第五代通訊技術簡單概述

2020-10-20 15:00:59

5G

第五代行動通訊技術

1G 第一代行動通訊技術

80s 多用於語音傳輸 AMPS TALS

2G 第二代行動通訊技術

90s 簡訊傳輸 2g GSM IS-95 /2.5G GPRS EDGE IS-95B

3G 第三代行動通訊技術

00s 用於社交 WCDMA聯通通行證 CDMA2000電信 TD-SCDMA移動

4G 第四代行動通訊技術

10s 線上互動 遊戲 TEL-ADVANCED WIRELESSMAN ADVANCED

5G 第五代行動通訊技術

20s 虛擬現實零時延感知

技術指標名稱

流量密度

單位面積地區內的流量 單位面積區域內的總流量

連線密度

單位面積地區內可支援的使用者數量?單位面積上支援的線上裝置總和

時延

封包從源節點開始傳輸到被目的節點正確接收的時間(端到端時延)
傳送時延=資料框長度(bit)/傳送速率(bit/s)
主機或路由器傳送資料框所需要的時間
傳播時延=通道長度(m)/電磁波在通道上的傳播速率(m/s)
電磁波在通道(通訊通道、傳輸的媒介)中傳播一定距離所需要的時間
處理時延 主機或路由器在收到分組後處理所需要的時間
排隊時延 當分組進入路由器後等待處理的時間
總時延=傳送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延

行動性

滿足一定效能要求時,收發雙方間的最大相對移動速度

能效

能耗和容量的對比

使用者體驗速率

真實網路環境下使用者可獲得的最低傳輸速率

頻譜效率

淨位元率(有用資訊速率,不包括糾錯碼)或最大吞吐量除以通訊通道或資料鏈路的頻寬(單位:赫茲)。調變效率定義為淨位元率(包括糾錯碼)除以頻寬。

峰值速率

單使用者可獲得的最高傳輸速率

應用場景

增強移動頻寬 峰值速率時4G網路的十倍以上
海量機器通訊 實現從消費到生產的全環節、從人到物的全場景覆蓋 即「萬物互聯」
超高可靠和低時延通訊 通訊響應速度將降至毫秒級

實際應用

VR 完全沉浸,虛擬世界裡,沒有真實內容
AR 將虛擬物件疊加到現實世界中
MR 在虛擬中保留現實,將現實轉化成虛擬

關鍵技術

超密集組網:大面積增加小基站,以空間換效能

需要滿足熱點高容量場景 基站包括宏基站和小基站
宏基站 鐵塔站 」覆蓋數千米
小基站 覆蓋10-200米 包括家庭基站、微基站、微微基站(皮基站)、室內基站和個人基站

大規模天線陣列

傳統天線2、4、8根 Massive MIMO可達64、128、256根天線
提升訊號可靠性 提升基站吞吐性 降低對周邊基站的干擾 服務更多的行動端

動態自組織網路SON

用於滿足低時延高可靠場景 自部署 自優化 自愈
部署靈活 支援多跳資料從一個節點跳到另一節點 高可靠性 支援高頻寬

軟體定義的網路SDN

物理上分離控制平面和轉發平面
控制器集中管理多臺轉發裝置
伺服器和程式部署在控制器上

網路功能虛擬化NFV

軟硬體解耦虛擬化
通過硬體實現網路功能 .

SDN與NFV的區別?

SDN是面向網路架構的創新
NFV是面向裝置形態的創新

5G的挑戰

頻譜資源

5Ghz以下的頻段非常擁擠
解決方式:高頻段和超高頻段

新業務挑戰

uRLLC對應的是像無人駕駛,工業自動化等需要低時延,高可靠連結的業務
對時延,可靠性要求較高,
mMTC對應的是大規模網際網路業務,連線數量 耗電/待機要求
eMBB對應的是像3D/高清視訊等大流量移動寬頻業務,AR/VR 等傳輸速率要求高

新場景

移動熱點:大量熱點帶來的超密集組網
物聯網路:物聯新業務遠超人的活動範圍
低空高空覆蓋:無人機 飛機航線覆蓋等

終端裝置

聯網終端爆發式增長
終端多模研發、工藝、電池壽命等挑戰
列如:5G智慧垃圾桶 5G無人駕駛駁車 5G人機 5G送貨機器人

安全挑戰

三大場景挑戰
uRLLC對應的是像無人駕駛,工業自動化等需要低時延,高可靠連結的業務
安全挑戰:低時延的安全演演算法,邊緣計算隱私保護
mMTC對應的是大規模網際網路業務
安全挑戰: 輕量化安全 海量連線信令風暴
eMBB對應的是像3D/高清視訊等大流量移動寬頻業務
安全挑戰:安全處理效能,二次認證,已知漏洞 新架構挑戰 SDN NFV等新安全挑戰