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1、,7/9/2020,#,5,G,基础能力、关键技术与应用场景概述,5G基础能力、关键技术与应用场景概述,1,目录,5G基,础,能力,1,5G关键技术实现,2,2,5G细分应用场景,3,目录5G基础能力15G关键技术实现225G细分应用场景3,2,3,1.1,什么是5G,是第五代移动通信技术,是现有无线接入技术的演进,是一张真正意义上的融合网络,5G,1G2G3G,4G,模拟语音数字语音移动宽带更快更好,5G,1980S1990S2000S2010S2020S,1G：主要解决语音通信问题；,2G：支持窄带的分组数据通信；,3G：发展了图片，音乐，视频流的高宽带多媒体通信；,4G：专为移动互联网,
2、设,计，,网,速，,容,量，,稳,定性,大,幅提,升,。,1m100m,1k,m,覆盖,100kbps,100Mbps,10Gbps,速率,W,ifi,Bluetooth,ZigBee,4G,3G,2G,5G,NB-ioT,eMTC,LoRa,Sigfox,5G,5G,不仅考虑,人与人,，,更多的是,人与物,、,物与物,的连接,。,5G,应用,80%,将用于物与物之间的通讯。,人联网,+物联网,31.1 什么是5G是第五代移动通信技术是现有无线接入,3,4,1.2,5G应用场景,国际电信联盟（ITU）定义了5G三大应用场景：增强型移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)及低时延高可,靠
3、通信(uRLLC)。,增强移动宽带,eMBB,海量机器通信,mMTC,低时延高可靠性通信,uRLLC,eMB,B,场景,主要提升,以,“人,”,为中,心,的娱,乐,、社,交,等个人消费业务的通信体验，适用于高速,率,、大,带,宽的,移,动宽带业务。,m,M,T,C,主要满足海量物联的通信需求，面,向,以传,感,和数据采集为目标的应用场景。,uRLLC,则基于其低时延和高可靠的特点，主要面向垂直行,业的特殊应用需求。,41.2 5G应用场景国际电信联盟（ITU）定义了5G三大应,4,5,1.3,5G的性能目标,广安大厦4G测试情况,51.3 5G的性能目标广安大厦4G测试情况,5,6,1.4,5
4、G的特点,理念不同,与传统的移动通信系统,理,念不,同,，5,G,系统研究将不仅仅把点到,点,的物,理,层传输与信道,编,译码,等经,典技术,作,为核,心目,标，而是从更为广泛的多点,、,多用,户,、多天线、多小区协作组网作,为,突破,的,重点，力求在体系构架上寻求,系,统性,能,的大幅度提高。,体验提升,5G研究在推进技术变,革,的同,时,，更,注,重,用户体验。对新型移动,业,务的,支,撑能力将成为衡量5G系统性,能,的关,键,指标。,1,2,3,带来的不止是速度,从3G时代向4G跨,越,，最,大,的改,变,莫过,于,网,络速度和带宽方面的提升。,5,G时代，这也会是重,点,演进,的,一个
5、,部,分，但是5G更是开启了万,物,互联,时,代。,61.4 5G的特点理念不同体验提升123带来的不止是速度,6,目录,5G基础能力,1,5G关键技术实现,2,7,5G细分应用场景,3,目录5G基础能力15G关键技术实现275G细分应用场景3,7,8,2.1,新频谱大带宽支撑eMBB业务,增加带宽是增加容量和传输速率最直接的方法，5G最大带宽将会达到400MHz，可良好支撑eMBB业务发展。,3,0,40,80,90,1,2,3,4,5,6,1,0,20,5,0,6,0,70,5G扩展频谱,5,G,核心频谱,G,H,z,蜂窝网,频段,可见光频段,Sub,6GHz,毫米波,以3.5GHz为主,
6、以28/,3,9/60/73GHz为主,国内5G频谱分配,比较项,5G,4G,载波宽带,100MHz,20MHz,下载速率,DL:,3.5Gbps,DL:,100Mbps,C=,B,Log,2,(1+,S/N),C:,信道速率，,S/N,：信号噪声功率比,根据香农公式，信道最大传输速率跟,频谱带宽成正比,2.,6G,3.,5G,4.,9G,4900,4800,2515,2675,广电联,（仅限室内）,3300,3400,3600,3500,5,G小区带宽定义,10M,15M,20M,40M,50M,60M,80M,100M,50M,100M,150M,200M,400M,Sub,6GHz,mm
7、W,ave,82.1 新频谱大带宽支撑eMBB业务增加带宽是增加容量和,8,9,2.2,mMTC实现万物互联,覆盖增强,15dB,低功耗,51,0年,速率,1Mbps,低成本,8$/,模组,大连接,10k,时延,100ms,级别,20d,B+,10,年,200Kbps,50ms,：,如何保障？,光纤回传时延,1ms/200km,102.3 uRLLC场景对时延要求苛刻未来将催生多样化的u,10,11,2.4,多天线技术,天线数：,传统TDD天线2/4/8通道，MM天线64/128/256通道,传输速率：,大量,增,加振子数量，增,加,同时传输的数据,流,数,，,提高信道传输速率，提升频谱,效,
8、率。,容量,：传统的,2D,-,M,I,M,O,仅能在水平,维,度区分用户也导,致,其同时、同频可服务的用户数受限,。,3,D,-,MI,M,O,可充分,利,用垂直和水平维,度,的天线自由度，提,升同时、同频可,服,务的用户数，,极,大,地,提,升,系,统,容量,。,大规模天线阵列（Massive,MIMO技术），即在基站侧配置上百个天线，实现天线同时收发数据，达到提,升传输速率和系统容量的目的。,C,=,min(,n,t,n,r,),B,Log,2,(1,+,S/N),4G,64T64R天线,5G,2,天线发,2T4R/4T4R天线,1,天线发,2,天线收,5G,4,天线收,5G,4G,4G
9、,min(,n,t,n,r,),：实际,信,号传,输,数据,流,数，由接,收,和发,送,天线,的,最,小,值决定,64T64R天线,112.4 多天线技术天线数：传统TDD天线2/4/8通道，,11,12,2.5,波束赋形技术,通过控制每个天线单元的信号相位和幅度，产生具有指向性的波束，实现更好的干扰抑制和空间多用户复用的能力，是提升系统容量和传输效率的有效手段，且可匹配不同场景的覆盖。,形成窄的发射波束，赋形增益高，覆盖距离远，可弥补高频带来的,路径损耗，,提升覆盖能力。,形成多维波束，,提升系统容量。,窄的发射波束指向性强，,系统具有很强的抗干扰能力。,原理：应用了,干涉原理,，波峰与波峰
10、相遇位置叠加增强，波峰,与波谷相遇位置叠加减弱。,未使用BF，波束形状、能量、强弱位置是固定的，,位于叠加减弱点用户，如处于小区边缘信号强度低。,使用BF，通过对信号加权，调整个天线阵子的发射功,率和相位，改变波束形状，使主瓣对准用户，提高信号强度,。,波束赋形带来的好处,波束赋形可匹配不用场景覆盖,水平波束低楼覆盖,垂直波束高楼覆盖,选择人口密集区域覆盖,公路,道路窄波束远覆盖，旁边宽波束,122.5 波束赋形技术通过控制每个天线单元的信号相位和幅度,12,13,2.6,灵活帧和时隙结构降低空口时延,5,G,支持灵活的帧和时隙结构，能实现快速调度及反馈，更能满足低时延业务的需求。,D,D,D
11、,S,U,D,D,U,0.5ms,0.5ms,0.,5,ms,2.,5,ms,2.5ms,S,U,2,.5ms,（,双,周期）,1,5G调度时间比4G更短5G反馈速度比4G更快,2,制式,调度时间,5G,1,s,l,o,t,，,uR,L,L,C,超低时延场景可调度符号级,4G,1ms,D,U,上行时隙,D,U,上行控制及S,R,S信号,上行调度,DU,ACK/NACK,特殊时隙（self-Contain结构）,下行时隙,下行调度及数传,上行数传,132.6 灵活帧和时隙结构降低空口时延5G支持灵活的帧和,13,14,2.7,边缘计算（MEC）,传统网络结构中，信息的处理主要,位,于核,心,网的
12、,数,据中,心,机房,内,，所,有,信息,必,须从,网,络边,缘,传输,到,核心,网,进行,处,理之,后,再返回网络边缘。5G,时代，传输网架构中引入边缘计算技,术,，在,靠,近接,入,侧的,边,缘机,房,部署,网,关、,服,务器,等,设备,，,增加,计,算能,力，将低时延业务、局域性数据、,低,价值,量,数据,等,数据,在,边缘,机,房进,行,处理,和,传输,，,不需,要,通过,传,输网,返,回核,心,网，,进,而降,低时延、减少回传压力、提升用户,体,验。,边缘计算技术就是解决不同应用带来的多样化网络需求的核心技术之一，在靠近接入网的机房增加计算能力，将能够：,大幅降低业务时延,减少对传输
13、网的带宽压力降低传输成本,进一步提高内容分发效率提升用户体验。,142.7 边缘计算（MEC）传统网络结构中，信息的处理主要,14,15,2.8,新波形-提升频率利用率,5,G,空口继承,了,4,G,正交频分复用技术，同时引入更好的滤波技术,（,F-OFDM），减少了保护带宽的要求，提升了频率利用率，并实现了子载波和业务需求的自适应。,LTE：100*12*15000=18MHz,效率：18/20=90,NR：273*12*,3,0000=9,8,.28MHz效率：98.28,/,100=98,.,28,LTE,NR,Signal,BW=18MHz,Signal,BW=98.28MHz(3.5
14、GHz),频域窄，时域宽，用于速率低，时延不敏感的物联网,频域宽，时域窄,，,用于时延敏感的车联网等业务,152.8 新波形-提升频率利用率5G空口继承了4G正交,15,目录,5G基础能力,1,5G关键技术实现,3,16,5G细分应用场景,2,目录5G基础能力15G关键技术实现3165G细分应用场景2,16,17,5G+VR/AR融合应用时间表,2018,2019,202020212022202320242025,2026,2027,预言探索期,市场启动期,高速发展期,应用成熟期,3.1,5G细分应用场景-VR/AR,VR/AR是近眼现实、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等新一代信息技术
15、相互融合的产物，新形势下高质量VR/AR业,务对带宽、时延要求逐渐提升，速率从25Mbps逐步提高到3.5Gbps，时延从30ms降低到5ms以下。,凭借5G超宽带高速传输能力，可以解,决V,R/,AR,渲,染能,力,不足,、,互动,体,验不,强,和终,端,移动,性,差等,痛,点问,题,，推,动,媒体,行,业转,型,升级，在文化宣传、社交娱乐、教育,科,普等,大,众和,行,业领,域,培,育,5G,的,第一,波,“杀,手,级”,应,用。,VR/AR业务指标要求,V,R,/A,R,融合应用场景示意图,江西5G+VR春节联欢晚会：,2019年江西省春节联欢晚会首次采用,5G,+,8K+V,R,进行录
16、制播出。,在场馆,内,外部,署,多台8,K,超高,清,全景,摄,影机同步拍摄，经过拼接和视频编解,码,处理,后,，再,通,过,5G网,络,实时急,速回传，对VR眼镜、手机等不同的终端实现视频转码。,业务类别,场景,实时速率,时延,VR业务,典型体验,40Mbps,40ms,挑战体验,100Mbps,20ms,极致体验,1000Mbps,2ms,AR业务,典型体验,20Mbps,100ms,挑战体验,40Mbps,50ms,极致体验,200Mbps,5ms,175G+VR/AR融合应用时间表201820192020,17,18,5G+超高清融合应用时间表,2018,2019,202020212022202320242025,2026,202,7,预言探索期,市场启动期,高速发展期,应用成熟期,3.2,5G细分应用场景-超高清视频,随着产业发展，国际电信联盟提出了分辨率在4K及以上的超高清标准(UHD)。由于分辨率指数增长，数据量也随之增长，,4G网络带宽有限，UHD视频内容传输无法有效普及开展。,当前4K/8K,超高清视频与5G技术结合的场景不断出现，广泛应用于大型赛事/活动/事件直播、
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