5G关键技术及应用

1、5G 概述;

什么是5G?第5代移动通信技术(5th generation mobile networks简称5G)

为什么要发展5G?预期2030年发展

4G,2013开始发展,成本才开始回收

5G成本为4G4倍,国家要求发展

5G与前4代有哪些区别?

5G关键技术有哪些?

移动通信发展演进过程:


1G低频传输,峰值速率2.4K,纯模拟通信,易被干扰窃听仅能支持语音业务

1980年标准制定,1991年国内商用,仅部分城市拥有基站,外市打固话

同功率电磁波功率越大,衰减越大,意味着传输距离受限


2G,峰值速率64K,带宽200K,1991年标准制定,2001年国内商用,增加短信业务

GPRS数据业务(2.5G解决移动上网问题,不插网线上网,不显示图片,收发邮件)


3G,峰值速率2M,带宽1.6M,1998年标准制定(国内3gpp,美国3gpp2),2008年国内商用,互联网多媒体


4G,峰值速率100M,带宽20M,2008年标准制定,2013年国内商用,高速互联网,移动支付


5G,峰值速率20G,带宽100M,2017年标准制定,2019年国内商用,万物互联

大唐、华为、中兴、诺基亚、三星、爱立信(有实力构建基站,6家)


当前产业现状-VR/AR(2009年—至今)

当前阻碍:分辨率低、3D渲染延迟高、头戴设备长时间使用易头晕,大量服务器供给算力,需要光纤传输,导致没有便携性

解决方案:云端图像处理服务器+高速无线传输(传输速率>=10Gbps/s)


当前产业现状-车联网/无人驾驶(2005年—至今)

当前阻碍:

技术障碍:路况复杂多样,造成车机系统算法复杂;车联互通时延时高

法律障碍:国内目前尚未明确因自动驾驶造成的事故相关法律定责条文

解决方案:云端高数数据处理+高速无线传输(传输速率>=10Gbps/s)+高可靠低时延传输(响应时延<=10ms)


当前产业现状-大数据/人工智能(2008年—至今)

当前阻碍:数据样本采集不足,算法复杂运算能力不足

解决方案:采样传感器超高密度组网+大容量高速率无线传输(接入数量>=100万/平方千米)


当前产业现状-高铁通信

当前阻碍:传输时延过长、传输速率不稳定、传输误码率过高

解决方案:3D波束赋型+优化OFDM多址技术(对抗多普勒频移,减少误码率)


5G三大应用场景

eMBB 增强移动宽带:主要面向VR/AR、超高清视频、人工智能、云计算等对传输速率要求极高的场景

uRLLC 高可靠低时延连接:主要面向车联网、工业控制、远程医疗、高铁覆盖等归安全性及可靠性要求极高的应用场景

mMTC 海量物联:主要面向数据速率较低且时延不敏感,连接覆盖生活的方方面面,终端成本更低,电池寿命更长且可靠性更高


2、5G 关键技术;

高速率无线通信

高阶QAM(正交条幅调制)调制

大带宽通信:FR1(100MHz、160MHz、200MHz) ;FR2(400MHz、800MHz)

多流传输:16流传输


低时延无线通信

用户上传、基站接收——上行;用户下载、基站发射——下行(上传多,下载少)

网络切片——时化;边缘运算——用户上传需要核心网转接,不需要的直接转接边缘服务器,解决上报时延问题


大连接无线通信


高可靠性无线通信


3、5G 应用及展望;

5G+VR/AR


5G+自动驾驶


5G+行业应用


万物互联


5G 移动通信组网架构

1、移动通信网络架构及演进;

移动通信的产生

无线通信:单工;移动通信:双工


移动通信的特点


移动通信基本架构


移动通信的发展演进


移动通信网络架构演进-2G


移动通信网络架构演进-2.5G 较2G引入了分组交换业务


移动通信网络架构演进-3G 网络结构较大改变


移动通信网络架构演进-3G 变革性改变


2、5G移动通信组网;

5G移动通信组网-NSA


5G移动通信多架构组网演进


3、5G 移动通信系统网元组成;

5G移动通信基站


5G接入网-AAU


5G承载网设备-交换机


5G核心网设备(NGC)


5G终端设备


4、5G 移动通信组网覆盖场景;

5G室外宏覆盖


5G宏覆盖选型


5G室外补盲覆盖


5G室内分布覆盖


5G室内微站覆盖