5G網(wǎng)絡(luò)簡介

　　5G時(shí)代

　　5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb，這比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，整部超高畫質(zhì)電影可在1秒之內(nèi)下載完成。

　　隨著5G技術(shù)的誕生，用智能終端分享3D電影、游戲以及超高畫質(zhì)(UHD)節(jié)目的時(shí)代已向我們走來。

　　5G網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)是讓終端用戶始終處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。5G網(wǎng)絡(luò)將來支持的設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是智能手機(jī)——它還要支持智能手表、健身腕帶、智能家庭設(shè)備如鳥巢式室內(nèi)恒溫器等。5G網(wǎng)絡(luò)是指下一代無線網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)將是4G網(wǎng)絡(luò)的真正升級(jí)版，它的基本要求并不同于今天的無線網(wǎng)絡(luò)。

　　未來5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可達(dá)10Gbps，這意味著手機(jī)用戶在不到一秒時(shí)間內(nèi)即可完成一部高清電影的下載。

　　5G的技術(shù)原理

　　三星電子通過研究和試驗(yàn)表明，在28GHz的超高頻段，以每秒1Gb以上的速度，成功實(shí)現(xiàn)了傳送距離在2Km范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。此前，世界上沒有一個(gè)企業(yè)或機(jī)構(gòu)開發(fā)出在6GHz以上的超高頻段實(shí)現(xiàn)每秒Gb級(jí)以上的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，這是因?yàn)殡y以解決超高頻波長段帶來的數(shù)據(jù)損失大，傳送距離短等難題。

　　三星電子利用64個(gè)天線單元的自適應(yīng)陣列傳輸技術(shù)，使電波的遠(yuǎn)距離輸送成為可能，并能實(shí)時(shí)追蹤使用者終端的位置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上下載交換。超高頻段數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成功，不僅保證了更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，也有效解決了目前移動(dòng)通信波段資源幾近枯竭的問題。

　　行業(yè)背景

　　在通信行業(yè)，隨著移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入，對(duì)于5G通信帶寬的需求呈現(xiàn)出爆炸式的增長。如圖1所示，與4G技術(shù)相比，5G數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎途W(wǎng)絡(luò)時(shí)延提高了10倍，而傳輸時(shí)間間隔(TTI)卻從1ms降到了0.2ms，網(wǎng)絡(luò)的容量和基站的密度也都大幅增加。這就要求5G的基站數(shù)據(jù)處理能力要大幅提高，對(duì)5G基站軟件處理的實(shí)時(shí)性提出了更為嚴(yán)苛的要求;同時(shí)伴隨著網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)NFV的出現(xiàn)，5G基站的軟硬件結(jié)構(gòu)和4G對(duì)比也需要重新構(gòu)架。

　　5G基站技術(shù)演進(jìn)趨勢

　　基于行業(yè)背景的介紹，5G基站出現(xiàn)了新的技術(shù)演進(jìn)趨勢。首先，與傳統(tǒng)4G基站中L1、L2和L3層都放在靠近天線單元的RAN中處理的分布式方式相比，5G C-RAN對(duì)L1、L2和L3層的處理更加靠近Cloud端，更加集中。而且針對(duì)不同的應(yīng)用需求，Cloud端與RAN端支持功能模塊結(jié)構(gòu)的不同劃分的集中處理方式。如下圖所示，在5G C-RAN中，既要支持傳統(tǒng)4G基站的分布式處理方式，也要支持將所有功能模塊放在Cloud端的全集中式處理，還支持僅將PHY分布在RAN端而將其它模塊集中在Cloud，以及僅將PDCP集中在Cloud端處理而其它模塊分布在RAN端的半集中處理方式。

　　5G C-RAN不同集中式處理方式的功能結(jié)構(gòu)劃分

　　正是因?yàn)?G中這種靈活多樣的集中式處理方式，就要求4G向5G技術(shù)演變的過程中基站的硬件和軟件結(jié)構(gòu)更加靈活多變以滿足不同業(yè)務(wù)場景的需求，如下圖所示。

　　4G向5G基站技術(shù)演變結(jié)構(gòu)圖

　　其次，隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)NFV的出現(xiàn)，5G基站也在朝著虛擬化的方向演進(jìn), 如下圖所示。虛擬化的優(yōu)勢在于，分布在天線端的BBU可以被虛擬化為資源池,由Cloud端統(tǒng)一進(jìn)行管理和調(diào)度，從而優(yōu)化資源的配置和使用。

　　5G基站技術(shù)向虛擬化演變結(jié)構(gòu)圖