1、5G基础能力、关键技术与应用场景概述基础能力、关键技术与应用场景概述目录目录5G基基础础能力能力15G关键技术实现关键技术实现225G细分应用场景细分应用场景331.1 什么是什么是5G是第五代移动通信技术是现有无线接入技术的演进是一张真正意义上的融合网络5G1G2G3G4G模拟语音模拟语音数字语音数字语音移动宽带移动宽带更快更好更快更好5G1980S1990S2000S2010S2020S1G：主要解决语音通信问题；2G：支持窄带的分组数据通信；3G：发展了图片，音乐，视频流的高宽带多媒体通信；4G：专为移动互联网设计，网速，容量，稳定性大幅提升。1m100m1km覆盖100kbps100M
2、bps10Gbps速率WifiBluetoothZigBee4G3G2G5GNB-ioT,eMTCLoRa,Sigfox5G5G 不仅考虑不仅考虑人与人人与人，更多的是更多的是人与物人与物、物与物物与物的连接的连接。5G 应用应用 80%将用于物与物之间的通讯。将用于物与物之间的通讯。人联网人联网+物联网物联网41.2 5G应用场景应用场景 国际电信联盟（ITU）定义了5G三大应用场景：增强型移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)及低时延高可靠通信(uRLLC)。增强移动宽带增强移动宽带eMBB海量机器通信海量机器通信 mMTC低时延高可靠性通信低时延高可靠性通信uRLLCeMBB场
3、景场景主要提升以“人”为中心的娱乐、社交等个人消费业务的通信体验，适用于高速率、大带宽的移动宽带业务。mMTC 主要满足海量物联的通信需求，面向以传感和数据采集为目标的应用场景。uRLLC 则基于其低时延和高可靠的特点，主要面向垂直行业的特殊应用需求。51.3 5G的性能目标的性能目标广安大厦广安大厦4G测试情况测试情况61.4 5G的特点的特点理念不同理念不同与传统的移动通信系统理念不同，5G系统研究将不仅仅把点到点的物理层传输与信道编译码等经典技术作为核心目标，而是从更为广泛的多点、多用户、多天线、多小区协作组网作为突破的重点，力求在体系构架上寻求系统性能的大幅度提高。体验提升体验提升5G
4、研究在推进技术变革的同时，更注重用户体验。对新型移动业务的支撑能力将成为衡量5G系统性能的关键指标。123带来的不止是速度带来的不止是速度从3G时代向4G跨越，最大的改变莫过于网络速度和带宽方面的提升。5G时代，这也会是重点演进的一个部分，但是5G更是开启了万物互联时代。目录目录5G基础能力基础能力15G关键技术实现关键技术实现275G细分应用场景细分应用场景382.1 新频谱大带宽新频谱大带宽支撑支撑eMBB业务业务 增加带宽是增加容量和传输速率最直接的方法，5G最大带宽将会达到400MHz，可良好支撑eMBB业务发展。3040809012 3 4 5 6 10205060705G扩展频谱扩
5、展频谱5G核心频谱核心频谱GHz蜂窝网蜂窝网频段频段可见光可见光频段频段Sub 6GHz毫米波毫米波以以3.5GHz为主为主 以以28/39/60/73GHz为主为主国内国内5G频谱分配频谱分配比较项比较项5G4G载波宽带100MHz20MHz下载速率DL:3.5GbpsDL:100MbpsC=B Log2(1+S/N)C:信道速率，S/N：信号噪声功率比 根据香农公式，信道最大传输速率跟频谱带宽成正比2.6G3.5G4.9G4900480025152675广电联广电联（仅限室内）（仅限室内）33003400360035005G小区带宽定义小区带宽定义10M15M20M40M50M60M80M
6、100M50M100M150M200M400MSub 6GHzmmWave92.2 mMTC实现万物互联实现万物互联覆盖增强覆盖增强15dB低功耗低功耗510年速率速率1Mbps低成本低成本8$/模组大连接大连接10k时延时延100ms级别20dB+10年200Kbps50ms：如何保障？如何保障？光纤回传时延光纤回传时延1ms/200km112.4 多天线技术多天线技术 天线数：天线数：传统TDD天线2/4/8通道，MM天线64/128/256通道 传输速率：传输速率：大量增加振子数量，增加同时传输的数据流数，提高信道传输速率，提升频谱效率。容量容量：传统的2D-MIMO仅能在水平维度区分用
7、户也导致其同时、同频可服务的用户数受限。3D-MIMO可充分利用垂直和水平维度的天线自由度，提升同时、同频可服务的用户数，极大地提升系统容量。大规模天线阵列（Massive MIMO技术），即在基站侧配置上百个天线，实现天线同时收发数据，达到提升传输速率和系统容量的目的。C =min(nt,nr)B Log2 (1+S/N)4G64T64R天线5G2天线发2T4R/4T4R天线1天线发2天线收5G4天线收5G4G4Gmin(nt,nr)：实际信号传输数据流数，由接收和发送天线的最小值决定64T64R天线122.5 波束赋形技术波束赋形技术 通过控制每个天线单元的信号相位和幅度，产生具有指向性的
8、波束，实现更好的干扰抑制和空间多用户复用的能力，是提升系统容量和传输效率的有效手段，且可匹配不同场景的覆盖。形成窄的发射波束，赋形增益高，覆盖距离远，可弥补高频带来的路径损耗，提升覆盖能力。形成多维波束，提升系统容量。窄的发射波束指向性强，系统具有很强的抗干扰能力。原理：应用了干涉原理，波峰与波峰相遇位置叠加增强，波峰与波谷相遇位置叠加减弱。未使用BF，波束形状、能量、强弱位置是固定的，位于叠加减弱点用户，如处于小区边缘信号强度低。使用BF，通过对信号加权，调整个天线阵子的发射功率和相位，改变波束形状，使主瓣对准用户，提高信号强度。波束赋形带来的好处波束赋形带来的好处波束赋形可匹配不用场景覆盖
9、波束赋形可匹配不用场景覆盖水平波束低楼覆盖垂直波束高楼覆盖选择人口密集区域覆盖公路道路窄波束远覆盖，旁边宽波束132.6 灵活帧和时隙结构灵活帧和时隙结构降低空口时延降低空口时延 5G支持灵活的帧和时隙结构，能实现快速调度及反馈，更能满足低时延业务的需求。DDDSUDDU0.5 m s0.5 m s0.5 m s2.5 m s2.5 m s SU2.5ms（双双周期）周期）15G调度时间比调度时间比4G更短更短5G反馈速度比反馈速度比4G更快更快2制式制式调度时间调度时间5G1 slot，uRLLC超低时延场景可调度符号级4G1msDU上行时隙上行时隙DU上行控制及上行控制及SRS信号信号上行
10、调度上行调度DUACK/NACK特殊时隙（特殊时隙（self-Contain结构）结构）下行时隙下行时隙下行调度及数传下行调度及数传上行数传上行数传142.7 边缘计算（边缘计算（MEC）传统网络结构中，信息的处理主要位于核心网的数据中心机房内，所有信息必须从网络边缘传输到核心网进行处理之后再返回网络边缘。5G 时代，传输网架构中引入边缘计算技术，在靠近接入侧的边缘机房部署网关、服务器等设备，增加计算能力，将低时延业务、局域性数据、低价值量数据等数据在边缘机房进行处理和传输，不需要通过传输网返回核心网，进而降低时延、减少回传压力、提升用户体验。边缘计算技术就是解决不同应用带来的多样化网络需求的
11、核心技术之一，在靠近接入网的机房增加计算能力，将能够：大幅降低业务时延 减少对传输网的带宽压力降低传输成本 进一步提高内容分发效率提升用户体验。152.8 新波形新波形-提升频率利用率提升频率利用率 5G空口继承了4G正交频分复用技术，同时引入更好的滤波技术（F-OFDM），减少了保护带宽的要求，提升了频率利用率，并实现了子载波和业务需求的自适应。LTE：100*12*15000=18MHz效率：18/20=90NR：273*12*30000=98.28MHz效率：98.28/100=98.28LTENRSignal BW=18MHzSignal BW=98.28MHz(3.5GHz)频域窄，
12、时域宽，用于速率低，时延不敏感的物联网频域宽，时域窄，用于时延敏感的车联网等业务目录目录5G基础能力基础能力15G关键技术实现关键技术实现3165G细分应用场景细分应用场景2175G+VR/AR融合应用时间表2018201920202021202220232024202520262027预言探索期市场启动期高速发展期应用成熟期3.1 5G细分应用场景细分应用场景-VR/AR VR/AR是近眼现实、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等新一代信息技术相互融合的产物，新形势下高质量VR/AR业务对带宽、时延要求逐渐提升，速率从25Mbps逐步提高到3.5Gbps，时延从30ms降低到5ms以下。
13、凭借5G超宽带高速传输能力，可以解决VR/AR渲染能力不足、互动体验不强和终端移动性差等痛点问题，推动媒体行业转型升级，在文化宣传、社交娱乐、教育科普等大众和行业领域培育5G的第一波“杀手级”应用。VR/AR业务指标要求VR/AR融合应用场景示意图江西5G+VR春节联欢晚会：2019年江西省春节联欢晚会首次采用5G+8K+VR进行录制播出。在场馆内外部署多台8K超高清全景摄影机同步拍摄，经过拼接和视频编解码处理后，再通过5G网络实时急速回传，对VR眼镜、手机等不同的终端实现视频转码。业务类别场景实时速率时延VR业务典型体验40Mbps40ms挑战体验100Mbps20ms极致体验1000Mbp
14、s2msAR业务典型体验20Mbps100ms挑战体验40Mbps50ms极致体验200Mbps5ms185G+超高清融合应用时间表2018201920202021202220232024202520262027预言探索期市场启动期高速发展期应用成熟期3.2 5G细分应用场景细分应用场景-超高清视频超高清视频 随着产业发展，国际电信联盟提出了分辨率在4K及以上的超高清标准(UHD)。由于分辨率指数增长，数据量也随之增长，4G网络带宽有限，UHD视频内容传输无法有效普及开展。当前4K/8K 超高清视频与5G技术结合的场景不断出现，广泛应用于大型赛事/活动/事件直播、视频监控、商业性远程现场实时展
15、示等领域，成为市场前景广阔的基础应用。超清视频指标要求业务应用网络速率端到端延时网络类型4K视频30-120Mbps/单用户4G/5G8K视频1Gbps/单用户10Gbps/单小区5G高清视频回传50-120Mbps/单用户40ms5G19远控驾驶远控驾驶远控驾驶远控驾驶，车辆由远程控制中心的司机进行控制，5G用于解决其往返时延(RTT)需要小于10毫秒的要求。编队行驶编队行驶编队行编队行驶驶，主要应用于卡车或货车，提高运输安全和效率，5G用于解决3辆以上的编队网络高可靠低时延要求。自动驾驶自动驾驶自动驾驶自动驾驶，大部分应用场景如紧急刹车，V2P、V2I、V2V、V2N 等多路通信同时进行，
16、数据采集及处理量大，需要5G网络满足其大带宽(10Gbps的峰值速率)、低时延(1毫秒)和超高连接数(1000亿连接)、高可靠性(99.999%)和高精度定位等能力。车联网是智慧交通中最具代表性的应用之一，通过5G等通信技术实现“人车路云”一体化协同，使其成为低时延、高可靠场景中最为典型的应用之一。融入5G元素的车联网体系将更加灵活，实现车内、车际、车载互联网之间的信息互通，推动与低时延、高可靠密切相关的远3.3 5G细分应用场景细分应用场景-车联网车联网控驾驶、编队行驶、自动驾驶具体场景的应用。车联网应用指标要求车联网应用车路协同空口时延要求可靠性传输速率 定位能力网络安全类应用3-5ms可
17、靠性99.9999%0.1mLTE-V2X/5G地图下载 1000ms25Mbps-1Gbps4G/5G5G+车联网融合应用时间表2019202020242023202220212026202520272028预言探索期市场启动期高速发展期应用成熟期205G+智能安防融合应用时间表2018201920232022202120202025202420262027预言探索期市场启动期高速发展期应用成熟期 视频监控是智能安防最重要的一个组成部分，5G超过10Gbit/s的高速传输速率和毫秒级低时延将有效提升现有监控视频的传输速度和反馈处理速递，将使智能安防实现远程实时控制和提前预警，做出更有效的安全
18、防范措施。安防监控范围将进一步扩大，获取到更多维的监控数据。在公交车、警车、救护车、火车等移动的交通工具上的实时监控将成为可能。森林防火、易燃易爆品等监管人员无法接近的危险环境开展监测的成本将大幅下降。在家庭安防领域，5G将使单位流量的资费费率进一步下降，将推动智能安防设备将走入普通家庭。3.4 5G细分应用场景细分应用场景-智能安防智能安防AR眼镜F区南门岗F区东门岗213.5 5G细分应用场景细分应用场景-智能园区智能园区 智慧园区是指运用信息和通信技术感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，对民生、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响应。在5G时代，利用5
19、G高速率、低时延、大连接的特性，将智能工厂、智慧出行、智慧医疗、智慧家居、智慧金融等多种应用场景融于园区中，为园区中的人创造更美好的工作和生活环境，为园区产城融合提供新的路径。5G+智慧园区融合应用时间表2018201920232022202120202025202420262027预言探索期市场启动期高速发展期应用成熟期22智能健康管理，全屋光照，红外插座，人体传感器，烟雾传感器，甲醛检测器更懂用户思维，颠覆传统装修模式，超高性价比，小设备实现大功能。一机控制，一键切换定制模式，精准化服务，人性化家居生活。药品收入药品收入 超过4G10倍的传输速率，让智能产品的连接速率不会发生卡顿等现象。时
20、延的大幅减小，让智能设备反馈时间大大缩短。5G网络还可以为智能家居提供较为一致的家庭网络标准，让智能家居的使用更加便捷，让智能家居行业有了一个质的飞跃。5G使万物互联使万物互联5G带来无线化带来无线化3.6 5G细分应用场景细分应用场景-智能家居智能家居24附：附：5G新型基站探索新型基站探索-胶带基胶带基站站 这个“胶带基站”，爱立信称之为Radio Stripes，就是像透明胶带一样的基站，柔性可弯曲。电路清晰可见，集成了无线模块和柔性电路。“胶带基站”包含了传统基站开通所必需的三大部分：无线、传输和电源线路。或许以后建基站，就像贴胶带一样方便，哪里没信号贴哪里，美观，简洁，省工，省时！25附：附：5G新型基站探索新型基站探索-井盖基站井盖基站 日本运营商NTT DoCoMo发布千兆LTE计划。高调推出一款新型“井盖基站”。这款“井盖基站”主要由微站、天线和井盖三部分组成。井盖下方由微站和天线组成，微站上方部署2/4根小天线，支持2*2 MIMO技术，天线距地面深度约为5-10厘米，再加盖一个特制的“井盖”。该“井盖”与路面上的人孔井盖不同，传统人孔井盖为金属材质，严重影响无线信号传播，而该“井盖”采用FRP复合材料制成，具有质轻而硬、不导电、机械强度高和耐腐蚀等特点，能达到与传统人孔井盖相同的承重能力，关键是利于无线信号传播。谢谢谢谢聆听聆听
