了解5G
什么是G
G代表一代,每十年一个周期
发展历程
1G–1980s AMPS
2G–1990s 2G:GSM、IS-95
2.5G:GPRS、EDGE、IS-95B
3G–2000s WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA
4G–2010 LTE-Advanced、wireless、MAN-Advanced
5G–2020
5G技术指标
指标名称 | 流量密度 | 连接密度 | 移动性 | 能效 | 用户体验速率 | 峰值效率 |
---|---|---|---|---|---|---|
4G | 0.1Tbps/KM² | 10ms | 350km/h | 1倍 | 10Mbps | 1倍 |
5G | 10Tbps/KM² | 1ms | 500km/h | 100倍 | 0.1-10Mbps | 三倍提升 |
注:频谱效率和带宽成正比
5G应用场景
VR/AR
VR:虚拟现实,运用设备开发出的虚拟场景,都是虚幻,不可操作
AR:增强现实,运用小部件如,眼镜、手机等,与虚拟场景互动
MR:混合现实,运用机器操作互动虚拟的场景,可操作互动,可理解为VR+AR,操作性,融入性更强
注:ITU定义的三大应用场景
增强的移动宽带
海量移动通信
超高可靠和低时延通信
智慧城市(业务驱动城市建设)
智慧的公共事业:高速宽带网络,智慧的电力,建筑能耗评估监测,水处理/水资源管理
智慧的教育与科技
智慧的市民服务——人的吃穿睡:失业保险金管理、就业服务、家庭服务、住宅信息管理
智慧的公共安全:犯罪信息仓库、突发事件响应、数字监控系统
智慧的医疗:电子病历,家庭信息服务,医疗费用管理
智慧的交通:自动收费,票务管理,运输信息管理
智慧建筑
车联网
自动驾驶
远程控制
编队驾驶
低时延:这一点对于自动驾驶汽车来说非常重要。在高速进行中,一个人制动动作,需要瞬间把信心送到车上作出反应,100毫秒左右的时间,车就会冲出 几十米,这就需要在最短的时延中,把信息送到车上,进行制动与车控反应
自动驾驶:也称无人驾驶,主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪,来实现无人驾驶技术。
注:1. 5G是推动自动驾驶的关键技术,因为5G可让车与车、车与环境之间实现信息交换,通过通信信道感知彼此状态,并检测到潜在威胁。只有5G才能实 现单体车辆的实时通信
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5G关键技术
超高密集组网
5G需要满足热点高容量场景
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:即"铁塔站",一般覆盖范围数千米
小基站:一般覆盖范围在0m~200m,小基站又分为
家庭基站(Femto cell
微基站(Micro cell
微微基站(Pico cell 又称皮基站
室内基站
个人基站
小基站优势: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,提升信号质量和高速率
注:毫米波遇到障碍物会被吸收
部署架构:1.宏基站+微基站
2.微基站+微基站
5G大规模天线阵列
优点:提升信号可靠性,提升基站吞吐率,大幅降低对周边基站的干扰,服务更多的移动终端
动态自组织网络(SON)
功能:自配置(Self-configuration),*化(Self-optimization),自愈(Self-healing)
用于满足低延时高可靠场景
优点:部署灵活、支持多跳、高可靠性、支持超高带宽
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
注:SDN的核心技术是通过网络设备控制平面与数据平面区分开来,从而实现网络流量的灵活控制,为核心网络及上层应用的创新提供良好的平台
网络功能虚拟化(NFV)
软硬件解耦虚拟化
通用硬件实现网络功能
SDN和NFV区别
SDN是面向网络架构的创新
NFV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。
5G的三大应用场景
eMBB:指3D/超高视频等大流量移动宽带业务
mMTC:指大规模物联网业务
URLLC:指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可连接的业务
这三大应用场景分别指向不同的领域
5G面临的挑战
频谱资源
5GHz已下的频率已非常拥挤
解决方向:高频段和超高频段
新业务挑战
eMBB:AR/VR等传输速率要求高
mMTC:对连接数量、耗电/待机要求较高
uRLLC:对时延、可靠性要求很高
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
低空/高空覆盖:无人机、飞机航线覆盖等
终端设备挑战
联网终端爆发式增长
终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战
安全挑战
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
uRLLC:低时延的安全算法、边缘计算、隐私保护
新架构安全挑战
SDN、NFV等新安全挑战
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