什么是5G
第一节课笔记
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流量密度：单位面积内的总流量数；
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连接数密度：指单位面积内可以支持的在线设备总和；
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时延：发送端到接收端接收数据之间的间隔；
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移动性：支持用户终端的最大移动速度；
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能源效率：每消耗单位能量可以传送的数据量；
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用户体验速率：单位时间内用户获得MAC层用户面数据传送量；
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频谱效率：每小区或单位面积内，单位频谱资源提供的吞吐量；
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峰值速率：用户可以获得的最大业务速率。
流量密度 连接密度 时延 移动性 能效 用户体验速率 频谱效率 峰值 4G参值 0.1Tbps/km² 10万/km² 10ms 350km/h 1倍 10Mbps 1倍 1Gbps 5G参值 10Tbps/km² 100万/km² 1ms 500km/h 100倍提升 0.1-4Gbps 3倍提升 20Gbps
eMBB
增强移动宽带，具备超大带宽和超高速率，实现用户体验速率100 Mbps、移动性500 Km/h；
mMTC
低功耗大连接，支持连接数密度100万/平方公里；
uRLLC
高可靠低时延，支持单向空口时延最低1ms级别。
动态自组织网络（SON）
- 可自动协调相邻小区、自动配置和自优化的网络，以减少网络干扰，提升网络运行效率。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，都具备无线信号收发能力，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。
- 在动态自组织网络中，任何节点间（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。
设备到设备通信（D2D）
数据传输不通过基站，而是允许一个移动终端设备与另一个移动终端设备直接通信。是一种基于3GPP通信系统的近距离通信技术。
主要包括两大功能：
·Direct discovery，直连发现功能，终端发现周围有可以直连的终端；
·Direct communication，直连通信，与周围的终端进行数据交互。
路由器 = 专用路由器硬件 + 对应的ISO软件组成
电脑 = CPU + 操作系统
SDN—软件定义网络
SDN的核心思想—转发和控制分离，从而实现网络流量的灵活控制
SDN网络的新角色—控制器
承上：对上层应用提供网络编程的接口
启下：对下提供对实际物理网络网元的管理
- 物理上奋力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。
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—网络搜身（专用硬件向通用硬件的转化），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使整个网络可编程和可灵活性
5G面临挑战
安全挑战
- 对eMBB增强移动宽带来说，它需要更高的安全处理性能，保障用户获得良好的体验速率；需要支持外部网络二次认证，能更好地与业务结合在一起；需要解决目前发现的已知漏洞的问题。
- 对mMTC低功耗的大规模机器类通信来说，需要轻量化的安全机制，以适应功耗受限、时延受限的物联网设备的需要；需要通过群组认证机制，解决海量物联网设备认证时所带来的信令风暴的问题；需要抗攻击机制，应对由于设备安全能力不足被攻击者利用，而对网络基础设施发起攻击的危险。
- 对于uRLLC高可靠低时延通信来说，需要提供低时延的安全算法和协议，要简化和优化原有安全上下文的交换、密钥管理等流程，支持边缘计算架构，支持隐私和关键数据的保护。
- 随着SDN和NFV这样的技术引入，使网络边界变得十分模糊，以前依赖物理边界防护的安全机制难以得到应用。所以，安全机制要适应虚拟化、云化的需要。
频谱资源
- 5GHZ一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
- eMBB：AR/VR等传输速率要求高
- mMTC：对连接数量和耗电/待机要求较高
- uRLLC：对时延，可靠性要求很高
终端设备
- 联网终端爆发式增长
- 终端多模研发，工艺，电池寿命等挑战