[网络协议]5G技术介绍

一.? ?5G之花

? ? ?

二.? ? 5G的发展历程

三.? ? 5G关键技术

? ? ? ? ? ? 1.动态自组织网络（SON）

? ? ? ? ? ? 动态自组织网络网络用于满足5G
? ? ? ? ? ? 两方面的性能要求：低时延、高可靠场景下降低端到端时延，提高传输可靠? ? ? ? ? ? ? ? ? ?性：? ?在低功耗、大连接场景下延伸网络覆盖和接入能力。
? ? ? ? ? ?在传统蜂窝网络架构下，终端必须通过基站和蜂窝网网关才能与目标端进行通? ? ? ? ? ? ? ?信。在这种架构下，终端在获取数据传输服务前必须首先选择一个服务基站，? ? ? ? ? ? ? ?与服务基站建立并保持连接。
? ? ? ? ? ?在动态自组织网络中，任何接入网节点，都具备数据存储和转发功能，动态自组? ? ? ? ? ? ?网中的每个节点，都具备无线信号收发能力，并且每个节点，都可以与上一个? ? ? ? ? ? ? ?或? 多个相邻节点进行无线通信，整个自组网呈网状结构。
? ? ? ? ? ?在动态自组网络中，任何节点间（终端与终端、终端与基站、基站与基站等）均? ? ? ? ? ? ?通过无线通信，无须任何布线，并具有支持分布式网络的冗余机制和重新路由? ? ? ? ? ? ? ?功? 能。任何新节点（如终端或基站）的添加，只需要简单的接上电源即可，节? ? ? ? ? ? ?点可自动配置，并确定最佳多跳传输路径。
? ? ? ? ? ?动态自组网有如下优点：
? ? ? ? ? ?部署灵活

? ? ? ? ? ?部署方面，动态自组织网络节点（终端或微型基站），只要处于目标区域，就可? ? ? ? ? ? ?以进行自动的配置，自动建立并维护网络拓扑，确定最佳传输路径，大大降低? ? ? ? ? ? ? ?网? 络部署成本，加快部署速度。
? ? ? ? ? ?支持多跳

? ? ? ? ? ?动态自组织网络支持多跳传输，与发射端有直接视距的接收端先接收到无线信? ? ? ? ? ? ? ?号，然后接收端无线信号转发到与它直接视距的下一跳终端。因此，数据包在自? ? ? ? ? ? ?组网络中传输，能够这样一跳一跳传递下去，直至到达目的终端。动态自组织? ? ? ? ? ? ? 网?络通过多跳方式传输，大大扩展了应用领取和覆盖范围。
? ? ? ? ? 高可靠性

? ? ? ? ? 动态自组织网络支持空口中多路冗余传输提高传输可靠性，还通过支持多路由传? ? ? ? ? ? 输提高端到端传输可靠性，如果传输中某节点故障，可通过备用路径切换到另一? ? ? ? ? ? 节点。因此，动态自组织网络比传输蜂窝网络更可靠，因为它不依赖于单一节点? ? ? ? ? ? 的性能。在传统蜂窝网络中，如果某一基站故障，该基站覆盖的区域也将瘫痪。
? ? ? ? ? 支持超高宽带

? ? ? ? ? 无线通信领域传输距离越短，越容易获得搞宽带。因为传输距离越长，干扰因素? ? ? ? ? ?也会大大增加。而自组织网络的多跳传输可以有力的获得高宽带。
? ? ? ? ?也因为传输距离小，需要的功率也小，因此更加绿色节能。

? ? ? ? ? ? 2.软件定义网络（SDN）

? ? ? ? ? ? 在5G的网络架构设计上要遵循智能、开放、灵活、高效的原则。IT新技术给了? ? ? ? ? ? ? 5G网络结构的实现，提供了新的技术支持。其中软件定义网络（SDN）和网络? ? ? ? ? ? ? 功能虚拟化技术（NFV)，可以有效满足这些需求。
? ? ? ? ? ?SDN起源
? ? ? ? ? ?SDN起源于2008年美国斯坦福大学教授NICK MCKEOWN等人的Ethane
? ? ? ? ? 研究。其主要思想是将传统网络设备的数据平面和控制平面分离，使用户能通过? ? ? ? ? ? ?标准化的接口对各种网络转发设备进行统一管理配置。这种架构具有可编程可定? ? ? ? ? ? 义的特性，对网络资源的设计、管理和使用提供了更多的灵活性，更有力于网络? ? ? ? ? ? ?的? 革新与发展。
? ? ? ? ? 传统网络设备向SDN的演变，正像大型机与pc机的类比。

? ? ? ? ? ? 3.网络功能虚拟化（NFV）

? ? ? ? ? ? NFV（Network ?Funtion Virtualization）是采用虚拟技术，将传统电信设备软? ? ? ? ? ? ? 件与软件解耦，基于通用计算、存储、网络设备实现电信网络功能，提升管理? ? ? ? ? ? ? ? 和? 维护效率，增强系统灵活性。

? ? ? ? ? ? 4.SDN与NFV的深度融合

? ? ? ? ? ? ?二者都有将传统的一体化网络设备进行软硬件解耦的特点，从封闭走向开放，? ? ? ? ? ? ? 从独享的硬件发展到共享的软件，二者有很轻的互补性，但它们又相互独立，? ? ? ? ? ? ? ? 没?有必然的依赖性。
? ? ? ? ? ? SDN侧重于控制与转发的分离、网络集中控制（逻辑上）和网络虚拟化，主要? ? ? ? ? ? ? ? 影响的是网络结构；而NFV侧重的是软件与硬件的分离、硬件通用化和网络功? ? ? ? ? ? ? ?能?虚拟化，主要影响的是设备形态。因此，SDN是面向网络架构的创新；EFV? ? ? ? ? ? ? ?是面向设备形态的创新。
SDN的关键特征：
集中控制、优化全局效率；
开放接口、加快业务上线；
网络抽象、屏蔽底层差异。
NFV的关键特征：
上层业务云化，底层硬件标准化；
分层运营，加快业务上线与创新。

三.? ? 5G面临的挑战

? ? ? ? ? ? ?1.新业务

? ? ? ? ? ? ? 围绕业务体验进行网络建设已成为行业共识，体验建网以达成用户体验需求作? ? ? ? ? ? ? ? 为网络建设的目标，规划方法涉及的关键能力包括:业务识别、体验评估、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? GAP分析、规划仿真等。
? ? ? ? ? ? ? ?根据业务类型的体验需求特征，不同的5G业务要求不同。
? ? ? ? ? ? ? uRLLC:对时延(1ms) 和可靠性(99. 9998)的要求很高
? ? ? ? ? ? ? ? mMTC:对连接数量和耗电/待机的要求较高
? ? ? ? ? ? ? eMBB:要求移动网络为AR/VR等新业务提供良好的用户体验

? ? ? ? ? ? ? ?针对5G：新业务在待机、时延、可靠性等方面的体验需求，当前在评估方? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 法、仿真预测、以及规划方案等领域均处于空白或刚起步的阶段，面临非常? ? ? ? ? ? ? ? ? ?大的挑战

? ? ? ? ? ? ?2.频谱资源

? ? ? ? ? ? ? ? 我国的频段划分属于行政划分，和相对比的市场主导有区别。
? ? ? ? ? ? ? ? 在欧美国家，频段是用来拍卖的，比如在3G时代，对于相应的频段，我国三? ? ? ? ? ? ? ? ? 大运营商都已经行政划分好了，剩下的就是比拼服务。而欧美是采用拍卖的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 方式，他们首先要拍的此频段的牌照，比如英国的3G频谱就拍卖了220亿英? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 镑，德国的则高达450亿美元。
? ? ? ? ? ? ? ? 频谱之所以这么贵，是因为日前可用的频谱资源是有限的。

? ? ? ? ? ? ?3.安全挑战

5G带来了三大应用场景:增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)、高可靠低时延通信(uRLLC)。

5G三大应用场景面临的安全挑战
这三大应田场昌中，对恒强移动宽带来说。
一、它需更审高的宝仝外理性能，保障用户获得良好的体验速率；
二、是它需要支持外部网络二次认证，能够更好与业务结合在一起；
三、是需要解决目前发现的已知漏洞的问题。

对于低功耗的大规模机器类通信来说，需要轻量化的安全机制，以适应功耗受限、时延受限的物联网设备的需求；需要通过群组认证机制，解决海量物联网设备认证时所带来的信令风暴的问题：
需要抗DDOS攻击机制，应对由于设备安全能力不足被攻击者利用，而对网络基础设施发起攻击的危险。对于高可靠低时延通信来说，需要提供低时延的安全算法和协议，要简化和优化原有安全上下文的交换、密钥管理等流程，支持边缘计算结构，支持隐私和关键数据的保护。

? ? ? ? ? ? ?4.终端设备

随着移动互联网和物联网的兴起，终端不断向便携式、智能化、多元化方向发展，未来联网终端数量将呈爆发式增长，互联网时代的用户长尾化需求、移动互联网时代的用户碎片化需求，将在终端设备形态上得到充分体现。对用户而言，友好的用户体验和应用的多样化成为服务类终端的核心竞争力。因此，要实现低成本多模终端的研发，对终端设备的芯片和工艺、射频技术以及器件、电池寿命等技术研发带来了挑战

四.? ? ?总结

流量密度：单位面积内的总流量数
连接密度数：指单位面积内可以支持的在线设备总和时延；发送端到接收端接收数据之间的间隔
移动性：支持用户端最大移动速度
能源效率：每消耗单位能量可以传送的数据量
用户体验速率：单位时间内用户获得MAC层用户面数据传送量
频谱效率：每小区域单位面积内，单位频谱资源提供的吞吐量
峰值速率：用户可以获得的最大业务速率