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关于5G知识

互联网 diligentman 5天前 14次浏览

“G”代表第几代,5G就是第五代
10年一代。
1980s 1G时代,主要是语音通话
1990s 2G时代,主要是短信
2000s 3G时代,主要是社交应用方面
2010s 4G时代,主要是在线、互动和游戏
2020s 5G时代,主要是虚拟现实、零时延时感知

能效:比如4G时代,一小时消耗0.69°电,可下载200部高清电影。5G时代,一小时消耗0.8°电,可下载5000部高清电影。高了0.1°的消耗,但是效果确实4G的25倍。

4G的流量密度是0.1Tbps 而5G可以达到10Tbps,是4G的100倍
4G的连接数密度是10万/km2 而5G可以达到100万/km2,是4G的10倍
4G的时延是10毫秒,而5G只有1毫秒
4G的移动性是350km/h,而5G可以达到500km/h。移动性是指用户在一定的速度下,依然可以提供5G服务。
4G的能效是1倍,而5G在网络侧可以达到100倍的提升
4G的用户体验速率在10Mbps内,而5G可以达到0.1~1Gbps
4G的频谱效率是1倍,5G可以达到3倍,某些情况可以达到5倍
4G的峰值速率有1Gbps,5G则有20Gbps

ITU:国际电信联盟
ITU定义的三大应用场景是:增强的移动宽带、海量机器通信、超高可靠的低时延通信

5G的应用场景:VR/AR/MR
VR、AR、MR是现在5G的应用场景
VR:虚拟现实
AR:增强现实
MR:混合现实
MR更偏向于AR的一种实际运用。(个人理解)

5G可以实现智慧城市,智慧城市:指任何人在任何时间任何地点,都可以获取所需要的的服务。

5G的关键技术:超密集组网、大规模天线阵列、动态自组织网络(SON)、软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)

一、超密集组网:大量增加小基站,以空间换性能。

基站一般包括:宏基站和小基站
宏基站:“铁塔”状,一般覆盖范围数千米
小基站:一般覆盖范围10m~200m
小基站又分为:家庭基站、微基站、微微基站、室内基站、个人基站。各有优缺点。
小基站的优势:体积小、成本低、安装容易、适合深度覆盖。功率小、干扰小、更小的范围内实现频率复用、提升容量。距离用户近、提升信号质量、高速率

二、大规模天线阵列,优点:1、提升了信号可靠性 2、提升了基站吞吐率 3、大幅度降低对周边基站的干扰。

三、动态自组织网络(SON)
用于满足低时延可靠场景
优点:部署灵活、支持多跳、高可靠性、支持超高带宽

SON主要包括三大功能,分别是:自配置、自优化、自愈。

四、软件定义网络(SDN)
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。

五、网络功能的虚拟化(NFV)
软硬件解耦、虚拟化。通用硬件实现网络功能。
将实体硬件虚拟化变成数据,然后按需分配(个人理解)

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

5G面临的挑战:频谱资源挑战、新业务挑战、新使用场景挑战、终端设备挑战、三大场景安全挑战、新架构安全挑战
一、频谱资源挑战
5GHz以下的频谱已非常拥挤,需要往高频段和超高频段去发展

二、新业务挑战
新业务分为eMBB、mMTC、uRLLC,这三大应用场景分别指向不同领域

eMBB:指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务。对AR/VR等传输速率要求高。
mMTC:指大规模物联网业务。对连接数量、耗电、待机要求较高(监控、智能路灯等)
uRLLC:指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。对时延可靠性要求较高(远程手术等)

三、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/高空覆盖:无人机、飞机航线覆盖

四、终端设备挑战
联网终端爆发式增长(比如一个可以持有手机、电脑、ipad等设备)
终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战

五、三大场景安全挑战
eMBB:安全处理性能、二次认证、已知漏洞
mMTC:轻量化安全、海量连接信令风暴
uRLCC:低时延的安全、边缘计算、隐私保护

六、新架构安全挑战
SDN、NFV等新安全挑战


程序员灯塔
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