關於5G的一些小知識

時間 2020-05-07

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關於5G的一些小知識

移動通訊發展歷程

Ø ‘G’表明一代算法

Ø 每10年一個週期安全

1G時代：語音(1980S)微信

最能表明1G時代特徵的，是美國摩托羅拉公司在上世紀90年代推出並風靡全球的大哥大，即移動手提式電話。相信經歷過那個年代的人們都還記得，風衣、墨鏡、大哥大這樣的打扮在那個年代但是身份和財富的象徵。大哥大的推出，依賴於第一代移動通信系統（1G）技術的成熟和應用。網絡

1986年，第一代移動通信系統（1G）在美國芝加哥誕生，採用模擬訊號傳輸。即將電磁波進行頻率調製後，將語音信號轉換到載波電磁波上，載有信息的電磁波發佈到空間後，由接收設備接收，並從載波電磁波上還原語音信息，完成一次通話。但各個國家的1G通訊標準並不一致，使得第一代移動通信並不能「全球漫遊」，這大大阻礙了1G的發展。同時，因爲1G採用模擬訊號傳輸，因此其容量很是有限，通常只能傳輸語音信號，且存在語音品質低、訊號不穩定、涵蓋範圍不夠全面，安全性差和易受干擾等問題。架構

2G時代：短信(1990S)iphone

1994年，前中國郵電部長吳基傳用諾基亞2110撥通了中國移動通訊史上第一個GSM電話，中國開始進入2G時代，在這以後的那些年，諾基亞帶給了咱們無數經典手機。ide

諾基亞2110性能

和1G不一樣的是，2G採用的是數字調製技術。所以，第二代移動通訊系統的容量也在增長，隨着系統容量的增長，2G時代的手機能夠上網了，雖然數據傳輸的速度很慢（每秒9.6--14.4kbit），但文字信息的傳輸由此開始了，這成爲當今移動互聯網發展的基礎。大數據

2G時代也是移動通訊標準爭奪的開始，主要通信標準有以摩托羅拉爲表明的CDMA美國標準和以諾基亞爲表明的GSM歐洲標準。最終隨着GSM標準在全球範圍更加普遍的使用，諾基亞擊敗摩托羅拉成爲了全球移動手機行業的霸主，直到喬布斯iphone的誕生……spa

3G時代：社交應用(2000S)

2G時代，手機只能打電話和發送簡單的文字信息，雖然這已經大大提高了效率，可是日益增加的圖片和視頻傳輸的須要，人們對於數據傳輸速度的要求日趨高漲，2G時代的網速顯然不能支撐知足這一需求。因而高速數據傳輸的蜂窩移動通信技術——3G應運而生。

相比於2G，3G依然採用數字數據傳輸，但經過開闢新的電磁波頻譜、制定新的通訊標準，使得3G的傳輸速度可達每秒384kbit，在室內穩定環境下甚至有每秒2 Mbit的水準，是2G時代的140倍。因爲採用更寬的頻帶，傳輸的穩定性也大大提升。速度的大幅提高和穩定性的提升，使大數據的傳送更爲廣泛，移動通信有更多樣化的應用，所以3G被視爲是開啓移動通信新紀元的重要關鍵。

2007年，喬布斯發佈iphone，智能手機的浪潮隨即席捲全球。從某種意義上講，終端功能的大幅提高也加快了移動通訊系統的演進腳步。2008年，支持3G網絡的iphone3G發佈，人們能夠在手機上直接瀏覽電腦網頁，收發郵件，進行視頻通話，收看直播等，人類正式步入移動多媒體時代。

4G時代：在線、互動、遊戲(2010)

2013年12月，工信部在其官網上宣佈向中國移動、中國電信、中國聯通頒發「LTE/第四代數字蜂窩移動通訊業務（TD-LTE）」經營許可，也就是4G牌照。至此，移動互聯網進入了一個新的時代。

4G是在3G基礎上發展起來的，採用更加先進通信協議的第四代移動通信網絡。對於用戶而言，2G、3G、4G網絡最大的區別在於傳速速度不一樣，4G網絡做爲最新一代通信技術，在傳輸速度上有着很是大的提高，理論上網速度是3G的50倍，實際體驗也都在10倍左右，上網速度能夠媲美20M家庭寬帶，所以4G網絡能夠具有很是流暢的速度，觀看高清電影、大數據傳輸速度都很是快。

現在4G已經像「水電」同樣成爲咱們生活中不可缺乏的基本資源。微信、微博、視頻等手機應用成爲生活中的必須，咱們沒法想象離開手機的生活。由此，4G令人類進入了移動互聯網的時代

5G時代：虛擬現實、‘零’時延感知(2020)

隨着移動通訊系統帶寬和能力的增長，移動網絡的速率也飛速提高，從2G時代的每秒10Kbit，發展到4G時代的每秒1Gbit，足足增加了10萬倍。歷代移動通訊的發展，都以典型的技術特徵爲表明，同時誕生出新的業務和應用場景。而5G將不一樣於傳統的幾代移動通訊，5G再也不由某項業務能力或者某個典型技術特徵所定義，它不只是更高速率、更大帶寬、更強能力的技術，並且是一個多業務多技術融合的網絡，更是面向業務應用和用戶體驗的智能網絡，最終打造以用戶爲中心的信息生態系統。

以用戶爲中心的生態系統

5G技術指標

一、技術指標

指標名稱	流量密度	鏈接數密度	時延	移動性	能效	用戶體驗速率	頻譜效率	峯值速率
4G參考值	0.1Tbps/Km²	10萬/Km²	10ms	350Km/h	1倍	10Mbps	1倍	1Gbps
5G參考值	10Tbps/Km²	100萬/Km²	1ms	500Km/h	100倍提高（網絡側）	0.1-1Gbps	3倍提高（某些場景5倍）	20Gbps

二、中國5G之花

Ø 移動性

移動性歷代移動通訊系統重要的性能指標，指在知足必定系統性能的前提下，通訊雙方最大相對移動速度。5G移動通訊系統須要支持飛機、高速公路、城市地鐵等超高速移動場景，同時也須要支持數據採集、工業控制低速移動或非移動場景。所以，5G移動通訊系統的設計須要支持更普遍的移動性。

Ø 時延

時延採用OTT或RTT來衡量，前者是指發送端到接收端接收數據之間的間隔，後者是指發送端到發送端數據從發送到確認的時間間隔。在4G時代，網絡架構扁平化設計大大提高了系統時延性能。在5G時代，車輛通訊、工業控制、加強現實等業務應用場景，對時延提出了更高的要求，最低空口時延要求達到了1ms。在網絡架構設計中，時延與網絡拓撲結構、網絡負荷、業務模型、傳輸資源等因素密切相關。

Ø 用戶感知速率

5G時代將構建以用戶爲中心的移動生態信息系統，首次將用戶感知速率做爲網絡性能指標。用戶感知速率是指單位時間內用戶得到MAC層用戶面數據傳送量。實際網絡應用中，用戶感知速率受到衆多因素的影響，包括網絡覆蓋環境、網絡負荷、用戶規模和分佈範圍、用戶位置、業務應用等因素，通常採用指望平均值和統計方法進行評估分析。

Ø 峯值速率

峯值速率是指用戶能夠得到的最大業務速率，相比4G網絡，5G移動通訊系統將進一步提高峯值速率，能夠達到數十Gbps。

Ø 鏈接數密度

在5G時代存在大量物聯網應用需求，網絡要求具有超千億設備鏈接能力。鏈接數密度是指單位面積內能夠支持的在線設備總和，是衡量5G移動網絡對海量規模終端設備的支持能力的重要指標，通常不低於十萬/平方千米。

Ø 流量密度

流量密度是單位面積內的總流量數，是衡量移動網絡在必定區域範圍內數據傳輸能力。在5G時代須要支持必定局部區域的超高數據傳輸，網絡架構應該支持每平方千米能提供數十Tbps的流量。在實際網絡中，流量密度與多個因素相關，包括網絡拓撲結構、用戶分佈、業務模型等因素。

三、三大主要應用場景

Ø 大規模海量機器類通訊mMTC

Ø 加強移動帶寬eMBB

Ø 超高可靠低時延通訊uRLLC

5G應用場景

Ø VR:虛擬現實

Ø AR:加強現實

Ø MR:混合現實

1、車聯網

2、遠程醫療

3、智慧城市（整合、感知、協做、創新）

Ø 智慧的公共安全（犯罪信息倉庫、突發事件響應、數字監控系統）

Ø 智慧的醫療（電子病歷、家庭健康服務、醫療費用管理）

Ø 智慧的交通（自動收費、票務管理、運輸信息管理）

Ø 智慧建築

Ø 智慧的公共事業（高速寬帶網絡、智慧的電力、建築能耗評估監測、水處理/水資源管理）

Ø 智慧的教育與科技

Ø 智慧的市民服務-人的吃、穿、睡（失業保險金管理、就業服務、家庭服務、住宅信息管理）

5G關鍵技術

5G須要知足熱點高容量場景（高流量密度、高速率）

4 超密集組網：大量增長小基站、以空間換性能

基站通常包括：宏基站和小基站

宏基站：即「鐵塔站」，通常覆蓋範圍數公里

小基站：通常覆蓋範圍在10~200M,小基站又分爲

Ø 家庭基站

Ø 微基站

Ø 微微基站（又稱皮基站）

Ø 室內基站

Ø 我的基站

小基站的優點

Ø 體積小，成本低，安裝容易，適合深度覆蓋

Ø 功率小，干擾小，更小的範圍內實現頻率複用，提高容量

Ø 距離用戶近，提高信號質量和高速率

小基站性能指標及參數

分類	用戶密度	基站密度	基站半徑（m）	用戶數據速率	部署場景
微基站	高	中	＜300	中	室外補盲區
微微基站	高	中	＜100	中	室外熱點
室內基站	中/高	中	＜50	高	辦公室、購物場所
家庭基站	低	高	＜20	高	家庭、咖啡館
我的基站	低	高	＜10	低	D2D