5G的探索与发现

5G的探索与发现

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10年一个周期

5G技术指标和三大应用场景

5G三大应用场景

VR：虚拟现实

AR: 增强现实

MR: 混合现实

增强的移动宽带（EMBB）

0.1 Tbps/ (比特每秒种)*1024=102.4Gbp 4G

Km2每平方米他的带宽每平方米承受的流量为多少

1TB=0.1*1024GB=1024*1024MB

=1024*1024*1024kb

=1024*1024*1024*1024B链接数扩大的1毫秒10ms

流量密度5G是4G的100倍

连接数密度:每平方公里连多少台设备手机 ipad摄像头等

时延:      数据发出去，能够回到我的手机上，手机百度搜索打开页面返回叫做时延，越短越好

移动性:    高铁速度

能效:      v司样将4c和Ec设备进行对比，5G设备1kwn（1000瓦特）能量消耗可以支持5425GB流量的传输，也就是说，,5G基站每1度电可以供我们下载5000多部超清电影，而

在4G时代,同样的电量仅能下载200部不到。·

频谱:      数字通信系统的链路频谱效率（(Link spectral efficiency)的单位是bit/s/1，或(bit/s)/Hz〈较少用，但更准确)。其定义为净比特率（有用信息速率，不包括纠错码）或最大吞吐量除以通信信道或数据链路的带宽(单位:赫兹）除以频率。

峰值:     上传  下载

5G关键技术

超密集组网

1.超密集组网1

5G需要满足热点高容量场景（高流量密度，高速率）

超密集组网：大量增加小基站，以空间换性能

超密集组网2

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10~200m

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

超密集组网3

部署架构：1 宏基站+微基站  2 微基站+微基站

关键技术：1 多连接技术  2 无线回传技术

2.大规模天线阵列

动态自组织网络( SON)

动态自组织网络用于满足5G

两方面的性能要求;低时延、高可靠场景下降低端到端时延，提高传输可靠性。在低功耗、大连接场景下延伸网络覆盖和按入能力。在传统蜂窝网络架构下，终端必须通过基站和蜂窝网网关才

能与目标端进行通信。在这种架构下，终端在获得数据传输服务前必须首先选择一个服务基站，与服务基站建立并保持连接。在动态自组织网络中，任何接入网节点，都具备数据存储和转发功

能，动态自组网中的每个节点，都具备无线佰号收发能力，并且每个节点，都可以与上一个或多个相邻节点进行无线通信，整个自组网呈网状结构。在动态百组织网络中，任何节点问（终端 与终端、终端与基站、基站与基站等）均通过。无线通信，无须任何布线，并具有支持分布式网络的冗余机制和重新路由功能。任何新节点(如终端或基站）的添加，只需要简单的接上电源即可，节点可自动配置，并确定最佳多跳传输路径。动态自组网有如下优点:

部署灵活

部署方面，动态自组织网络节点(终端或微型基站)，只要处于目标区域，就可以进行白动的配置，百动建立并维护网络拓扑，确定最佳传输路径，大大降低网络部署成本，加快部署速度。

支持多跳

动态自组织网络支持多跳传输，与发射端有直接视距的接收端先接收到无线信号，然后接收端无线信号转发到与它直接视距的下一跳终端。因此，数据包在自组网络中传输，能够这样一跳一跳传递下去，直至到达目标终端。动态自组织网络通过多跳方式传输，大大扩展了应用领域和覆盖范围-

高可靠性

动态自组织网络支持空口中多路冗余传输提高传输可靠性，还通过支持多路由传输拢高端到端传输可靠性，如果传输中某节点故障，可通过备用路径切换到另一节点。因此，动态自组织网络比传统蜂窝网络更可靠，因为它不依赖于单一节点的性能。在传统蜂窝网络中，如果某一基站故障，该基站覆盖的区域也将瘫痪。

支持超高带宽

无线通信领域传输距离越短，越容易获得高带宽。因为传输距离越长，干扰因素也会大大增加。而自组织网络的多跳传输可以有力的获得高带宽。也因为传输距离小，需要的功率也小，因此更加绿色节能。

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

软件定义网路(SDN )

在5G的网络架构设计上要遵循智能、开放、灵活、高效的原则。IT新技术给了5G。网络架构的实现，提供了新的技术支持。其中软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化技术（NFV）可以有效满足这些需求。

SDN起源

SDN起源于2008年美国斯坦福大学教授Nick McReown等人的Ethane项目研究。其主要思想是将传统网络设备的数据平面和控制平面分离，使用户能通过标准化的接口对各种网络转发设备进行绞一管理和配置。这种架构具有可编程可定义的特性，对网络资源的设计、管理和使用提供了更多的灵活性，更有力于网络的革新与发展。传统网络设备向sDN的演变，正像大型机与PCc机的类比。

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

NFV---网络功能虚拟化

NFv的核心思想---软件和专用硬件解耦，软件与通用硬件联姻

NFv的核心技术--虚拟化，把通用服务器的CPU、内存、IO等资源切片给多个虚拟机使用。把交换机路由器防火墙的功能作为软件应用运行在虚拟机里来模拟它们的功能。通过openstack来进行管理和编排

NFV带来的网络革命---网络瘦身(专用硬件问通用硬件的转化〉，业务带宽随需而动

SDN与NFV的深度融合

SDN是面向网络架构的创新

NFV是面向设备形态的创新

SDNFVS使整个网络可编程、可灵活性

sDN与NFV的本质区别与关联

二者都有将传统的一体化网络设备进行软硬件解耦的特点，从封闭走向开放，从独享的硬件发展到共享的软件，二者有很强的互补性，但它们又相互独立，没有必然的依赖性。SDN侧重于控制与转发的分离、网络集中控制(逻辑上）和网络虚拟化，主要影响的是网络结构;而 NEv侧重的是软件与硬件的分离、硬件通用化和网络功能虚拟化，主要影响的是设备形态。因此，sDN是面向网络架构的

创新:NEV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。

NEV 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面临的挑战

频谱资源挑战

5GHz以下的频段 已非常拥挤

解决方向：高频段和超高频段

新业务挑战

围绕业务体验进行网络建设已成为行业共识，体验建网以达成用户体验需求作为网络建设的目标，规划方法涉及的关键能力包括。业务识别、体验评估、GAP分析、规划仿真等。根据业务 类型的体验需求特征，不同的 5G业务要求不同。

uRLLC:对时延C1ms)和可靠性(99,999%〕 的要求很高

mMTC:对连数量和耗电/待机的要求较高

eMBB:要求移动网络为AR/VR等新业务提供良好的用户体验计对5G新业务在待机、时延、可靠性等方面的体验需求，当前在评估方法、仿真预测、以及规划方案等领域均处于空白或刚起步的阶段，面临非常大的挑战。

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

终端多模块研发、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BUG

mMTC:轻量化安全、海量连接信令风暴

uRLLC:低时延啊安全算法、边缘计算、隐私保护

新架构安全挑战

SDN、NFV等新安全挑战

总结：

移动通信历程：语音到数据、低带宽到高带宽

5G技术指标：中国的5G之花

5G的三大应用场景：eMBB、uRLLC、mMTC

5G新技术：Massive MIMO、SON、SDN等

5G面临的频谱资源、新业务、安全等全新挑战

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