移动通信发展的历程
5G简介5G：即第五代网络技术(1) "G"代表一代(2) 每十年一个周期
- 一代移动通信系统(1G)是在20世纪80年代初提出的,它完成于20世纪90年代初,如NMT和AMPS,NMT于1981年投入运营。
- 二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。
- 三代移动通信系统(3G)三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA（联通）,CDMA2000（电信）和TD-SCDMA（移动）三大分支,另外有wimax。
- 四代移动通信系统(4G)，是在3G技术上的一次更好的改良，其相较于3G通信技术来说一个更大的优势，是将WLAN技术和3G通信技术进行了很好的结合，使图像的传输速度更快，让传输图像的质量和图像看起来更加清晰。
- 五代移动通信技术（5G）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟（ITU）。ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量MIMO
5G技术指标
5G的技术指标分别是指八项
| 技术指标 | 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 | 峰值速率 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4G | 0.1 Tbps/Km² | 10万/Km² | 10ms | 350Km/h | 1倍 | 10Mbps | 1倍 | 1Gbps |
| 5G | 10 Tbps/Km² | 100万/Km² | 1ms | 500Km/h | 100倍 | 0.1-1Gbps | 3倍提升（某些场景5倍） | 20Gbps |
三大应用场景
- eMMB(增强移动宽带)：指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务
- mMTC(海量机器通信)：指大规模物联网
- uRLLC(超高可靠和低时延通信)：指无人驾驶、工业自动化等需要时延低、高可靠连接的业务
5G应用场景
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VR：虚拟现实
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AR：增强现实
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MR：混合现实
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车联网
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远程医疗
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智慧城市
5G关键技术
- 超密集组网
- 大规模天线阵列
- 动态自组织网络(SON)
- 软件定义网络(SDN)
- 网络功能虚拟化(NFV)
超密集组网
大量增加小基站，以空间换性能
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10m~200m，又分为：
（1）家庭基站
（2）微基站
（3）微微基站（皮基站）
（4）室内基站
（5）个人基站
小基站优点：
- 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
大规模天线阵列
优点：
- 提升了信号可靠性
- 提升了基站吞吐率
- 大幅降低对周边基站的干扰
- 服务更多终端
动态组织网络(SON)
优点：
- 部署灵活
- 支持多跳
- 高可靠性
- 支持超高带宽
主要功能：
- 自配置
- 自优化
- 自愈
软件定义网络
特征：
- 物理上分离控制平面和转发平面
- 控制器集中管理多平台转发设备
- 服务和程序部署在控制器上
网络功能虚拟化
特征：
- 软硬件解耦，虚拟化
- 通过硬件实现网络功能
SDN与NFV区别
- SDN是面向网络架构的创新
- NFV是面向设备形态的创新
5G挑战
-
频谱资源挑战
5GHz以下的频段非常拥挤
解决方向：高频段和超高频段 -
新业务挑战
uRLLC：对时延、可靠性要求很高
mMTC：对连接数量，耗电、待机要求较高
eMMB：AR/VR等传输速率要求高 -
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
终端多规模研发、工艺、电池寿命等挑战 -
安全挑战
三大场景安全挑战
(1) eMBB：安全性能、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