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《5G技术发展及未来应用》知识点摘录一、5G驱动力及应用场景1、移动通信发展历史从1980年的1G开始，到2010年的4G，每10年通信会有一个大的发展，之前重点关注人与人之间的通信发展和信息交流。5G开始一个新场景，人与物之间和物与物之间的互联，实现一个全连接的世界。2、5G三大应用场景根据咨询公司提供的2015年数据，全球总连接数约为170亿，人的连接和物的连接各占50%。预测5年以后，物的连接将飞速发展，达到人的连接的4倍。我国的情况同全球情况基本一致。蓬勃发展的物的连接，为电信运营商创造大连接，并实现新增长的一个重大历史机遇。移动物联网和万物互联，可以说启动了5G时代。5G三大应用场景：eMBB增强移动宽带、URLLC低时延高可靠、mMTC低功耗大连接。eMBB：增强移动宽带，又可以分为：eMBB-连续广域覆盖，用户体验速率100Mbps，移动性500Km/h，典型应用场景高铁；eMBB-热点高容量，用户体验速率1Gbps，峰值速率20Gbps，流量密度10Tbps/km2，；典型应用：4K/8K超清视频、AR/VR、云游戏、裸眼3D等；URLLC：低时延高可靠单向空口时延：1ms可靠性：99.999%典型应用：车联网、工业控制、智能电网mMTC：低功耗大连接连接密度：106/km2低功耗、低成本典型应用：智能抄表、森林监测、环境监测、智慧家庭二、5G网络架构1、5G网络总体架构5G网络端到端，从终端无线网传送网核心网一直到业务，都有非常大的变化。终端更多形态的终端：由于各种各样的应用场景的出现，终端形态也发生了较大的变化，智能手机、VR/AR眼睛、车的设备、无人机等；更高的发射功率：比现在发射功率高了3db都要达到26dbM；更多的天线：现在测试基本采用2T4R；无线更大带宽：6G以下低频段达到100M带宽，6G以上高频段达到400M带宽；更多天线数：64通道192个阵子；系统设计：出现波束概念、新的参考信号DMRS的设计、新的编码方式、灵活参数、新的网络架构（DU-CI架构分离）、新的终端状态（LTE终端有连接态和空闲态两种状态，5G新增去激活态）；传输网更大交换容量：从640G提升到12.8T更高性能：传输时延达到10纳秒级、时间误差达到纳秒级；支持切片技术：引入SDN技术：实现全局的智能调度、实现全局的智能运维；核心网四化：IT化、互联网化、极简化、服务化最典型核心网的网络架构的变化，是提出SBA基于服务的网络架构，进行了控制面和用户面的分离，支持切片技术和边缘计算技术。2、软件化、服务化的5G核心网架构总线型架构，出现不同的功能模块，每个功能可以通过总线进行连接，需要功能的时候，进行总线上的接口的调用。核心网最重要的三个设备：AMF、SMF、UPF3、NSA（非独立组网）和SA（独立组网）3.1、NSA（非独立组网）5G网络不能独立运行，必须依托于4G网络的存在；基站设备可能会依托LTE进行网络连接；信令都是经过4G基站4G核心网连接；5G基站只进行数据分流；NSA（非独立组网）在标准上出现了很多选项，最典型是下图选项三，终端通过LTE的基站连接到4G的EPC上。3.2、SA（独立组网）从终端到基站到核心网都是独立的5G新设备；5G网络可以独立运营；4G同5G之间的操作，可能通过5G的核心网和4G的EPC之间的操作，三、5G空口关键技术5G空口的四个关键技术：新架构、新设计、新频段、新天线。1、新架构以用户为中心：围绕用户进行网络的设计和建设、更好的为用户服务，包含：智能感知用户需求，更精细力度的为用户服务；业务靠近用户，减轻网络负担、优化业务的传输时延；为用户定制网络，网络切片技术；CU/DU两级架构：集中监控的CU节点、分布式的DU设备RLC层以下的协议栈位于DU设备，RLC层以上的协议栈位于CU设备；基于CU，引入大数据与人工智能，构建智能网络，可以降低运维成本、提高网络效率、实现业务的快速上线、使数字化服务成为可能；2、新设计灵活上下行时隙切换多种参数配置动态帧结构和资源配置新的系统传播方式新UE的终端状态三大场景统一设计：统一的波形/多址/调制、emBBURLLCmMTC高低频段统一设计：统一的协议、接入流程、物理信道类型、参考信号设计；双工方式统一设计：统一的帧结构、统一的双工方式与频段解耦；3、新频段由于低频段资源有限，5G需要低、中、高频段的接入：低频段900M、1800M：连续覆盖和深度覆盖、保证用户移动性；中频段3.5G、4.9G：基础覆盖、保证全网平均性能；高频段26G、37G：热点和室内、确保单点区域极致性能；4、新天线大规模天线和增强技术新的波束管理技术现在测试可以测试256天线，性能和网速上都大幅提升。最后，统一的技术、统一的基础设施、统一的生态系统，实现了各行各业应用的一个最佳平台，基于不同的场景，满足不同的业务。四、5G候选频谱1、工信部对5G候选频谱整体考虑根据3GPP和ITU规定，6G以上为高频段，2G以下为低频段，2G-6G为中频段：低频段由于穿透性好和带宽窄，适用于大连接、低时延、深度覆盖、高速移动等业务；中频段因具备较大的连续带宽、中等穿透能力、大规模天线阵列，更适合连续广域覆盖的增强移动宽带业务；高频段比中频段进一步扩宽了带宽和天线阵列规模、但穿透能力较差，更适合热点容量区域的增强带宽业务；2、5G频谱对比3、5G毫米波应用考虑5G毫米波具备大带宽特点，适用于热点场景：室外热点：商业街、车站、广场、景点等；室内热点：商场、体育馆、机场、医院、地铁站台等；WTT下：公共安全（公共监控摄像头）、B2H（企业对家庭）等；回传：给其他RAT提供回传；4、我公司总体频率策略五、5G承载网演进1、5G传输网总体需求5GCU/MEC等云化部署网元，对基础设施，特别是局房资源，造成很大挑战；5G传输网的架构、带宽、时延、同步等需求发生很大变化，需要重构；5G基站之间采用Gn接口，流量较大。2、6大技术挑战大带宽、低时延、灵活连接、时间同步、网络分片、管控运维3、5G传送网技术体制SPN技术，SPN技术分为三层：STL切片传送层，实现物理层的编解码；SCL切片通道层，实现切片以太网通道的组网处理，支持低速的转发；SPL切片分组层，进行数据的管控和高精度的时间同步；SPN特点：大带宽、低时延、网络切片、灵活连接、时间同步、统一管控。4、5G整体网络架构AUU到DU的技术叫前传，DU到CU的技术叫中传，CU到核心网的技术叫回传。六、5G差异化业务需求及网络切片1、为啥需要网络切片传统网络设计模式难以满足5G多样化、相互隔离的场景需求，5G时代需要具备灵活提供低成本、差异化、定制化、相互隔离的端到端组网能力（网络切片），满足垂直行业的差异化、定制需求。2、网络切片概念网络切片是提供特定网络能力的、端到端的逻辑专用网络。切片实例=接入网+传输承载+核心网网络切片特征：定制性、隔离性/专用性、质量可保证、统一平台