什么是5G
移动通信发展历程
移动通信技术具有代际演进规律
“G”代表一代,每10年一个周期
5G技术指标和三大应用场景
ITU三大应用场景:增强的移动宽带、海量机器通信、超高可靠和低时延通信
5G应用场景—VR/AR/MR
VR:虚拟现实
应用系统开发工具和系统集成技术等,采用游戏引擎来进行VR的应用发,例如:Unity、虚幻引擎等工具,能够将图形渲染、人机交互以及系统逻辑整合在一起,大大加快了开发效率,VR技术可应用在工程设计、医学、科研、军事、商业、航天、影视、艺术、娱乐、教育培训等多个机构,具有较高的应用前景。
AR:增强现实
AR是对现实的增强,是虚拟影像和现实影像的融合。AR技术具有虚拟现实融合、实时交互、三维注册三大特征。其中三维注册是其中最重要的特征。三维注册(也叫三维配准)强调计算机生成物和现实环境的对应关系,虚拟的物体和现实环境的三维位置和大小必须完美融合。
MR:混合现实
全名叫做Mix reality(混合现实),VR和AR两者结合的产物,涉及到的领域更为广阔,使用到的技术也是成倍的增加,这款技术的产生会使得虚拟、现实、用户三者之间更加有效互动,来让体验者感觉真实。这款科技会应用于影视、游戏、医学领域。
区别:
VR和AR各自还没有走到极致,然而已经有了融合迹象,这就是混合现实,即MR=VR*AR。MR定义是将真实世界和虚拟世界混合在一起,来产生新的可视化环境,环境中同时包含了物理实体与虚拟信息,并且必须是“实时的”。MR的两大代表设备就是Hololens与MagicLeap
车联网
车联网的定义:由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络
把车当成一个载体,车内的所有东西通过大数据平台处理之后和人和车实时的交互和互动,用户可以通过互联网获取车内信息,例如用户在手机上安装APP,可以通过APP查询车的状态,车锁、发动机、空调、座椅、寻车、车窗等。
自动驾驶:为了提高汽车主动安全性,研发了很多驾驶辅助的电子装置,例如主动防撞系统,汽车在追尾之前可以自动刹车;车道保持系统,可以识别道路路面标识,在汽车偏离时发动警示;自适应巡航系统,监控前车的速度与距离,控制车速,保持安全距离。
远控驾驶:在5G超大宽带和超低时延的支持下,驾驶员可在几十公里之外,轻松准确的驾驶汽车。搭载在车辆上的摄像头,通过5G网络大带宽将多路高清视频实时传达到远程驾驶台,而驾驶员对于车辆的操控信号,通过5G网络超低时延,在10毫秒内传达到几十公里之外的车辆上,驾驶员仿佛置身车内进行驾驶。远控驾驶可广泛应用于危险区域。
编队驾驶:通过网络控制批量汽车进行驾驶,完成跟车。
5G远程医疗
装备着CT扫描设备和高清摄像头的超级救援,可以通过覆盖大街小巷的5G无线网络信号连接到,例如大街上有一个病人晕倒后,应急中心接到通知,及时调动最近的救护车到达现场,在救护车上对身体进行远程CT检查,所有包括ECG数据、视频和CT扫描数据在内的信息通过5G无线网络传送到应急中心,医院会通过病人的信息,提前准备手术设备,在病人到院后立即开始手术,缩短抢救时间。
智慧城市
智慧城市系统可以运用多种信息技术,感测、分析、整合城市运转的关键,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能化,实现城市的智慧式管理。
任何人、任何时间、任何地点、获取所需的服务
智慧灯杆
智慧灯杆具有三大特点,节能、大数据采集和5G基站,具体细分为九大功能:智能节能LED灯照明、环境监测、LED显示屏、公共WIFI、公共广播、电动汽车充电、智能安防监控、一键报警求助、5G基站安置点
超密集组网
5G需要满足热点高容量场景
超密集组网:大量增加小基站,以空间换性能
基站一般包括:宏基站和小基站
宏基站:即“铁塔站”,一般覆盖范围数千米
小基站:一般覆盖范围在10m-200m,小基站又分为
家庭基站(Femto cell)
微基站(Micro cell)
微微基站(Pico cell,又称皮基站)
室内基站
个人基站
小基站优势:
1、体积小,成本低,安装容易,适合深度覆盖
2、功率小,干扰小,更小的范围内实现频率复用,提升容量
3、距离用户近,提升信号质量和高速率
动态自组织网络(SON)
用于满足低时延高可靠场景
优点:部署灵活
支持多跳
高可靠性
支持超高带宽
SON的主要功能:自配置、自优化、自愈
软件定义网络(SDN)
物理上分离控制平面和转发平面
控制器集中管理多台转发设备
服务和程序部署在控制器上
网络功能虚拟化(NFV)
软硬件解耦,虚拟化
通过硬件实现网络功能
NFV,全称是网络功能虚拟化,利用虚拟化技术,将网络节点阶层的功能分割成几个功能区块,分别以软件方式实现,不再局限于硬件架构,网络功能虚拟化的核心是虚拟网络功能,它提供只能在硬件中找到的网络功能,包括很多应用,比如路由、CPE、移动核心等
5G关键技术—SDN与NFV区别
SDN是面向网络架构的创新
NFV是面向设备形态的创新
5G面临的挑战—频谱资源
5GHz以下的频段已非常拥挤
解决方向:高频段和超高频段
5G面临的挑战—新业务
新业务挑战
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 对时延、可靠性要求很高
mMTC:大规模物联网业务 对连接数量、耗电/待机要求较高
eMBB:3D/超高清视频等大流量移动宽带业务 AR/VR等传输速率要求高
5G面临的挑战—新场景
移动热点:大量热点带来的超密组网挑战
物联网络:物联新业务远超人的活动范围
低空/高空覆盖:无人机、飞机航线覆盖等
5G面临的挑战—终端设备
联网终端爆发式增长
终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战
5G面临的挑战—安全挑战
三大场景安全挑战
eMBB:安全处理性能、二次认证、已知漏洞
mMTC:轻量化安全、海量连接信令暴风
uRLLC:低时延的安全算法、边缘计算、隐私保护
新架构安全挑战
SDN、NFV等新安全挑战