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1、5,G,时代,5,G,第,壹,章,节,通信系统简介,第一代通信移动系统,第1代移动通信系统（1G）是模拟式通信系统，模拟式是代表在无线传输采用模拟式的FM调制，将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上,大哥大在当时的售价为21000元，除了手机价格昂贵之外，手机网络资费的价格也让普通老百姓难以消费。当时的入网费高达6000元，而每分钟通话的资费也有0.5元,不过由于模拟通信系统有着很多缺陷，经常出现串号、盗号等现象，给运营商和用户带来了不少烦恼。于是在1999年A网和B网被正式关闭,第二代通信移动系统,从1G跨入2G的分水岭则是从模拟调制进入到数字调制，相比于第1代移动
2、通信，第二代移动通信具备高度的保密性，系统的容量也在增加，同时能够提高多种业务服务,第三代通信移动系统,国际电信联盟（ITU）发布了官方第3代移动通信移动一同（3G）标准IMT-2000（国际移动通信2000标准,四种制式,WiMAX,CDMA2000,中国电信,WCDMA,中国联通,TD-SCDMA,中国移动,第四代通信移动系统,4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量音频/视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载（大约是12.5MB/s18.75MB/s的下行速度），并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求,TD-LTE,FDD-LTE,2013年12月4日，工
3、业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务牌照,FDD-LTE则是世界上通用的4G标准,中国具有自主知识产权的TD-LTE,100Mbps/s,传输数据的速度,4G通常被用来描述相对于3G的下一代通信网络，但很少有人明确4G的含义,4G移动系统网络结构,它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带,应用 网络层,网络 物理层,物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成,中间 环境层,中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等,1G主要解决语音通信的问题,2G可支持窄带的分组数据通信，最高理论
4、速率为236kbps,3G在2G的基础上，发展了诸如图像、音乐、视频流的高带宽多媒体通信，并提高了语音通话安全性，解决了部分移动互联网相关网络及高速数据传输问题，最高理论速率为14.4Mbps,4G是专为移动互联网而设计的通信技术，从网速、容量、稳定性上相比之前的技术都有了跳跃性的提升，传输速度可达100Mbit/s,甚至更高,第,贰,章,节,5G系统简介,5G，第五代移动通信技术，也是4G之后的延伸，目前还没有任何电信公司或标准订定组织（像3GPP、WiMAX论坛及ITU-R）的公开规格或官方文件有提到5G,按照业内初步估计,通过引入新的无线传输技术将资源利用率在4G的基础上提高10倍以上,
5、通过引入新的体系结构(如超密集小区结构等)和更加深度的智能化能力将整个系统的吞吐率提高25倍左右,进一步挖掘新的频率资源(如高频段、毫米波与可见光等),使未来无线移动通信的频率资源扩展4倍左右,以下七点是5G区别于前几代移动通信的关键，是移动通信从以技术为中心逐步向以用户为中心转变的结果,5G的优势,在容量方面：5G通信技术将比4G实现单位面积移动数据流量增长1000倍 在传输速率方面：典型用户数据速率提升10到100倍，峰值传输速率可达10Gbps（4G为100Mbps），端到端时延缩短5倍 在可接入性方面：可联网设备的数量增加10到100倍 在可靠性方面：低功率MMC（机器型设备）的电池续
6、航时间增加10倍,4G,是专为移动互联网而设计的通信技术，但仍是单一的无线接入技术,4G技术支持100Mbps150Mbps的下行网络带宽，但仍处在3GHz一下的频段范围内,开启了全球移动通信标准全面融合的趋势；但仍存在TD-LTE与LTE-FDD的标准之争,5G,超高容量、超可靠性、随时随地可接入性,将可提供超级容量的带宽，短距离传输速率是10Gbps,高频段频谱资源将更多地应用于5G,5G关键技术,超密集异构网络,5G 网络正朝着网络多元化、 宽带化、 综合化、 智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及，面向 2020 年及以后，移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来 5G 网络中， 减小小
7、区半径， 增加低功率节点数量，是保证未来 5G 网络支持 1 000 倍流量增长的核心技术之一 。因此， 超密集异构网络成为未来 5G 网络提高数据流量的关键技术,无线节点增加,未来无线网络将部署超过现有站点 10 倍以上的各种无线节点，在宏站覆盖区内，站点间距离将保持 10 m 以内，并且支持在每 1 km2 范围内为 25 000个用户提供服务,多干扰,网络中的干扰主要有：同频干扰，共享频谱资源干扰，不同覆盖层次间的干扰等。现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题，而在 5G 网络中，相邻节点的传输损耗一般差别不大，这将导致多个干扰源强度相近，进一步恶化网络性能，使得现有协调算法难
8、以应对,切换算法,在超密集网络中，密集地部署使得小区边界数量剧增，加之形状的不规则，导致频繁复杂的切换。为了满足移动性需求， 势必出现新的切换算法,自组织网络,在未来 5G 网络中，将面临网络的部署、 运营及维护的挑战， 这主要是由于网络存在各种无线接入技术， 且网络节点覆盖能力各不相同，它们之间的关系错综复杂。因此，自组织网络(self-organizing network， SON) 的智能化将成为 5G 网络必不可少的一项关键技术,网络部署阶段的自规划和自配,网络维护阶段的自优化和自愈合,自规划的目的是动态进行网络规划并执行，同时满足系统的容量扩展、 业务监测或优化结果等方面的需求,自优
9、化的目的是减少业务工作量， 达到提升网络质量及性能的效果,自愈合指系统能自动检测问题、 定位问题和排除故障，大大减少维护成本并避免对网络质量和用户体验的影响,内容分发网络,内容分发网络(content distribution network， CDN) 会对未来 5G 网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。 面向大规模用户的音频、视频、图像等业务急剧增长， 网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量 。如何分发大流量的业务内容， 降低用户获取信息的时延，增加带宽并不能解决问题， 它还受到传输中路由阻塞和延迟、 网站服务器的处理能力等因素的影响，这些问题的出现与用户服务器之间的
10、距离有密切关系,智能虚拟网络,CDN系统综合考虑各节点连接状态、 负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的CDN代理服务器上， 实现用户就近获取所需的信息，使得网络拥塞状况得以缓解，降低响应时间，提高响应速度 CDN 网络架构在用户侧与源 server 之间构建多个 CDN代理 server，可以降低延迟、 提高 QoS(quality of service) 随着云计算、 移动互联网及动态网络内容技术的推进， 内容分发技术逐步趋向于专业化、 定制化，在内容路由、 管理、 推送以及安全性方面都面临新的挑战,D2D通信,在5G 网络中，网络容量、频谱效率需要进一步提升，更丰富的
11、通信模式以及更好的终端用户体验也是 5G 的演进方向。设备到设备通信 ( device-to-device communication，D2D) 具有潜在的提升系统性能、 增强用户体验、 减轻基站压力、 提高频谱利用率的前景。因此， D2D 是未来 5G 网络中的关键技术之一,D2D 通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术,M2M通信,M2M(machine to machine， M2M)作为物联网最常见的应用形式， 在智能电网、 安全监测、城市信息化、 环境监测等领域实现了商业化应用。3GPP 已经针对 M2M 网络制定了一些标准， 并已立项开始研究 M2M 关键技术。M2M 的定
12、义主要有广义和狭义 2 种,信息中心网络,随着实时音频、 高清视频等服务的日益激增，基于位置通信的传统TCP/IP网络无法满足数据流量分发的要求。网络呈现出以信息为中心的发展趋势。信息中心网络 ( information-centric network，ICN)的思想最早是 1979 年由 Nelson 提出来的 ，后来被 Baccala 强化。作为一种新型网络体系结构，ICN 的目标是取代现有的 IP,实施媒体流,网页服务,多媒体通信,不同于传统的以主机地址为中心的TCP/IP网络体系结构，ICN 采用的是以信息为中心的网络通信模型， 忽略IP地址的作用， 甚至只是将其作为一种传输标识,IC
13、N 的主要概念是信息的分发、 查找和传递，不再是维护目标主机的可连通性,全新的网络协议栈能够实现网络层解析信息名称、 路由缓存信息数据、 多播传递信息等功能， 从而较好地解决计算机网络中存在的扩展性、 实时性以及动态性等问题,第,叁,章,节,5G最新发展,5G标准化已开始,5G需求研究整体思路,5G需求总体趋势,面向2020及未来的发展驱动力,市场趋势,用户需求,业务应用,运营需求,5G总体定位和社会角色,5G关键能力指标,5G工作布局建议,5G目标和能力,我国5G工作布局建议,技术、频谱、标准、产业链需求、时间计划、与其他接入系统关系,5G网络关键性能指标,移动数据流量增长趋势,2010年到
14、2020年全球增长将超过200倍，2010年到2030年将增长近2万倍 中国增速高于全球，2010年到2020年将增长300倍以上，2010年到2030年将增长超4万倍 发达城市及热点地区增速更快，2010年到2020年上海的增长率可达600倍；北京热点区域（如西单）的增长率可达1000倍，十年千倍,移动用户数和物联网连接数增长趋势,到2020年，全球移动终端（不含物联网设备）数量将超过100亿，其中中国超过20亿 全球物联网设备连接数也将快速增长，到2020年将接近70亿，中国接近15亿 到2030年，全球物联网设备连接数将接近1千亿，中国超过200亿,5G 主要业务,移动 互联网,物联网,
15、采集类：低速采集、高速采集,控制类：时延敏感、时延非敏感,流类：视频播放、音频播放,会话类：语音类、视频通话、虚拟现实,交互类：浏览类、位置类、交易类、游戏类等,传输类：邮件类、下载类、上传类,消息类：SMS类、MMS类、OTT消息,流类和会话类业务趋势及挑战,流类与会话类业务将不断向超高清、3D、身临其境显示方向发展,高清,3D,身临其境,交互类业务趋势及挑战,增强 现实,在线 游戏,云桌面,虚拟 现实,快速响应：达到用户对时延基本无感知的使用体验（5-10ms,大量数据交互：增强现实、在线游戏等需要进行实时高清视频交互，对上下行用户传输速率提出挑战,传输类业务趋势及挑战,云存储将成为主流应
16、用之一： IDC：2020年全球30%数字信息将存储在云端； Markets and Markets：2018年云存储市场将达到468亿美元,消息类业务趋势及挑战,OTT消息将成为主流应用之,RADICATI GROUP预测，到2017年即时通信市场用户数量将达44亿,信令开销,大量数据包频发消耗信令资源,物联网业务与用户需求,海量设备连接,大量小数据包频发,覆盖,低成本,电池寿命,智能家居,智能农业,环境监测,物联网业务与用户需求,智能交通,智能电网,工业控制,毫秒级的时延 接近100%的可靠性,物联网业务总结,物联网特征,连接数极大 15%通过非蜂窝网连接,流量占比极小,单设备ARPU值极小,蜂窝网通过进一步增强，可以争取到更大的市场份额，主要增强包括,增强 覆盖,降低 成本,降低 功耗,降低 时延,提高 可靠性,5,G,时代
