《物聯網通信技術及應用(第2版)微課視頻版》 課件 第8章 移動通信技術

8.1移動通信技術概述8.2第二代移動通信技術

8.3第三代移動通信技術

8.4第四代移動通信技術8.5第五代移動通信技術第8章移動通信技術

移動通信(MobileCommunication)，是指通信雙方或至少有一方處于運動狀態(tài)的時候進行信息傳輸和交換的通信方式。移動通信系統(tǒng)包括無繩電話、無線尋呼、陸地蜂窩移動通信、衛(wèi)星移動通信等。無線通信是移動通信的基礎基本概念8.1移動通信技術概述模擬制式的移動通信系統(tǒng)1G代表：美國的AMPS、英國的TACS等。FirstPortable

CellularPhone

DynaTAC19838.1.1移動通信的發(fā)展8.1移動通信技術概述包括語音在內的全數字化系統(tǒng)代表泛歐的GSM，美國的DAMPS、IS-95CDMAFirstWearable

CellularPhone

StarTAC?19968.1.1移動通信的發(fā)展8.1移動通信技術概述2G在2G基礎上提供增強業(yè)務，如WAP代表GPRS(GSM向WCDMA過渡)、EDGE2004V38.1.1移動通信的發(fā)展8.1移動通信技術概述2.5G移動多媒體通信系統(tǒng)標準：基于GSM的WCDMA基于IS-95CDMA的CDMA2000TD-SCDMA提供的業(yè)務包括語音、傳真、數據、多媒體娛樂和全球無縫漫游等2009CLIQ8.1移動通信技術概述3G8.1.1移動通信的發(fā)展真正意義上的高速移動通信系統(tǒng)標準FDD-LTE，TD-LTE8.1.1移動通信的發(fā)展8.1移動通信技術概述4G實現人機物互聯的網絡基礎設施三大類應用場景：eMBB、uRLLC、mMTC8.1.1移動通信的發(fā)展8.1移動通信技術概述5G移動業(yè)務交換中心(MSC)移動臺(MS)基站(BS)8.1.2移動通信系統(tǒng)的組成8.1移動通信技術概述組網制式

大區(qū)制一個服務區(qū)內只有一個基站負責移動通信的聯絡和控制。8.1.3移動通信的組網覆蓋8.1移動通信技術概述組網制式

小區(qū)制將整個服務區(qū)劃分為若干個小區(qū)每個小無線區(qū)域分別設置一個基站，負責本區(qū)的移動通信的聯絡和控制。在MSC的統(tǒng)一控制下，實現小區(qū)間移動通信的轉接與公眾電話網的聯系。8.1.3移動通信的組網覆蓋8.1移動通信技術概述無線小區(qū)形狀的選擇圓內接正多邊形代替圓作為無線小區(qū)的形狀，可以得到更好的無縫覆蓋效果正六邊形小區(qū)的中心間隔最大各基站間的干擾最小8.1.3移動通信的組網覆蓋8.1移動通信技術概述激勵方式

激勵的方式不同，天線的類型選擇和安裝位置也有不同。中心激勵方式采用全向天線安裝在小區(qū)中央頂點激勵方式采用定向天線安裝在小區(qū)頂點8.1.3移動通信的組網覆蓋8.1移動通信技術概述無線小區(qū)的劃分(1)高密度用戶區(qū)域。采用較小面積的無線小區(qū)，或者增加小區(qū)內的信道分配數量。(2)低密度用戶小區(qū)。采用較大面積的無線小區(qū)，或者減少小區(qū)內信道分配的數量。(3)用戶密度發(fā)生變化時。如果密度降低，小區(qū)內信道不需要做調整；如果密度增加，可以考慮增加小區(qū)內的信道數量；如果密度增加到一定程度，簡單地增加信道數量無法滿足需求時，可以采用小區(qū)分裂的方式。8.1.3移動通信的組網覆蓋8.1移動通信技術概述頻分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA)時分多址(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)碼分多址(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)空分多址(SpaceDivisionMultipleAccess，SDMA)正交頻分多址(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，OFDMA)。8.1.4多址方式和雙工方式8.1移動通信技術概述1)頻分雙工(FrequencyDivisionDuplexing，FDD)

FDD采用兩個對稱的頻率信道來分別發(fā)射和接收信號，發(fā)射和接收信道之間存在著一定的頻段保護間隔。2)時分雙工(TimeDivisionDuplexing,TDD)TDD的發(fā)射和接收信號是在同一頻率信道的不同時隙中進行的，彼此之間采用一定的保證時間予以分離。8.1.4多址方式和雙工方式8.1移動通信技術概述典型代表基于數字移動通信技術，始建于20世紀80年代美國

DAMPS系統(tǒng)

800MHz頻帶、TDMA多址技術

IS-95800MHz或1900MHz頻帶、CDMA多址技術歐洲

GSM

900MHz頻帶、TDMA多址技術、64Kb/s速率8.2.12G網絡通信技術概述及發(fā)展歷史8.2第二代移動通信技術8.2第二代移動通信技術8.2.2GSM網絡系統(tǒng)結構及接口移動臺MS基站子系統(tǒng)BS網絡子系統(tǒng)移動臺是GSM移動通信系統(tǒng)中用戶使用的設備，也是用戶能夠直接接觸的整個GSM系統(tǒng)中的唯一設備。由基站收發(fā)信臺(BTS)：無線部分，受BSC控制基站控制器(BSC)：控制部分，承接管理任務移動業(yè)務交換中心(MSC)、訪問用戶位置寄存器(VLR)歸屬用戶位置寄存器(HLR)、鑒權中心(AUC)移動設備識別寄存器(EIR)8.2第二代移動通信技術8.2.2GSM網絡系統(tǒng)結構及接口GSM網絡接口主要接口Um接口：無線接口，即MS與BTS之間的接口，用于MS與GSM固定部分的互通，傳遞無線資源管理、移動性管理和接續(xù)管理等方面的信息。Abis接口：BTS與BSC之間的接口。該接口用于BTS與BSC的遠端互聯，支持所有向用戶提供的服務，并支持對BTS無線設備的控制和無線頻率的分配。A接口：MSC和BSC之間的接口。該接口傳送有關移動呼叫處理、基站管理、移動臺管理、信道管理等信息。8.2第二代移動通信技術8.2.2GSM網絡系統(tǒng)結構及接口GSM網絡接口網絡子系統(tǒng)內部接口B接口：MSC和VLR之間的接口C接口：MSC和HLR之間的接口D接口：VLR和HLR之間的接口E接口：MSC與MSC之間的接口F接口：MSC和EIR之間的接口G接口：VLR與VLR之間的接口H接口：HLR與AUC之間的接口8.2第二代移動通信技術8.2.2GSM網絡系統(tǒng)結構及接口區(qū)域定義GSM系統(tǒng)，屬于小區(qū)制移動通信網，服務區(qū)內有很多基站。在服務區(qū)內，移動通信網具有控制、交換功能，以實現位置更新、呼叫接續(xù)、過區(qū)切換及漫游服務等功能。8.2第二代移動通信技術8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼移動設備識別IMEI

每一臺移動設備均有一個唯一的移臺設備識別碼移動設備識別程序→8.2第二代移動通信技術8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼移動用戶識別移動國家碼(MCC)ITU在全世界范圍內統(tǒng)一分配和管理唯一識別移動用戶所屬的國家，共3位，中國為460。8.2第二代移動通信技術8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼移動用戶識別移動網絡號碼(MNC)用于識別移動用戶所歸屬的移動通信網，2~3位。在同一個國家內，每一個PLMN都要分配唯一的MNC。

中國移動系統(tǒng)使用00、02、04、08

中國聯通GSM系統(tǒng)使用01、06、09

中國電信CDMA系統(tǒng)使用03、05

電信4G使用11

中國鐵通系統(tǒng)使用208.2第二代移動通信技術8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼移動用戶識別移動用戶識別號碼(MSIN)用以識別某一移動通信網中的移動用戶。共有10位。結構：EF+M0M1M2M3+ABCDEF由運營商分配M0M1M2M3和移動用戶號碼簿號碼(MDN)中的M0M1M2M3可存在對應關系；ABCD：4位，自由分配。8.2第二代移動通信技術8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼移動用戶識別IMSI格式

8.2第二代移動通信技術8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼移動臺國際ISDN號碼（MSISDN）主叫用戶為呼叫GSM網絡中的一個移動用戶所需撥的號碼，作用等同于固定網PSTN號碼，是在公共電話網交換網絡編號計劃中唯一能識別移動用戶的號碼(1)國家碼(CC)。中國的國家碼為86。(2)國內目的地碼(NDC)，也稱網絡接入號。中國移動網絡接入號為134~139、150~152、188等中國聯通為130~132、185~186等中國電信為133、153、180、189等。(3)客戶號碼(SubscriberNumber，SN)，就是用戶的號碼。手機號碼：NDC+SN例如：86139123456888.2第二代移動通信技術8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼它表示該號碼的CC為86(中國)，NDC接入號為139(中國移動)，NDC的HLR識別號為1234，客戶號碼5688。移動臺漫游號碼(MSRN)根據GSM建議，MSRN由以下三部分組成。(1)CC：國家號(中國為86)。(2)NDC：國內目的地號。(3)SN=用戶號。在此情況下，SN是MSC交換機的地址。例如：8613900ABCDEF。MSRN雖然看起來類似于一個手機號碼，但實際上這個號碼只在網絡中使用，對用戶而言是不可見的，用戶也不會感覺到這個號碼的存在。如果直接用手機撥打MSRN號碼，會聽到“空號”的提示音。8.2.3GSM系統(tǒng)的號碼8.2第二代移動通信技術GPRSGPRS屬于第二代移動通信中的數據傳輸技術，是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸的方式不同，是以封包(Packet)式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kb/s。8.2.4GSM2.5G數據傳輸技術8.2第二代移動通信技術EDGE增強型數據速率GSM演進技術(EDGE)是一種從GSM到3G的過渡技術GSM系統(tǒng)中采用了一種新的調制方法，即最先進的多時隙操作和8PSK調制技術。最高速率可達384Kb/s。由于EDGE是一種介于現有的第二代移動網絡與第三代移動網絡之間的過渡技術，比GPRS更加優(yōu)良，因此也有人稱它為2.85G技術。8.2.4GSM2.5G數據傳輸技術8.2第二代移動通信技術

3G是在日益增長的應用需求的推動下完成的，雖然第二代移動通信擁有較高的技術和市場，但它的傳輸速率和業(yè)務類型方面，還是有限的。3G最早是由國際電信聯盟于1985年提出的，當時稱為未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)(FPLMTS)，后改為IMT-2000，意指在2000年左右開始商用并工作在2000MHz頻段上的國際移動通信系統(tǒng)。8.3第三代移動通信技術8.3.13G網絡技術概述IMT-2000的目標(1)全球漫游，以低成本的多模手機來實現。(2)適應多種環(huán)境，采用多層小區(qū)結構，將地面移動通信系統(tǒng)和衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)結合在一起，與不同網絡互通，提供無縫漫游和業(yè)務一致性，網絡終端具有多樣性，并與第二代移動通信系統(tǒng)共存和互通，開放結構，易于引入新技術。(3)能提供高質量的多媒體業(yè)務，包括高質量的語音、可變速率的數據、高分辨率的圖像等多種業(yè)務，實現多種信息一體化。(4)足夠的系統(tǒng)容量，強大的多種用戶管理能力，高保密性能和服務質量。8.3第三代移動通信技術8.3.13G網絡技術概述對無線傳輸技術提出的要求(1)高速傳輸以支持多媒體業(yè)務：室內環(huán)境至少2Mb/s；室外步行環(huán)境至少384Kb/s；室外車輛環(huán)境至少144Kb/s。(2)傳輸速率按需分配。(3)上下行鏈路能適應不對稱業(yè)務的需求。(4)簡單的小區(qū)結構和易于管理的信道結構。(5)靈活的頻率和無線資源的管理、系統(tǒng)配置和服務設施。8.3第三代移動通信技術8.3.13G網絡技術概述3G標準8.3第三代移動通信技術8.3.13G網絡技術概述初始同步技術CDMA系統(tǒng)接收機的初始同步包括PN碼同步、碼元同步、幀同步、擾碼同步等。CAMD2000采用與IS-95系統(tǒng)相類似的初始同步技術。WCDMA系統(tǒng)的初始同步分三步進行。8.3第三代移動通信技術8.3.23G網絡關鍵技術多徑分集接收技術CDMA通信系統(tǒng)采用寬帶信號進行無線傳輸，接收端可以分離出多徑信號，因而可以采用多徑分集接收技術，即Rake接收機來完成接收過程，在很大程度上降低多徑衰落信道造成的不利影響。8.3第三代移動通信技術8.3.23G網絡關鍵技術高效信道編譯碼技術在第三代移動通信系統(tǒng)中都采用了卷積碼和Turbo碼兩種糾錯編碼。在高速率、對譯碼時延要求不高的數據鏈路中使用Turbo碼以利于其優(yōu)異的糾錯性能；考慮到Turbo碼譯碼的復雜度、時延的原因，在語音和低速率，對譯碼時延要求比較苛刻的數據鏈路中使用卷積碼，在其他邏輯信道中也使用卷積碼。8.3第三代移動通信技術8.3.23G網絡關鍵技術智能天線技術無線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務質量、阻塞和掉話等問題一直困擾著蜂窩移動通信系統(tǒng)。采用智能天線陣(AdaptiveAntennaArrays)技術可以提高第三代移動通信系統(tǒng)的容量及服務質量。智能天線陣由N單元天線陣、A/D轉換器、波束形成器(Beam-former)、波束方向估計及跟蹤器等幾部分組成。8.3第三代移動通信技術8.3.23G網絡關鍵技術多用戶檢測和干擾消除技術多用戶檢測的基本思想是把所有用戶的信號都當作有用信號，而不是當作干擾信號。經過近20年的發(fā)展，CDMA系統(tǒng)多址干擾抑制或多用戶檢測技術，已慢慢走向成熟及實用?？紤]到復雜度及成本等的原因，目前的多用戶檢測實用化研究，主要圍繞基站進行。8.3第三代移動通信技術8.3.23G網絡關鍵技術功率控制技術功率控制技術是CDMA系統(tǒng)的重要核心技術之一，常用的CMDA可分為開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制和外觀工藝控制三種類型，在WCDMA和CDMA2000系統(tǒng)中，上行信道使用了開環(huán)、閉環(huán)和外環(huán)功率控制技術，下行信道采用了閉環(huán)和外環(huán)功率技術。8.3第三代移動通信技術8.3.23G網絡關鍵技術

4G制式TD-LTE和FDD-LTE兩種從嚴格意義上來講，LTE只是3.9G盡管被宣傳為4G無線標準，但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通信標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTEAdvanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求。8.4第四代移動通信技術8.4.14G網絡技術概述4G的演進8.4第四代移動通信技術8.4.14G網絡技術概述TDD與FDD的雙工模式對比8.4第四代移動通信技術8.4.14G網絡技術概述TD-LTE與FDD-LTE系統(tǒng)的差異性8.4第四代移動通信技術8.4.14G網絡技術概述(1)系統(tǒng)結構的差異表現在雙工方式、幀結構、物理層等。

(2)設備形態(tài)的差異性主要表現在天饋系統(tǒng)上。類似于TD-SCDMA，TD-LTE采用了智能天線，而LTE-FDD則采用非智能天線來實現網絡覆蓋。其設計上的差異性也對工程設計造成的影響，如天線負荷、塔桅承重的估算等。

(3)頻率資源的分配：LTE-FDD不能充分利用零散的頻譜資源，有頻譜浪費。

(4)兩者的規(guī)劃設計在總體流程上是大同小異的，區(qū)別在于智能天線帶來的塔桅和天饋系統(tǒng)安裝工藝的影響。

(5)數據和多媒體業(yè)務的特點在于上下行非對稱性，TD-LTE可以根據業(yè)務量的分析，對上下行幀進行靈活配置，以更好地滿足數據業(yè)務的非對稱性要求。此外，TD-LTE還具備一個LTE-FDD無可比擬的優(yōu)勢，就是與TD-SCDMA網絡共存，完全實現網絡整合，最大限度地降低網絡快速部署成本。接入方式和多址方案OFDMA是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術，其主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，各子載波并行傳輸。盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬。OFDM技術的優(yōu)點是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實現低成本的單波段接收機。OFDM的主要缺點是功率效率不高。8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術調制與編碼技術4G移動通信系統(tǒng)采用新的調制技術，如多載波正交頻分復用調制技術以及單載波自適應均衡技術等調制方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統(tǒng)采用更高級的信道編碼方案(如Turbo碼、級連碼和LDPC等)、自動重發(fā)請求(ARQ)技術和分集接收技術等，從而在低Eb/N0條件下保證系統(tǒng)足夠的性能。8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術高性能的接收機4G移動通信系統(tǒng)對接收機提出了很高的要求。Shannon定理給出了在帶寬為BW的信道中實現容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以計算出，對于3G系統(tǒng)如果信道帶寬為5MHz，數據速率為2Mb/s，所需的SNR為l.2dB；而對于4G系統(tǒng)，要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數據，則所需要的SNR為12dB?？梢妼τ?G系統(tǒng)，由于速率很高，對接收機的性能要求也要高得多。8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術智能天線技術智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節(jié)等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線應用數字信號處理技術，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術MIMO技術MIMO技術是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效地將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經證明，當不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關時，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和抗噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當接收天線和發(fā)送天線數目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鏈路容量可以高達42bps/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達到容量的40多倍。因此，在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術是實現高數據速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質量的空間分集技術。8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術軟件無線電技術8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結構的新技術。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來定義無線功能，各種功能和信號處理都盡可能用軟件實現。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電使得系統(tǒng)具有靈活性和適應性，能夠適應不同的網絡和空中接口。軟件無線電技術能支持采用不同空中接口的多模式手機和基站，能實現各種應用的可變QoS基于IP的核心網移動通信系統(tǒng)的核心網是一個基于全IP的網絡，同已有的移動網絡相比具有根本性的優(yōu)點：可以實現不同網絡間的無縫互聯。核心網獨立于各種具體的無線接入方案，能提供端到端的IP業(yè)務，能同已有的核心網和PSTN兼容。核心網具有開放的結構，能允許各種空中接口接入核心網；同時核心網能把業(yè)務、控制和傳輸等分開。采用IP后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網絡(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入協(xié)議相兼容，因此在設計核心網絡時具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協(xié)議。8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術多用戶檢測技術8.4第四代移動通信技術8.4.24G網絡的關鍵技術多用戶檢測是寬帶通信系統(tǒng)中抗干擾的關鍵技術。在實際的CDMA通信系統(tǒng)中，各個用戶信號之間存在一定的相關性，這就是多址干擾存在的根源。由個別用戶產生的多址干擾固然很小，可是隨著用戶數的增加或信號功率的增大，多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個主要干擾。傳統(tǒng)的檢測技術完全按照經典直接序列擴頻理論對每個用戶的信號分別進行擴頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差；多用戶檢測技術在傳統(tǒng)檢測技術的基礎上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠近效應問題，降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統(tǒng)容量。2015年，國際電信聯盟明確了5G標準化的時間表，同時，不少國家也提出了自己國家的5G商用路線圖，從2020年起，全球主要國家陸續(xù)開始了5G網絡的建設和商用。8.5第五代移動通信技術8.5.15G網絡技術概述1.通信業(yè)務的演進第五代移動通信技術(5G)，是4G之后的延伸。5G所追求的不再是僅僅讓速度更快，而是高速度、泛在網、低功耗、低時延、萬物互聯、重構安全。這意味著在5G的網絡下，網絡結構、終端、體驗都會發(fā)生巨大的革命性變化，也意味著5G會帶來巨大的產業(yè)機會。如果說前四代移動通信的發(fā)展都是為了解決“人與人之間的連接”，那么，5G就是為了解決“人與人、人與物、物與物之間的連接”，這正是萬物互聯的核心要義。8.5第五代移動通信技術2.5G的愿景和典型性能用戶對5G時代的網絡有很高的期望值，希望有纖般的接入速率、“零”時延和高可靠性、擁有千億設備的連接能力、多樣化場景的一致體驗和超百倍的能效提升。8.5第五代移動通信技術2.5G的愿景和典型性能(1)更快的體驗速率，可達1Gbps，是4G網絡的100倍。(2)更大的連接數密度，每平方公里內可達100萬連接。(3)更大的流量密度，每平方公里內可達10~100Tbps。(4)更低的空口時延，低至1ms，是4G的5分之1。(5)更大的峰值速率，可以達到10~20Gbps，是4G的20倍。(6)更快的移動性，可以達到每小時500公里以上的速度，是4G的4倍。8.5第五代移動通信技術

3.5G的應用場景(1)增強型移動寬帶(eMBB，EnhancedMobileBroadband)：該使用情境涵蓋一系列使用案例，包括有著不同要求的廣域覆蓋和熱點。(2)超可靠和低延遲通信(URLLC，UltraReliableLowLatencyCommunication)：此場景下單向空口時延可達1ms，可靠性99.999%。(3)大規(guī)模機器類型通信(mMTC，MassiveMachineTypeCommunication)：連接設備數量龐大，連接數密度為每平方公里100萬，這些設備通常傳輸相對少量的非延遲敏感數據。設備成本需要降低，電池續(xù)航時間需要大幅延長。8.5第五代移動通信技術

4.5G的應用視頻/VR/A：eMBB，uRLLC車聯網及自動駕駛：uRLLC網聯無人機：eMBB，uRLLC云端服務機器人：eMBB，uRLLC智慧能源：uRLLC，mMTC智慧醫(yī)療:eMBB，uRLLC智能制造:uRLLC，mMTC智慧教育:eMBB8.5第五代移動通信技術

與4G網絡相比，5G網絡的架構有了明顯的變化。隨著總體功能的下沉，業(yè)務和控制功能更靠近邊緣，方便大流量數據的分發(fā)、降低時延。EPC（EvolvedPacketCore，分組核心網）被分為NewCore（5GC，5G核心網）和MEC（MobileEdgeComputing，移動網絡邊界計算平臺）兩部分。MEC移動到和CU一起，就是所謂的“下沉”（離基站更近）。圖8.15顯示的就是總體架構的變化。8.5第五代移動通信技術

8.5.25G網絡架構的變化1.總體架構的變化8.5第五代移動通信技術

圖8.154G與5G總體網絡架構對比2.接入網架構的變化在5G網絡中，接入網不再是由BBU、RRU、天線這些東西組成了。而是被重構為3個功能實體：CU、DU、AAU。CU(CentralizedUnit,集中單元)：原BBU的非實時部分將分割出來，重新定義為CU，負責處理非實時協(xié)議和服務。DU(DistributeUnit,分布單元)：BBU的剩余功能重新定義為DU，負責處理物理層協(xié)議和實時服務。AAU(ActiveAntennaUnit,有源天線單元)：BBU的部分物理層處理功能與原RRU及無源天線合并為AAU。8.5第五代移動通信技術

2.接入網架構的變化8.5第五代移動通信技術

圖8.164G與5G接入網架構變化3.承載網的變化承載網是基礎資源，必須先于無線網部署到位。5G想要滿足以上應用場景的要求，承載網是必須要進行升級改造的。在5G網絡中，之所以要功能劃分、網元下沉，根本原因，就是為了滿足不同場景的需要。因為承載網的作用就是把網元的數據傳到另外一個網元上。8.5第五代移動通信技術

4.核心網的變化與4G相比，5G網絡邏輯結構徹底改變了。5G核心網采用的是SBA架構（ServiceBasedArchitecture，基于服務的架構）。SBA架構，基于云原生構架設計，借鑒了IT領域的“微服務”理念。把原來具有多個功能的整體，分拆為多個具有獨自功能的個體。每個個體，實現自己的微服務。5G核心網就是模塊化、軟件化。就是為了“切片”，為了滿足不同場景的需求。8.5第五代移動通信技術

對于移動通信技術來說，無線空口是制約網絡性能的最關鍵的因素。5G通過多樣化部署、多樣化頻譜、多樣化服務和終端等手段，構成了更強大的空口技術，以實現高速率、低時延，靈活應對各種應用場景。8.5第五代移動通信技術

8.5.35G空口關鍵技術1.多載波技術R15標準確定采用由多載波（MCM）技術發(fā)展而來的正交頻分復用（OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex）技術。下行采用的是循環(huán)前綴正交頻分復用（CP-OFDM）波形，上行采用CP-OFDM及傅里葉變換擴展OFDM（DFT-S-OFDM，DiscreteFourierTransformSpreadOFDM）或SC-FDMA，這樣做可以有效降低發(fā)射波形的峰值平均功率比（PAPR）以減輕功放回退的要求，從而降低了終端發(fā)射機的功耗。。8.5第五代移動通信技術

2.頻段5G系統(tǒng)中，定義了多種頻段，FR1和FR2分別對應不同的頻段范圍，2.6GHz、3.5GHz和4.9GHz都屬于FR1，26GHz和39GHz則屬于FR2。中國移動獲得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的