《5G技术发展与未来应用》应知应会手册.docx
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《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。
ØeMBB:
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;
ØURLLC:
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
ØmMTC:
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。
Ø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;
Ø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);
Ø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;
Ø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、UPF
3、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
Ø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;
ØCU/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
Ø灵活上下行时隙切换
Ø多种参数配置
Ø动态帧结构和资源配置
Ø新的系统传播方式
Ø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:
Ø低频段900M、1800M:
连续覆盖和深度覆盖、保证用户移动性;
Ø中频段3.5G、4.9G:
基础覆盖、保证全网平均性能;
Ø高频段26G、37G:
热点和室内、确保单点区域极致性能;
4、新天线
Ø大规模天线和增强技术
Ø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