標準提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進策略,機遇GSM的市場占有率情況,WCDMA具有先天的市場優勢,是終端種類最豐富3G標準,占據全球80%以上市場份額,WCDMA的支持者包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電,以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商,
CDMA2000(美國):由窄帶CDMA(CDMAIS95)技術發展而來的寬帶CDMA技術,美國高通北美公司為主導提出,摩托羅拉、Lucent和韓國三星都有參與,但韓國成為該標準的主導者,CDMA2000可以由CDMAOne結構直接升級到3G,成本低廉,但使用CDMA的地區只有日、韓和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多,
TD-SCDMA(中國):中國大陸獨自制定,于1999年6月中國原郵電部電信科學技術研究院(大唐電信)向ITU提出,但技術發明始于西門子公司,TD-SCDMA因輻射低被譽為綠色3G,該標準可不經過2.5代的中間環節直接向3G過渡,適用于GSM系統向3G升級,但相對于另兩個主要3G標準CDMA2000和WCDMA它的起步較晚,技術不夠成熟,
WiMAX:微波存取全球互通,又稱為802·16無線城域網,是又一種為企業和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案,
4G
LTE:它改進并增強了3G的空中接入技術,采用OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標準
由于WCDMA網路的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE,我國自主研發的TD-SCDMA也可繞過HSPA直接向TD-LTE演進,所以這一4G標準獲得的支持是最大的,
LTE-Advanced:LTE技術的升級版,正式名稱為FurtherAdvancementsforE-UTRA,LTE作為3.9G移動互聯網技術,那么LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些,LTE-Advanced包含TDD和FDD兩種制式,其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式,而WCDMA網路能夠進化到FDD制式,移動主導的TD-SCDMA網路可繞過HSPA+網路而直接進入到LTE
WiMax:全球微波互聯接入,另一個名字是IEEE802.16,WiMAX的技術起點較高,能提供的最高接入速度是70M,這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍
WirelessMAN-Advanced:WiMax的升級版,即IEEE802.16m標準,802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率,還將兼容未來的4G無線網路,
5G8
8個指標: 流浪密度 連接數密度 時延 移動性 能效 用戶體驗速率 頻譜效率 峰值效率
同時5G滿足ITV的三大通用場景:海量機器通信 增強的移動寬帶 超高可靠和低延遲通信,
5G也滿足時下最流行的AR和VR/MR的實時傳輸需求,保證VR和AR的高帶寬需求不丟包,
基站的分類
主要分為宏基站和小基站
宏基站:一般覆寫范圍數千米,又叫鐵塔站
小基站: 一般覆寫在10m-200m
小基站又分為家庭基 微基站 微微基站 室內基站 個人基站
小基站的優缺點也很明顯 優點:成本低,安裝容易 劣勢:功率小 干擾小,更小的范圍
除此之外還會增加大規模的天線陣列:提升了信號可靠性 提升基站吞吐量 大幅降低對周邊基站的干擾 服務更多的移動終端,
動態自組織網路
傳統的無線蜂窩通信網路,需要固定的網路設備如基地站的支持,進行資料的轉發和用戶服務控制,而無線自組織網路不需要固定設備支持,各節點即用戶終端自行組網,通信時,由其他用戶節點進行資料的轉發,這種網路形式突破了傳統無線蜂窩網路的地理局限性,能夠更加快速、便捷、高效地部署,適合于一些緊急場合的通信需要,如戰場的單兵通信系統,但無線自組織網路也存在網路帶寬受限、對實時性業務支持較差、安全性不高的弊端,國內外有大量研究人員進行此專案研究,
無線自組織網路(mobile ad-hoc network)是一個由幾十到上百個節點組成的、采用無線通信方式的、動態組網的多跳的移動性對等網路,其目的是通過動態路由和移動管理技術傳輸具有服務質量要求的多媒體資訊流,通常節點具有持續的能量供給,
5G的頻譜資源
5GHZ以下的頻段已非常擁擠,目前解決方法主要為高頻段和超高頻段
5G的新業務
URLLC:對時延 可靠性要求高
MMTC:對連接數量 耗電/待機要求高
embb:AR/VR等傳輸速率要求高
近年來5G的應用場景逐漸增多,比如在物聯網和車聯網上都有不錯的應用效果,在無人機領域也取得了不錯的效果,在目前的5G市場上中國占有絕對的話語權,希望以后能更上一層樓,
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