《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