5g系统总体架构及功能介绍

　　5G行业定义

　　5G，狭义来讲是指第五代移动通信技术的无线接入网技术；广义来讲是指第五代移动通信技术，泛指包括无线接入网、核心网及相关支撑系统的完整的技术体系。

　　据欧盟“构建2020年信息社会的无线移动通信领域关键技术（METIS）”项目称，5G是通过现有无线技术演进和开发补充性的新技术来构建长期的网络社会，通过集成多种无线接入技术，提供极限体验来满足用户的不同需求，是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术集成后解决方案的总称，是真正意义上的融合网络。在未来，5G将渗透到社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统，通过为用户提供超高的接入速率，零时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，最终实现“信息随心至，万物触手及”的愿景目标。

　　5G关键性能

　　5G的基本性能可概括为“6+3”。即6个功能指标+3个效率指标，6个功能指标包括：用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、移动性和峰值速率。在不同的应用场景下，如虚拟现实、超高清视频、云存储、车联网等，6个功能指标的要求不尽相同。3个效率指标包括：频谱效率、能源效率、成本效率。相比于4G系统，5G系统的基本性能获得大幅提升，频谱效率提高5-15倍，能源效率和成本效率提高百倍以上。

　　5G技术指标

　　标志性能力指标为“Gbps用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。大规模天线阵列是提升系统频谱效率的最重要技术手段之一，对满足5G系统容量和速率需求将起到重要的支撑作用；超密集组网通过增加基站部署密度，可实现百倍量级的容量提升，是满足5G千倍容量增长需求的最主要手段之一；新型多址技术通过发送信号的叠加传输来提升系统的接入能力，可有效支撑5G网络千亿设备连接需求；全频谱接入技术通过有效利用各类频谱资源，可有效缓解5G网络对频谱资源的巨大需求；新型网络架构基于SDN、NFV和云计算等先进技术可实现以用户为中心的更灵活、智能、高效和开放的5G新型网络。

　　5G的七大新功能

　　1、远程医疗

　　除了速度快到飞起，5G带来的最大优势就是网络低延时。4G时代，虽然不易察觉，但网络延时现象依然存在。不过到了5G时代，可恶的卡顿就会被彻底消灭，这就意味着，即使医生不在病房，也能轻松做手术了。

　　爱立信就携手新创公司NeuroDigitalTechnologies和伦敦国王大学的医生做了一次远程医疗的演示，整台手术只需多加一个VR头戴设备和一双特殊的手套就行，而在手术室里，受手套控制的机械臂将替代医生的双手。

　　这双手套搭载了触觉反馈引擎，可以给医生营造最真实的触感。

　　2、感性的互联网

　　除了医生，5G还能让各行各业的高手远程解决一些当地难以解决的难题。我就尝试过爱立信汽车模拟器，通过座椅的触觉震动，你就像在几十公里外的景区兜风，一些道路上细碎的颠簸会通过座椅传导到你身上。

　　“要想实时感觉到远方的传来的信号，我们需要超低的延迟。”Sprint首席技术官约翰·索尔说道。5G未来还会用在工业领域，包括让人们能实时监控机器人的工作。

　　在采访中，爱立信首席技术官伍尔夫则表示，5G的到来意味着网络首次超越人类思维的速度。

　　3、自动驾驶汽车

　　虽然谷歌和特斯拉等公司在自动驾驶上已经成绩斐然，但业内专家普遍认为，没有5G网络的支持，Level5级别的全自动驾驶根本无法实现。

　　其原因很简单，没有5G提供的带宽和速度，自动驾驶汽车传感器收集的数据就无法在车辆间进行交换，车与车之间的通讯更是无法实现。

　　Verizon副主席亚当表示：“自动驾驶系统很复杂，除了汽车，5G和城市设计都很重要。”

　　4、无人机

　　有人会说，无人机我们不是早就玩上了吗？现在也没有5G啊。这话不假，不过5G的到来才能解锁无人机真正的实力。英特尔市场开发总监康普表示，5G网络让飞手能对无人机实现超精准操控，图传效果也会更加清晰，边飞边直播更是不在话下。

　　5、虚拟现实

　　去年的MWC上，VR成了一道亮丽的风景线，今年虽然新品不多，但厂商们找到了新路子，用5G来增强VR体验，用户不再被困在自己的虚拟世界中了，你可以通过高速网络实时与别人聊天，甚至直接体验他们的生活。

　　6、稳定的连接

　　4G时代虽然网速已经可以满足实时收看直播的要求了，但信号覆盖问题却总是让人错过精彩时刻，而5G将一劳永逸的解决这一问题，而对于那些靠网络吃饭的业务和应用来说，这一消息更是值得欢呼雀跃。

　　借助5G技术，网络可以智能调节用户接收信号的强度，保证连接顺畅。不过完美服务也有代价：高昂的价格。

　　7、家用宽带

　　5G的到来还有个重要的作用，那就是你家的普通宽带可以退役了，5G网络千兆级的速度可以一次性满足你对网络的所有要求。此外，你无需等到2019年，因为一些运营商已经开始进行测试了。

　　5g系统总体架构

　　5G技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域，大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点；在网络技术领域，基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的新型网络架构已取得广泛共识。此外，基于滤波的正交频分复用（F-OFDM）、滤波器组多载波（FBMC）、全双工、灵活双工、终端直通（D2D）、多元低密度奇偶检验（Q-aryLDPC）码、网络编码、极化码等也被认为是5G重要的潜在无线关键技术。

　　5G技术特点

　　1、5G研究在推进技术变革的同时将更加注重用户体验，网络平均吞吐速率、传输时延以及对虚拟现实、3D、交互式游戏等新兴移动业务的支撑能力等将成为衡量5G系统性能的关键指标。

　　2、与传统的移动通信系统理念不同，5G系统研究将不仅仅把点到点的物理层传输与信道编译码等经典技术作为核心目标，而是从更为广泛的多点、多用户、多天线、多小区协作组网作为突破的重点，力求在体系构架上寻求系统性能的大幅度提高。

　　3、室内移动通信业务已占据应用的主导地位，5G室内无线覆盖性能及业务支撑能力将作为系统优先设计目标，从而改变传统移动通信系统以大范围覆盖为主、兼顾室内“的设计理念。

　　4、高频段频谱资源将更多地应用于5G移动通信系统，但由于受到高频段无线电波穿透能力的限制，无线与有线的融合、光载无线组网等技术将被更为普遍地应用。

　　5、可“软”配置的5G无线网络将成为未来的重要研究方向，运营商可根据业务流量的动态变化实时调整网络资源，有效地降低网络运营的成本和能源的消耗。

　　国际5G产业发展状况

　　实践是检验真理的唯一标准。在经历了前四代网络标准博弈后，全球通信业巨头深谙“市场地位随标准推广而提升”的道理，越发对如何将自己的专利技术写入标准绞尽脑汁，越发对如何趁早抢占话语权厉兵秣马。这在当前5G的研发和布局上可见一斑。在全球运营商、设备商等各方跟进下，5G标准问题已提上日程。

　　4G刚开始不久，5G却离人们不远了，全球5G标准制定时刻表已然出炉。国际电信联盟（ITU）目前已启动了面向5G标准的研究工作，并明确了IMT-2020（5G）工作计划：2015年中将完成IMT-2020国际标准前期研究，2016年将开展5G技术性能需求和评估方法研究，2017年底启动5G候选方案征集，2020年底完成标准制定。

　　5G标准国家较量正在上演。有地区强势推进——从全球5G进展活跃度来看，亚太区的参与活跃程度因为有政府的强力推动而比其他地区高。其中，韩国在2015年推出了以5G发展总体规划为主要内容的“未来移动通信产业发展战略”，决定在2020年全面推出5G商用服务，并将为此投资1.6万亿韩元。日本总务省与欧盟达成协议，将在超高速第5代（5G）移动通讯系统规格的制定等方面进行合作，力争在2020年东京奥运会前实现5G商业化。二者宣言还表示为避免各国使用的频率带宽及通讯规格出现不统一的情况，将在国际会议等场合进行合作制定统一标准。

　　5G发展愿景

　　移动通信已经深刻地改变了人们的生活，但人们对更高性能移动通信的追求从未停止。为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景，第五代移动通信（5G）系统将应运而生。

　　5G将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统。5G将使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴；5G将拉近万物的距离，通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联。5G将为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，业务及用户感知的智能优化，同时将为网络带来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。