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三大运营商5G系统与网络技术.pdf

  • 上传人:添***
  • 文档编号:282130
  • 上传时间:2022-09-30
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    1、5G系统与网络技术系统与网络技术 课 程 目 的 课 程 目 的 了解了解5G系统基本概念特征系统基本概念特征 熟悉熟悉5G系统应用需求特点系统应用需求特点 掌握掌握5G系统主要性能指标系统主要性能指标 了解了解5G无线网络关键技术无线网络关键技术 了解了解5G网络架构演进特性网络架构演进特性 LTE基本原理与技术基本原理与技术 下一代网络基本原理下一代网络基本原理 通信工程与网络技术通信工程与网络技术 先修课程 一、5G系统标准与产业发展概述 主 要 内 容 主 要 内 容 二、5G系统核心网络架构与技术 三、5G系统传输网络架构与技术 四、5G系统无线网络架构与技术 5G网络演进概述 5G。

    2、网络性能指标 5G系统需求分析 5G系统面临挑战 5G标准全球进展 5G中国研发成果 需求推动移动通信技术持续演进 需求推动移动通信技术持续演进 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、5G演进 -当前各国正在积极推进5G技术研究 1980s 1990s 2000s 2010 短信 社交应用 在线、互动、游戏 语音 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。

    3、年全球物联网设备连接数为500亿,其中我国将超过100亿 虚拟现实、 “零”时延感知 2020 有 好 强 爽 能 5G移动通信技术演进移动通信技术演进: 愿景愿景 4G 4.5G 5G 人与人互联 物联网 万物互联 高清视频、简单物联网、车联网 4k超高清视频、物联网、车联网 全息视频、虚拟现实、自动驾驶、物联网、车联网、智能家居、穿戴式设备 5G的主要驱动力的主要驱动力 5G发展驱动力:行业发展的需要发展驱动力:行业发展的需要 全联接世界 (5G) 连接能力 语音时代 (2G) 移动互联网 (2/3/4G) 新商业模式 新应用 从1G到4G时代,我国通信行业更多的是在扮演“参与者”的角色,。

    4、即处于“技术输入”的被动地位,而想要改变这一点,就必须抓住5G标准这个机遇,掌控5G技术未来的走向、未来的价值重心,最终手握开启5G时代的“金钥匙”,掌控移动通信未来。 中国在中国在5G标准的制定中的进展标准的制定中的进展 截至当前,中国力量(包括华为、中兴及其他5G参与厂商)占目前已确定的总体的5G专利数量的10%,这个比例似乎与国人心中“5G标准中美分庭抗礼”的5 v 5局面相距甚远。要知道,仅美国高通一家就拥有15%的5G专利,而其他包括诺基亚(芬兰)占了11%,而爱立信(瑞典)占有8%。 当前中国力量在已经确定的5G技术标准专利中占有10%的势力,主要还是围绕eMBB场景,后面还有mM。

    5、TC、uRLLC,这两个场景因此,如果说中国当前在5G发展上处于落后的位置,那后面中国力量还有很长的一段赛程去追赶。 增强型移增强型移动宽带动宽带 大连接物大连接物联网联网 超可靠低超可靠低时延时延 低时延高可靠场景 uRLLC 低功耗大连接场景 mMTC 热点高容量场景 增强移动宽带场景 eMBB 连续广域场景 面对5G极致的体验、效率和性能要求,以及“万物互联”的愿景,对现有网络提出了技术上的,商业模式上的全新的挑战与机遇。核心理念:网络业务融合与按需服务提供 GB/秒通信 3D、超高清视频 云办公及游戏 增强现实 工业自动化 自动驾驶 高可靠应用, 如移动医疗 智能家居 语音 智能城市 。

    6、mMTC 高密度链接 uRLLC 低时延 eMBB 10Gbps 5G典型应用场景典型应用场景 5G将面向未来社会的信息化,提供高速接入和全面的连接 5G与与4G对比对比 网络架构网络架构 切片切片 能力 连接数连接数 100万 连接数/平方公里 移动性移动性 500公里/时 下一代高铁 吞吐率吞吐率 10Gb/秒 单用户 时延时延 1 毫秒 端到端时延 100Mb/秒 10K 350公里/时 100毫秒 不灵活 4G4G 差差距距 100倍 100倍 100倍 1.5倍 NFV/SDN 5G5G 5G业务与应用面临的挑战业务与应用面临的挑战 增大带宽 提升SINR 增强覆盖 增加频效 超密集。

    7、组网D2D M2M 新多址技术大规模天线新双工模式 频谱拓展 频谱共享 大规模聚合 绿色通道 干扰管理 5G网络网络关键指标先进性关键指标先进性与技术挑战与技术挑战 指标 ITU愿景 技术解读 频谱效率 3-5X 主要技术:大规模天线、非正交多址 峰值速率 10/20Gbps 大带宽,多流传输,高阶调制 时延 1ms空口 帧结构、编解码、重传机制、网络架构 流量密度 10Tbps/Km2 极限承载能力,超密集组网、站间协作 用户体验速率 100M/1Gbps 用户随时随地体验,挑战大 移动速度 500Km/h 超高速铁路,主要用低频段 连接密度 1M/Km2 物联网,关键技术:非正交多址、免调。

    8、度等 能耗效率 100倍 传输技术、芯片技术、组网方案 5G标准化加速,2017年底完成NSA标准,2018年6月完成 SA标准; 2019年底,将完成eMBB、 uRLLC 、eMTC三大场景的从核心网到无线的端到端标准定义 2015 2016 2018 2019 核心网 NR SI 2017 NR R15 WI NR R16 WI NGC SI NGC R15 WI R16 NGC WI 无线侧 3GPP ITU 5G技术性能需求与评估方法 5G候选提案征集 5G评估与方案确定 WRC-15 Release 15:满足eMBB以及URLLC的部分功能 Release 16: 满足ITU定义。

    9、的三大场景所有需求 冻结NSA标准 Release 15:满足eMBB基本功能 Release 16:满足网络切片所有功能 2017年底,完成NGC第一个版本(R15)制定:可以满足eMBB业务需求,不支持与2G/3G互操作 2019年底,预计可以完成NGC R16版本:支持网络切片,满足5G全业务需求 核心网 2017年12月,冻结NSA标准(R15) 2018年6月,发布NR的SA版本(R15),满足eMBB以及URLLC的部分功能 2019年底发布R16,满足三大场景的5G全业务需求 无线网 5G全球发展状况全球发展状况 5G全球发展状况全球发展状况 华为 全面投入,各种技术均涉猎 投入。

    10、大,试验网进度快 爱立信 重点研究毫米波、物联网 缺少传输、云平台方案 诺基亚 重点研究毫米波、物联网、网络架构 解决方案全面,但进度慢,受整合拖累 中兴 从Pre 5G到5G,注重平滑演进,17年开始加大投入,覆盖面广,但亮点不多 主流设备厂商均大力投入5G研发 全球主要设备全球主要设备厂商厂商5G布局情况布局情况 均推出4/5G共平台方案,5G注重应用和生态培育 产业布局 围绕5G场景布局技术研究与产业推动 Industry automation Work and play in the cloud Augmented reality Self Driving Car 统一的验证平台 统一。

    11、的标准框架 高可靠和低时延通信 FUTURE IMT 3D video, UHD screens Gigabytes in a second Smart Home/Building Smart City Voice 大连接机器类通信 增强的移动宽带 技术布局 核心技术研究 大规模天线、PDMA、UDN等 系统设计 新空口 新网络架构 标准化 IMT-2020 3GPP、ITU 技术验证 关键技术、系统、组网特性 应用示范 AR/VR、车联网 物联网、工业控制 产业布局 芯片、系统设备 仪表、安全 中国运营商中国运营商5G技术与产业布局技术与产业布局 需求及场景驱动 构建构建5G核心技术积累,体。

    12、现技术特色核心技术积累,体现技术特色 流量密度 5G需求 技术指标 网络能效 用户体验速率 频谱效率 峰值速率 移动速度 5G关键技术布局 大规模天线 超密集组网 非正交多址(PDMA) 高频段传输 信道编码调制 灵活频谱共享 终端直传 空口设计 连接密度 超低时延 5G典型 应用场景 eMBB M-MTC uRLLC TDD优势技术 控制与转发分离 移动边缘计算 新型移动性和连接管理 网络功能重构 网络切片 新型的统一QoS框架 平台及管理编排 网络能力开放 新波形 工信部工信部5G网络整体工作规划网络整体工作规划 5G技术研发试验划分为三个阶段: 阶段阶段1:关键技术验证(:关键技术验证(。

    13、2016.01-2016.09):): 验证5G关键技术性能,加快推进5G关键技术研发,推劢5G关键技术标准共识形成 阶段阶段2:技术方案验证(:技术方案验证(2016.06-2017.09):): 开展单基站5G概念样机性能测试,验证5G技术方案性能 阶段阶段3:系统验证(:系统验证(2017.06-2018.10) 中国中国5G商用整体规划商用整体规划 创新新技术、构建新网络、布局新产业 202X 2016 2017 2018 2019 2020 大规模天线 MassiveMIMO 无线 技术 非正交多址 PDMA 超密集组网 UDN 网络切片 网络 技术 移动边缘计算 控制承载分离 网络。

    14、功能重构 AgileSite服务平台 EPC NGC Internet 宏基站 小基站 应用服务 中心云 PTN 应用服务 边缘云 新技术 新网络 新产业 4.5G/5G产业化协同推进产业化协同推进 4G增强与5G协同规划,平台兼容,平滑演进 2015 2016 2017 2018 2019 2020 3D-MIMO设备开发 4.5G/Pre-5G设备 5G试验系统开发 5G产业化 5样机,原理验证 关键技术验证 Massive MIMO PDMA UDN 系统验证 广域覆盖 密集组网 低时延高可靠 低功耗大连接 组网验证 规模组网KPI 全产业链推动 产业化能力 5G商用系统开发 NB-Io。

    15、T开发和试验 LTE-A特性增强 平台兼容,平滑演进 标准 R13 R14 R15, 5G Ph1 R16, 5G Ph2 LTE-Advanced-Pro 5G 实现商用 LTE-V开发与测试 2018年5G规模试验 中国移动:上海、杭州、广州、苏州、武汉 中国联通:北京、天津、上海、深圳、杭州、南京、雄安 中国电信:成都、雄安、深圳、上海、重庆、苏州、兰州 5G 技术试验第三阶段测试进行时技术试验第三阶段测试进行时 NSA基站功能测试 3.5GHz射频测试(发射机) NSA核心网测试 NSA室外测试 验证2.5ms双周期帧结构 单用户峰速 1.55Gbps 小区吞吐量 6.069Gbps 。

    16、完成发射功率、EVM、 占用带宽、ACLR等全部 指标测试、 完成升级EPC的功能测试 单用户峰速1.37Gbps 小区吞吐量,下行16流 4.8Gbps 切换成功率100% 系统厂商系统厂商 NSA核心网核心网 NSA基站基站 功能功能 3.5GHz射频射频 (发射机)(发射机) 4.9GHz射频射频 (发射机)(发射机) NSA室外室外 R16预研预研 华为 爱立信 大唐 诺基亚贝尔 中兴 工信部三阶段工信部三阶段NSA实验室和外场实验室和外场测试测试结果结果 移动移动/电信电信/联通联通5G商用整体规划商用整体规划 移动试验及示范 移动预商用及商用 移动技术路线 2019Q2 2019.Q1 2019.Q3 2018.Q3 2020.Q1 2020.Q2 2018.Q4 2019.Q4 试验网和示范网建设 规模试验及业务示范测试 启动网络采购及建设 部分城市商用 决策SA/NSA等重大技术方案 力争决策建设方案 试验城市预商用 国庆70周年献礼 逐步明确技术方案 2018.Q2 规模试验及业务示范测试 预商用及商用 3.5GHz SA 预商用3.5GHz SA 电信/联通试验及预。

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