5G发展路线和关键的技术(教学PPT)

5G发展路线和关键技术,LTEFDD,UMB,802.16m,LTE-AFDD,UMB+,802.16e,IMT=IMT-2000+IMT-Advanced,HSPA+,HSPA,WCDMA,DORevB,DORev0,cdma20001X,GSM,GPRS/EDGE,IS-95cdmaOne,注：,彼此兼容,DORevA,TD-LTE,TD-LTE-A,TD-HSPA+,TD-HSPA,TD-SCDMA,FDD,TDD,3GPP,IEEE802.16,LTE-Advanced,WirelessMAN-Advanced,后续演进标准化已停止，CDG大力发展CDMA与LTE互操作标准，以确保向LTE平滑演进,移动通信标准演进,2,3GPPLTE标准版本演进,3,2005.03,2006.09,2009.03,2010.03,2008.03,2012.12,2009.12,2011.03,2012.09,2014.09,LTE,Rel-8/9,Rel-10/11,Rel-12/13,Rel-14/15,LTE-A,4G,5G,4.5G?,20052010,20082012,20122016,20162020,LTE-Hi的标准化和应用,4,TD-LTE宏蜂窝网定位,LTE-Hi为LTE打造多层次、多频段、全覆盖的移动宽带网络,HotspotandIndoorHigherfrequencyHigherbandwidthHigherperformance,LTE-V研究与标准推动,5,传统ITS技术,匝道信号控制,出行信息系统,交通管控中心,Research,当前ITS方案,ITS前沿技术车路协同,综合汽车安全系统IVBSS,出行辅助系统MSAA,一体化运输走廊管理系统ICM,智能驾驶,电子认证收费,研究热点,车路协同是未来ITS的核心,利用LTE-V支持V2X道路安全类应用：技术和产业基础,ITS（IntelligentTransportSystem）：智能交通系统,6,LTE-U主要是解决当前网络速率、容量跟用户设备对需求的矛盾，方案就是用3gpp的LTE-A载波聚合（CarrierAggregation）方案，载波聚合的需求就是频谱，而授权的频谱不够用怎么办，那就用未授权的，所以在R13中提出了这个解决方案，即使用授权的频谱作为主载波，使用非授权的5G频谱做为辅载波，达到载波聚合的效果，从而实现速率和容量的提升。,LTE-M主要是针对物联网提出的另外一个解决方案，在R12提出，并会在R13中进一步完善，即采用LTE的频谱，降低系统的复杂度，以适用于物联网的低功耗、高延时、低性能等特点。,LTE-U(LTE-Unlicensed)和LTE-M（LTE-MachinetoMachine）是3gpp针对现在面临的两个问题提出的两个解决方案,LTE-U（免许可频谱LTE）,7,利用免许可频谱（unlicensedspectrum）传送LTEAlwaysaccompaniedbyalicensedcarrierCarrierAggregation/SupplementalDownlinkDualConnectivityinthefuture主载波总是使用许可频谱FDDorTDDControlsignalling,mobility,userdata副载波使用非许可频谱Best-effortuserdatainDL,andpotentiallyUL,目前在3GPP提出的非授权LTE主要针对运营商市场，讨论集中于载波聚合授权频谱和非授权频谱的方案，非授权频谱不独立工作，仅负责容量提升。,LTE应用场景扩展,8,D2D设备直通,低成本机器通信设备,资源分配;物理信道设计;同步信号;协议栈架构,LTE-M,移动通信与计算技术的代际演进,9,移动通信跨代演进,大数据众连接场景体验,个人电脑时代始于1980s,桌面互联网时代始于1990s,移动互联网时代始于2000s,可穿戴计算时代始于2014+,计算技术跨代演进,移动互联网和物联网是5G发展的主要驱动力,移动互联网和物联网在面向2025年最具商业影响力的技术中排名第一和第三,综合爱立信、Cisco、GSMA等多家公司结果，预测2020年全球将有250亿联网设备,10,移动互联网,物联网,身临其境,云,无处不在,万物互联,ITU：,麦肯锡：,5G的应用场景与能力需求,11,ITU5G：3类场景增强移动宽带(EMBB)：体验速率，峰值速率，频谱效率，流量密度大容量物联网(MassiveMTC)：连接数目，低成本，设备功耗低时延高可靠通信(CriticalMTC)：时延，可靠性其中，增强移动宽带场景分为广域覆盖和热点覆盖,METIS：3个场景,IMT-2020：2类业务4个场景,5G需求研究,12,DataratevsMobility,蜘蛛网系列,车头系列,韩国,韩国,日本,中国,爱立信,韩国,5G需求指标建议,13,5G,数据,连接,用户体验,关键需求1：1000倍流量，密度10Tbps/Km2,关键需求2：1000亿连接，密度100万/Km2,关键需求3：10Gbps峰值速率，100M/1Gbps用户体验，ms级端到端时延，99.999%可靠性，1/1000比特成本，1/1000功耗,多种场景,多组指标,14,Ref:ITU-RM.IMT.vision,ITU5G技术指标,14,5G的技术路线和主要判断,15,重要观点：1：5G=新空口与LTE演进，LTE演进低频段为主，长期存在；2：新空口包括高频段与低频段，低频段新空口具有更优的设计和性能。3：TDD与FDD高度融合，TDD会扮演重要角色。4：新空口技术尽量统一，多场景多频段需求，可能是一个集合（RITs）5：各种接入技术融合为统一开放灵活的网络，服务与整个社会的信息化,5G标准化时间窗：2016-2020,关键技术研究：2012-2019,举行5GWorkshop,明确潜在频段（6GHz）,16,5G标准化主要工作将于2020年完成,16,2020/6/8,17,5G概念：一组核心技术,5G核心技术：大规模天线+新型多址接入技术提升频谱效率，构成确保“任何时间、任何地点”确保用户体验的关键技术超密集+高频段提升热点流量和传输速率，基于LTE-Hi演进技术的能力提升低时延高可靠技术拓展业务应用范围，为5G物联网场景应用的关键使能技术,17,2020/6/8,5G主要应用场景及关键技术,18,宏覆盖增强,超密集组网,M2M增强,低时延高可靠通信场景,D2D场景,典型应用场景,关键技术,大规模天线,非正交传输,高频段通信,全双工,超密集组网,先进编码调制,灵活双工,FBMC,.,高频段通信,时延,室外用户体验速率提升至100Mbps,热点地区用户体验速率提升至1Gbps,空口：1ms端到端：毫秒级,连接密度提升10100倍,连接总量提升10-100倍,用户体验速率,连接密度/连接能力,全球共识的5G基本能力,MoreScenarios,MoreParameters,19,Ref:ITU-RM.IMT.vision,ITU5GKPIs,19,1GHz,3GHz,6GHz,10GHz,30GHz,100GHz,WRC15,WRC19,450MHz,WRC12&before,20,5GSpectrum,5Gsupportswiderangespectrumaccess,20,UserCentricNetworkStructurewith3ServicesCentersLocalizedManagement&Transmission,LightNetworkControllingFlexibleandIntelligentNetwork:Backhaul,UECapability,NetworkTopology,21,5GNetworkStructure,User-CentricNetworkStructure,21,LTEEvolution,5GNewRAT,BothFDDandTDDRITwillbeenhancedtowards5Grequirements,FDDandTDDhavetheirownparticularadvantages.FDDandTDDwillbetightlyintegrated.,FDDPriorityFeatures,TDDPriorityFeatures,5G,FDD,TDD,22,TDD&FDDin5G,ChannelReciprocity,DynamicTDD,HigherSpectrumWiderBandwidthSharingBandwidth,MassiveMIMOMassiveBF,ULandDLimbalance,EasyDuplexer,FlexibleNetworking,HeterogeneousD2D,MESH,Relay,TDDPriority,FutureTrends,KeyTechnologies,MassiveMIMOUDNmmwavePDMALowdelayhighreliabilityFlexiblespectrumsharingD2D,Antenna,Traffic,Spectrum,Network,23,FlexibleSpectrumUsage,5GKeyTechnologieswithTDDPriority,TDDwillplayanimportantrolein5G,23,24,Concentratedmacrocell,Wirelessbackhaul,Indoor/outdoorhotspot,High-rise,DeploymentscenariosforMassiveMIMO,5GKeyTechnologieswithTDDPriority(1)MassiveMIMO,MassiveMIMOisthemostimportanttechnologyinLTEevolutionand5GnewRATtoincreasespectrumefficiency.,Throughputrelativeto2Txcase,Cellaverage,EdgeUE,MassiveMIMOresultsinsignificantgainincellaverage&edgespectrumefficiency.HighergaincanbeachievedforTDDsystem,takingtheadvantageofchannelreciprocity.,3D-UMi,3D-UMa,Codebookbasedextension,TDDvs.FDD,25,5GKeyTechnologieswithTDDPriority(1)MassiveMIMO,Deploymentscenariosforultradensenetwork,DynamicTDD,26,5GKeyTechnologieswithTDDPriority(2)UltraDenseNetwork(UDN),UDNisthemostefficientwaytoenhanceareathroughput.,2020/6/8,27,Interferencecoordination&interferencemanagement,Jointnetworkingwithhigh&lowfrequency,EnhancedRelaynetworking,RRMonhighfrequency,5GKeyTechnologieswithTDDPriority(3)mmWaveCommunication,mmWavecommunicationistargetedforveryhighdatarate(Gbps)andareathroughput(10Tbps/km2)inhotspotarea.TDDisthedominantduplexmodeformmWavecommunication.,27,28,28,OtherKeyTechnologies(1)PatternDivisionMultipleAccess(PDMA),PDMAisanimportanttechnologyforspectrumefficiencyenhancementandsystemcapacitypromotion.,29,Lowdelaynetwork,Lo