5G技术

5G：第五代移动通信技术

1. "G"代表一代
2. 每十年一个周期

发展历程及技术应用

1G	2G	3G	4G	5G
1980	1990	2000	2010	2020
语音	短信	社交应用	在线、互动、游戏	虚拟现实，“零”时延感知

1. 5G技术指标

指标名称	流量密度	连接数密度	时延	移动性	能效	用户体验速率	频谱效率	峰值速率
4G参考值	0.1Tbps/km²	10万/km²	10ms	350km/h	1倍	10Mbps	1倍	1Gbps
5G取值	10Tbps/km²	100万/km²	1ms	500km/h	100倍提升（网络侧）	0.1-1Gbps	3倍提升（某些场景5倍）	20Gbps

2. 5G应用场景

具体应用场景

• VR(虚拟现实)
• AR(增强现实)
• MR(混合现实)
• 车联网
• 远程医疗
• 智慧城市

3. 5G关键技术

超密集组网

大量增加小基站，以空间换性能

基站：

宏基站：即“铁塔站”，一般覆盖范围数千米

小基站：一般覆盖范围在10m~200m

• 小基站又分为：
  (1)家庭基站
  (2)微基站
  (3)微微基站（皮基站）
  (4)室内基站
  (5)个人基站

• 小基站优点：

1. 体积小，成本低，安装容易，适合深度覆盖
2. 功率小，干扰小，更小的范围内实现频率复用，提升容量
3. 距离用户近，提升信号质量和高速率

大规模天线阵列

优点：

• 提升了信号可靠性
• 提升了基站吞吐率
• 大幅降低对周边基站的干扰
• 服务更多终端

动态自组织网络(SON)

优点：

• 部署灵活
• 支持多跳
• 高可靠性
• 支持超高带宽

主要功能：

• 自配置
• 自优化
• 自愈

软件定义网络(SDN)

特征：

• 物理上分离控制平面和转发平面
• 控制器集中管理多平台转发设备
• 服务和程序部署在控制器上

网络功能虚拟化(NFV)

特征：

• 软硬件解耦，虚拟化
• 通过硬件实现网络功能

SDN和NFV的区别：

SDN是面向网络架构的创新；NFV是面向设备形态的创新。

4. 5G面临的挑战

频谱资源挑战

• 5GHz以下的频段非常拥挤
• 解决方向：高频段和超高频段

新业务挑战

• eMBB：指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务；

• mMTC：指大规模物联网业务；

• uRLLC：如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。

这三大应用场景分别指向不同的领域。

新使用场景挑战

• 移动热点：大量热点带来的超密组网挑战
• 物联网络：物联新业务远超人的活动范围
• 低空/高空覆盖：无人机、飞机航线覆盖等

终端设备挑战

• 联网终端爆发式增长
• 终端多规模研发、工艺、电池寿命等挑战

三大场景安全挑战

• eMBB：安全性能、二次认证、已知漏洞
• mMTC：轻量化安全、海量连接信令风暴
• uRLLC：低时延的安全算法、边缘计算、隐私保护

新架构安全挑战

• SDN、NFV等新安全挑战