《5G技术培训材料》课件

技术培训材料5G课程概述1技术基本概念和演进历程5G深入了解的定义、发展历程以及技术标准的演进过程5G2关键技术指标和特性5G掌握定义的核心性能指标及其与的对比分析ITU5G4G3应用场景和典型领域5G探索、、三大应用场景的具体实现eMBB uRLLCmMTC网络架构和关键技术5G第一部分基础概念5G学习目标核心内容通过本部分学习，您将全面掌握技术的基本概念，了解从我们将深入探讨的定义和特点，回顾移动通信技术的发展历5G1G5G到的演进历程，理解移动通信标准的发展脉络程，并详细介绍标准的演进过程5G3GPP什么是5G技术定义国际标准第五代移动通信技术（（国际电信联盟）定义的Fifth ITU标准，代表着移动通Generation MobileIMT-2020信技术的最高水平Communication），是全球移动通Technology信技术的最新一代标准技术优势相比提供更高速率、更低时延、更大连接数，实现全方位的技术跃4G升移动通信技术的发展历程（年代）11G1980模拟语音通话时代，实现了移动通话的基本功能2（年代）2G1990数字语音和短信服务，开启了数字通信的新纪元（年代）33G2000移动互联网初步应用，数据传输能力显著提升4（年代）4G2010高速移动互联网普及，催生了移动应用生态（年代）55G2020万物互联新时代，实现真正的数字化转型移动通信标准的演进（年）Release152018首个标准冻结，奠定了商用的技术基础5G5G（年）Release162020增强标准，完善了垂直行业应用能力5G（年）Release172022演进完善，进一步优化网络性能5G（年）Release182023-2024标准，向技术演进的重要里程碑5G-Advanced6G第二部分技术指标5G极致速率超低时延海量连接峰值数据速率达到前所毫秒级的响应时间满足支持物联网设备的大规未有的水平实时应用需求模接入确定的关键技术指标ITU5G20下行峰值速率Gbps级别的超高速数据传输10上行峰值速率Gbps上行速率满足上传需求100用户体验速率Mbps级别的稳定用户体验1M连接密度每平方公里连接设备数量确定的关键技术指标（续）ITU5G移动性支持部署效率最高的可靠连接，满业务部署时间从几分钟缩短到500km/h足高速移动场景几秒时延性能网络可靠性空口时延仅，实现真正的1ms实时通信的超高可靠性保障

99.999%2314与关键指标对比4G5G技术指标提升倍数4G5G峰值速率倍1Gbps20Gbps20用户体验速率倍10Mbps100Mbps10时延降低10ms1ms90%连接密度万万倍10/km²100/km²10第三部分应用场景5G增强移动宽带eMBB超高清视频和沉浸式体验1超高可靠低时延uRLLC2工业控制和自动驾驶海量机器通信mMTC3物联网和智慧城市基础三大应用场景5G增强移动宽带（）eMBB面向个人用户的高速数据业务，提供超高清视频、等沉浸式体验VR/AR服务超高可靠低时延通信（）uRLLC面向垂直行业的关键业务，支持自动驾驶、工业控制等对时延和可靠性要求极高的应用海量机器类通信（）mMTC面向物联网的大规模连接，支持智慧城市、农业物联网等海量设备的接入需求增强移动宽带（）eMBB超高清视频视频直播/8K支持超高清视频的流畅播放和实时直播4K/8K沉浸式体验VR/AR提供真正的沉浸式虚拟现实和增强现实体验云游戏和云VR基于云端的高质量游戏和内容服务VR全息通信和会议实现全息投影通信和远程全息会议超高可靠低时延通信（）uRLLC自动驾驶和车联网工业自动化和远程智慧医疗和远程手智能电网实时控制控制术为自动驾驶汽车提供毫支持精密制造和危险环实现远程手术和实时医为电力系统提供毫秒级秒级的通信保障，确保境下的远程精确控制操疗监护的可靠技术支的实时监控和控制能行车安全作撑力海量机器类通信（）mMTC城市基础设施生活与产业应用智慧城市传感器网络覆盖交通、环境、安全等各个领域，实现城从智能家居到工业物联网，支持各种规模的设备连接和mMTC市运行的全面监控和智能管理数据采集需求•智能交通信号灯•智能家居设备互联•环境质量监测站•工业设备状态监控•公共安全摄像头•农业环境智能监测的特点5G低时延高速率空口时延仅的实时响应性能1ms峰值的超高速数据传输能力20Gbps高可靠的超高可靠性保障

99.999%高移动性大连接高速移动场景下的稳定连接每平方公里支持万设备连接100第四部分应用方向5G云计算融合1与云计算深度融合发展5G爆发VR/AR2沉浸式体验技术全面普及视频社交3全新的社交互动方式物联网变革4万物互联时代全面到来与云计算产业融合5G边缘计算协同网络虚拟化边缘计算与协同发展，将计算网络功能虚拟化（）和软件5G NFV能力下沉至网络边缘，降低时延定义网络（）技术的广泛应SDN并提升用户体验网络边缘部署用，使网络更加灵活和可编程的计算资源能够就近处理数据，云原生核心网架构实现了网络5G减少数据传输距离功能的模块化部署智能网络AI技术与网络深度融合，实现智能网络运维、自动化故障处理和网络AI5G优化人工智能算法帮助网络实现自我学习和持续优化业务的爆发VR/AR网络的高带宽和低时延特性为应用提供了完美的技术基础沉浸式视频体验、远程协作教育培训、工业维修指导、虚拟旅游5G VR/AR体验以及元宇宙基础设施建设都将迎来爆发式增长这些应用不仅改变了娱乐方式，更重要的是革新了工作和学习模式视频社交的新机会超高清直播8K超高清画质直播体验多视角交互多角度实时视频互动沉浸式会议身临其境的视频会议实时翻译AI智能语言翻译辅助物联网的时代变革大规模传感器网络部署覆盖城市各个角落的智能传感器网络，实现环境监测、交通流量统计、空气质量检测等功能智慧城市基础设施智能路灯、智能停车系统、智能垃圾箱等基础设施的全面互联和智能化管理工业生产环境

4.0工厂设备的全面联网和智能化控制，实现柔性制造和预测性维护智能家居全连接家庭设备的无缝连接和智能化控制，提升生活便利性和能源效率第五部分典型应用领域5G智慧城市工业互联网智慧医疗城市基础设施的全面智能化改造，包括交制造业的数字化转型，通过网络实现生医疗服务的数字化升级，包括远程诊疗、5G通管理、公共安全、环境监测等各个方面产设备的实时监控和精确控制，提升生产手术指导、患者监护等医疗服务的全面革的数字化升级效率新智慧城市环境监测网络公共安全监控空气质量、噪声、水质智能公共设施等环境指标实时监测全城视频监控网络和智路灯、垃圾箱等市政设能安防系统施的智能化管理智能交通管理基础设施管理实时交通流量监控和信水电气等基础设施的远号灯智能调控程监控和维护工业互联网工业自动化控制通过网络实现生产设备的精密控制和协同作业，提升制造精度和效率5G厂区私有网络部署企业专用的网络，保障工业数据的安全性和网络服务的可靠性5G设备实时监控对生产设备运行状态进行小时实时监控，及时发现和处理异常情况24远程运维服务专家可以远程进行设备维护和故障诊断，降低运维成本和停机时间智慧医疗医疗服务革新智能监护系统技术正在彻底改变医疗服务的提供方式远程手术和诊疗技医疗设备的实时监控和数据采集能够为医生提供准确的诊断依5G术让专家医生能够跨越地理距离为患者提供高质量的医疗服务据急救车辆的实时数据传输和智能病房系统大大提升了医疗救治的效率•远程手术操作指导•患者生命体征监测•实时医疗数据传输•医疗设备状态监控•专家远程会诊服务•医疗大数据分析物联网应用场景智能家居全连接家庭中的各种智能设备通过网络实现无缝连接，创造舒适便捷的生活5G环境智能音箱、智能门锁、智能家电等设备协同工作智慧农业监测农田环境监测系统通过传感器网络实时监控土壤湿度、温度、光照等参数，帮助农民实现精准农业和科学种植智能物流追踪货物运输过程中的实时位置跟踪和状态监控，提升物流效率和货物安全性从仓储到配送的全流程可视化管理物联网的发展需求低功耗需求设备长续航能力广覆盖能力深度覆盖和广域连接海量连接大规模设备同时接入低成本终端经济实用的设备成本安全管理网络安全和设备管理物联网无线技术对比技术类型传输速率覆盖范围功耗特性主要应用低速率广覆盖超低功耗智能表计、NB-IoT环境监测中等速率广覆盖低功耗车载设备、LTE-M可穿戴低速率长距离超低功耗农业监测、LoRa智慧园区中高速率密集覆盖优化功耗智慧城市、5G mMTC工业物联网物联网技术特点NB-IoT超低功耗设计电池续航能力可达年以上，极大降低了设备维护成本和更换频率10广域深度覆盖相比传统蜂窝网络覆盖增强，能够覆盖地下室、管道等深度覆盖20dB场景低成本量产模组成本控制在美元以下，支持物联网设备的大规模商用部署10大规模连接单个基站扇区可支持万个设备同时连接，满足密集物联网应用需求5第六部分车联网与5G通信自动驾驶V2X车辆与万物互联通信高精度实时数据交换车队协同高精度地图多车协同编队行驶实时地图数据更新车联网应用方向5G核心通信能力智能服务体验（车对万物）通信技术实现了车辆与基础设施、其他车辆、高精度地图的实时更新为自动驾驶提供厘米级的定位精度车载V2X行人以及网络之间的全方位连接自动驾驶数据交换确保车辆能娱乐和信息服务让乘客享受丰富的数字化体验车队编队协同行够实时获取周围环境信息驶提升道路利用效率•车对车（V2V）安全通信•实时路况和导航•车对基础设施（V2I）协同•车载娱乐系统•车对行人（V2P）预警•智能停车服务车联网的发展阶段辅助驾驶阶段系统提供车道保持、自适应巡航等基础辅助功能，提升驾驶安全ADAS性部分自动驾驶级别自动驾驶，在特定场景下车辆可以自主控制，但需要人类监L2/L3督高度自动驾驶级别实现特定区域和条件下的完全自动驾驶，无需人类干预L4完全自动驾驶级别在所有场景下实现完全自动驾驶，并与智能交通系统全面整合L5自动驾驶的五个层级驾驶辅助L

1、等单一辅助功能ACC LKA部分自动化L2特定场景下的综合辅助有条件自动化L3系统接管，人类随时准备接管高度自动化L4特定场景完全自动驾驶完全自动化L5全场景无需人类干预与车联网的关系5G安全保障数据支撑网络提供的超低时延通信是自高带宽网络支持高精度地图和大5G动驾驶安全的关键保障毫秒级量传感器数据的实时传输激光的响应时间确保车辆能够及时响雷达、摄像头等设备产生的海量应紧急情况，避免交通事故的发数据需要网络的高速传输能5G生力服务质量网络切片技术为车联网业务提供专用的网络资源和服务质量保障边缘计算降低数据处理和决策时延，提升自动驾驶的响应速度第七部分网络技术5G频谱资源网络架构空口技术多频段协同覆盖方案服务化和云化架构大规模等创新技MIMO术核心网架构和网络切片SBA频谱资源5G低频段（）高频段（）Sub-1GHz24-100GHz提供广域覆盖能力，适用于农村和偏远地区的网络毫米波频段提供超大容量，适用于热点地区的高密度覆5G部署盖1234中频段（）中国频段1-6GHz5G在覆盖范围和网络容量之间取得平衡，是网络的主主要使用、、以及毫米波频段5G

2.6GHz

3.5GHz

4.9GHz要频段进行商用部署网络架构5G控制用户分离服务化架构架构提升网络灵活性CUPS核心网实现网络功能模块化SBA边缘计算技术实现计算能力下沉MEC云化RAN网络切片无线接入网云化部署面向不同业务的虚拟网络组网方式与演进5G技术演进路径独立组网SA动态频谱共享技术实现和网络的DSS4G5G非独立组网NSA端到端的5G网络架构，包括5G基站和5G频谱共享5G-Advanced标准为向6G技初期部署阶段，5G基站依赖4G核心网提核心网，能够充分发挥5G网络的各项技术术演进奠定基础供控制面功能，实现网络的快速部署和优势和创新能力5G商用这种方式降低了初期投资成本空口关键技术5G大规模天线技术MIMO通过部署大规模天线阵列实现空间复用和波束赋形，显著提升频谱效率和网络容量超密集组网技术通过密集部署小基站提升网络容量和覆盖质量Ultra-Dense Network新型多址接入技术允许多个用户共享相同的时频资源，提升系统容量NOMA全双工通信同时进行发送和接收操作，理论上可以将频谱效率提升一倍大规模技术MIMO64天线阵元数量64×64大规模天线阵列配置5频谱效率提升相比传统MIMO提升倍数10能效改善单位功耗下的传输性能提升360波束覆盖角度全方位精确波束赋形能力核心网技术5G架构创新技术融合（服务化架构）彻底改变了传统的网络架构模式，将网络功边缘计算（）将计算能力下沉到网络边缘，技术SBA MECNFV/SDN能拆分为独立的服务模块网络切片技术为不同应用场景提供定实现网络功能的虚拟化和软件定义云原生部署提升网络的灵活制化的网络服务性和可扩展性•微服务化网络功能•容器化部署•API接口标准化•自动化运维•服务注册与发现•弹性资源调度网络切片技术定制化服务按需定制网络资源和性能垂直行业应用面向不同行业的专用网络逻辑隔离保障虚拟网络间的安全隔离端到端QoS全程服务质量保障机制自动化编排智能化网络资源管理第八部分安全与挑战5G安全架构零信任安全框架隐私保护用户数据安全保障加密认证端到端安全通信网络隔离切片间安全隔离网络安全架构5G零信任安全框架增强隐私保护采用永不信任，始终验证的安通过先进的加密算法和隐私保护全理念，对网络中的每个访问请技术，确保用户数据在传输和存求都进行严格的身份验证和授储过程中的安全性支持用户身权这种框架有效防范了内部威份匿名化和数据脱敏处理胁和横向攻击端到端安全从终端设备到核心网络的全链路安全保护，包括设备认证、传输加密、网络切片安全隔离等多层次的安全防护体系部署挑战5G室内覆盖回传网络高频段信号穿透能力限功耗散热制现有网络设施的升级改设备能耗增加带来的挑造需求战站址建设商业模式基站选址困难和建设成新业务场景的盈利模式本高昂探索第九部分产业发展5G全球部署现状多个国家已经启动网络商用部署，覆盖主要城市和经济1005G发达地区中国建设成就中国已建成超过万个基站，形成了全球规模最大的网2505G5G络用户规模增长全球连接数超过亿，用户普及率持续提升5G204行业应用落地垂直行业应用从试点走向规模化商用部署全球发展现状5G产业链5G芯片供应商高通、华为、联发科、三星等提供芯片解决方案5G设备制造商华为、爱立信、诺基亚、中兴提供网络设备终端厂商苹果、三星、小米、、等终端制造商OPPO vivo运营商4中国移动、中国电信、中国联通等网络运营商垂直行业5工业、医疗、交通、能源等行业应用伙伴未来演进5G技术标准5G-Advanced第二阶段技术标准持续完善，引入更多创新技术和应用场景网络智5G能化程度进一步提升，与深度融合发展AI5G毫米波大规模商用随着技术成熟和成本下降，毫米波频段将在更多场景实现商用部署室内覆盖和热点地区的超大容量需求得到满足卫星通信集成地面网络与卫星通信系统深度融合，实现全球无缝覆盖为偏5G远地区和海洋、航空等特殊场景提供连接服务，向技术平滑演6G进总结与展望赋能千行百业技术正在全面赋能各个垂直行业，推动产业数字化转型升级，创造新的5G商业模式和价值链数字化转型加速企业和社会组织借助技术实现运营模式创新，提升效率和竞争力，新型5G信息消费持续增长社会数字化提升全社会数字化水平显著提升，智慧城市、数字政府、数字经济等领域蓬勃发展奠定基础6G技术的成熟应用为下一代技术研发奠定坚实基础，推动移动通信技术5G6G持续演进。