5G -- 发展与演进
概述：
5G将通过支持增强移动宽带（eMBB）、低时延高可靠连接（uRLLC）和海量机器连接（mMTC）三大场景，以满足网络能力极端化、网络能力差异化以及网络融合的多样化的业务需求，开启一个万物互联的新时代
移动通信发展与演进：
什么是通信？
通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从一点传递到另一点或多点的过程；
通信的传输煤质：
1、有线通信（网线、光纤）
2、无线通信（电磁波）
电磁波频谱特性：
频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越大，但频率资源有限
频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越小，但频率资源丰富
| 频段名称 | 频率范围 | 波段名称 |
|---|---|---|
| 特高频 | 300MHZ ~ 3 000 MHZ | 分米波 |
| 超高频 | 3 GHZ ~ 30 GHZ | 厘米波 |
| 极高频 | 30 GHZ ~ 300 GHZ | 毫米波 |
EX：
低频（3 ~ 300 KHZ）： 航空、航海导航
中频（300 KHZ ~ 3 MHZ）： 广播电台
高频 （3 MHZ ~ 30 MHZ）：NFC
VHF 甚高频 （30 MHZ ~ 300 MHZ）：无线电视、对讲机
UHF 特高频（300 MHZ ~ 3G HZ）：2G/3G/4G、GPS
SHF 超高频 （3 GHZ ~ 30 GHZ） ： 5G终端、模组
EHF 极高频 （30 GHZ ~ 300 GHZ）：下一代WIFI
当代移动通信的发展：
1G（1980~1990）：模拟通信；AMPS、TACS；ex：语音业务
2G（1990~2000）：数字通信；GSM、CDMA；~270 kbps；ex：短信业务
3G（2000~2010）：WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA；~14.2 Mbps；ex：图片浏览
4G （2010~2020）：LTE Advance；~100 Mbps；ex：高清视频
// LTE(3.9G) -> LTE Advance(4G)->LTE-A pro(4.5G, 4G+)
5G （2020~ ）：5G； ~10 Gbps；1ms；1M Devices/km2；5G应用
移动通信网络结构：
终端、基站、传输、核心网、应用服务
5G发展的驱动力：
5G总体愿景：
5G将渗透到未来社会的各个领域，为不同用户和场景提供灵活多变的业务体验，最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景，开启一个万物互联的时代
ex：移动终端、智能家居、虚拟现实、云端办公、云游戏等
ITU（国际电信联盟）对5G愿景的描述：
高速（eMBB增强型移动宽带）-- AR/VR、体育直播、3D/8K高清视频
靠谱（uRLLC超可靠低时延通信业务） -- 自动驾驶、无人机、智能制造
海量（mMTC大规模的机器通信业务）-- 智慧城市、车联网
ITU（国际电信联盟）对5G关键能力要求：
// 5G法定名称：IMT - 2020
峰值速率：UL（上行）- 10 Gbps、DL（下行） - 20 Gbps
用户体验速率：100 Mbit/s （下行） --- 50 Mbit/s （上行）
单位面积数据容量：10 Mbit/s/㎡ -- 流量密度
网络能源效率：100 x
联接密度（devices/k㎡）：100万 -- 具备更大的连接能力
频谱效率：3 x -- 充分挖掘频率域资源的利用效率
移动性：500 km/h -- 要求终端在高速移动的过程中仍然能获取到高速的数据服务
空口时延：1 ms -- 终端和基站的时延
4G、5G的关键性能目标差异性：
| LTE | 5G | 提升 | |
| 空口时延 | 30~50 ms | 1 ms | 30~50倍 |
| 吞吐率/速率 | 100 Mbps | 10 Gbps | 100 倍 |
| 连接数 | 10000/平方公里 | 100 万/平方公里 | 100倍 |
| 网络架构 | NA | 切片(支持不同子网下的业务需求) |
5G协议标准化进展：
标准协议的重要性：
移动通信网络是一个“标准先行”的网络，在所有的网络流程、协议信元都经过深入讨论形成标准(3GPP/3GPP2)之后，各设备厂商设计产品、实现功能
移动通信标准组织：
ITU： 国际电信联盟；1865年成立的制定国际电信标准的专门机构
3GPP：第三代合作伙伴计划；成立于1998年，由许多国家和地区的电信标准化组织共同组成
3GPP标准协议冻结版本(R15&R16):
R15基础版本：聚焦于eMBB（高速率）
2017年12月，首个可商用部署的5G NR标准制定（NSA: 非独立组网，需要依赖4G资源）
2018年发布独立组网版本（SA，不依赖4G资源）
1、构筑NR技术框架（新波形、numerrology，帧结构，编码、调制&信道，mMIMO）
2、网络架构Ready（上下行解耦、CU-DU高层切分、NSA/SA）
3、行业应用基础设计（uRLLC）
R16演进版本：完成对uRLLC（低时延高可靠）的标准化
1、持续提升NR竞争力（eMBB Sub6GHz增强、IAB集成接入回传）
2、开创行业数字化（uRLLC增强、D2D、NR-V2X、Unlicensed）
5G频谱资源：
在3GPP协议中，5G的总体频谱资源可以分为两个频谱范围FR：
FR1：Sub 6G频段，5G的主用频段，其中3 GHz以下的频段称为Sub 3G（大多数被2G/3G/4G占用），其余频段称为C-band（主流频段）
FR2：6 GHz以上的毫米波，5G的扩展频段，频谱资源丰富（因损耗大受限）