5G基本內容概述

移動通信發展歷程

-移動通信技術具有代際演進規律

-“G”代表一代

-每十年一個周期

5G與4G參考值差異

5G應用場景-VR/AR

-VR：虛擬現實

-AR：增強現實

-MR：混合現實

-車聯網

-遠程醫療：遠程B超 遠程手術

-智慧城市（感知整合協作創新）：交通，醫療，建筑公共事業，教育與科技，公共安全，市民服務，業務驅動建設

-智慧城市：任何人可以在任何時間任何地點獲取所需的服務，

-通過運營和運維對整個程序進行調整和監控

5G關鍵技術：超密度組網

-應用在需要滿足熱點高容量的場景（高流量密度高速率）

-通過大量增加小基站，以空間換性能

-基站一般包括宏基站和小基站

-宏基站：即“鐵塔站”一半覆寫范圍數千米

-小基站：一半覆寫范圍10m-200m

-小基站優勢：

-體積小，成本低，易安裝，適合深度覆寫

-干擾小，更小的范圍內實作頻率復用，提升容量

-距離用戶近，提升信號質量和效率

超密集組網關鍵技術

（1）多連接技術

對于宏微異構組網， 微基站大多在熱點區域區域部署， 微基站或微基站簇之間存在非連續覆寫的空洞，因此對于宏基站來說，除了要實作信令基站的控制面功能，還要視實際部署需要，提供微基站未部署區域的用戶面資料承載，多連接技術的主要目的在于實作UE （用戶終端）與宏微多個無線網路節點的同時連接，不同的網路節點可以采用相同的無線接入技術， 也可以采用不同的無線接入技術，因宏基站不負責微基站的用戶面處理，因此不需要宏微小區之間實作嚴格同步，降低了對宏微小區之間回傳鏈路性能的要求，在雙連接模式下，宏基站作為雙連接模式的主基站，提供集中統一的控制面；微基站作為雙連接的輔基站，只提供用戶面的資料承載，輔基站不提供與UE 的控制面連接，僅在主基站中存在對應UE 的RRC（無線資源控制）物體，主基站和輔基站對RRM（無線資源管理）功能進行協商后，輔基站會將一些配置資訊通過X2 介面傳遞給主基站，最終RRC 訊息只通過主基站發送給UE，UE 的RRC 物體只能看到從一個RRU（射頻單元）物體發送來的所有訊息，并且UE 只能回應這個RRC 物體，用戶面除了分布于微基站，還存在于宏基站，由于宏基站也提供了資料基站的功能， 因此可以解決微基站非連續覆寫處的業務傳輸問題，

（2）無線回傳技術現有的無線回傳技術主要是在視距傳播環境下作業 ， 主要作業在微波頻段和毫米波頻段 ，傳播速率可達 10 Gbit/s，當前無線回傳技術與現有的無線空口接入技術使用的技術方式和資源是不同的，在現有網路架構中， 基站與基站之間很難做到快速、高效、低時延的橫向通信，基站不能實作理想的即插即用，部署和維護成本高昂，其原因是受基站本身條件的限制，另外底層的回傳網路也不支持這一功能，為了提高節點部署的靈活性，降低部署成本，利用與接入鏈路相同的頻譜和技術進行無線回傳傳輸能解決這一問題，在無線回傳方式中，無線資源不僅為終端服務，還為節點提供中繼服務，

超密集組網規劃部署

5G 超密集組網可以劃分為宏基站+ 微基站及微基站+ 微基站兩種模式，兩種模式通過不同的方式實作干擾與資源的調度，

宏基站+ 微基站部署模式5G 超密集組網在此模式下，在業務層面，由宏基站負責低速率、高移動性類業務的傳輸，微基站主要承載高帶寬業務，以上功能實作由宏基站負責覆寫以及微基站間資源協同管理，微基站負責容量的方式，實作接入網根據業務發展需求以及分布特性靈活部署微基站，從而實作宏基站+ 微基站模式下控制與承載的分離，通過控制與承載的分離，5G超密集組網可以實作覆寫和容量的單獨優化設計，解決密集組網環境下頻繁切換問題，提升用戶體驗，提升資源利用率，

微基站+ 微基站部署模式5G 超密集組網微基站+ 微基站模式未引入宏基站這一網路單元，為了能夠在微基站+ 微基站覆寫模式下，實作類似于宏基站+ 微基站模式下宏基站的資源協調功能，需要由微基站組成的密集網路構建一個虛擬宏小區，虛擬宏小區的構建，需要簇內多個微基站共享部分資源（包括信號、信道、載波等），此時同一簇內的微基站通過在此相同的資源上進行控制面承載的傳輸，以達到虛擬宏小區的目的，同時，各個微基站在其剩余資源上單獨進行用戶面資料的傳輸，從而實作5G 超密集組網場景下控制面與資料面的分離，在低網路負載時，分簇化管理微基站，由同一簇內的微基站組成虛擬宏基站，發送相同的資料，在此情況下，終端可獲得接收分集增益，提升了接收信號質量，當高網路負載時，則每個微基站分別為獨立的小區，發送各自的資料資訊，實作了小區分裂，從而提升了網路容量，

5G關鍵技術：大規模天線陣列

• 為了更有效挖掘空間自由度、更有效利用發送端能量、找到更多的分集和復用增益，現代通信普遍采用多天線系統來提高物理層鏈路性能，我們叫做多輸入多輸出技術（MIMO），

自從20世紀80年代以來，MIMO在IEEE 802.11，3GPP 4G LTE/5G NR系統中都得到了廣泛應用，802.11ac協議中的MIMO方法最多可以支持8個發送和接收天線（8x8 MIMO），而LTE R10/R13/R14則分別支持8/16/32基站側發送天線來構建MIMO系統，

大規模天線陣列（massive MIMO）則是MIMO技術的天然延伸，通過把原有發送側天線數提高一個數量級（64或者128），進一步同時提升上述提到的增益；

massive MIMO除了可以提供比MIMO更多的空間自由度，也會隨著天線數的增加帶來其他優勢，

動態自組織網路（SON）

SON（Self-Organizing Network，自組織網路）是伴隨LTE發展而引出的一套完整的網路理念和規范，SON主要由運營商提出，其主要思路是實作無線網路的一些自主功能，減少人工參與，降低運營成本，

用于滿足低時延高可靠場景

優點：-部署靈活

-支持多跳

-高可靠性

-支持超高帶寬

軟體定義網路（SDN）

軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）是由美國斯坦福大學clean-slate課題研究組提出的一種新型網路創新架構，是網路虛擬化的一種實作方式，其核心技術OpenFlow通過將網路設備的控制面與資料面分離開來，從而實作了網路流量的靈活控制，使網路作為管道變得更加智能，為核心網路及應用的創新提供了良好的平臺，SDN技術能夠有效降低設備負載，協助網路運營商更好地控制基礎設施，降低整體運營成本，成為了最具前途的網路技術之一，

-物理上分離控制平面和轉發平面

-控制器集中管理多臺轉發設備

-服務器和程式部署在控制器上

網路功能虛擬化（NFV）

NFV即Network Functions Virtualization（網路功能虛擬化），就是將傳統的CT業務部署到云平臺上（云平臺是指將物理硬體虛擬化所形成的虛擬機平臺，能夠承載CT和IT應用），從而實作軟硬體解耦合，

-軟硬體解耦，虛擬化

-通過硬體實作網路功能

NFV與SDN的區別

NFV面向設備形態，將硬體和軟體解耦，讓網路L2～L7層的功能（防火墻，交換機等）從專有硬體中解放出來，讓其能在通用的虛擬設備（vm／容器／微內核）等上運行，實作的是網路資源的池化，

SDN面向網路架構，將控制和轉發分離，能實作網路L2～L7層功能的靈活部署、管理和監控調度，實作流量的靈活調度，即實作的是網路資源的管理、調度，

5G面臨的挑戰-頻譜資源

-5GHz以下的頻段已近非常擁擠

-解決方向：高頻段和超高頻段

新場景挑戰

-移動熱點：大量熱點帶來的超密度組網挑戰

-物聯網路：物聯新業務遠超人的活動范圍

-低高空覆寫：無人機，飛機航線覆寫等

新業務/安全挑戰

-uRLLC:指無人駕駛，工業自動化等業務，對時延，可靠性要求很高.

低時延的安全演算法，邊緣計算，隱私保護

-mMTC: 指大規模物聯網業務，對連接數量，耗電/待機要求很高

輕量化安全，海量連接信令風暴

-eMBB：指3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務，AR/VR，對傳輸速率要求高，

安全處理性能，二次認證，已知漏洞

新架構挑戰

-SDN,NFV等新安全挑戰

終端設備挑戰

-物聯網終端爆發式增長

-終端多模研發，工藝，電池壽命等挑戰，

總之，5G技術能提高現有的帶寬，增強型號穩定性，為各種新型產業萌芽打下基礎，同時挑戰也是與機遇并存的，需要針對不同的應用場景不斷優化，