4G5G 移动通信技术-5G技术演进

4G/5G移动通信技术与应用5G技术演进掌握5G技术的性能指标掌握5G网络架构了解5G关键技术第11章5G技术演进11.15G技术概述11.1.1什么是5G第五代移动通信技术（5thGenerationMobileNetworks或5thGenerationWirelessSystems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继2G、3G和4G移动通信系统之后的延伸。国际电信联盟（ITU）制定的第五代移动通信技术标准，它的正式名称是IMT-2020。11.1.25G技术的发展背景移动通信技术具有代际演进的规律

--全球移动通信经过1G、2G和3G三个发展阶段，正从3G向4G演进

--当前各国正在积极推进5G技术研究移动互联网和物联网为5G发展提供广阔发展空间--预计2010年到2020年全球移动数据流量增长将超过200倍，我国将增长300倍以上--预计到2020年全球移动终端数量将超过100亿，其中我国将超过20亿--预计到2020年全球物联网设备连接数为500亿，其中我国将超过100亿1G2G3G4G1980s1990s2000s2010短信社交应用在线、互动、游戏语音5G虚拟现实、“零”时延感知2020有好强爽悦11.1.35G技术的性能指标ITU定义的三大应用场景指标名称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/Km210万/km2空口10ms350Km/h1倍10Mbps

(urban/suburban)1倍1Gbps5G取值10Tbps/Km2100万/Km2空口1ms500Km/h100倍提升（网络侧）0.1-1Gbps3倍提升（某些场景5倍）20Gbps第11章5G技术演进11.25G系统网络架构5G系统网络架构5G系统整体包括核心网、接入网以及终端部分。5G系统架构分为两部分，即5G核心网（5GC，包括图中的AMF/UPF）和5G接入网（NG-RAN）。5G接入网架构5G接入网架构包括gNB和ng-eNB两种具备完整基站功能的逻辑节点，有利于降低呼叫建立时延和用户数据的传输时延。他的分布方式主要有两种分布式部署和集中式部署。gNB节点进一步分成CU和DU两种逻辑节点，如图所示。第11章5G技术演进11.35G的关键技术11.3.1大规模的天线技术MassiveMIMO(multiple-inputmultiple-output):大规模的天线形成阵列

通过更多数量的天线，可以实现更灵活精确的三维立体窄波束赋形，使得更多用户复用无线时频资源，从而达到提升覆盖能力和系统容量并降低系统干扰的目的。至少要求16根收发天线目前华为可以实现64根收发天线，实现64T64R提高速率技术——MassiveMIMO工作原理通过对每个天线进行加权，控制大规模的天线阵列，进一步提升无线覆盖11.3.1大规模的天线技术11.3.2超密集组网技术在5G的热点高容量典型场景中基站间距将进一步缩小，必须布置大量的无线收发节点，如宏基站、微基站、家庭基站、中继节点等，形成密集度很高的网络，即5G技术中的超密集组网（Ultra-DenseNetworks，UDN）。11.3.3新型超高新传输技术1.毫米波5G是面向下一代的移动通信技术，相比于现有的4G通信技术，5G在用户速率、频谱利用率、系统吞吐量等方面具有绝对的优势。但由于低频段频谱资源有限，已无法满足用户对高传输速率、高带宽的需求。与低频段相比，高频段频谱资源丰富，可以很好地满足5G通信对频谱资源的需求，因此5G毫米波技术应运而生。毫米波就是波长在1～10毫米的电磁波，对应频段为30～300GHz（30000Mhz～300000Mhz）。2.可见光通信技术可见光通信技术（VisibleLightCommunication，VLC）是指利用可见光波段的光作为信息载体，无须光纤等有线信道的传输介质，利用LED灯人肉眼感受不到的明暗交替闪烁进行数据传输的一种通信方式，是一种将传统照明与无线通信和网络融合的创新方法。11.3.4滤波器组多载波调制技术滤波器组多载波调制技术（Filter-BankMultiCarrier，FBMC）作为5G通信技术的调制技术之一，它用一组优化的滤波器组代替OFDM中的矩形窗函数，实现时频本地性，从而达到降低外带衰减的目的。它可以针对不同的信道环境，应用不同的滤波器组，来针对性地提高误码率性能；同时又不