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談?wù)?G及其應(yīng)用
更新時間：2021-01-05 瀏覽次數(shù)： 2091
5G時代十大應(yīng)用場景
根據(jù)華為早前提出的“5G時代十大應(yīng)用場景白皮書”，可以總結(jié)出5G時代的應(yīng)用場景，主要包括： 云VR/AR(實時計算機圖像渲染和建模)、車聯(lián)網(wǎng)（遠(yuǎn)控駕駛、編隊行駛、自動駕駛）、智能制造（無線機器人云端控制）、智慧能源（饋線自動化）、無線醫(yī)療（具備力反饋的遠(yuǎn)程診斷）、無線家庭娛樂（超高清8K視頻和云游戲）、聯(lián)網(wǎng)無人機（專業(yè)巡檢和安防）、社交網(wǎng)絡(luò)（超高清、全景直播）、個人AI輔助（AI輔助智能頭盔）、智慧城市（AI使能視頻監(jiān)控）。
5G技術(shù)與4G最大的不同就是網(wǎng)速: 1G 網(wǎng)絡(luò)使用頻分多址技術(shù)FDMA，在頻域上把不同的信號搬移到不同的頻帶，不同信號之間互不重疊。 2G網(wǎng)絡(luò)使用時分多址技術(shù)TDMA，在時域上把時間分割成不同的幀，幀內(nèi)劃分成不同的時隙，分配給不同的信號，這些信號在時域互不重疊。峰值速率可達(dá)200kbps。 3G網(wǎng)絡(luò)采用碼分多址技術(shù)CDMA，通過不同編碼序列來區(qū)分不同用戶，即不同的波形。從頻域、時域看都是相互重疊的。以擴頻技術(shù)為基礎(chǔ)，擁有抗干擾、抗多徑衰落、保密性好的特點。峰值速率可達(dá)2Mbps。 4G采用在正交頻多址OFDM（OFDM—Orthogonal Frequency Division Multiplexing），將信道劃分為多個正交子信道，各個子信道使用不同的子載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸，從而能有效地抑制無線信道的時延所帶來的符號間干擾（ISI)。峰值速率為100Mbps。 5G控制信道eMBB的多址技術(shù)為上下行CP-OFDM（Cycle prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing），傳輸方式為MIMO，具有高吞吐量。CP是OFDM在計算出快速傅里葉逆變換后的樣值后，前面加循環(huán)前綴，可以抑制因多徑效應(yīng)而產(chǎn)生的時延擴展，消除碼間干擾ISI。循環(huán)前綴還可以讓線性卷積變?yōu)檠h(huán)卷積，大大減小信號處理復(fù)雜度。沒有PFT預(yù)變換，移動通信峰值速率可達(dá)20Gbps！ 2、5G網(wǎng)絡(luò)不僅傳輸速率更高，而且在傳輸中呈現(xiàn)出低時延、高可靠、低功耗的特點； 低功耗能更好地支持未來的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，低時延、高可靠可以滿足車聯(lián)網(wǎng)的需求，車聯(lián)網(wǎng)要求空口時延低至1ms，而傳統(tǒng)的認(rèn)證和加密流程等協(xié)議未考慮超高可靠低時延的通信場景。 3、5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍極廣，面對的安全挑戰(zhàn)也越多： 如果說1G面向個人通信，5G則面向產(chǎn)業(yè)和社會的管理應(yīng)用。相比于現(xiàn)在的相對封閉的移動通信系統(tǒng)來說，5G網(wǎng)絡(luò)如果在開放授權(quán)過程中出現(xiàn)信任問題，那么惡意第三方將通過獲得的網(wǎng)絡(luò)操控能力對網(wǎng)絡(luò)發(fā)起攻擊，APT攻擊、DDOS、Worm惡意軟件攻擊規(guī)模更大且更頻繁。 4. ITU三大應(yīng)用場景 國際電信聯(lián)盟 ITU 召開的 ITU-RWP5D 第 22 次會議上確定了未來的5G具有以下三大主要的應(yīng)用場景： 1）增強型移動寬帶（enhanced mobile broad band， eMBB） 2）大規(guī)模機器類型通信（massive machine type communications，mMTC） 3）超可靠和低延遲通信（ultra-reliable and low latency communications，URLLC） 具體包括：Gbps移動寬帶數(shù)據(jù)接入、智慧家庭、智能建筑、語音通話、智慧城市、三維立體視頻、超高清晰度視頻、云工作、云娛樂、增強現(xiàn)實、行業(yè)自動化、緊急任務(wù)應(yīng)用、自動駕駛汽車等。 受就是網(wǎng)速的大幅提升，即便是觀看4K高清視頻，峰值速率也能夠達(dá)到10Gbps。增強型移動寬帶eMBB場景應(yīng)用有增強現(xiàn)實（AR）、虛擬現(xiàn)實（VR），以及4K、8K超高清視頻等多種高速率應(yīng)用。 IMT-2020四個主要技術(shù)場景 四大技術(shù)場景介紹 后來，IMT-2020（5G）從移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用場景、業(yè)務(wù)需求及挑戰(zhàn)出發(fā)，將5G主要應(yīng)用場景納出為：連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接和低時延高可靠四個主要技術(shù)場景，與ITU的三大應(yīng)用場景基本一致。 （1）連續(xù)廣域覆蓋場景，是移動通信最基本的覆蓋方式，以保證用戶的移動性和業(yè)務(wù)連續(xù)性為目標(biāo)，為用戶提供無縫的高速業(yè)務(wù)體驗。該場景的主要挑戰(zhàn)在于隨時隨地（包括小區(qū)邊緣、高速移動等惡劣環(huán)境）為用戶提供100Mbps以上的用戶體驗速率。 （2）熱點高容量場景，主要面向局部熱點區(qū)域，為用戶提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足網(wǎng)絡(luò)極高的流量密度需求。1Gbps用戶體驗速率、數(shù)10Gbps峰值速率和數(shù)10Tbps/km2的流量密度需求是該場景面臨的主要挑戰(zhàn)。 （3）低功耗大連接場景，主要面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景，具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點。這類終端分布范圍廣、數(shù)量眾多，不僅要求網(wǎng)絡(luò)具備超千億連接的支持能力，滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求，而且還要保證終端的超低功耗和超低成本。 （4）低時延高可靠場景，主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求，這類應(yīng)用對時延和可靠性具有極高的指標(biāo)要求，需要為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。 連續(xù)廣域覆蓋和熱點高容量場景主要滿足2020年及未來的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，也是傳統(tǒng)的4G主要技術(shù)場景。低功耗大連接和低時延高可靠場景主要面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，是5G新拓展的場景，重點解決傳統(tǒng)移動通信無法很好支持地物聯(lián)網(wǎng)及垂直行業(yè)應(yīng)用。 |
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