移动通信技术的代际演进
G代表一代，第五代移动通信技术
| 1G 1980s | 2G 1990s | 3G 2000s | 4G 2010s | 5G 2020 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 功能 | 语音 | 短信 | 社交应用 | 在线、互动、游戏 | 虚拟现实、“零’时延感知 |
| 技术 | AMPS、TACS | 2G:GSM、IS-95 2.5G：GPRS、EDGE、IS-95B | WCDMA(联通）、CDMA2000(电信)、TD-SCDMA(移动) | LTE-Advanced(移动先拿到)、wireless MAN-Advanced |
5G技术指标
| 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/km^2 | 10ms | 350km/h | 1倍 | 10Mbps | 1倍 | 1Gbps |
| 5G | 10Tbps/km2 | 100万/km^2 | 1ms | 500km/h | 100倍提升 | 0.1-1Gbps | 3倍提升 | 20Gbps |
三大应用场景：增强的移动宽带、海量机器通信、超高可靠和低时延通信
5G应用场景
VR：虚拟现实（虚拟环境）
AR：增强现实（基于真实环境上模拟一个物品）
MR：混合现实（直观感受产品内部）模拟手术
智慧城市：任何人、任何时间、任何地点、获取所需服务
5G关键技术
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超密集组网
需要满足高热点高容量场景（高流量密度、高速率）
通过大量增加小基站，以空间换性能实现基站：一般包括宏基站和小基站，宏基站即铁塔站，覆盖范围数千米；小基站覆盖范围10-200m，包括家庭基站、微基站、微微基站、室内基站、个人基站。
小基站的特点：体积小、易安装、成本低、功率小、干扰小（更小范围内实现频率复用，提升了容量）
距离用户近，提高信号质量和速率（基站之间的叠加）、在人流密集区部署，实现网络深度覆盖。 -
多连接、无线回传技术
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规模天线阵列：最多256个天线（MIMO天线阵)
优点：提升信号可靠性、基站吞吐率；大幅降低对周边基站的干扰；服务更多移动终端 -
动态自组织网络（SON）全双工方式
满足低时延高可靠场景
优点：部署灵活、支持多跳、高可靠、支持超高带宽
三大功能：自配置、自优化、自愈（基站侧） -
软件定义网络（SDN）用于控制云资源，实现调度
物理上分离控制平面和转发平面；
控制器集中管理多台转发设备；
服务和程序部署在控制器上； -
网络功能虚拟化（NFV）
软硬件解耦、虚拟化（软件模拟硬件）
通用硬件实现网络功能（服务器模拟网络）
SDN和NFV区别：前者面向网络架构的创新，后者面向设备形态的创新。
5G面临的挑战
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频谱资源
5GHz以下的频段已经非常拥挤，解决方法：向高频段和超高频段 -
新业务（三大应用场景在不同领域的业务）
eMBB：3D、超高清视频等大流量移动宽带业务（AR/VR等传输速率要求高）
mMTC：大规模物联网业务（对连接数量、耗电/待机要求较高）
uRLLC：无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务（对低时延、高可靠要求高） -
新场景
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
联网终端爆发式增长（5G智能垃圾桶、无人驾驶接驳车、无人机、送货机器人）
终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战 -
安全挑战
三大场景
eMBB：安全处理性能、二次认证、已知漏洞
eMTC：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：SDN、NFV等新安全挑战
