关于5G知识

“G”代表第几代，5G就是第五代
10年一代。
1980s 1G时代，主要是语音通话
1990s 2G时代，主要是短信
2000s 3G时代，主要是社交应用方面
2010s 4G时代，主要是在线、互动和游戏
2020s 5G时代，主要是虚拟现实、零时延时感知

能效：比如4G时代，一小时消耗0.69°电，可下载200部高清电影。5G时代，一小时消耗0.8°电，可下载5000部高清电影。高了0.1°的消耗，但是效果确实4G的25倍。

4G的流量密度是0.1Tbps 而5G可以达到10Tbps，是4G的100倍
4G的连接数密度是10万/km2 而5G可以达到100万/km2，是4G的10倍
4G的时延是10毫秒，而5G只有1毫秒
4G的移动性是350km/h，而5G可以达到500km/h。移动性是指用户在一定的速度下，依然可以提供5G服务。
4G的能效是1倍，而5G在网络侧可以达到100倍的提升
4G的用户体验速率在10Mbps内，而5G可以达到0.1~1Gbps
4G的频谱效率是1倍，5G可以达到3倍，某些情况可以达到5倍
4G的峰值速率有1Gbps，5G则有20Gbps

ITU：国际电信联盟
ITU定义的三大应用场景是：增强的移动宽带、海量机器通信、超高可靠的低时延通信

5G的应用场景：VR/AR/MR
VR、AR、MR是现在5G的应用场景。
VR：虚拟现实
AR：增强现实
MR：混合现实
MR更偏向于AR的一种实际运用。（个人理解）

5G可以实现智慧城市，智慧城市：指任何人在任何时间任何地点，都可以获取所需要的的服务。

5G的关键技术：超密集组网、大规模天线阵列、动态自组织网络（SON）、软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）

一、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：“铁塔”状，一般覆盖范围数千米
小基站：一般覆盖范围10m~200m
小基站又分为：家庭基站、微基站、微微基站、室内基站、个人基站。各有优缺点。
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、高速率

二、大规模天线阵列，优点：1、提升了信号可靠性 2、提升了基站吞吐率 3、大幅度降低对周边基站的干扰。

三、动态自组织网络（SON）
用于满足低时延可靠场景
优点：部署灵活、支持多跳、高可靠性、支持超高带宽

SON主要包括三大功能，分别是：自配置、自优化、自愈。

四、软件定义网络（SDN）
物理上分离控制平面和转发平面，控制器集中管理多台转发设备，服务和程序部署在控制器上。

五、网络功能的虚拟化（NFV）
软硬件解耦、虚拟化。通用硬件实现网络功能。
将实体硬件虚拟化变成数据，然后按需分配（个人理解）

SDN和NFV的区别
SDN是面向网络架构的创新，NFV是面向设备形态的创新

5G面临的挑战：频谱资源挑战、新业务挑战、新使用场景挑战、终端设备挑战、三大场景安全挑战、新架构安全挑战
一、频谱资源挑战
5GHz以下的频谱已非常拥挤，需要往高频段和超高频段去发展

二、新业务挑战
新业务分为eMBB、mMTC、uRLLC，这三大应用场景分别指向不同领域

eMBB：指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务。对AR/VR等传输速率要求高。
mMTC：指大规模物联网业务。对连接数量、耗电、待机要求较高（监控、智能路灯等）
uRLLC：指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。对时延可靠性要求较高（远程手术等）

三、新使用场景挑战
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/高空覆盖：无人机、飞机航线覆盖

四、终端设备挑战
联网终端爆发式增长（比如一个可以持有手机、电脑、ipad等设备）
终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战

五、三大场景安全挑战
eMBB：安全处理性能、二次认证、已知漏洞
mMTC：轻量化安全、海量连接信令风暴
uRLCC：低时延的安全、边缘计算、隐私保护

六、新架构安全挑战
SDN、NFV等新安全挑战

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