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作者:darklight 发布时间:2022-09-26 11:00:12
一、5G的指标与三大应用场景
1)eMBB(Enhanced Mobile Broadband,增强型移动宽带)网速快,峰值速率可达10-20GB/S,用户体验速率达100-1000M/S主要服务于消费互联网。2)URLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communications,高可靠和低延迟通信)空中接口延迟可低至1ms。主要服务于物联网场景,例如自动驾驶、无人机、工业自动化等。3)mMTC(Massive Machine Type Communication,大规模机器类型通信)每平方千米可链接100万台终端设备。也被称为大规模物联网,用于智能井盖、智能路灯、智能水表、智能电表等设备的连接。
二、5G的关键技术
1.
5G无线空口方面的关键技术空口,就是空中接口。具体来说,是手机终端和基站之间的无线传输部分。在5G中,这个部分被称为5G NR(New Radio,新空中接口)1)毫米波和微基站光速=波长×频率电磁波频率越高,波长越短。同等条件下,电磁波频率越高,传输速度越大,装载的信息量越大。但相应波长就越短,其绕行能力就越差,传播过程中衰减越快。因此5G技术使用毫米波的同时大量构建微基站,保证信号的整体覆盖范围。微基站就是小基站,主要用于室内。宏基站就是大基站,在室外很常见。2)天线阵列技术天线长度应与传输的电磁波波长成正比,为波长的1/10~1/4。5G的频率相比4G高,因此天线长度很短。5G技术使用—Massive MIMO(大规模天线阵列)。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)就是多根天线发送,多根天线接收。采用天线阵列技术除了增加速率、带宽之外,还可以有效提升无线信号的覆盖效果。
3)波束赋形传统信号呈线性向四周发散,造成了信号资源的极大浪费。基站上布设天线阵列,通过对射频信号相位的控制,使得相互作用后的电磁波波瓣变得非常狭窄,并指向它所提供服务的手机,而且能根据手机的移动而转变方向。波束赋形,这种空间复用技术使全向的信号覆盖变成了精准地指向。4)D2D5G时代,同一基站覆盖范围内的两个终端,如果在相互之间距离满足条件的情况下进行通信,它们的数据将不再通过基站转发,而是直接从终端到终端。5)上/下行解耦下行使用高频电磁波信号,既可以保证传输距离,又可以提升网络带宽(毕竟我们下载数据会更多一些,例如看手机视频),而上行使用中低频电磁波信号,损失一点网络带宽能力,但是可以增加信号的传输距离,从而扩大基站的覆盖范围。
三、5G行业应用
1.VR 虚拟现实技术2.物联网①智慧交通 :车联网就是由汽车及汽车交通运输系统相关元素组成的通信网络。通过运用物联网、云计算等技术可提高城市交通系统的运行效率和管理水平,还可为出行者提供更加准确的信息和个性化服务。
②无人机:5G的超高传输带宽完全可以满足4K甚至8K的超高清视频图传。相比于地面传统摄像头静态、小视角的效果,无人机搭配5G,将实现动态、超高清广角的俯视效果。凭借5G海量连接的特性,5G网络可以接入的无人机数量几乎是无限的。这对高密度飞行和机群协同来说也是不可或缺的能力。③工业互联网:作为通信技术的最新升级,5G是ICT革命的重要组成部分。它和工业互联网之间的关系主要集中在接入层。高连接速率、超低网络时延、海量终端接入、高可靠都是5G所具备的优点。这些优点将非常有利于5G替代现有的厂区物联网通信技术,尤其是Wi-Fi、蓝牙等短距离通信技术,甚至可以替换像PON(Passive Optical Network,无源光网络)这样的固网有线宽带接入技术。一些以往受限于网络接入而不能实现的应用,如高精度机械臂加工,在5G网络环境下将变得可行。如果采用5G对机械臂进行远程控制,时延将缩短到毫秒级,可以很好地满足加工精度的要求。此外,5G的超高带宽在传输工业厂区的4K/8K设备的监控影像时,也将发挥重要作用。工业互联网的架构除了接入层之外,5G的网络切片、移动边缘计算都可以在工业互联网领域找到不错的落地场景,满足用户的多样化需求。
四、5G网络与芯片
1.接入网
3G时代,出现了基带单元和射频单元分离的基站,这种基站也被称为分布式基站,负责信号调制的部分变成了BBU(Baseband Unit,基带处理单元);负责射频处理的部分变成了RRU(Remote Radio Unit,射频拉远单元)。于是,基站逐渐演变为以下4个部分:BBU(主要负责信号调制);RRU(主要负责射频处理);馈线(连接RRU和天线);天线(主要负责线缆上的导行波和空气中的空间波之间的转换)。
到了5G时代,接入网又发生了很大的变化。在5G网络中,接入网不再由BBU、RRU、天线等组成,、5G基站包括有集中单元
CU
(Centralized unit)、分布单元
DU
(Distribute Unit)和有源天线单元
AAU
(Active Antenna Unit)这3个功能实体。◎CU(Centralized Unit,集中单元):原BBU的非实时部分被分割出来,重新定义为CU,负责处理非实时协议和服务。◎ DU(Distributed Unit,分布单元):BBU的剩余功能重新定义为DU,负责处理物理层协议和实时服务。◎ AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元):BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。它的体积更大,面积更大,重量更重,耗电也会更大。5G之所以出现了AAU,其实是因为5G引入了Massive MIMO这个技术。Massive MIMO 是多入多出技术, 支持大规模的多入多出。可以比拟成公路,如果让公路上跑更多的车,就需要更多的车道。
从整体上来看,除了前传,承载网主要由城域网和骨干网组成。而城域网又分为接入层、汇聚层和核心层。接入网传过来的所有数据,最终通过逐层汇聚,到达顶层骨干网。2.承载网在当今这个时代,光纤毫无疑问是有线网络传输数据的最佳选择。光通信产品一般包括光纤光缆、光模块和光通信主设备。
3.核心网
根据3GPP标准组织的定义,5G分为非独立组网(Non-Standalone,NSA)和独立组网(Standalone,SA)两种模式。NSA,是指无线侧4G基站和5G基站并存,核心网采用4G核心网或5G核心网的组网架构。而SA,是指无线侧采用5G基站,核心网采用5G核心网的组网架构。NSA和SA最大的区别,就在于核心网是不是5G核心网。那么,5G核心网到底有什么特别之处呢?简而言之,5G核心网就是进行了模块化、软件化。5G核心网之所以要模块化,还有一个主要原因是为了进行“切片”。简单概括,就是拆分、拆分、再拆分,软件、软件、更软件(化)。将来,核心网的硬件和IT行业的硬件会变得一样。而核心网的软件就会变得和手机里的App一样。硬件平台上,5G核心网采用了NFV虚拟化技术,使用x86通用硬件平台替换了以往的设备商自研专用平台,实现了云化。硬件资金投入更低,网络运维更加简单高效。
软件架构上,5G核心网引入了SBA微服务架构,将业务进一步细化,部署起来更加灵活、敏捷。这些变化,使得5G核心网可以更高效地创建“网络切片”。网络切片通过灵活的网络资源组合,为不同行业的5G用例保障不同的QoS(服务质量),满足不同用户场景的需求。
在MEC的协助下,内容和服务将从互联网走进移动内网,更接近用户侧,从而减少网络传输时延,并减轻核心网和骨干传输网络负担,可实现工业自动控制、远程控制、AR/VR等低时延、大带宽5G应用。
MEC与5G核心网1)放在云端的计算机资源实际上分为好几个层次,介绍如下。◎ 第一个层次的资源是最底层的硬件资源,主要包括CPU(计算资源)、硬盘(存储资源)和网卡(网络资源)等。◎ 第二个层次的资源要高级一些,例如用户不打算直接使用CPU、硬盘、网卡,而是希望资源提供者能把操作系统(例如Windows、Linux)装好,把数据库软件装好,再让用户使用。◎ 第三个层次的资源更高级一些,资源提供者不但要装好基本的操作系统,还要把具体的应用软件装好,例如FTP服务端软件、在线视频服务端软件等,这样用户就可以直接使用服务了。这3个层次的资源就是大家常听说的IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务)、PaaS (Platform as a Service,平台即服务)、SaaS(Software as a Service,软件即服务)。
2)容器也是一种虚拟化方式,但是属于“轻量级”的虚拟化。它的目的和虚拟机一样,都是创造“隔离环境”。但是,它和虚拟机又有很大的不同——虚拟机是操作系统级别的资源隔离,而容器本质上是进程级别的资源隔离。
4、5G芯片与cpe1)5G手机和4G手机最大的区别,在于是否支持5G网络,这主要由手机的基带芯片决定。有了5G基带芯片,手机才能够接入5G网络。集成基带芯片与外挂基带芯片相比,当然是前者更好。集成基带芯片在功耗控制和信号稳定性上明显要优于外挂基带芯片。可是没办法,在技术不成熟时只能选择外挂基带芯片。2)CPE它的全称叫作Customer Premises Equipment(用户驻地设备),业内习惯称之为“客户终端设备”。“premises”一般是场所的意思,CPE即放在客户场所的设备,与之相对的是放在服务提供商机房里的设备。CPE的主要作用是接收运营商基站发出的5G信号,然后转换成Wi-Fi信号或有线信号(局域网),让更多本地设备(手机、平板电脑、台式计算机等)上网。5G CPE的功能和我们家里连接光纤宽带的“光猫”非常类似。但它的优势是移动性和灵活性。不同于常规“光猫”只能固定在一处使用,5G CPE可以“移动”。凡是有5G信号的地方,都可以使用5G CPE。
五、5G产业链与未来
1.5G产业链并不会像4G那样进行全国范围内的无缝覆盖。它将主要针对人口密集地区的热点区域进行覆盖。此外,针对智慧农业、智慧城市、工业互联网、车联网等需求场景,实施按需覆盖。简而言之,5G的建网策略是:哪里有需要,就覆盖哪里。
2. 5G面临的主要困难第一,是覆盖效果。从覆盖场所来看,5G下一步的重点目标将从室外走向室内。目前,大中型城市里绝大部分的室外宏基站,只要条件允许,都已挂载了5G AAU天线。接下来,运营商将会在写字楼、商场、政府机构等人员密集区域加强5G室内分布系统的建设以及信号质量优化,做到深度覆盖。这是一项难度很高的工作,建设周期会比较长,成本也会很高。5G在B端(政企用户)市场的拓展也是如此。它是否能够满足行业应用场景的需求,在关键场景下能不能提供此前所承诺的关键指标(带宽、时延、可靠性等),目前还有待进一步观察。第二,是设备能耗。
第三,是2G/3G的退网重耕和清频。退网并不是一件容易的事情。目前我们国家还有数以亿计的2G/3G存量用户,包括物联网卡用户,退网势必影响这些用户对网络的使用,有可能导致用户不满甚至用户流失。第四,是运维压力。5G是一张超复杂的网络,在目前还没有完成2G/3G退网的情况下,旧技术叠加新技术,加深了整体网络架构的复杂程度。近年来,设备商一直在努力简化产品的运维操作,运营商也在积极探索智能运维,但由于种种原因,运维工作的模式转变和运维人员的思路转变比想象中更慢。转变越慢,时间窗口就越短。如果运营商不加速推动运维变革,很可能会影响到自身的转型。3.未来趋势根据3GPP的最新消息,R17版本讨论区收集到以下潜在方向的议题。◎ NR Light:针对中档NR设备(例如MTC、可穿戴等)的运行进行优化设计。◎ 小数据传输优化:小数据包/非活动数据传输优化。◎ Sidelink增强:Sidelink是D2D直联通信采用的技术,R17版本会进一步探索其在V2X、商用终端、紧急通信领域的应用,确定这几个应用以及在FR2频段(>6GHz)应用的最大共性。◎ 52.6 GHz以上频率:R15版本中定义的FR2频段上限为52.6 GHz,R17版本将对52.6 GHz以上频段的波形进行研究。◎ 多SIM卡操作:研究采用多SIM卡操作时对RAN的影响及对规范的影响。◎ NR多播/广播:驱动来自V2X和公共安全的应用。◎ 覆盖增强:明确所有相关场景的要求,重点是极端覆盖,包括室内与更宽广的区域。◎ 非陆地网络NR:NR支持卫星通信的相关标准化工作。◎ 定位增强:工厂/校园定位、IoT/V2X定位、3D定位,实现厘米级精度,包括时延及可靠性提升。◎ RAN数据收集增强:包括SON(Self-Organizing Network,自组织网络)和MDT(Minimization of Drive Test,最小化路测)增强,采集数据以实现AI。◎ NB-IoT和eMTC增强。◎ IIoT和uRLLC增强。◎ MIMO增强。◎ 综合接入与回传增强。◎ 非授权频谱NR增强。◎ 节能增强。
简单的小书也有它的作用
作者:徐毅 发布时间:2016-01-01 14:19:36
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书籍多样性:3分
书籍信息完全性:7分
网站更新速度:8分
使用便利性:8分
书籍清晰度:7分
书籍格式兼容性:8分
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下载评价
- 网友 冉***兮: ( 2024-12-26 18:37:17 )
如果满分一百分,我愿意给你99分,剩下一分怕你骄傲
- 网友 仰***兰: ( 2025-01-07 22:48:33 )
喜欢!很棒!!超级推荐!
- 网友 师***怡: ( 2025-01-05 04:11:15 )
说的好不如用的好,真心很好。越来越完美
- 网友 苍***如: ( 2024-12-18 15:27:35 )
什么格式都有的呀。
- 网友 田***珊: ( 2024-12-20 04:49:06 )
可以就是有些书搜不到
- 网友 扈***洁: ( 2024-12-31 08:28:59 )
还不错啊,挺好
- 网友 林***艳: ( 2025-01-02 01:55:57 )
很好,能找到很多平常找不到的书。
- 网友 冯***丽: ( 2024-12-11 09:46:19 )
卡的不行啊
- 网友 汪***豪: ( 2024-12-30 09:07:41 )
太棒了,我想要azw3的都有呀!!!
- 网友 蓬***之: ( 2025-01-05 13:18:46 )
好棒good
- 网友 曹***雯: ( 2024-12-21 02:42:40 )
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书籍真实打分
故事情节:6分
人物塑造:3分
主题深度:9分
文字风格:9分
语言运用:5分
文笔流畅:8分
思想传递:4分
知识深度:4分
知识广度:6分
实用性:8分
章节划分:9分
结构布局:3分
新颖与独特:5分
情感共鸣:6分
引人入胜:6分
现实相关:9分
沉浸感:5分
事实准确性:9分
文化贡献:6分