初識5G——揭開5G的神秘面紗
一、移動通信發展歷程
1.1、什么是5G
1.2、移動通信技術具有代際演進規律
1.3、移動通信發展史
二、5G技術指標
2.1、5G技術指標與4G技術指標對比
三、5G應用場景
3.1、5G三大應用場景
3.2、5G應用場景——VR/AR
3.3、5G應用場景——車聯網
3.4、5G應用場景——智慧城市
四、5G關鍵技術
4.1、5G關鍵技術——超密集組網
4.2、5G關鍵技術——大規模天線陣列
4.3、5G關鍵技術——動態自組織網路
4.5、5G關鍵技術——軟體定義網路
4.6、5G關鍵技術——網路功能虛擬化
4.7、5G關鍵技術——SDN與NFV的區別
五、5G的挑戰面臨挑戰——頻譜資源
5.1、5G面臨的挑戰——頻譜資源
5.2、5G面臨的挑戰——新業務挑戰
一、移動通信發展歷程
1.1、什么是5G
5G——第五代移動通信技術
1.2、移動通信技術具有代際演進規律
1)“G”代表每一代
2)每十年一個周期
1.3、移動通信發展史
移動通信延續著每十年一代技術的發展規律,已歷經1G、2G、3G、4G的發展,每一次 代際躍遷,每一次技術進步,都極大地促進了產業升級和經濟社會發展,
| 時間 | 業務 | |
| 1G | 1980s | 語音,單一的通信方式(大哥大) |
| 2G | 1990s | 增加了短信方式 |
| 3G | 2000s | 出現了社交應用(QQ) |
| 4G | 2010s | 在線、互動、游戲(直播) |
| 5G | 2020s | 虛擬現實,零時延感知(VR/AR) |
二、5G技術指標
2.1、5G技術指標與4G技術指標對比
| 指標名稱 | 4G | 5G |
| 流量密度 | 0.1 Tbps/K㎡ | 10 Tbps/K㎡ |
| 連接密度 | 10 萬/K㎡ | 100 萬/K㎡ |
| 時延 | 10ms | 1ms |
| 移動性 | 350Km/h | 500Km/h |
| 能效 | 1倍 | 100倍提升(網路側) |
| 用戶體驗速率 | 10Mbps | 0.1-1Gbps |
| 頻譜效率 | 1倍 | 3倍提升(某些場景5倍) |
| 峰值速率 | 10Gbps | 20Gbps |
三、5G應用場景
3.1、5G三大應用場景
國際電信聯盟(ITU)定義了5G的三大類應用場景,即增強移動寬帶(eMBB)、超高 可靠低時延通信(uRLLC)和海量機器類通信(mMTC)
3.2、5G應用場景——VR/AR
VR:VR是虛擬現實,沉浸式地進入虛擬世界消費內容,給用戶身臨其境的感覺,這些 內容可以是電影、比賽、風景、新聞等等
AR:AR是增強現實,是以現實世界的物體為主體,借助于數字技術幫助消費者更好地 探索現實世界和與之交付,
MR:MR是混合現實,將真實世界和虛擬世界混合在一起,來產生新的可視化環境,環 境中同時包含了物理物體與虛擬資訊,并且必須是實時的,
3.3、5G應用場景——車聯網
遠控駕駛、編隊行駛、自動駕駛
傳統汽車市場將徹底變革,因為聯網的作用超越了傳統的娛樂和輔助功能,成為道路安 全和汽車革新的關鍵推動力,驅動汽車變革的關鍵技術一自動駕駛 、編隊行駛、 車輛生 命周期維護、傳感器資料眾包等 都需要安全、可靠、 低延遲和高帶寬的連接,這些連接 特性在高速公路和密集城市中至關重要,只有5G可以同時滿足這樣嚴格的要求,
3.4、5G應用場景——智慧城市
·智慧醫療
電子病歷、家庭健康服務、醫療管理費用
·智慧交通
自動收費、票務管理、運輸資訊管理
·智慧建筑
·智慧的公共事業
高速寬帶網路、智慧的電力、建筑能耗評估監測
·智慧的教育科技
·智慧的公共安全
犯罪資訊倉庫、突發事件回應、數字監控系統
·智慧的市民服務
失業保險金管理、就業服務、家庭服務、住宅資訊管理
四、5G關鍵技術
4.1、5G關鍵技術——超密集組網
·5G需要滿足熱點高容量場景
·超密集組網技術: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”,一般覆寫范圍數千米
小基站:一般覆寫范圍10m~200m,小基站又分為:家庭基站、微基站、微微基站、室 內基站、個人基站
小基站的優勢:1)體積小,成本低,適合深度覆寫
2)功率小,干擾小,更小范圍內實作頻率復用,提升容量
3)距離用戶近,提升信號質量和高速率
4.2、5G關鍵技術——大規模天線陣列
MIMO天線陣
傳統為2根4根8根天線,MIMO可達64根1128根256根,
優勢:
- 提升了信號可靠性
- 提升了基站吞吐率
- 大幅度降低對周圍基站干擾
- 服務更多的移動終端
4.3、5G關鍵技術——動態自組織網路
動態自組織網路技術是在5G蜂窩網路授權和控制下,在本地可以將基站、終端以及各種新型的末端節點動態組建成網路,彌補傳統蜂窩網架構在組網靈活性方面外,還可以通過組建動態自組織網路,實作設備間通信,提升網路頻譜效率,
動態自組織網路應用場景包括:
1.針對低時延高可靠場景,降低端到端時延,提高傳輸可靠性;
2.針對低功耗大連接場景,延伸網路覆寫和接入能力,另外,適應災害等應急場景,提升網路的可靠性,
動態自組織網路優點:
- 部署靈活
- 支持多跳
- 高可靠性
- 支持超高帶寬
4.5、5G關鍵技術——軟體定義網路(SDN)
是通過網路設備控制平面與資料平面區分開開來從而實作網路流量的靈活控制,為核心網路及上層應用的創新提供良好的平臺
- 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
- 服務和程式部署在控制器上
4.6、5G關鍵技術——網路功能虛擬化(NFV)
1. 軟硬體解耦、虛擬化
2.通用硬體實作網路功能
4.7、5G關鍵技術——SDN與NFV的區別
SDN是面向網路架構的創新
NFV是面向設備形態的創新
SDN:集中控制,優化全域效率,開放介面,加快業務上線,網路抽象,屏蔽底層差異,
NFV:上層業務云化,底層硬體標準化,分層運營,加快業務上線與創新,
五、5G的挑戰面臨挑戰——頻譜資源
5.1、5G面臨的挑戰——頻譜資源
5GHZ以下的頻段已非常擁擠
解決方向:高頻段和超高頻段
5.2、5G面臨的挑戰——新業務挑戰
URLLC:對時延,可靠性要求高,指的是:無人駕駛,工業自動化等
eMBB:對于AR/VR傳輸速率要求高,指的是:3D超高清視頻等大流量移動帶寬業務,
mMTC:對于連接數量,耗電,待機要求高,指的是:大規模物聯網業務,
這三大場景分別指向不同的領域
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