移动通信技术——5G

1.移动通信发展历程

   5G，5th Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术

   从1980s1G到2020s5G，每10年一个周期

1980s 1G 语音
1990s 2G 短信
2000s 3G 社交应用（如浏览网站，发微博）
2010s 4G 在线、游戏、互动（如刷视频）
2020s 5G 虚拟现实，“零”时延感知（如VR虚拟现实、物联网）

2.技术指标和应用场景

	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	峰值速度
4G参考值	0.1Tbps/K㎡	10万/K㎡	10ms	350Km/h	1倍	10Mbps	1倍	1Gbps
5G取值	10Tbps/K㎡	100万/K㎡	1ms	500Km/h	100倍	0.1-1Gbps	3倍	20Gbps

三大应用场景：增强的移动宽带、海量通信机器、超高可靠和低时延通信
VR:虚拟现实
AR:增强现实
MR:混合现实

3.关键技术

1.超密集组网

5G需要满足热点高热量场景，超密集组网：大量增加小基站以空间换性能
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复用，提升容量
3.距离用户近，提升信号质量和高速率

小基站性能指标及参数

	用户密度	基站密度	基站半径（m）	用户数据速率	部署场景
微基站	高	中	<300	中	室外补盲区
微微基站	高	中	<100	中	室外热点
室内基站	中/高	中	<50	高	办公室、购物场
家庭基站	低	高	<20	高	家庭、咖啡馆
个人基站	低	高	<10	低	D2D

部署以宏基站+微基站、微基站+微基站。关键技术：多连接技术、无线回传技术

2.大规模天线阵列

多输入多输出技术（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

优点
1.提高信号可靠性
2.提高基站吞吐率
3.大幅降低对周边基站的干扰
4.服务更多的移动终端

3.动态自组织网络(SON)

动态自组织网络技术是在5G蜂窝网络授权和控制下，在本地可以将基站、终端以及各种新型的末端节点动态组建成网络，弥补传统蜂窝网架构在组网灵活性方面的不足。另外，还可以通过组建动态自组织网络，实现设备间通信，提升网络频谱效率。

动态自组织网络应用场景包括:

针对低时延高可靠场景，降低端到端时延，提高传输可靠性;

针对低功耗大连接场景，延伸网络覆盖和接入能力。另外，适应灾害等应急场景，提升网络的可靠性。

优点：部署灵活，支持多跳，高可靠性，支持超高宽带

4.软件定义网络(SDN)

通过某种网络协议将网络设备的控制面与数据面分离，以期对网络流量进行灵活控制，实现网络作虚拟化和智能化

即物理上分离控制平面和数据平面，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。

5.网络功能虚拟化(NFV)

NFV即Network Functions Virtualization（网络功能虚拟化），就是将传统的CT业务部署到云平台上（云平台是指将物理硬件虚拟化所形成的虚拟机平台，能够承载CT和IT应用），从而实现软硬件解耦合。

二者区别：
SDN是面向网络架构的创新
NFV是面向设备形态的创新

4.面临的挑战

1.频谱资源的挑战
无线电频谱资源是指不用人工波导而在空间传播的3000GHz以下的一种可以被利用来为社会创造财富的无线电磁波。就像车辆必须行驶在道路上一样，所有无线电业务的开展都离不开无线电频谱资源。无线电频谱是自然界存在的一种电磁波，是一种物质，由于科技发展的局限，目前人类对3000GHz以上频段还不能开发利用，所以无线电频谱资源是有限的，任何用户在一定的时间、地点、空间条件下对某一频段的占用，都排斥了其他用户在该时间、地点、空间内对这一频段的使用。

因此，5GHz以下的频段已非常拥挤，所以发展方向是高频段和超高频段
2.新业务的挑战
eMEB、mMTC、uRLLC

eMBB指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务。I
mMTC指大规模物联网业务，
uRLLC则指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。
这三大应用场景分别指向不同的领域

5.总结

5G的时代已经到来，抓紧学习，将5G技术搞懂摸透，方能不被行业淘汰。