5G与4G的差异性分析及5G技术与应用场景分析
5G带来了哪些安全风险和挑战
972020 0125G带来了哪些安全风险和挑战5G不仅是技术变革，更是新生态体系的构建，认识5G安全问题，既要从新技术、新特性、融合应用场景等角度进行客观分析，也要从产业生态维度进行综合评估。
一、新技术相比传统3G/4G网络，5G核心网基于网络功能虚拟化等新技术，可提供更方便的接入支持、更灵活的控制和转发机制以及更友好的能力开放方式。
与云化基础设施结合，5G核心网为普通消费者、应用提供商和垂直行业提供边缘计算、网络切片、网络能力开放等新型业务能力，这些新技术、新特性可能会引入新的安全风险。
一是虚拟化技术加快了网络开放化和服务化进程，使得传统基于实体隔离的安全边界划分方式不再适用。
同时，虚拟环境下，管理控制功能高度集中、资源共享、大量采用开源软件，导致被攻击以及引入安全漏洞的风险加大。
二是边缘计算技术的引入导致边缘网络基础设施暴露在不安全的物理环境中，边缘计算平台中的应用容易引发用户和业务的敏感信息泄露。
三是网络切片在共享的资源上实现逻辑隔离，如果没有采取适当的安全隔离机制和措施，会带来较大的安全风险。
四是网络能力开放将用户个人信息、网络数据和业务数据等从网络运营商内部的封闭平台中开放出来，数据泄露的风险加大。
此外，网络能力开放接口采用互联网通用协议，可能会将互联网已有的安全风险引入到5G网络中。
二、新业态5G拓展了多元化应用场景，带来了从“通用安全”向“按需安全”转变的挑战。
目前5G典型场景以增强移动宽带业务为主，并逐步拓展到各垂直行业。
5G融合应用基于5G网络开展业务，因此也面临5G新技术新特性带来的安全风险与挑战，并具有各自业务本身的特点。
比如，eMBB场景的超大流量对于现有网络安全防护手段形成挑战、uRLLC场景的低时延需求造成复杂安全机制部署受限、mMTC场景下的海量多样化终端易被攻击利用进而对网络运行安全造成威胁等。
另外，5G新应用迭代速度快，5G规模商用对经济社会带来的影响有待持续评估，安全风险呈现动态演进、持续变化的特点。
5G移动通信技术及其发展趋势研究
5G移动通信技术及其发展趋势研究随着科技的飞速发展，移动通信技术也在不断改进和升级。
5G移动通信技术作为下一代移动通信技术，其技术革新和应用前景备受瞩目。
本文将对5G移动通信技术及其发展趋势进行研究分析。
一、5G移动通信技术简介5G移动通信技术是指第五代移动通信技术，是对当前4G技术的进一步升级，其技术指标和性能特点都将超越4G。
与4G相比，5G具有更高的数据传输速率、更低的延迟、更大的网络容量和更好的连接稳定性。
在5G网络下，用户可以更快地下载高清视频、玩游戏、进行远程医疗、智能家居等更多智能化应用。
5G技术主要包括新型射频技术、新型信道编码技术、新型调制解调技术、大规模多输入多输出技术、毫米波技术、网络切片技术等。
这些技术的应用将极大地改变我们的生活和工作方式。
二、5G发展现状目前，全球范围内5G商用已经逐步铺开。
主要通信设备厂商、运营商、政府机构等都在积极推动5G技术的研发和应用。
各国在5G技术的标准制定、频谱规划、基站建设等方面都在加大投入和力度。
在中国，三大运营商纷纷启动了5G网络商用，并积极推动5G技术的应用和落地。
目前，各地已经建设了大量的5G基站，5G网络已经覆盖了大部分城市。
中国在5G技术的研发和标准制定方面也领先于其他国家，推动了全球5G技术的发展。
在其他国家，美国、日本、韩国等国家也在积极推进5G技术的商用化进程，各大科技公司也在积极布局5G产业链，争取在全球范围内占据更多的市场份额。
三、5G技术发展趋势1. 物联网的广泛应用5G技术将极大地推动物联网技术的发展和应用。
物联网可以实现物与物之间的智能连接，使各种智能设备和传感器可以通过互联网进行数据交互和控制。
通过5G网络，物联网可以更快地传输数据，更快地响应指令，实现更高效的物联网应用。
2. 工业互联网的智能化随着5G技术的普及，工业互联网将得到进一步发展和智能化升级。
通过5G网络，工业设备和生产线可以实现更高速的数据传输，更低延迟的响应，实现更智能的生产和管理。
新一代无线通信网络4G与5G比较
新一代无线通信网络4G与5G比较随着科技的不断进步，人们对于无线通信网络的需求也越来越高。
为了满足人们对于高速、高效、可靠的无线通信的需求，4G和5G无线通信网络相继出现。
本文将对4G和5G进行比较，并分析其在速度、延迟、容量、连接数、能效以及应用领域等方面的差异。
首先，我们来比较4G和5G在速度方面的差异。
4G无线通信网络的理论最高下载速度为100Mbps，而5G的理论最高下载速度则提升至10Gbps。
这意味着5G网络比4G网络更加快速，可以更快地传输大容量的数据，为用户带来更出色的使用体验。
其次，延迟方面是4G和5G之间的另一个重要区别。
延迟是指数据传输的响应时间，影响用户在使用无线通信网络时的实时性和交互性。
4G网络的平均延迟为30-50毫秒，而5G网络的平均延迟为1毫秒以下。
可以说，5G网络的延迟更低，比4G网络更具实时性，这对于一些需要高速传输和实时反馈的应用场景非常重要。
在容量方面，5G网络也具有明显的优势。
随着物联网、云计算和大数据等技术的不断发展，对于无线通信网络的需求也在不断增加。
由于4G网络的容量限制，难以满足大规模数据传输的需求，而5G网络具备更高的容量，可以更好地应对未来无线通信的发展趋势。
接下来比较的是连接数方面的差异。
4G网络能够支持每平方千米数千个设备的连接，而5G网络的连接密度可达每平方千米数百万个设备。
这样高的连接密度使得5G网络可以更好地应对物联网设备的连接需求，实现了"万物互联"的目标。
此外，4G和5G在能效方面也存在差异。
由于5G网络拥有更高的速度和更低的延迟，相同的数据传输可以更快地完成，从而可以减少能源的消耗。
因此，相对于4G网络，5G网络在能效上具备更大优势，这对于节能环保来说至关重要。
最后，我们来看看4G和5G在应用领域方面的差异。
由于5G网络具有更高的速度、更低的延迟和更高的连接密度，它将有助于推动虚拟现实、增强现实、自动驾驶等创新技术的发展。
5G无线网络规划
谢谢！
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5G网络规模估算与规划仿
真
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5 G RF参数规划
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5G无线参数规划
5G网络规模估算流程
看行标：50Mbps 是 5G eMBB 的基本要求
5G 六大行业应用方向及网络需求
2020年联通 5G 建网标准
决定建网标准的要素: 业务体验，行业标准，品牌竞争，现有站点
链路预算
5G链路预算中的影响因素
5G RF参数规划MM 广播波束规划
5G RF参数规划方位角规划
5 G 方位角定义：水平外包络 3 d B 水平波宽对应的中间指向相对于正北方向的角度。 基于 P D S C H 覆盖最优，调整方位角，且 S S B 方位角与 CI S - R S 方位角一致。
覆盖目标为连续覆盖时，基于如下准则进行方位角设置： 初始方位角设置： •Case1 ：基于 4 G 站址 1 : 1 建站的场景：
为了继承网络的拓扑，5G NR 的初始方位角 可以参考现有的 4 G 方位角 。 •Case2 5 G 站点新建场景：
初始方位角采用标准指向 (3 扇区，相邻扇区间隔1 2 0 度尽可能保证所有站点的“扇区方位 角结构”一致 。
方位角调优： •方位角指向目标覆盖区域 •异站相邻扇区交叉覆盖深度不宜过深，即：避免异站相邻扇区对打。 •城区应避免天线主瓣正对较直的街道（易出现越区覆盖、干扰）。 覆盖目标为拉网测试时，则建议方位角偏向目标街道覆盖。不能复用商用网络中3 G / 4 G 的方位角。
5 G 广播波束采用窄波束轮询扫描覆盖整个小区 的机制，选择合适的时频资源发送窄波束，可 以根据不同场景配置不同的广播波束，以匹配 多种多样的覆盖场景，这里就涉及到如何根据 不同的场景规划合适波束的问题；业务波束采 用动态波束赋形不支持波束定制。
5G网络的应用现状与未来发展探究
信19与电10China Computer&Communication网絡与通信藝术2020年第22期5G网络的应用现状与未来发展探究陈伟陈欣张竞文（国网陕西省电力公司电力科学研究院，陕西西安710199）摘要：继4G网络之后，5G网络悄然兴起，并迅速成熟起来.在新时期，人们已经开启了5G网络通信技术的体验之旅,这将给予人们更加酣畅淋漓的网络新享受、新感悟.网络通信技术的发展给人们的生活带来了巨大的变革，能够满足人们更多的通信技术应用需求.基于此，本文分析了当下5G网络技术应用的现状，探索了其未来发展趋势.关键词：5G网络；通信技术；关键技术；应用现状；未来发展中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1003-9767（2020）22-159-035G Network Application Status and Future DevelopmentCHEN Wei,CHEN Xin,ZHANG Jingwen(Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Company,Xi'an Shaanxi710199,China) Abstract:Following4G networks,5G networks have quietly emerged and matured quickly.In the new era,people have embarked on a journey of experience of5G network communication technology,which will give people more hearty new enjoyment and new insights into the network.The development of network communication technology has brought about tremendous changes in people's lives,and meets people's needs for more communication technology applications.This article outlines5G network technology, analyzes the current status of5G network technology applications,and explores its future development.Finally,the applied strategy is given.Keywords：5G network;communication technology;key technology;application status;future development0引言继而让吞吐量与能源效率得以提升。
5G通信技术的特点和实现原理分析
5G通信技术的特点和实现原理分析摘要：现当今，随着我国经济的飞速发展，我国通信技术的发展也在加快，很快迎来了5G通信时代。
和以往4G通信技术相比，5G无疑具有更加广阔的通信资源，大众对于5G数据需求量也呈现不断增长的趋势。
对此，本文主要就5G通信技术的特征、实现原理进行分析，以促使5G通信技术能更好帮助用户实现流量需求，充分发挥通信价值。
关键词：5G通信技术；特点；实现原理引言在信息技术水平逐渐提升下，移动网络信息在行业内的运行数量不断增加，在这种进步形式下，信息的传播速度加快，促使5G通信技术的使用。
5G通信技术的应用能满足现代社会的发展需要，为社会的进一步发展提供保障，目前已引起社会以及国家的重视，值得对其研究。
15G通信技术基本内涵“5G”指的是第5代移动通信技术，是在第4代通信技术基础上发展的更高水准的移动通信技术。
5G通信技术各方面的发展水平更高，能够综合运用多种世界领先技术。
如5G通信技术运用OFDM技术能够将通讯信号以叠加的方式运送，为多个用户的多路运输打下夯实根基，有效提高了通信系统接入水平；5G通信技术经过引进OFDM技术，提高通讯信号规模，达成了诸多部署方式下信道宽度的差异化，实现5G网络大型设施的接入；5G移动通信技术践行生态保护理念，大幅减少了能源消耗，与当今社会绿色发展的大趋势相一致。
5G在实现了多种领先技术综合运用的情况下，在下述几种场景中有广泛应用空间与突出应用意义：①低时延、可靠性突出、速度高的场景，达成互联网内部即时通讯；②大规模物联网业务场景，能够实现诸多通信设施的互联互通，让很多人都能够顺利参与其中；③高体验性场景，也就是在信息高效运送的前提下，创建开放水平更高、自由程度更高的网络，提高网络应用的效率、便捷性、互动性及安全水平。
25G通信技术的特点2.1毫米波通信技术毫米波通信技术包括两个方面：①光波向低频的进一步发展；②微波向高频的延展。
当前国际上所使用的频段资源是特别稀少的，所使用的无线电信系统频谱均低于6GHz。
5G十大细分应用场景研究
5G是第五代移动通信技术的简称，作为4G通信技术的延伸，将在全社会数字化转型进程中担负着不可替代的重要使命。
5G时代，“人”与“人”、“人”与“物”和“物”与“物”之间原有的互联互通界线将被打破，所有的“人”和“物”都将存在于一个有机的数字生态系统里，数据或者信息将通过最优化的方式进行传递。
从全球视角来看，目前5G无论是在技术、标准、产业生态还是网络部署等方面都取得了阶段性的成果，5G落地的最后一环——应用场景正逐渐成为业界关注的焦点。
（一）5G性能指标和关键技术相较于4G ，在传输速率方面，5G峰值速率为10-20Gbps，提升了10—20倍，用户体验速率将达到0.1Gbps—1Gbps，提升了10—100倍;流量密度方面，5G目标值为10Tbs/km2，提升了100倍;网络能效方面，5G提升了100倍;可连接数密度方面，5G每平方公里可联网设备的数量高达100万个，提升了10倍;频谱效率方面，5G相对于4G提升了3—5倍;端到端时延方面，5G将达到1ms级，提升了10倍;移动性方面，5G支持时速高达 500km/h的通信环境，提升了1.43倍。
为了达到性能指标的要求，5G将综合运用大规模多天线技术（Massive MIMO）、新型多址、新型信息编码、毫米波通信、超密集组网、D2D等关键技术。
除此之外，5G还将引入全新的构架解决方案——允许在通用物理信息基础设施上创建一组逻辑上独立的网络，称之为“网络切片”。
网络切片可以根据垂直行业的业务需求量身定制，使5G能够真正成为全社会共用的新一代信息基础设施。
5G十大应用场景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）。
eMBB 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和uRLLC则主要面向物物连接的应用场景，其中eMTC 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，主要面向垂直行業的特殊应用需求。
5G技术应用前景及挑战
5G技术应用前景及挑战随着信息时代的高速发展，人们对于通信速度和传输能力的需求大幅度提高。
此时，新一代移动通信标准5G的出现就尤为重要。
相比于4G网络，5G技术在传输速度和可靠性上要更加出色，因此被认为是通信发展的里程碑，其应用前景广阔，但同时也面临着挑战。
一、5G技术的应用前景1.提升网速在5G技术出现之前，4G的最大传输速度也只能达到几十MB/s，而这一速度在5G时代中将会成为过去式。
5G技术可以实现最高传输速度甚至高达几千MB/s，加快了数据的传输速度，也为许多新技术的应用提供了基础。
2.促进虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术发展虚拟现实和增强现实技术在5G技术的支持下将更快、更顺畅的流畅运行。
这两种技术已经被应用到了教育、娱乐、医疗等多个领域，在5G技术更加普及后，它们的应用场景将更加广泛，助力人们的生产和生活更加智能化。
3.促进物联网（IoT）技术的发展随着互联网不断发展，物联网技术也得到了广泛应用。
在5G 技术的支持下，IoT技术的普及将更加广泛，连接数将得到大幅度增加，为智慧城市、智能制造等领域提供支持。
4.促进自动驾驶技术的发展自动驾驶技术将会是5G技术的重要应用领域之一。
自动驾驶技术需要实时交互和高速数据传输，5G技术的应用能够满足这些需求。
自动驾驶技术能够降低交通事故率，提高交通效率，极大改善道路交通的质量。
二、5G技术面临的挑战1.基础设施建设5G技术的应用需要在全国范围内进行基础设施建设，建设这些基础设施需要大量人力、物力、财力支持。
考虑到这一点，国内多数城市的5G网络建设工作还处于起步阶段，因此需要较长时间用来完善。
2.技术标准5G技术应用的标准会涉及到诸多领域和技术，不同企业之间的技术规格也会有所差异，这对于5G的推广和应用会带来阻力。
3.成本问题5G技术建设需要巨额资金的投入，成本方面是一个难以避免的问题。
尤其是企业和服务提供商会受到资金投入上的限制，因此在大规模网络覆盖建设时，需要在资金来源、投入效果等多方面进行深入的调研和分析。
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技术层面：5G网络架构创新
• 接入网：RRU/BBU两层架构将变成AAU/DU/CU三层架构。 4G中BBU的非实时部分分割 出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务；BBU的部分物理层处理功能将与 RRU合并为AAU；BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。减 少前传容量，降低前传成本。
• 核心网：控制功能和转发功能分离，核心网用户面部分功能下沉至CO（中心主机房，相 当于4G网络的eNodeB），从原来的集中式的核心网演变成分布式核心网，核心网功能 在地理位置上更靠近终端，减小时延。
图11：4G到5G整体网络架构调整
资料来源：IMT-2020（5G）推进组，国信证券经济研究所整理 7
• 网络架构：基于控制转发分离和控制功能重构的的技术设计新型网络架构，提高接入网 在面向5G复杂场景下的整体接入性能；简化核心网结构，提供灵活高效的控制转发功能 ，支持高智能运营，开放网络能力，提升全网整体服务水平。
图10：5G网络发展趋势
资料来源：IMT-2020（5G）推进组，国信证券经济研究所整理 6
接数密度和超高移动性等，超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最终实现“信息随
心至，万物触手及”的总体愿景。
图5：移动通信技术发展历程
图6：5G三大场景：eMbb、mmTC、URLLc
资料来源：C114，国信证券经济研究所整理
资料来源：C114，国信证券经济研究所整理 3
5G将开启一个万物互联的新时代
图9：相比于4G，5G空口技术特点
资料来源：IMT-2020（5G）推进组，国信证券经济研究所整理
资料来源:爱立信，国信证券经济研究所整理
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技术层面：5G网络架构创新
• 基础设施平台：5G引入网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）技术，设计实 现基于通用硬件的新型基础设施平台，解决4G时代基于专用硬件的设施平台成本高、资 源配置能力弱和业务上线周期长等问题 。
图 13：5G三大典型应用场景
资料来源：3GPP，国信证券经济研究所整理 10
应用场景层面：移动物联网场景为5G时代首创
• 移动物联网场景包括海量机器类通信（mMTC，代表场景为远程抄表、共享经济、环境监 测等）和低时延、高可靠通信（uRLLC，代表场景为车联网、智慧工厂等），是5G时代 之前从没有提出过的应用愿景，是5G时代最大的不同之处。
图 14：工信部牵头物联网生态建设
资料来源：工信部，国信证券经济研究所整理 11
商业模式层面：切片经营，面向B端创新
• 3/4G时代，运营商主要采用单一的B2C模式：面向个人用户，依据流量和通话服务不同 制定不同等级的资费方案，将网络平等、无差别地提供给用户。然而提速降费政策下运 营商的相互竞争进一步加剧流量贬值、增量不增收。流量红利见底，原有模式难以为继 ，运营商陷入增长困境。
技术层面：5G宏基站部署模式发生变化
• 3/4G站点主流基站形态是BBU+RRU+天线的形式，5G时代主流基站演变成BBU+AAU （有源天线）的形态。
图12：4G基站与5G基站的对比
资料来源：华为官网，国信证券经济研究所整理 8
技术层面：5G宏基站典型部署
• 2/3/4G采用一副多频段天线，5G单独使用一副有源天线，节省天面资源和铁塔租金。
• 无线技术的创新是5G性能提升的关键。例如，频谱上扩大分配范畴，包括6GHz以下频率与24 GHz 以 上的频率（毫米波）。波束成形，将无线信号聚焦于特定方向。波束跟踪，识别最高效的数据传输路径 。Massive MIMO支持输速率等。
图8：5G空口技术框架
资料来源：C114，国信证券经济研究所整理 9
应用场景层面：5G的三大典型应用场景
• 5G与4G最大区别是，除了关心人与人之间的通信，也关心物与物、人与物之间的通信 • 场景一：增强型移动带宽：AR/VR/8K，最早应用的场景——强调传输带宽 • 场景二：海量物联网通信：智能抄表、环境监测、智能家电等 • 场景三：高可靠低时延通信：自动驾驶、工业自动化等——强调时延和可靠性
• 我国移动通信技术产业发展30年来，实现1G空白、2G跟跑、3G突破、4G并跑、5G领 跑。4G改变生活， 5G改变社会。基于高速率、低延时、广覆盖等优势，5G开启万物广 泛互联、人机深度交互的新时代，成为新一轮科技革命和产业变革的驱动力，对经济社 会的转型发展起到战略性、基础性和先导性作用。
图7：1G -5G通信逐代演进历程
资料来源：Micron，国信证券经济研究所整理 4
技术层面：5G无线技术创新
• 5G空口技术框架具有统一、灵活、可配置的技术特性。基于统一的空口技术框架，沿着5G新空口（包 含低频和高频）及4G演进两条技术路线，依托新型多址、大规模天线、超密集组网和全频谱接入等核心 技术，通过灵活的技术与参数配置，形成面向连续广域覆盖、热点高容量、低延时高可靠和低功耗大连 接等场景的空口技术方案，满足不同场景差异化的性能需求。
切片经营模式；5G赋能垂直行业将衍生出新的商业模式。 • 4、行业生态不同：5G时代参与者范围更广，共同探索5G与新兴技术、垂直行业的融合
应用
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5G概述-什么是5G？
• 1G：模拟技术 • 2G：数字化语音通信 • 3G：多媒体通信 • 4G：无线宽带时代 • 5G的愿景： 光纤般的接入速率，“零”时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连
5G相比4G有什么不同？
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5G相比4G有什么不同？
• 1、技术不同：基于无线技术和网络架构创新，5G相对于4G性能有显著提升 • 2、应用场景不同：移动物联网场景（mMTC、 uRLLC ）为5G时代首创 • 3、商业模式不同：运营商由4G时代单一的To C流量经营模式转向5G时代差异化的To B
• 物联网技术已实现规模应用，5G让万物互联走向万物智联。但目前的物联网应用以轻量级 为主，5G技图 术：5推G生动态重全量景图级物联网应用：包括高速率传输支持“万屏互联” 、边缘计算推动物 端智能、云计算、大数据技术支持海量物联网应用、低时延网络提升人机交互体验。
• 5G时代新的应用场景会催生新的商业模式和产业形态。