《5G技术发展与未来应用》应知应会手册

《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