5G (第五代移动通信技术)

来源:楚狐工作室 作者:楚狐 更新日期:2022年5月7日 19:00:27

  5G概述

  第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术,5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。

  国际电信联盟(ITU)定义了5G的三大类应用场景,即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。增强移动宽带(eMBB)主要面向移动互联网流量爆炸式增长,为移动互联网用户提供更加极致的应用体验;超高可靠低时延通信(uRLLC)主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求;海量机器类通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。

  为满足5G多样化的应用场景需求,5G的关键性能指标更加多元化。ITU定义了5G八大关键性能指标,其中高速率、低时延、大连接成为5G最突出的特征,用户体验速率达1Gbps,时延低至1ms,用户连接能力达100万连接/平方公里。


  发展背景

  移动通信延续着每十年一代技术的发展规律,已历经1G、2G、3G、4G的发展。每一次代际跃迁,每一次技术进步,都极大地促进了产业升级和经济社会发展。从1G到2G,实现了模拟通信到数字通信的过渡,移动通信走进了千家万户;从2G到3G、4G,实现了语音业务到数据业务的转变,传输速率成百倍提升,促进了移动互联网应用的普及和繁荣。当前,移动网络已融入社会生活的方方面面,深刻改变了人们的沟通、交流乃至整个生活方式。4G网络造就了繁荣的互联网经济,解决了人与人随时随地通信的问题,随着移动互联网快速发展,新服务、新业务不断涌现,移动数据业务流量爆炸式增长,4G移动通信系统难以满足未来移动数据流量暴涨的需求,急需研发下一代移动通信(5G)系统。

  5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验,更要解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。最终,5G将渗透到经济社会的各行业各领域,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。


  性能指标编辑

  1.峰值速率需要达到10-20Gbit/s,以满足高清视频、虚拟现实等大数据量传输。

  2.空中接口时延低至1ms,满足自动驾驶、远程医疗等实时应用。

  3.具备百万连接/平方公里的设备连接能力,满足物联网通信。

  4.频谱效率要比LTE提升3倍以上。

  5.连续广域覆盖和高移动性下,用户体验速率达到100Mbit/s。

  6.流量密度达到10Mbps/m2以上。

  7.移动性支持500km/h的高速移动。


  5G无线关键技术

  5G国际技术标准重点满足灵活多样的物联网需要。在OFDMA和MIMO基础技术上,5G为支持三大应用场景,采用了灵活的全新系统设计。在频段方面,与4G支持中低频不同,考虑到中低频资源有限,5G同时支持中低频和高频频段,其中中低频满足覆盖和容量需求,高频满足在热点区域提升容量的需求,5G针对中低频和高频设计了统一的技术方案,并支持百MHz的基础带宽。为了支持高速率传输和更优覆盖,5G采用LDPC、Polar新型信道编码方案、性能更强的大规模天线技术等。为了支持低时延、高可靠,5G采用短帧、快速反馈、多层/多站数据重传等技术。

  5G网络关键技术

  5G采用全新的服务化架构,支持灵活部署和差异化业务场景。5G采用全服务化设计,模块化网络功能,支持按需调用,实现功能重构;采用服务化描述,易于实现能力开放,有利于引入IT开发实力,发挥网络潜力。5G支持灵活部署,基于NFV/SDN,实现硬件和软件解耦,实现控制和转发分离;采用通用数据中心的云化组网,网络功能部署灵活,资源调度高效;支持边缘计算,云计算平台下沉到网络边缘,支持基于应用的网关灵活选择和边缘分流。通过网络切片满足5G差异化需求,网络切片是指从一个网络中选取特定的特性和功能,定制出的一个逻辑上独立的网络,它使得运营商可以部署功能、特性服务各不相同的多个逻辑网络,分别为各自的目标用户服务,目前定义了3种网络切片类型,即增强移动宽带、低时延高可靠、大连接物联网。


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