5G未來之匙

                                                                                                          5G 未來之匙

前言

 5G這個詞相信大家經常聽到，對他的直觀印象就是網速變快了。但其實遠不止如此，他的商用價值也很高，比如在雲端計算上。現在人們對他的認識還不是很廣，下面我將對他進行一一介紹

。

5G的定義與標準

5g全稱第五i代行動電話行動通訊標準，也稱第五代行動通訊技術。說到5g，就不得說一說他的前幾代，也就是1-4g，下面我會羅列具體細節

1G

AMPS：高階行動電話系統，執行於800MHz頻帶，在北美，南美和部分環太平洋國家廣泛使用

TACS：總接入通訊系統，由摩托羅拉公司開發，是AMPS系統的修改版本，執行於900MHz頻帶，分為ETACS(歐洲)和JTACS(日本)兩種版本。英國、日本和部分亞洲國家廣泛使用此標準，我國郵電部於1987年確定以TACS制式作為我國模擬製式蜂窩行動電話的標準

NMT：北歐行動電話，執行於450、900MHz頻帶，應用於曾在北歐國家、瑞士、荷蘭、東歐及俄羅斯等國。NMT450由愛立信和諾基亞公司開發，服務於北歐國家。是世界上第一個多國使用的蜂窩網路標準，執行於450MHz頻段;NMT900為升級版本有更高的系統容量，並能使用手持的終端產品

C-Netz：執行於450MHz頻帶，應用於西德、葡萄牙及奧地利

C-450：與C-Netz基本相同，執行於450MHz頻帶，二十世紀八十年代部署在非洲南部

Radiocom2000：RC2000，執行於450、900MHz頻帶，應用於法國

RTMS：執行於450MHz頻帶，應用於義大利

NTT：分為TZ-801、TZ-802和TZ-803三種制式，高容量版本稱為HICAP

2G

GSM：全球行動通訊系統，基於TDMA，源於歐洲並實現全球化，使用GSN處理器。GSM系統通過SIM卡來識別移動使用者，這位發展個人通訊打下了基礎

IDEN：基於TDMA，美國獨有的系統，被美國電信系統商Nextell使用

IS-136﹙D-AMPS﹚：基於TDMA，美國最簡單的TDMA系統，用於美洲

IS-95﹙CDMAOne﹚：基於CDMA，美國最簡單的CDMA系統，用於美洲和亞洲一些國家

PDC：基於TDMA，僅在日本普及

3G

WCDMA(歐洲)：基於GSM發展而來，歐洲與日本提出的寬頻CDMA基本相同並進行了融合。該標準提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進策略，機遇GSM的市場佔有率情況，WCDMA具有先天的市場優勢，是終端種類最豐富3G標準，佔據全球80%以上市場份額。WCDMA的支持者包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。

CDMA2000(美國)：由窄帶CDMA(CDMAIS95)技術發展而來的寬頻CDMA技術，美國高通北美公司為主導提出，摩托羅拉、Lucent和韓國三星都有參與，但韓國成為該標準的主導者。CDMA2000可以由CDMAOne結構直接升級到3G，成本低廉。但使用CDMA的地區只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。

TD-SCDMA(中國)：中國大陸獨自制定，於1999年6月中國原郵電部電信科學技術研究院(大唐電信)向ITU提出，但技術發明始於西門子公司。TD-SCDMA因輻射低被譽為綠色3G。該標準可不經過2.5代的中間環節直接向3G過渡，適用於GSM系統向3G升級，但相對於另兩個主要3G標準CDMA2000和WCDMA它的起步較晚，技術不夠成熟。

WiMAX：微波存取全球互通，又稱為802·16無線都會網路，是又一種為企業和家庭使用者提供“最後一英里”的寬頻無線連線方案。   

4G

LTE：它改進並增強了3G的空中接入技術，採用OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標準

由於WCDMA網路的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE，我國自主研發的TD-SCDMA也可繞過HSPA直接向TD-LTE演進，所以這一4G標準獲得的支援是最大的。

LTE-Advanced：LTE技術的升級版，正式名稱為FurtherAdvancementsforE-UTRA，LTE作為3.9G移動網際網路技術，那麼LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced包含TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式，而WCDMA網路能夠進化到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網路可繞過HSPA+網路而直接進入到LTE

WiMax：全球微波互聯接入，另一個名字是IEEE802.16。WiMAX的技術起點較高，能提供的最高接入速度是70M，這個速度是3G所能提供的寬頻速度的30倍

WirelessMAN-Advanced：WiMax的升級版，即IEEE802.16m標準，802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率，還將相容未來的4G無線網路。

5G8

8個指標： 流浪密度 連線數密度 時延 移動性 能效 使用者體驗速率 頻譜效率 峰值效率 

同時5G滿足ITV的三大通用場景：海量機器通訊 增強的移動寬頻 超高可靠和低延遲通訊。

5G也滿足時下最流行的AR和VR/MR的實時傳輸需求，保證VR和AR的高頻寬需求不丟包。

基站的分類

主要分為巨集基站和小基站

巨集基站：一般覆蓋範圍數千米，又叫鐵塔站

小基站： 一般覆蓋在10m-200m

小基站又分為家庭基 微基站 微微基站 室內基站 個人基站

小基站的優缺點也很明顯 優點：成本低，安裝容易 劣勢：功率小 干擾小，更小的範圍

除此之外還會增加大規模的天線陣列：提升了訊號可靠性 提升基站吞吐量 大幅降低對周邊基站的干擾 服務更多的移動終端。

動態自組織網路

傳統的無線蜂窩通訊網路，需要固定的網路裝置如基地站的支援，進行資料的轉發和使用者服務控制。而無線自組織網路不需要固定裝置支援，各節點即使用者終端自行組網，通訊時，由其他使用者節點進行資料的轉發。這種網路形式突破了傳統無線蜂窩網路的地理侷限性，能夠更加快速、便捷、高效地部署，適合於一些緊急場合的通訊需要，如戰場的單兵通訊系統。但無線自組織網路也存在網路頻寬受限、對實時性業務支援較差、安全性不高的弊端。國內外有大量研究人員進行此專案研究。

無線自組織網路(mobile ad-hoc network)是一個由幾十到上百個節點組成的、採用無線通訊方式的、動態組網的多跳的移動性對等網路。其目的是通過動態路由和移動管理技術傳輸具有服務質量要求的多媒體資訊流。通常節點具有持續的能量供給。

5G的頻譜資源

5GHZ以下的頻段已非常擁擠，目前解決方法主要為高頻段和超高頻段

5G的新業務

URLLC：對時延 可靠性要求高

MMTC：對連線數量 耗電/待機要求高

embb：AR/VR等傳輸速率要求高

近年來5G的應用場景逐漸增多，比如在物聯網和車聯網上都有不錯的應用效果，在無人機領域也取得了不錯的效果。在目前的5G市場上中國佔有絕對的話語權，希望以後能更上一層樓。