5G系统核心能力指标
现代移动通信 第5版 PPT课件习题参考答案 2022 (10)[4页]
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第十章思考题与习题1.5G典型应用场景包括哪些？答：其典型的应用场景有eMBB（增强移动宽带）、uRLLC（高可靠低时延通信）和mMTC （大规模机器通信）三大场景。
eMBB是承接移动网、增强互联网的场景，如高清视频业务、远程智能视觉系统等。
uRLLC是物联网的一个重要场景，如车联网、远程医疗、无人驾驶、工业远程控制等。
mMTC是物联网的另一个重要场景，如智慧城市、智能交通、智能家居和环境监测等。
前一个场景的标准化已制定完毕，但后面两个尤其是最后一个涉及场景的千差万别，其标准仍然在完善中。
2.5G有哪些关键能力指标？其典型的应用场景有哪些？答：5G的关键能力指标：1）单位面积数据吞吐量显著提升相比于4G，5G的系统容量要提高1000倍，边缘用户的速率达每秒百兆比特，用户的峰值速率达每秒千兆比特，单位面积的吞吐能力特别是忙时吞吐量能力需要达到每平方公里数十万兆比特以上。
2）支持海量设备连接单位覆盖面积内支持的器件数目将极大增长，在一些场景下每平方公里通过5G移动网络连接的器件数目达到100万，相对4G增长100倍。
3）更低的延时和更高的可靠性相对4G，时延缩短5-10倍，并提供真正的永远在线体验。
此外，一些关系人的生命、重大财产安全的业务，要求端到端可靠性提升到接近100%。
4）能耗使网络综合的能耗效率提高1000倍，达到1000倍容量提升的同时保持能耗与现有网络相当。
此外，5G还需要支持每小时500km以上的移动性，提高网络部署和运营的效率，将频谱效率提升10倍以上。
3.5G网络架构由什么组成？NG-eNB和gNB两种基站有什么区别？答：5G网络架构：接入网、承载网、核心网。
gNB：5G基站，向UE提供NR用户面和控制面协议终端的节点，并且经由NG接口连接到5G核心网。
NG-eNB：4G基站为了升级支持eLTE，和5G核心网对接，于是升级为NG-eNB，向UE提供E-UTRA用户面和控制面协议终端的节点，并且经由NG接口连接到5G核心网。
5G核心网关键技术及业务能力研究
5G核心网关键技术及业务能力研究摘要:本文结合5G核心网的结构体系特点，对5G核心网关键技术和业务能力进行分析与研究，以供同仁参考。
关键词:5G核心网；结构体系；关键技术；业务能力一、前言5G核心网是一个虚拟化、分层的核心网络。
5G核心网是一种资源可以共享的网络体系架构，极其适用于当下新发展背景所需，并且完成从网络运营到业务服务的经济可持续发展模式。
随着5G标准的出台，商业部署被提上议事日程，描述整个社会更好的信息生活的5G需求变得可以想象。
作为连接社会一切服务和业务支持业务之间的现代社会信息基础设施架构的一项重要基础组成结构部分，移动宽带核心网络架构将力争在移动5G阶段时实现对其整体架构、功能和平台等的一次全面的重新配置。
与目前传统运营商的移动4G核心网部署(EPC)技术相比，5G核心网技术采用了适应云平台技术的先进设计规划思想，采用了面向云服务的底层架构技术和功能优化设计，提供用户更方便通用的和更经济适合的数据接入、更灵活快速的数据控制操作和网络传输功能以及用户更多易于扩展使用的扩展能力开放。
二、5G核心网网络架构体系分析为了能够满足不同情景下多样化服务的需求，必须建设一个核心网络，必要时进行灵活部署。
随着NFV技术和SDN技术等新兴技术的日益深入的发展，第五代移动通信基础网络系统也已经通过整合运用了这些移动网络基础新的架构技术来有效实现和完成实现了运营商对原有网络功能进行划分和的网络重新分配，传统的移动通信基础技术网络结构模式将向逐渐地面向基于移动基础IT支撑服务的网络新技术方向的转变。
图1中所示便是以第五代核心体系结构为设计理论基础，将移动第五代核心网络体系结构依次再拆分为成若干个功能模块。
5G核心网络模块系统的网络基本的功能特性设计之一即是要通过设计将其每个核心网络功能块都划分为至少几个功能不同的层次上的核心功能模块，在这种将核心网络功能模块完全按照模块化原理设计出来的新技术基础上，网络模块中的控制面功能又可被和核心网络的转发和平台功能相较完全有效地分离。
浅析5G的核心技术ppt课件
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智能终端（移动终端）
多人视频通话，3D电影，游戏以及超高画质（UHD） 节目
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二．5G技术特点 2.1非正交多址接入技术
非正交多址技术（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）的基本思想是 在发送端采用非正交发送，主动引入干 扰信息，在接收端通过串行干扰删除 （SIC）接收机实现正确解调。
浅析5G通信的核心技术
杨亚飞 电子与通信工程
精品课件
前言
随着技术的不断发展，未来的网络将会面对： 1000倍的数据容量增长，10到100倍的无线设 备连接，10到100倍的用户速率需求，10倍长 的电池续航时间需求等等。
移动互联网和物联网是未来移动通信发展的两 大驱动力.坦白的讲，4G网络无法满足这些需 求，所以5G就必须登场。本文主要对5G网络 的 非正交多址接入技术, 高频段输出，D2D通 信， 超密集组网及 大规模MIMO 等技术特点做 了相关介绍，并对5G的未来发展进行展望。
超密集组网的特点：
以下是网络架构部署特点：未来将从 传统的移动蜂窝方式转向分布式的、 异构的新型通信方式，网络种类繁多。 密集组网下的 LTE-B 异构网络部署 场景如图2所示，小区的部署更加密 集，单个小区的覆盖范围大大缩小。 图中，将MACRO作为网络的基石， P,F和R 等低功率基站则用来消除只 有 MARCOCELL（宏蜂窝） 时的覆 盖盲区，能有效分担宏蜂移动通信的演 进，其未来的发展方向必定以 “人的体验”为中心，在终端、 无线、业务、网络等领域进行 融合以及创新。同时，5G在用 户感知、获取、参与和控制信 息的能力上带来革命性的影响。 5G网未来将会结合蜂窝网和局 域网的优点，形成一个更加智
5G助力人工智能技术在高等教育中的应用
5G助力人工智能枚术在高等教育中的应用申晓腾1崔金奇2（1.东北林业大学马克思主义学院，黑龙江哈尔滨150000；2.新乡医学院管理学院，河南新乡453003）【摘要】高等教育发展的核心源于技术创新,5G技术和人工智能技术迅速发展，必将成为实现教育现代化的动力支撑。
文章探究了5G的核心技术特征及主要应用疆域，人工智能对高等教育创新发展的巨大影响，5G带动人工智能赋能高等教育的前瞻性价值,5G助力人工智能并与物联网、虚拟现实、云计算、区块链、大数据结合，实现高等教育环境智能化，虚拟教学场景逼真化，教学资源共享化，教育大数据智能分析，教育质量精准评价。
“5G+人工智能”赋能高等教育，将是推动高等教育均衡发展的硬核力量。
【关键词］5G；人工智能；高等教育；智能技术；应用【中图分类号JG434【文献标志码］A【文章编号】1003-0166（2021）03-0005-05doi:10.3969/j.issn.1003-0166.2021.03.002我国的5G通信技术领衔全球,5G移动互联网、智能技术和市场经济发展的共同驱动,将实现人物之间、物物之间的万物互联和智能互联。
人工智能（Artificial Intelligence,AI）将呈现出人机协同、跨界融合、深度学习、自主操控等为特征的发展，并为我国新时代经济发展和改革注入新动能。
5G与AI为代表的新兴技术的融合，必将对教育领域的思维模式提出新挑战，与此同时，有关5G赋能AI技术的研究较少，为此，在“AI+教育”研究的基础上，进一步探讨5G+AI技术在高等教育的具体应用，即如何利用物联网、虚拟现实、云计算、区块链、大数据智能技术，支撑人教学方法的改革、教育治理能力的提升卩］，笔者进行了前瞻性的研究，为推动高等教育创新性发展进程提出个人的建设性的理论思考。
15G核心技术特征及主要应用领域5G的四大核心技术特征：（1）超高数据速率。
（2）低时延。
（3）大规模连接。
5G简介
5G简介2020年3月目录1、什么是5G？ (2)2、5G通信网络组成 (2)2.1核心网 (3)2.2无线接入网 (10)3、与4G相比，5G无线技术有哪些优势？ (12)4、与4G相比，5G核心网技术有哪些突破？ (13)5、5G的三大场景是什么？ (13)6、5G的关键性能指标是什么？ (14)7、5G能为普通用户带来哪些新的体验？ (16)8、5G对经济社会发展有哪些影响？ (16)9、5G是否有TDD和FDD模式？ (17)10、5G网络建设对光纤承载网的挑战？ (17)11、全球5G应用进展情况如何？ (18)12、河南高压变电站5G测试站建成投用，5G泛在电力物联网建设取得重要突破 (19)全球移动通信每十年出现新一代革命性技术。
1G实现了模拟语音业务；2G完成了从模拟制式向数字制式的转变，主要支持语音以及短信等低速数据业务；3G采用了码分多址（CDMA）接入方式，实现了对移动多媒体业务的支持；4G以多输入多输出（MIMO）以及正交频分多址接入（OFDM）为核心技术，开启了移动互联网新时代。
5G从移动互联网扩展到移动物联网领域，服务对象从人与人通信拓展到人与物、物与物通信，将与经济社会各领域深度融合，引发生产生活方式的深刻变革。
不管是2G、3G、4G还是5G，移动通信网络主要由两个子系统组成：无线接入网（RAN）和移动核心网。
RAN负责管理无线部分，以高效利用频谱资源，并满足用户的服务质量需求。
RAN的关键组件叫基站，2G时代的基站叫BTS，3G叫NodeB，4G叫eNB，5G叫gNB。
移动核心网在RAN和互联网之间架起了一道桥梁，主要功能包括：• 为数据和语音服务提供Internet连接• 确保连接的QoS质量要求• 管理用户移动性，以确保服务不中断• 计费2.1核心网在了解核心网之前，先来了解两个概念：控制面和用户面。
当你拿起手机上网时，基站会为你的手机建立无线信道连接。
这个过程主要分为控制面连接和用户面连接两部分。
5G移动通信发展现状与趋势苏州
密集站点
MIMO
C-RAN
分布MIMO
18
大规模天线技术
Beam pattern
Capacity
Energy Efficiency
Detectio n Lower Bounds
Upper Bounds
Beamforming/Precodin g
Prototype
Channel Modeling Resource Allocation
RTT(0.1ms) PL(10-6)
TTI(20us) PL(10-3)
Unicast
RN
Relay
Mu l t i c ast
T<10ms
1. 随机接入
2. 同步，资 源分配
4. 连接建立
3.鉴权
短帧
流程优化
D2D
I am
Discovery Here
智能交通 工业控制
紧急通信
D2D
Data
Communication transfer
– 是IMT-2020推进组高频段专题的核 心力量
– 牵头承担重大专项“毫米波频段移动 通信系统关键技术研究与验证”
主要功能和优势
– 高达1GHz带宽的频率资源，将有效地支持
– 在推动和企业及高校联合的高频段测 试
10Gbps峰值速率和1Gbps用户体验速率。
应用场景
– 用高频做蜂窝接入
干扰协调干扰管理
统一的多无线接入技术融合 无线资源调度与共享
控制平面
控制集中化、简单化 服务差异化、开放化
转发平面
用户面下沉分布式网关 移动边缘内容与计算
13
主要内容
1 5G系统标准概述 2 5G系统能力特征 3 5G系统核心技术 44 5G系统典型应用 45 5G的机会与挑战
聊一聊5G承载网
聊一聊5G承载网什么是承载网？顾名思义，承载网就是专门负责承载数据传输的网络。
以前我们更多介绍的是接入网和核心网。
如果说核心网是人的大脑，接入网是四肢，那么承载网就是连接大脑和四肢的神经网络，负责传递信息和指令。
承载网、接入网、核心网相互协作，最终构成了移动通信网络。
虽然承载网的重要性被大家一致认可，但存在感却很弱。
在大多数人看来，承载网只是一个管道。
只要它没有断，就不用去管它。
通信网络本来就是一个管道，承载网是“管道中的管道”也有很多人认为，承载网的技术含量低，整天就是面对让人密集恐惧症发作的光纤和网线，没有什么前途可言。
其实，这都是对承载网的误解。
承载网看似简单，实际上内部结构非常复杂。
承载网的整个技术体系规模，一点都不输给接入网和核心网。
尤其是5G时代下，承载网的发展更是到了“疯狂”的地步，引入了很多高大上的黑科技，让人目不暇接，不明觉厉。
接下来，就让我慢慢给大家介绍。
5G承载网，到底要咋办？从1G到4G，承载网经历了从低带宽到高带宽、从小规模到大规模的巨大变化。
如今的承载网网络，事实上已经非常强大和完善了。
承载网设备的性能，也十分强劲。
机房里插满光纤的传输设备尽管如此，在5G面前，这些现有设备和技术方案还是只有瑟瑟发抖的份。
进入5G时代，通信网络的指标发生了大幅的变化，有的指标标准甚至提升了十几倍。
想要达到要求，只靠无线空中接口部分改进是办不到的。
包括承载网在内的整个端到端网络架构，都必须自我革命。
那承载网的革命目标在哪里呢？主要来说，包括以下几个方面：▪大带宽带宽！带宽！带宽！毫无疑问，带宽是5G承载网最基础和最重要的技术指标。
空口的速率提升了几十倍，承载网相应也要大幅提升。
尤其是在目前5G刚起步的阶段，eMBB是首先要实现的业务场景，最关注的也就是带宽。
▪低时延、高可靠性车联网、工业控制等垂直行业，对网络的时延和可靠性要求苛刻。
5G最重要的需求之一，就是低时延低，需要实现个位数毫秒级的端到端时延。
第五代移动通信愿景和挑战
第五代移动通信愿景和挑战移动通信自诞生以来，经过30多年的爆炸式发展，已经成为连接人类社会的基础信息网络。
随着4G进入规模商用，5G移动通信的研发工作已经全面启动。
作为通信领域最权威的国际标准化组织之一，国际电信联盟（ITU）从2012年开始组织全球业界开展5G标准化前期研究，持续推动全球5G共识形成。
截至2015年6月，ITU已确认将我国主推的IMT-2020做为唯一的新一代IMT系统候选名称上报至2015无线通信大会(RA-15)讨论通过，并顺利完结了IMT-2020愿景阶段的研究工作。
根据ITU提出的IMT-2020工作计划，2016年初将启动5G技术性能需求和评估方法研究，2017年底启动5G候选提案征集，2018年底启动5G技术评估和标准化，并于2020年底完成标准制定。
本文主要介绍ITU在5G愿景和挑战方面的主要研究成果一、ITU明确5G业务趋势、应用场景和流量趋势在ITU的IMT-2020愿景研究中，全面研讨了下一代IMT系统的业务趋势、关键能力和系统特征，推动了业界逐渐对IMT-2020系统的框架和核心能力达成共识。
在业务方面，5G将在大幅提升“以人为中心”的移动互联网业务体验的同时，全面支持“以物为中心”的物联网业务，实现人与人、人与物和物与物的智能互联。
在应用场景方面，5G将支持增强移动宽带、海量机器类通信和超高可靠低时延通信三大类应用场景，并在5G系统设计时需要充分考虑不同场景和业务的差异化需求。
在流量趋势方面，视频流量增长、用户设备增长和新型应用普及将成为未来移动通信流量增长的主要驱动力020至2030年全球移动通信流量将增长几十至100倍，并体现两大趋势：一是大城市及热点区域流量快速增长，二是上下行业务不对称性进一步深化，尤其体现在不同区域和每日各时间段。
数据来源：参考国际电信联盟《IMT愿景》研究报告图1 IMT-2020应用场景二、ITU提出5G系统8个关键能力指标除传统的峰值速率、移动性、时延和频谱效率之外，ITU还提出了用户体验速率、连接数密度、流量密度和能效四个新增关键能力指标，以适应多样化的5G场景及业务需求。
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5G的频率挑战
5G的技术挑战
5G的运营挑战
5G的效率挑战
名称
定义
频谱效率（bps/Hz/cellbps/Hz/Km2） 每小区或单位面积内，单位频谱资源提供的吞吐量
能源效率（bit/J）
每焦耳能量所能传输的比特数
成本效率（bit/Y）
每单位成本所能传输的比特数
5G系统相比4G系统在频谱效率、能源效率和成本效率方面需要得 到显著提升：
500 Km/h
能效 用户体验速率 频谱效率
1倍
100倍提升 （网络侧）
10 Mbps (urban/suburba
n)
0.1-1Gbps
1倍
3倍提升 （某些场景
5倍）
峰值 速率
1Gbps
20Gbps
ITU 定 义 的 三 大 应 用 场 景
5G之花在中国
5G技术发展的愿景: “信息随心至，万物触手及”
频谱效率需提高5～15倍 能源效率有百倍以上提升 成本效率有百倍以上提升
8
能效提升技术
跨层优化—资源调度
高效利用有限资源 跨层资源联合调度
跨网优化—协作通信 减少竞争、增加合作 跨网资源联合优化配置
应用层 实时/非实时
传输层
拥塞控制
网络层
QSI
链路层
CSI
物理层
感知路由 智能MAC
CHORUS
5G系统核心能力指标
课程介绍
5G八大关键能力指标 5G频率挑战、技术挑战、效率挑战和运营挑战
ITU定义的5G八大关键能力
指标 名称
流量密度
连接数密 度
4G参考值
0.1 Tbps/Tbps/ Km2
100万/Km2
时延
空口10ms 空口1ms
移动性
350Km/h
3、5G挑战 频率挑战 技术挑战 运营挑战 效率挑战
CHORUS: Collaborative & Harmonized Open Radio Ubiquitous System
提升用户体验， 降低能量消耗
课程总结
1、5G八大关键能力 流量密度、连接数密度、时延、移动性、频谱效率、能效、用户体验速率、峰值速率
2、5G三大关键应用场景 海量机器通信（大连接）、增强的移动宽带（超高带宽）、超高可靠和低时延通信