揭开5G神秘面纱
一、移动通信发展历程
移动通信技术具有代际演进规律
“G”代表一代
每十年一个周期
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1G |
2G |
3G |
4G |
5G |
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1980年 |
1990年 |
2000年 |
2010年 |
2020年 |
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语音 |
短信 |
社交应用 |
在线、互动、游戏 |
虚拟现实、“零”时延感知 |
二、5G技术指标和三大应用环境
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指标名称 |
流量密度 |
连接数密度 |
时延 |
移动性 |
能效 |
用户体验速率 |
频谱效率 |
峰值 |
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4G参考值 |
0.1 Tbp /km² |
10万/km² |
10ms |
350km/h |
1倍 |
10Mbps |
1倍 |
1Gbps |
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5G取值 |
10Tbp/ km² |
100万/km² |
1ms |
500km/h |
100倍提升 |
0.1-1Gbps |
3倍提升 （某些场景5倍） |
20Gbps |
2、ITU定义的三大应用场景
（1）增强的移动宽带
（2）海量机器通信
（3）超高可靠和低时延通信
三、5G应用场景
1、VR/AR
（1）VR：虚拟现实
（2）AR：增强现实（局部模拟）
（3）MR：混合现实（场景模拟）
2、车联网
3、远程医疗
4、智慧城市
（1）任何人
（2）任何时间
（3）任何地点
（4）获取所需的服务
四、5G关键技术——超密集组网
4-1 超密集组网
1、 5G需要满足热点高容量场景（高流量密度、高速度）
2、 大量增加小基站，以空间换性能
4-2超密集组网
基站一般包括：宏基站和小基站
1、 宏基站：即“铁基站”，一般覆盖范围数千米
2、 小基站：一般覆盖范围是10m-200m，小基站又分为
（1） 家庭基站（Femto cell）
（2） 微基站(Mico cell)
（3） 微微基站(Pico cell ，又称皮基站)
（4） 室内基站
（5） 个人基站
4-3超密集组网
小基站优势：
（1） 体积小，成本低，安装容易，适合深度覆盖
（2） 功率小，干扰小，更小的范围内实现频率覆盖复用，提升容量
（3） 距离用户近，提升信号质量和高速率
五、5G关键技术——大规模天线阵列
六、5G关键技术——动态自组网络（SON）
用于满足低时延高可靠场景
优点：（1）部署灵活
（2）支持多跳
（3）高可靠性
（4）支持超高宽带
SON主要包括三大功能
（1） 自配置（Self-configuration）
（2） 自优化（Self-optimization）
（3） 自愈（Self-healing）
七、5G关键技术——软件定义网络（SDN）
1、物理上分离控制平面和转发平面
2、控制器集中管理多台转发设备
3、服务和程序部署在控制器上
八、5G关键技术——网络功能虚拟化（NFV）
1、软硬件解耦，虚拟化
2、通用硬件实现网络化
九、5G关键技术——SDN与NFV的区别
1、SDN是面向网络架构的创新
2、NFV是面向设备形态的创新
十、5G面临的新挑战——频谱资源
1、5GHz以下的频段已非常拥挤
2、解决方向：高频率和超高频率
十一、5G面临的新挑战——新业务
新业务挑战：
1、uRLLC:对时延、可靠性要求高
（uRLLC指如无人机驾驶、工业自动化等需低时延、高可靠连接业务）
2、mMTC:对连接数量，耗电/待机要求高
（mMTC指大规模物联网络）
3、eMBB:AR/VR等传输速率要求高
（eMBB：3D/超高清视频等大流量移动宽带业务）
十二、5G面临的新挑战——新场景
新使用场景的挑战
1、移动热点：大量热点带来的超密组网的挑战
2、物联网络：物联新业务远超人的活动范围
3、低空/高空覆盖：无人机、飞机航线覆盖等
十三、5G面临的新挑战——终端设备
终端设备的挑战
1、联网终端爆发增长
2、终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战
十四、5G面临的新挑战——安全挑战
三大场景安全挑战：
1、eMBB:安全处理性能、二次认证、已知漏洞
2、mMTC:轻量化安全、海量连接信令风暴
3、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