移动通信的核心是人与人之间的通信新普京网址:,为了实现5G发展的愿景

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通过3GPP的三大场景定义可以看出,5G不仅应具备高速度,还应满足低时延这样更高的要求,尽管高速度依然是它的一个组成部分。从1G到4G,移动通信的核心是人与人之间的通信,个人的通信是移动通信的核心业务。但是5G的通信不仅仅是人的通信,而是物联网、工业自动化、无人驾驶等业务被引入,通信从人与人之间通信,开始转向人与物的通信,直至机器与机器之间的通信。

连续广域覆盖

此外,为了保持移动通信产业的可持续发展,5G还需要进一步提升网络建设、部署、运营方面的效率和便捷程度,如相比4G,频谱效率提升5~15倍,能源效率提升百倍,成本效率提升百倍以上。

4G:

第四代移动通信技术也是由ITU提出了需求,也就是IMT-Advanced家族,具体需求可自行百度维基谷歌。4G的标准的制定主要是两个组织,一个是3GPP组织,代表了绝大多数传统的运营商、通信设备制造商等等,LTE/LTE-Advanced出自其手。一个是IEEE组织,主要是IT界对通信界的一次挑战,推出了Wimax的后续,也就是WierlessMAN-Advanced。在3G时代呼风唤雨的高通公司和以其为首的3GPP2组织在4G时代也放弃了自家的UMB技术,转而投向LTE。LTE能得到高通公司和3GPP2组织的支持,可以说是对竞争对手Wimax的一次重大打击,但是由于高通公司的加入,LTE的利益分配注定也少不了高通,是好是坏看官们自己评判吧。

由于目前4G中以LTE的应用最广泛,所以以LTE来说说4G相对于3G的改变。首先是网络架构的大变化,LTE抛弃了2G、3G一直沿用的基站-基站控制器(2G)/无线资源管理器(3G)-核心网这样的网络结构,而改成基站直连核心网,整个网络更加扁平化,降低时延,提升用户感受。核心网方面抛弃了电路域,核心网迈向全IP化,统一由IMS承载原先的业务。空中接口的关键技术也抛弃3G的CDMA而改成OFDM,其在大带宽上比CDMA更加具备可行性和适应性,大规模使用MIMO技术提升了频率复用度,跨载波聚合能获得更大的频谱带宽从而提升速率,这些技术都是LTE-Advanced能跻身4G标准的重要因素(4G要求静止状态下1Gb/s下行和500Mb/s上行)。4G由于大频谱带宽的需求以及各国各地区频谱资源的稀缺,所以会看到更多的频段被使用,相比之下3G则主要在800/850/900/1700/1900/2100等频段。目前LTE以占据绝对优势的地位成为4G主流,Wimax家族可以说被完全压制,所以4G也很有希望能结束多年以来多个同代制式相争的混乱局面,由LTE实现大致的一个统一。

代表:Android、苹果ios、windows移动设备普及;

缺点:覆盖范围有限,数据传输有延迟;

台湾省的4G价格战可能会损害其移动运营商投资和开发包括5G网络和应用在内的新业务的创新能力,这些业务是要维持电信业的长期发展。

重构安全

从主要网络功能要求上来说,我国 IMT-2020推进组定义了5G
的四个主要的应用场景:连续广覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠。

面对5G提出的更高频谱效率、更大容量、更多连接以及更低时延的总体需求,5G多址的资源利用效率必须更高。因此,在近两年的国内外5G研究中,资源非独占的用户多址接入方式广受关注。在这种多址接入方式下,没有哪一个资源维度下用户是具有独占性的,因此在接收端必须进行多个用户信号的联合检测。得益于芯片工艺和数据处理能力的提升,接收端的多用户联合检测已成为可实施的方案。

随着互联网的普及和智能手机的广泛应用,大家对2G、3G、4G网络并不陌生。然而什么是2G、3G、4G网络,很多人就只能懵逼的人为是上网速度有差异。

随着业务的发展,网络业务需要无所不包,广泛存在。只有这样才能支持更加丰富的业务,才能在复杂的场景上使用。泛在网在广泛覆盖和纵深覆盖两个层面提供影响力。

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轻连接(light connection)

1G

第一代移动通信系统是模拟蜂窝移动通信,移动性和蜂窝组网的特性就是从第一代移动通信开始的,但是1G是模拟通信,抗干扰性能差,同时简单的使用FDMA技术使得频率复用度和系统容量都不高。1G主要就是两种制式,分别是来自美洲的AMPS和来自欧洲的TACS(中国当时跟随欧洲使用TACS),那是属于大哥大的时代。

代表:摩托罗拉8000X,即俗称“大哥大”;

缺点:串号、盗号

国际标准化组织3GPP定义了5G的三大场景。其中,eMBB指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务,mMTC指大规模物联网业务,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。

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3D-MIMO无论是在提升接收和发送的效率、多用户MIMO的配对用户数,还是在降低小区间的干扰方面,相对于传统天线都有更好的性能,是5G提升频谱效率的最核心技术。

3G:

其实前两代系统中,并没有一个国际组织做出明确的定义说什么是1G,什么是2G,而是靠各个国家和地区的通信标准化组织自己制定协议。但是到了3G,ITU(国际电信联盟)提出了IMT-2000,要求符合IMT-2000要求的才能被接纳为3G技术,具体IMT-2000的需求可以自行百度谷歌维基或参考相关书籍。ITU向全世界征集IMT-2000标准的时候,许多国家和地区的通信标准化组织都提出了自己的技术,比如欧洲的ETSI和日本的ARIB/TTC提出了关键参数和技术大致相同的WCDMA技术,随后成立3GPP组织,对WCDMA进行了标准化,所谓的标准化就是技术PK和口水仗后,形成一份统一的协议,保证彼此接口的兼容。美国以高通公司为首的TIA组织也提出了CDMA2000,随后纠集利益同盟成立了3GPP2组织,也对CDMA2000进行了标准化。中国当时的CWTS(现为CCSA)也提出了TD-SCDMA,随后加入到3GPP组织中,与来自ETSI的UTRA
TDD进行了融合,完成了标准化。所以3G主流的制式主要就是WCDMA、CDMA2000
EVDO、TD-SCDMA这三个,后来IEEE组织的Wimax也获准加入IMT-2000家族,也成了3G标准,即第三代移动通信技术。

3G相对于2G来说主要是采用了CDMA技术(暂时无视掉Wimax),扩展了频谱,增加了频谱利用率,提升了速率,更加利于internet业务,同时3G的演进技术将多种多址方式进行了结合(FDD-HSPA、TD-SCDMA都是多种多址技术结合的产物),使用了更高阶的调制技术和编码技术,还采用了包括多载波捆绑、MIMO等新技术,使得速率进一步提升,部分功能也从RNC之类的上级机器下移到基站中来完成,提高了响应速度,降低了时延。同时3GPP组织在演进3G技术的同时也不断为未来做准备,包括核心网电路域的软交换、分组域和传输网的IP化等等。

代表:苹果、联想、华硕各自推出平板电脑;

优点:CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

5G的基本特点

简单的说,5G给我们带来的最大的好处并不是看视频更快了,或者说玩游戏更流畅了,更多的是对于生活质量的一种提升。就好比全息投影、投屏技术,我们可能不再限制于手机、平板、电脑作为我们平时浏览、看视频的载体。而很有可能以眼镜、玻璃等等一切能够可视的载体。

5G技术4G用

一张图形象的告诉你发展演变史

传统通信中,终端是非常有限的,固定电话时代,电话是以人群为定义的。而手机时代,终端数量有了巨大爆发,手机是按个人应用来定义的。到了5G时代,终端不是按人来定义,因为每人可能拥有数个,每个家庭可能拥有数个终端。

当前,全球5G正在进入商用部署的关键期,中国5G产业已具有竞争优势。6月6日,工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放了5G商用牌照。这意味着,中国正式进入了5G商用元年。5G作为第五代移动通信技术,将把移动市场推到一个全新的高度。

发送端在单用户信道编码之后,进入核心的码本映射模块,包括调制映射、码域扩展和功率优化,这3个部分也可联合设计,以获得额外编码增益。在接收端经过多用户联合检测后的软信息可输入单用户纠错编码的译码模块进行译码,也可以将信道译码的结果返回代入多用户联合检测器进行大迭代译码,进一步提升性能。在这个通用结构图中,上下行多接入的区别在于多用户信号叠加的位置不同,下行多用户信号在经过信道前,在发送端叠加,而上行多用户信号则在经过无线信道后,在接收端叠加。

2G:

第二代移动通信技术加入更多的多址技术,包括TDMA和CDMA,同时2G是数字通信,因此在抗干扰能力上大大增强。第二代移动通信可以说对接下来的3G和4G奠定了基础,比如分组域的引入,和对空中接口的兼容性改造,使得手机不再只有语音、短信这样单一的业务,还可以更有效率的连入互联网(电路域也可以提供internet业务,只是相对来说分组域更适合internet业务)。2G主要的制式也是两个,分别是来自欧洲ETSI组织的GSM(GPRS/EDGE)和来自美洲以高通公司为主力的TIA组织的CDMA
IS95/CDMA2000 1x。

代表:诺基亚7110,支持WAP;

缺点:传输速率低,网络不稳定,维护成本高;

泛在网

5G,从连接人到连接一切,让我们拭目以待吧!5G技术阅读推荐

5G技术如雨后春笋

其实,真正从个人用户的角度来说,上述理解无可厚非。G指的是Generation,也就是“代”的意思。1G~5G等的定义,主要是从速率,业务类型,传输时延,还有各种切换成功率角度给出具体实现的技术不同。所以1G就是第一代移动通信系统的意思,2G、3G、4G、5G就分别指第二、三、四、五代移动通信系统,而这也确实是人为划代。

低时延

谈到5G网络,相信很多人都没有很清晰的认知,因为目前5G网络在中国市场还没有真正应用,那么它和4G、2/3G网络有什么区别?最明显的区别就是速率,当4G网络在2010年左右开始占领市场的时候,我们会觉得速度变得很快,下载一部电影,传送一个视频、文件或者照片等,终于不用像2/3G网络那样苦苦等待了,不过,这些在5G网络面前都不算什么,那么,我们即将面世的5G网络到底有多快呢?据悉,它的峰值理论传输速度可达每秒数10Gb,可以说一部超高清画质电影可在1秒之内。

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图4 新的去激活状态

5G:

第五代移动通信技术目前尚未正式商用,不过5G概念已被炒的如火如荼。5G技术标准征集可望于2017底陆续确定,2019年到2020年可看到全球营运商将陆续推出5G商业服务试营,包括:物联网、车联网、智慧医疗、VR/AR、工业4.0等关键应用,将驱动新产业生态链。

国际电信联盟IMT-2020也是负责监督5G技术标准制定,日前阐述了5G新技术的优势所在。该机构表示,即将推出的通用规范将支持每平方公里100万个互联网设备、1毫秒延迟以及数据包从一点到另一个点的时间量、更高的能效和频谱效率,以及高达每秒20吉比特(gigabit,
GB)的峰值数据下载速度。以自动驾驶汽车为例,车辆间能以0.001秒的速度交换数据。

代表:拭目以待;

缺点:科技发展无止境,5G也肯定有其不足之处,有待各位去发掘;

下面通过表单的形式,简要对比各代通标的具体区别:

番外篇

5G标准化将分两个阶段完成

第一阶段是希望2017年底能完成5G标准化的中期里程碑(非独立模式的标准),3GPP计划在今年12月前能把非独立(Non-Standalone)的标准冻结。

第二阶段,3GPP希望在2018年年中左右实现第二个里程碑,即完成独立(Standalone)模式的标准化。

据《南华早报》于2017年6月报导,Jefferies证券分析师指出,中国三大电信商(中国移动、中国联通、中国电信)预估在7年内于5G
基础建设上投入1800亿美元,远高于2013-2020年它们在4G网络1170亿美元的投入。中兴和华为科技等设备制造商将成为主要的受益者。

三是超高可靠低时延通信,通信响应速度将降至毫秒级,如自动驾驶汽车探测到障碍后的响应速度将比人的反应更快,将助推自动驾驶汽车从实验室开到路上。

5G网络为应用开发商提供了更强的网络能力和新的赛道,新的社交娱乐平台、沉浸式VR/AR内容、2B解决方案和垂直行业IoT应用等创新业务正在涌现,基于5G网络,运营商将有机会和产业伙伴一起分享更多新的商业机会,创造更多的商业价值。5G应用场景

至于其它5G技术的4G用,如非正交多址等,3GPP已讨论过功率域的非正交多址接入(NOMA),而码域的非正交技术也可能得到应用。

纵深是指虽然已经有网络部署,但是需要进入更高品质的深度覆盖。5G的到来,可把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等都用很好的5G网络广泛覆盖。

5G的技术原理

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图1 基于SDN/NFV的网络切片

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