金沙澳门平台

  • 金沙澳门平台

    立足师大 服务师生

上一个下一个

5G专题

当前位置:

5G网络概况(1)

发布时间:2019-06-12 浏览次数:0

一、技术原理

三星电子通过研究和试验表明,在28GHz的超高频段,以每秒1Gb以上的速度,成功实现了传送距离在2Km范围内的数据传输。此前,世界上没有一个企业或机构开发出在6GHz以上的超高频段实现每秒Gb级以上的数据传输技术,这是因为难以解决超高频波长段带来的数据损失大,传送距离短等难题。

三星电子利用64个天线单元的自适应阵列传输技术,使电波的远距离输送成为可能,并能实时追踪使用者终端的位置,实现数据的上下载交换。超高频段数据传输技术的成功,不仅保证了更高的数据传输速度,也有效解决了移动通信波段资源几近枯竭的问题。

二、技术标准

最初,该术语由国际电信联盟的IMT-2020标准定义,该标准要求理论峰值下载容量为20千兆位,以及5G网络的其他要求。然后,行业标准组3GPP准备了5G NR(新无线电) )标准与LTE一起作为提交IMT-2020标准的提案。

国际电联将5G网络服务分为三类:增强型移动宽带(eMBB)(手机), 超可靠的低延迟通信(URLLC)(包括工业应用和自动驾驶汽车),和大规模机器类型通信(MMTC)(传感器)。初始5G部署将集中在embB基因和固定无线,这使得使用许多相同的能力embB基因的。5G将使用现有LTE频率范围(600 MHz至6 GHz)以及毫米波(mmWave)频段(24-86 GHz)的频谱。5G技术必须满足ITU IMT-2020要求和/或3GPP Release 15; 而IMT-2020指定子6 GHz频段的20 Gbit / s的,5G高速数据传输率是类似于4G。

IEEE涵盖了5G的几个领域,核心重点是远程无线电头端(RRH)和基带单元(BBU)之间的有线部分。在1914.1标准集中在网络体系结构和划分成两个按键部分RRU与BBU之间的连接。分配器单元(DU)的无线电单元(RU)是NGFI-I(下一代前传接口),DU到中央单元(CU)是NGFI-II接口,允许更多样化和成本有效的网络。

NGFI-I和NGFI-II已经定义了性能值,应该对其进行编译以确保能够承载由ITU定义的不同业务类型。1914.3标准正在创建一种新的以太网帧格式,能够以更有效的方式传输IQ数据,具体取决于所使用的功能划分,这是基于3GPP功能分裂的定义。正在更新IEEE组内的多个网络同步标准,以确保RU处的网络定时准确性保持在其上承载的业务所需的水平。

三、技术规范

下一代移动网络联盟(Next Generation Mobile Networks Alliance)认为,5G应会在2020年陆续推出,以满足企业和消费者的需求。除了简单的提供更快的速度,他们预测5G网络还需要满足新的使用案例需求,如物联网(网络设备建筑物或Web访问的车辆)、广播类服务,以及在发生自然灾害时的生命线通信。

下一代移动网络联盟定义了5G网络的以下要求:

1、以10Gbps的数据传输速率支持数万用户;

2、以1Gbps的数据传输速率同时提供给在同一楼办公的许多人员;

3、支持数十万的并发连接以用于支持大规模传感器网络的部署;

4、频谱效率应当相比4G被显著增强;

5、覆盖率比4G有所提高;

6、信令效率应得到加强;

7、延迟应显著低于LTE。

四、技术突破

5G与4G相比的技术创新如下[1]:

1、5G将采用512-QAM或1024-QAM更高的数据压缩密度调制/解调制器,目前4G使用256-QAM或64-QAM的调制以压缩传输数据,因此频谱效率每Mbps/100MHz的利用效率更高提高更多传输速率。

2、5G将采用28GHz毫米波通信,比如目前4G使用700MHz、900MHz、1800Mhz、2600Mhz等低频段,虽然电波衍射能力比较高但是在低频上频谱资源就却相当有限,在高频的毫米波大多是军用战斗机雷达或测速照相等少数设备,频谱宽度更高,而且更容易找到连续频谱,使空白频谱非常容易获取。

3、波束指向配合多输入多输出(Multi-input Multi-output ; MIMO)相控数组天线,MIMO多输入多输出利用电磁波的空分复用和路径不同多天线系统提高传输速率,类似在军用领域的技术将延伸出的商用技术版本。

4、波束自适应和波束成形,能够提高特定方向的波瓣优化传输距离。

5、新材料将使用GaN氮化镓或是GaAs砷化镓材料的RF射频天线和功率放大器,此材料的RF射频天线能在更高的频段有更高的能源效率,设备会比较省电。

6、为了适应工业物联网、无人驾驶汽车、商用无人机等新技术的应用,网络延迟时间将降低到1毫秒以下。

五、研发进展

由于5G技术将可能使用的频谱是28GHz及60GHz,属极高频(EHF),比一般电信业现行使用的频谱(如2.6GHz)高出许多。虽然5G能提供极快的传输速度,能达到4G网络的40倍,而且时延很低,但信号的衍射能力(即绕过障碍物的能力)十分有限,且发送距离很短,这便需要增建更多基站以增加覆盖。

2009年,华为就已经展开了相关技术的研究,并在之后的几年里向外界展示了5G原型机基站。

2013年11月6日,华为宣布将在2018年前投资6亿美元对5G的技术进行研发与创新,并预告在2020年用户会享受到20Gbps的商用5G移动网络。

2014年5月8日,日本电信营运商NTT DoCoMo正式宣布将与Ericsson、Nokia、三星等六间厂商共同合作,开始测试凌驾现有4G网络1000倍网络承载能力的高速5G网络,传输速度可望提升至 10Gbps。预计在2015年展开户外测试,并期望于2020年开始运作。

2014年5月13日,三星电子宣布,其已率先开发出了首个基于5G核心技术的移动传输网络,并表示将在2020年之前进行5G网络的商业推广。[2]

2016年4月,华为完成中国IMT-2020(5G)推进组第一阶段的空口关键技术验证测试,在5G信道编码领域全部使用极化码。[3]

2016年8月4日,诺基亚与电信传媒公司贝尔再次在加拿大完成了5G信号的测试。在测试中诺基亚使用了73GHz范围内的频谱,数据传输速度也达到了现有4G网络的6倍。[4]

2016年10月18日,在QUALCOMM 4G/5G峰会上,高通公司发表全球首个5G基带芯片X50,骁龙X50 5G调制解调器使用28GHz毫米波通信,下行速率达到5Gbps为目前最快的量产形芯片X16使用在S835处理器的1Gbps的5倍之多,X50基带可能在2018年初量产。高通进一步的解释是,利用毫米波波长短的特点,形成狭窄的定向波束,发送和接收更多能量,从而克服传播/路径损耗的问题并在空间中重复使用。此外,在视距路径受阻时,非视距(NLOS)路径(如附近建筑的反射)能有大量能量以提供替代路径。按照高通的规划,骁龙X50 5G平台将包括调制解调器、SDR051毫米波收发器和支持性的PMX50电源管理芯片。

2016年11月17日,国际无线标准化机构3GPP第87次会议在美国拉斯维加斯召开,中国华为主推PolarCode(极化码)方案,美国高通主推LDPC方案,法国主推Turbo2.0方案,最终,华为凭借59家代表的支持,以极化码(Polar Code)战胜了高通主推的LDPC及法国的Turbo2.0方案,拿下5G时代的话语权。

2017年2月9日,国际通信标准组织3GPP宣布了“5G”的官方 Logo。

2017年8月22日,德国电信联合华为在商用网络中成功部署基于最新3GPP标准的5G新空口连接,该5G新空口承载在Sub 6GHz(3.7GHz),可支持移动性、广覆盖以及室内覆盖等场景,速率直达Gbps级,时延低至毫秒级;同时采用5G新空口与4GLTE非独立组网架构,实现无处不在、实时在线的用户体验。[5]

2017年11月15日,工信部发布《关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》,确定5G中频频谱,能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求。

2017年11月下旬中国工信部发布通知,正式启动5G技术研发试验第三阶段工作,并力争于2018年年底前实现第三阶段试验基本目标。

2017年12月21日,在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上,5G NR首发版本正式发布,这是全球第一个可商用部署的5G标准。[6]

2017年12月,发改委发布《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》,要求2018年将在不少于5个城市开展5G规模组网试点,每个城市5G基站数量不少50个、全网5G终端不少于500个。

2018年2月23日,在世界移动通信大会召开前夕,沃达丰和华为宣布,两公司在西班牙合作采用非独立的3GPP 5G新无线标准和Sub6 GHz频段完成了全球首个5G通话测试。

2018年2月27日,华为在MWC2018大展上发布了首款3GPP标准5G商用芯片巴龙5G01和5G商用终端,支持全球主流5G频段,包括Sub6GHz(低频)、mmWave(高频),理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率。

2018年6月13日,3GPP 5G NR标准 SA(Standalone,独立组网)方案在3GPP第80次TSG RAN全会正式完成并发布,这标志着首个真正完整意义的国际5G标准正式出炉。

2018年6月14日,3GPP全会(TSG#80)批准了第五代移动通信技术标准(5G NR)独立组网功能冻结。加之去年12月完成的非独立组网NR标准,5G 已经完成第一阶段全功能标准化工作,进入了产业全面冲刺新阶段。此次SA功能冻结,不仅使5G NR具备了独立部署的能力,也带来全新的端到端新架构,赋能企业级客户和垂直行业的智慧化发展,为运营商和产业合作伙伴带来新的商业模式,开启一个全连接的新时代。[7]

2018年9月,中国电信海南分公司在海南启动5G试点网建设。在海口,海南电信5G网络主要覆盖创新孵化园区、科技城等高新科技企业聚集区域,大力助推海口加快互联网总部经济基础建设。在琼海,5G试点网络主要覆盖博鳌亚洲论坛年会会址区域,有利于在论坛年会期间开展业务应用演示,让与会嘉宾感受5G魅力,快速向世界传递和展示我国5G研发成果。[8]

2018年9月,中兴通讯携手中国电信在雄安新区白洋淀水面完成国内首个5G覆盖水面的测试。5G水面覆盖积累的宝贵经验完善了5G特殊覆盖场景测试数据。[9]

2018年11月21日,重庆首个5G连续覆盖试验区,建设完成,5G远程驾驶、5G无人机、虚拟现实等多项5G应用同时亮相。

2018年11月29日,中国首个跨省5G视频通话在上海、苏州、杭州、合肥四城实现互联,5G稳定下载速率可达每秒千兆比特以上,四城市视频通话均通过高清摄像头拍摄,全程无卡顿。[10]

2018年12月7日,公司控股股东移动集团接到工信部通知,同意母公司自通知日至2020年6月30日使用2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段用于5G系统实验,其中2515MHz-2575MHz、2635MHz-2675MHz、4800MHz4900MHz频段为新增频段,2575MHz-2635MHz为重耕母公司现有的4G频段。中国移动方面将配合母公司,继续携手产业各方,积极推进5G技术研发、网络及业务应用试验。

2018年12月10日,工信部正式向中国联通、中国移动、中国电信发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。

2019年3月31日前逐步停止部分频率的使用,中国联通方面将在全国范围内逐步停止使用2555MHz-2575MHz频率,中国电信方面将逐步停止使用2635MHz-2655MHz频率。

2018年12月18日,AT&T宣布,将于12月21日在全美12个城市率先开放5G网络服务。

2018年12月27日,在由IMT-2020(5G)推进组组织的中国5G技术研发试验第三阶段测试中,华为以100%通过率完成5G核心网安全技术测试。[1]

2019年4月,华为与中国电信江苏公司、国网南京供电公司成功完成了业界首个基于真实电网环境的电力切片测试,这同时也是全球首个基于最新3GPP标准5G SA网络的电力切片测试。本次测试的成功标志着5G深入垂直行业应用进入到了一个新阶段。[11]

2019年9月底前,江苏移动在苏州、南京等设区市开通5G服务,让用户通过5G手机,在不换卡、不换号的情况下使用5G业务;江苏电信今年国庆节前将在南京、苏州、无锡开通“5G试商用”。[12]


@金沙澳门平台 澳门金沙登录平台 设计制作版权所有 网站浏览: 次 冀ICP备18011017号-3   冀公网安备 13010802000630号

地址:中国 河北 石家庄市南二环东路20号 理科楼群1号楼澳门金沙登录平台 邮编:050024 

联系电话:(86)311-80786300 主任邮箱:liuhz@mail.hebtu.edu.cn


Baidu
sogou