5G网络知识探讨ppt课件

1、5G网络探讨,目录,1,5G是什么,狭义5G概念,第五代移动通信技术（5th generation mobile networks或5th generation wireless systems简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是即4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸,01,02,是一种数据传输速率远远高于以前的无线网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比先前的4G LTE无线网络快100倍。同时又有较低的网络延迟（更快的响应时间），低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。 由于数据传输更快，5G网络将不仅仅为手机

2、提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商，与有线网络提供商竞争,广义5G概念,是一个端到端的生态系统，它将打造一个全移动和全连接的社会。打破了电信业从未有过的软件和硬件分离。建立了全新的“端到端”的系统架构,01,02,从原有的2/3/4G时代的技术推动服务增长，变为了技术去满足和支持持续变化的服务需求,与2/3/4G网络主要区别,1.峰值速率需要达到Gbit/s的标准，以满足高清视频，虚拟现实等大数据量传输。 2.空中接口时延水平需要在1ms左右，满足自动驾驶，远程医疗等实时应用。 3. 超大网络容量，提供千亿设备的连接能力，满足物联网通信。 4. 频谱效率要比LTE提升10倍以上

3、。 5. 连续广域覆盖和高移动性下，用户体验速率达到100Mbit/s。 6. 流量密度和连接数密度大幅度提高。 7.系统协同化，智能化水平提升，表现为多用户，多点，多天线，多摄取的协同组网，以及网络间灵活地自动调整,2,5G改变什么,从5W到3A,无线通信发展终极目标是：实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何何种类的信息交换,AI,云,5G,3,5G技术手段,5G基本功能,海量连接物联网（mMTC） 100万连接/平方公里,超低时延高可靠通信（uRLLC） 1ms时延,3D 视频, UHD 屏幕 基于云的办公 增强现实 Voice,时延可靠性敏感应用 智慧城市 自动驾驶,智能家居,增

4、强型移动互联网（eMBB） 10Gbps峰值速率,工业自动化,5G技术革新,01,02,SDN 基于软件定义网络,传统的网络的运作模式是静态的， 网络中的设备是决定性的因素，控制单位和转发单位紧密耦合。 网络设备的连接产生了不同的拓扑结构， 通过路由表进行数据传输， 导致目前的网络非常复杂。 SDN将传统网络设备数据平面和控制平面进行分离，通过集中式的控制器和标准化软件接口对网络进行管理和配置， 这种网络架构为网络资源的设计、 管理和使用提供更多的可能性， 从而更容易推动网络的革新与发展。 以OpenFlow为例，网络设备维护一个FlowTable并且只按照FlowTable进行转发，Flow

5、Table本身的生成、维护、下发完全由外置的Controller来实现,NVF 网络功能虚拟化,传统的通信网络设备、网元采用软/硬件垂直一体化架构，且对外封闭。各网元功能必须使用对应的硬件产品，各种硬件产品有多个厂家，多个厂家之间兼容性往往还不好。 NFV技术的核心理念在于把逻辑上的网络功能从实体硬件设备之中解耦出去。将此前的实体网元标准化为“大容量服务器”、“大容量存储器”以及“数据交换机”这三大类的IT设备,mmWave 毫米波,4G网络均在sub 6GHz频段，根据香农定理与奈奎斯特准则、可用最大带宽是100MHz，数据传输速率不超过1Gbps。 由于3Ghz以下的频段已经几乎使用殆尽，

6、没有多余的频段可供5G来使用，而且5G需要的带宽动辄上百M，必须使用新的传输通道对无线传输速率进行扩宽。 波长为110毫米的电磁波称毫米波，毫米波频率范围为26.5300GHz，带宽高达273.5GHz。 缺点：频率越高的电磁波传播距离越近。与频率较低的电磁波相比，毫米波信号尤其遇到水的衰减大，严重影响传播效果,Massive MIMO 大规模天线技术,MIMO既多进多出，收发双方使用多副可以同时工作的天线进行通信。MIMO系统通常采用复杂的信号处理技术来显著增强可靠性、传输范围和吞吐量。发射机采用这些技术同时发送多路射频信号，接收机再从这些信号中将数据恢复出来。理论上来讲天线数越多，频谱效率

7、和传输可靠性就越高。 5G 的天线设计参考了军用相控阵雷达的思路，目标是更大地提升系统的空间自由度。采用Beam Management技术的5G天线在30Ghz频点时，基站最多可使用256个天线同时收发。使用70Ghz频点时，基站最多可使用1024根天线。 缺点：大量硬件需装入一个很小的空间中。会耗散大量功率，不可避免会带来温度问题。同时相邻小区间导频进行复用会引起导频污染,UDN 超密集组网,ultra-dense Hetnets，立体分层网络（HetNet）是指，在宏蜂窝网络层中布放大量微蜂窝（Microcell）、微微蜂窝（Picocell）、毫微微蜂窝（Femtocell）等接入点，来

8、满足数据容量增长要求。 根据不同业务的需求，不同QOS等级的需求，在网络中引入更多的低功率节点可以实现热点增强、消除盲点、改善网络覆盖、提高系统容量的目的。 但是随着无线接入站点间距进一步减小， 小区间切换将更加频繁，会使信令消耗量大幅度激增，用户业务服务质量下降。就必须相应的使用多连接技术、无线回传技术,新型多址技术,多址接入是无线系统空口的核心技术之一，基站需要通过不同的多址信息，来区分同时服务的不同用户。不同的5G需求场景也会采用不同的多址方式。 1. eMBB的多址采用DFT-S-FDMA和OFDMA。 2. SCMA和其他的NOMA技术主要在mMTC的UL考虑。 NOMA：非正交多址

9、接入技术，日本软银提出，适用于用户数量过载、不易实现同步、基站天线比较小的场景。 MUSA：多用户共享接入，中兴提出，适用于频率资源紧张，终端用户功率需求敏感。 SCMA：稀疏码分多址接入，华为提出，码本配置更加灵活，可基本满足各种不同场景需求。 PDMA：图样分割多址接入，大唐提出，未公布较多的细节,其他相关演进技术,01,02,03,04,05,5G发展历程,需要明确的是，5G技术标准现在仍处在完善期，部分功能及含义仍在定义中。其中R15版本已经全部完成并冻结,主要定义了eMBB场景的NSA与SA组网阶段以及完整的5G NR；R16版本正在进行中，冻结时间比原计划推迟，主要将会定义uRLL

10、C和mMTC两大场景；R17版本已经启动准备工作。目前全球范围正在启动中的5G商用服务，主要还是基于2019年3月版标准的Rel-15 NSA模式。Rel-15 SA模式组网也会很快到来，工信部表示首先在中国商用,NSA与SA组网,CP 锚点,UP 分流,Option 3,EPC,LTE,NR,S1-C,S1-U,Option 3a,EPC,LTE,NR,S1-C,S1-U,S1-U,Option 3x,EPC,LTE,NR,S1-C,S1-U,S1-U,Option 7,Option 7a,Option 7x,Option 2,Option 4,5GC,eLTE,NR,NG-C,NG-U,O

11、ption 4a,5GC,eLTE,NR,NG-C,NG-U,NG-U,4,5G技术前景,5G应用分析-近期,结合5G大带宽，海量接入技术特点，实现车站网络型终端设备全无线连接，如摄像头、闸机、售票机等设备，减少车站线缆布放,车站全无线,5G应用分析-近期,结合5G大带宽，低延时技术特点，实现车地无线通信宽带化，同时上传多路车载视频图像，更流畅的下发车载PIS信息，随时回传车辆运行日志等,高速率车地无线,5G应用分析-中期,结合5G海量数据连接，基于传感器技术的完善，车站各系统各节点的工作状态和数据用量等各种监控与信息反馈，区间设备固定情况上报等，实现远程在线巡检,设备运行状态实时采集,5G应用分析-远期,结合5G三大应用场景，基于AI技术和AR的完善，实现自动开关车站内和列车上各种设备，同时有AI协助处理各