5G基礎能力、關鍵技術與應用場景概述ppt課件

,7/9/2020,#,5,G,基礎能力、關鍵技術與應用場景概述,5G基礎能力、關鍵技術與應用場景概述,1,目錄,5G基,礎,能力,1,5G關鍵技術實現,2,2,5G細分應用場景,3,目錄5G基礎能力15G關鍵技術實現225G細分應用場景3,2,3,1.1,什么是5G,是第五代移動通信技術,是現有無線接入技術的演進,是一張真正意義上的融合網絡,5G,1G2G3G,4G,模擬語音數字語音移動寬帶更快更好,5G,1980S1990S2000S2010S2020S,1G：主要解決語音通信問題；,2G：支持窄帶的分組數據通信；,3G：發(fā)展了圖片，音樂，視頻流的高寬帶多媒體通信；,4G：專為移動互聯(lián)網,設,計，,網,速，,容,量，,穩(wěn),定性,大,幅提,升,。,1m100m,1k,m,覆蓋,100kbps,100Mbps,10Gbps,速率,W,ifi,Bluetooth,ZigBee,4G,3G,2G,5G,NB-ioT,eMTC,LoRa,Sigfox,5G,5G,不僅考慮,人與人,，,更多的是,人與物,、,物與物,的連接,。,5G,應用,80%,將用于物與物之間的通訊。,人聯(lián)網,+物聯(lián)網,31.1 什么是5G是第五代移動通信技術是現有無線接入,3,4,1.2,5G應用場景,國際電信聯(lián)盟（ITU）定義了5G三大應用場景：增強型移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)及低時延高可,靠通信(uRLLC)。,增強移動寬帶,eMBB,海量機器通信,mMTC,低時延高可靠性通信,uRLLC,eMB,B,場景,主要提升,以,“人,”,為中,心,的娛,樂,、社,交,等個人消費業(yè)務的通信體驗，適用于高速,率,、大,帶,寬的,移,動寬帶業(yè)務。,m,M,T,C,主要滿足海量物聯(lián)的通信需求，面,向,以傳,感,和數據采集為目標的應用場景。,uRLLC,則基于其低時延和高可靠的特點，主要面向垂直行,業(yè)的特殊應用需求。,41.2 5G應用場景國際電信聯(lián)盟（ITU）定義了5G三大應,4,5,1.3,5G的性能目標,廣安大廈4G測試情況,51.3 5G的性能目標廣安大廈4G測試情況,5,6,1.4,5G的特點,理念不同,與傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng),理,念不,同,，5,G,系統(tǒng)研究將不僅僅把點到,點,的物,理,層傳輸與信道,編,譯碼,等經,典技術,作,為核,心目,標，而是從更為廣泛的多點,、,多用,戶,、多天線、多小區(qū)協(xié)作組網作,為,突破,的,重點，力求在體系構架上尋求,系,統(tǒng)性,能,的大幅度提高。,體驗提升,5G研究在推進技術變,革,的同,時,，更,注,重,用戶體驗。對新型移動,業(yè),務的,支,撐能力將成為衡量5G系統(tǒng)性,能,的關,鍵,指標。,1,2,3,帶來的不止是速度,從3G時代向4G跨,越,，最,大,的改,變,莫過,于,網,絡速度和帶寬方面的提升。,5,G時代，這也會是重,點,演進,的,一個,部,分，但是5G更是開啟了萬,物,互聯(lián),時,代。,61.4 5G的特點理念不同體驗提升123帶來的不止是速度,6,目錄,5G基礎能力,1,5G關鍵技術實現,2,7,5G細分應用場景,3,目錄5G基礎能力15G關鍵技術實現275G細分應用場景3,7,8,2.1,新頻譜大帶寬支撐eMBB業(yè)務,增加帶寬是增加容量和傳輸速率最直接的方法，5G最大帶寬將會達到400MHz，可良好支撐eMBB業(yè)務發(fā)展。,3,0,40,80,90,1,2,3,4,5,6,1,0,20,5,0,6,0,70,5G擴展頻譜,5,G,核心頻譜,G,H,z,蜂窩網,頻段,可見光頻段,Sub,6GHz,毫米波,以3.5GHz為主,以28/,3,9/60/73GHz為主,國內5G頻譜分配,比較項,5G,4G,載波寬帶,100MHz,20MHz,下載速率,DL:,3.5Gbps,DL:,100Mbps,C=,B,Log,2,(1+,S/N),C:,信道速率，,S/N,：信號噪聲功率比,根據香農公式，信道最大傳輸速率跟,頻譜帶寬成正比,2.,6G,3.,5G,4.,9G,4900,4800,2515,2675,廣電聯(lián),（僅限室內）,3300,3400,3600,3500,5,G小區(qū)帶寬定義,10M,15M,20M,40M,50M,60M,80M,100M,50M,100M,150M,200M,400M,Sub,6GHz,mmW,ave,82.1 新頻譜大帶寬支撐eMBB業(yè)務增加帶寬是增加容量和,8,9,2.2,mMTC實現萬物互聯(lián),覆蓋增強,15dB,低功耗,51,0年,速率,1Mbps,低成本,8$/,模組,大連接,10k,時延,100ms,級別,20d,B+,10,年,200Kbps,50ms,：,如何保障？,光纖回傳時延,1ms/200km,102.3 uRLLC場景對時延要求苛刻未來將催生多樣化的u,10,11,2.4,多天線技術,天線數：,傳統(tǒng)TDD天線2/4/8通道，MM天線64/128/256通道,傳輸速率：,大量,增,加振子數量，增,加,同時傳輸的數據,流,數,，,提高信道傳輸速率，提升頻譜,效,率。,容量,：傳統(tǒng)的,2D,-,M,I,M,O,僅能在水平,維,度區(qū)分用戶也導,致,其同時、同頻可服務的用戶數受限,。,3,D,-,MI,M,O,可充分,利,用垂直和水平維,度,的天線自由度，提,升同時、同頻可,服,務的用戶數，,極,大,地,提,升,系,統(tǒng),容量,。,大規(guī)模天線陣列（Massive,MIMO技術），即在基站側配置上百個天線，實現天線同時收發(fā)數據，達到提,升傳輸速率和系統(tǒng)容量的目的。,C,=,min(,n,t,n,r,),B,Log,2,(1,+,S/N),4G,64T64R天線,5G,2,天線發(fā),2T4R/4T4R天線,1,天線發(fā),2,天線收,5G,4,天線收,5G,4G,4G,min(,n,t,n,r,),：實際,信,號傳,輸,數據,流,數，由接,收,和發(fā),送,天線,的,最,小,值決定,64T64R天線,112.4 多天線技術天線數：傳統(tǒng)TDD天線2/4/8通道，,11,12,2.5,波束賦形技術,通過控制每個天線單元的信號相位和幅度，產生具有指向性的波束，實現更好的干擾抑制和空間多用戶復用的能力，是提升系統(tǒng)容量和傳輸效率的有效手段，且可匹配不同場景的覆蓋。,形成窄的發(fā)射波束，賦形增益高，覆蓋距離遠，可彌補高頻帶來的,路徑損耗，,提升覆蓋能力。,形成多維波束，,提升系統(tǒng)容量。,窄的發(fā)射波束指向性強，,系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力。,原理：應用了,干涉原理,，波峰與波峰相遇位置疊加增強，波峰,與波谷相遇位置疊加減弱。,未使用BF，波束形狀、能量、強弱位置是固定的，,位于疊加減弱點用戶，如處于小區(qū)邊緣信號強度低。,使用BF，通過對信號加權，調整個天線陣子的發(fā)射功,率和相位，改變波束形狀，使主瓣對準用戶，提高信號強度,。,波束賦形帶來的好處,波束賦形可匹配不用場景覆蓋,水平波束低樓覆蓋,垂直波束高樓覆蓋,選擇人口密集區(qū)域覆蓋,公路,道路窄波束遠覆蓋，旁邊寬波束,122.5 波束賦形技術通過控制每個天線單元的信號相位和幅度,12,13,2.6,靈活幀和時隙結構降低空口時延,5,G,支持靈活的幀和時隙結構，能實現快速調度及反饋，更能滿足低時延業(yè)務的需求。,D,D,D,S,U,D,D,U,0.5ms,0.5ms,0.,5,ms,2.,5,ms,2.5ms,S,U,2,.5ms,（,雙,周期）,1,5G調度時間比4G更短5G反饋速度比4G更快,2,制式,調度時間,5G,1,s,l,o,t,，,uR,L,L,C,超低時延場景可調度符號級,4G,1ms,D,U,上行時隙,D,U,上行控制及S,R,S信號,上行調度,DU,ACK/NACK,特殊時隙（self-Contain結構）,下行時隙,下行調度及數傳,上行數傳,132.6 靈活幀和時隙結構降低空口時延5G支持靈活的幀和,13,14,2.7,邊緣計算（MEC）,傳統(tǒng)網絡結構中，信息的處理主要,位,于核,心,網的,數,據中,心,機房,內,，所,有,信息,必,須從,網,絡邊,緣,傳輸,到,核心,網,進行,處,理之,后,再返回網絡邊緣。5G,時代，傳輸網架構中引入邊緣計算技,術,，在,靠,近接,入,側的,邊,緣機,房,部署,網,關、,服,務器,等,設備,，,增加,計,算能,力，將低時延業(yè)務、局域性數據、,低,價值,量,數據,等,數據,在,邊緣,機,房進,行,處理,和,傳輸,，,不需,要,通過,傳,輸網,返,回核,心,網，,進,而降,低時延、減少回傳壓力、提升用戶,體,驗。,邊緣計算技術就是解決不同應用帶來的多樣化網絡需求的核心技術之一，在靠近接入網的機房增加計算能力，將能夠：,大幅降低業(yè)務時延,減少對傳輸網的帶寬壓力降低傳輸成本,進一步提高內容分發(fā)效率提升用戶體驗。,142.7 邊緣計算（MEC）傳統(tǒng)網絡結構中，信息的處理主要,14,15,2.8,新波形-提升頻率利用率,5,G,空口繼承,了,4,G,正交頻分復用技術，同時引入更好的濾波技術,（,F-OFDM），減少了保護帶寬的要求，提升了頻率利用率，并實現了子載波和業(yè)務需求的自適應。,LTE：100*12*15000=18MHz,效率：18/20=90,NR：273*12*,3,0000=9,8,.28MHz效率：98.28,/,100=98,.,28,LTE,NR,Signal,BW=18MHz,Signal,BW=98.28MHz(3.5GHz),頻域窄，時域寬，用于速率低，時延不敏感的物聯(lián)網,頻域寬，時域窄,，,用于時延敏感的車聯(lián)網等業(yè)務,152.8 新波形-提升頻率利用率5G空口繼承了4G正交,15,目錄,5G基礎能力,1,5G關鍵技術實現,3,16,5G細分應用場景,2,目錄5G基礎能力15G關鍵技術實現3165G細分應用場景2,16,17,5G+VR/AR融合應用時間表,2018,2019,202020212022202320242025,2026,2027,預言探索期,市場啟動期,高速發(fā)展期,應用成熟期,3.1,5G細分應用場景-VR/AR,VR/AR是近眼現實、感知交互、渲染處理、網絡傳輸和內容制作等新一代信息技術相互融合的產物，新形勢下高質量VR/AR業(yè),務對帶寬、時延要求逐漸提升，速率從25Mbps逐步提高到3.5Gbps，時延從30ms降低到5ms以下。,憑借5G超寬帶高速傳輸能力，可以解,決V,R/,AR,渲,染能,力,不足,、,互動,體,驗不,強,和終,端,移動,性,差等,痛,點問,題,，推,動,媒體,行,業(yè)轉,型,升級，在文化宣傳、社交娛樂、教育,科,普等,大,眾和,行,業(yè)領,域,培,育,5G,的,第一,波,“殺,手,級”,應,用。,VR/AR業(yè)務指標要求,V,R,/A,R,融合應用場景示意圖,江西5G+VR春節(jié)聯(lián)歡晚會：,2019年江西省春節(jié)聯(lián)歡晚會首次采用,5G,+,8K+V,R,進行錄制播出。,在場館,內,外部,署,多臺8,K,超高,清,全景,攝,影機同步拍攝，經過拼接和視頻編解,碼,處理,后,，再,通,過,5G網,絡,實時急,速回傳，對VR眼鏡、手機等不同的終端實現視頻轉碼。,業(yè)務類別,場景,實時速率,時延,VR業(yè)務,典型體驗,40Mbps,40ms,挑戰(zhàn)體驗,100Mbps,20ms,極致體驗,1000Mbps,2ms,AR業(yè)務,典型體驗,20Mbps,100ms,挑戰(zhàn)體驗,40Mbps,50ms,極致體驗,200Mbps,5ms,175G+VR/AR融合應用時間表201820192020,17,18,5G+超高清融合應用時間表,2018,2019,202020212022202320242025,2026,202,7,預言探索期,市場啟動期,高速發(fā)展期,應用成熟期,3.2,5G細分應用場景-超高清視頻,隨著產業(yè)發(fā)展，國際電信聯(lián)盟提出了分辨率在4K及以上的超高清標準(UHD)。由于分辨率指數增長，數據量也隨之增長，,4G網絡帶寬有限，UHD視頻內容傳輸無法有效普及開展。,當前4K/8K,超高清視頻與5G技術結合的場景不斷出現，廣泛應用于大型賽事/活動/事件直播、