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《5G如何改变社会》读书笔记
《5G ：5G如何改变社会》包含了5G基础知识、5G 行业发展的各种场景。是一本很好的框架书。
编辑于2020-12-13 20:20:31- 5G
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- 大纲
5G+
中国的5G战略
WHY
5G将为创造美好生活提供“新基建”
5G在提升移动通信能力、催生新业务的同时，能够与现有的通信网络实现协同互补
社会治理
文化教育、医疗卫生、绿色生态等领域智能化解决方案
智慧交通、智慧城市的建设
5G将为提升社会生产力水平提供“新引擎”
5G基础设施是“互联网+”“智能+”等新技术、新模式落地必要的通用平台
5G将助力国家把握发展战略机遇期的“新变量”
中短期-5G的投资建设和应用创新将产生巨大的经济效益和社会效益
中长期-5G发展将成为中国经济动能转换、产业结构升级、社会转型发展的重要驱动力
HOW
成立IMT–2020（5G）推进组
协调推进国内5G的全面发展
为ITU和3GPP形成全球标准提供了重要的输入
三个阶段
2016—2018年为5G研发试验阶段
2019年以后为5G产品研发试验和推广阶段
政策
“十三五”规划
开展5G标准研究，积极参与国际标准制定
构建5G试商用网络
支持开展5G关键技术和产品研发
完整产业链
组织开展5G研发试验
提升5G业务体验
开展5G业务和应用研发
各国战略
美国
国家通过频谱分配，确保联邦和非联邦机构、卫星和地面系统、固定和移动业务等可以并存与发展。
激励私人部门增加投资，政府自身不投入太多
韩国
国家引领5G发展顶层设计
平昌冬奥会成为世界上第一届5G奥运会
服务、技术、标准和生态4个方面明确目标
2019年在服务领域实现5G商用
在技术领域成为全球最佳，在终端领域成为全球第一
在标准领域确立安全的标准并引领全球标准
2020年创造160万个就业岗位
核心
网络设备
下一代智能手机


日本
自下而上推动5G战略
在2020年东京奥运会实现5G商用和各项应用落地
明确频谱利用规划，巧用频谱分配政策
2025年之前至少为一半的街区提供5G服务
4G到5G的过渡期，不断增加农村地区的网络覆盖面
助力解决经济社会问题
超智能社会5.0战略
欧盟
有17个城市被选作5G试验城市
垂直行业
工业4.0、农业、智慧城市、智慧建筑、智慧医疗、公共安全
中移动的核心战略
WHAT
战略
5G+4G 协同发展
5G+AICDE 融合创新
5G+生态 生态共建
5G+行业应用 应用延展
WHY
环境
经济从高速增长向高质量发展加速转变
信息通信技术从助力经济发展的基础动力向引领经济发展的核心引擎加速转变
基础电信业务从规模经营向基于规模的价值经营加速转变
信息通信市场从“要素”竞争向“要素+能力”竞争加速转变
如何实现核心战略
5G+4G 网络是基础
5G+4G的意义
在业务能力本质相同时，新一代系统将迅速取代前者;
而在业务能力有质的差异时，两代系统将长期共存
充分发挥新一代的技术优势，合理利用上一代的已有投资，能够在保证业务能力和用户感知的基础上实现网络投资与价值最大化。
上一代的商用时间更久、覆盖范围更广、成熟度更高
新一代的技术优势更明显，能够提供更高的速率、更丰富的应用
5G是一种通用目的技术。通用目的技术具有多项特征，其中最显著的两大特征就是与其他技术之间的强烈互补性和应用领域的广泛性，因此5G既可以与其他前沿技术交叉融合创新，又可以应用到各行各业实现生态创新。
网络能力协同
覆盖能力协同 场景+业务需求
在垂直行业、高流量、高业务需求区域部署5G网络
一般业务需求利用现有4G网络覆盖
5G上行覆盖受限区域考虑使用4G网络补充5G上行覆盖
业务能力协同 匹配承载能力
5G可优先承载高速率要求的数据类业务
5G初期语音均需要通过4G VoLTE承载
网络资源协同
频谱资源协同
4G和5G之间频谱共享
划定共享区间和5G独享优化区间
网络演进协同
提升覆盖能力
借助4G网络进行传输的SUL（附加上层链路）、NSA技术
网络架构与5G融合
4G基站可接入5G核心网，为4G用户提供部分5G业务能力
5G+AICDE
AI
WHY：人工智能的核心问题包括构建与人类相似甚至超越人类的推理、知识、规划、学习、交流、感知、移动和操作物体的能力等
WHAT：机器人、图像识别、智能语音、语言处理和理解、规划与决策
应用方向
互联网智能化：丰富的互联网数据是其发展的能源，成型的人工智能应用并未出现
商业智能化：非互联网公司借助商业理由积攒数据，并使用人工智能技术在商业流程中产生价值
智能营销
智能投顾
交互入口的智能化：摄像头、智能音箱等实体世界智能化
人脸、车牌识别
机器同声翻译
SiRi、智能音箱
全面智能化：
机器人
自动驾驶
列举三大应用
自动驾驶：大规模数据采集的传感器数量将引发网络连接数需求激增
技术要求
感知能力
决策能力
芯片
成本高
激光雷达、芯片等软硬件设施成本都很高
单车环境下冗余性
当前方案：5G网络中的V2X技术：
车车协同
车路协同
车网协同
连接要求：高频度、低时延、高可靠、安全
VR、AR：海量数据交互、处理等将引发网络带宽需求的激增
典型应用
3D环境理解： 计算机视觉技术
3D交互理解
多样化交互体验：手势和语音
大带宽需求
码率将远超现有的4K/8K
包含大量的图像数据、语音数据以及基于不同角色和视角的计算数据传输交互
机器人
架构：云端大脑+单机感知、执行机构的架构—— 单机无法承载巨大的运算，因此大部分运算需上云
IoT
定义：中国2010年《政府工作报告》中定义——物联网是通过传感设备，按照约定的协议，把各类物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网络
技术分类
短距离通信技术：蓝牙、ZigBee、Wi–Fi
广域通信技术
2G、3G、4G等传统蜂窝通信技术
应用： 智能抄表、环境监测、电动车防盗、停车
缺陷：主要面向人与人的通信场景进行设计，并未针对“物与物”和“人与物”的通信场景进行专门优化，无法有效承载海量的物联网连
LPWAN（低功耗广域网）
工作于非授权频段：LoRa（远距离无线电）
工作于授权频段：窄带物联网、eMTC（增强的机器类通信）
窄带物联网：
广深覆盖：地下室、地下管网
大连接：单小区单载波可支持5~10万个物联网连接
低功耗：特定业务模型下其低功耗特点可使电池续航时间达10年
应用
智慧城市
智能制造
智能追踪
日常生活：资产的定位追踪需求
零售、餐饮、物流、医疗等行业领域
智能家居
存在的困难
碎片化→难规模→成本高
专业化：行业语言和IT语言不通
多样化：多定制
可靠性： 不达到SLA会带来严重后果
安全性
复杂性：生产环境复杂：防爆、防水、抗震……+利旧要求
协同性：泛在带来的协同问题
5G模组设计
总体思想：芯片-模组-终端三段式
模组类型：
基本型：实时超高清视频监控、联网无人机、联网汽车、ACPC（全互联个人电脑）、8K超高清在线视频和工业路由器
智能型：基本型+高性能的处理器
全能型：一体式的5G模块提供内置天线模块
Cloud
5G是云化的
NFV的逻辑架构
用于整体编排、控制管理的MANO（虚拟网元管理编排组件），网元赖以部署的NFVI（虚拟网元基础设施），VNF和OSS/BSS（运营支持系统/业务支持系统）
云原生
概念：大数据公司Pivotal的马特·西内于2013年首次提出，是技术体系和方法论；
目的：迅速部署新业务
主要内容：持续交付、微服务、敏捷基础设施和12要素
应用
个人用户：本地存储和运算云化，手机终端将成为云的入口
企业客户：通过业务上云实现业务敏捷和成本节约
计算的集中和边缘：不是0和关系，而是分工协同关系：云端负责大数据分析决策，边缘侧负责执行
场景：
5G局域网：我们知道可以采用SD–WAN（软件定义广域网）或者专线的方式实现部分场景的隔离，但对于用户不在确定位置访问云的情况，5G给出了5G局域网的方案，即通过5G核心网用户签约与云租户进行映射，让用户不论在哪里访问都能进入确定的SD–WAN或专线隧道，从而访问确定的云租户（专有云）。
切片服务于行业
Data
定义：需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率、多样化的信息资产
Volume海量的数据规模——eMBB对标
Velocity快速的数据流转——uRLLC
Variety多样的数据类型——mMTC
Value价值密度低——“产业联合创新”
数据源
电商大数据：企业收集的用户购物数据，挖掘用户行为特征，找到用户的个性化需求，预测用户可能喜欢的商品，再将预测结果数据推送给用户，从而刺激用户产生新的购买行为。
社交及生活大数据：各行业可以了解用户的思维、生活习惯及其对社会的认知，这些数据能够进一步及时反映经济社会动态与情绪，预警重大、突发和敏感事件，协助提高社会公共服务的应对能力，对维护国家安全和社会稳定具有重大意义
互联网信息聚合大数据：利用大数据技术对网民搜索内容、习惯、爱好、行为、关键词等进行深入分析，可为社会热点事件（如流行疾病暴发、群体异常行为等）跟踪、社会舆情感知、公共政策制定等提供依据
金融大数据：使用大数据技术针对海量金融交易数据做深度的分析挖掘，打造自己的量化交易系统，以期能在变幻莫测的市场风云中更早一步识别潜在的风险和机会。
通信大数据：长期累积下来的海量数据被发现可以用于其他业务方向，例如可用于增强电信运营商本身的商业模式，或者让其他行业或企业的商业模式更具竞争力。
电力大数据：获取更多有关我们如何用电、怎样用电的信息，优化电的生产、分配以及消
交通大数据：车辆在自动行驶的过程中会通过大量的摄像头和传感器收集到海量的数据，同时需要与交通设施和其他交通参与者进行交互
医疗大数据：远程监测类、远程会诊和指导类医疗场景产生大量的医疗数据。如何高效收集、处理、存储、交换和挖掘海量的医疗与健康相关的大数据，从而为医护人员的及时和正确诊断、个人健康的监测护理与诊疗建议、医疗相关机构的管理与决策提供大数据分析和系统支持
政府大数据：政府开放数据形成的生态圈将有力推动智慧政府又好又快的发展
农业大数据：依托部署在农业生产现场的各种传感节点（收集环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、农作物图像等信息）和5G通信网络，完成农业大数据采集、传输、存储、处理等全流程各环节的数据管理，结合大数据分析挖掘技术，最终实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析和专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理和智能化决策服务
应用
运营商内部大数据应用
市场类：客户画像分析、客户离网分析、业务价值分析、营销渠道分析、流量发展分析、业务标签分析、业务推荐分析、营销方案分析、资费管理分析等。
网络类：移动互联网质量分析、高流量用户迁移、语音质量分析、网络健康度分析、网络流量自动调优、客户感知溯源分析、网络性能监控、基站规划选址支撑、终端投放支撑等
赋能外部大数据行业应用
智能营销推荐、社会舆情分析、互联网信息搜索、个人征信评估、智能投资顾问、交通事件预警、电力负荷预测、流行疾病预测、企业经营行为监测、农业精准种植
数据安全与隐私保护
面临问题：
个人隐私泄露——位置隐私保护、标识符匿名保护和连接关系匿名保护
大数据预测能力的不当使用
解决：立法
Edge Computing
起源：CDN——分布式计算、边缘计算
部署形式影响：商务模式、资源条件、业务需要、运维需求
部署内容：
业务类型和应用：MEC App、MECPaaS平台、
网元：网关类设备（如5G UPF）、无线设备（如5G CU）、CDN设备
5G+生态 合作是潮流
定义：产业生态就是一定时间和空间范围内，某产业内的企业之间、产业与其外部环境之间通过相互作用、相互影响而形成的相互依存的动态平衡系统。
各阶段生态状态：
1G和2G时代：
环境：移动通信产业生态系统主要聚焦解决通信本身的问题
生态：产业链主体较少，生态结构较为单一，只包含网络设备供应商、电信运营商、用户
3G时代：
环境：移动通信技术开始支持每秒几百千比特至每秒兆比特级的数据速率，该技术能够传送图像、语音、音乐及低质量的视频等多媒体信息
生态：不再只关注移动通信本身问题的解决，还开始关注如何做好数据增值服务及内容服务。传统产业生态开始延展，多媒体服务企业、增值业务提供商等新“物种”出现在整个生态中
4G时代：
环境：网络、终端、新技术
一是相比3G，4G的网络能力有显著提升，下载速率达每秒百兆比特级，该速率能够支持高质量音频、视频和图像的传输。
二是以苹果手机为代表的智能手机成熟并快速普及，至此移动通信的终端不再是一个简单的解决语音交互的电话，而是一部能够解决许多问题的移动电脑。
三是云计算、大数据服务开始兴起，它们使得原本在互联网的应用开始逐渐向移动互联网延展
生态：以百度、阿里巴巴、腾讯为代表的互联网企业成为这个生态中的重要“物种”，它们共同构建起一个以移动消费互联为核心的产业生态。
5G时代：
环境：
一是5G的能力为人与人、人与物、物与物之间的永续互联打下基础，是移动通信技术统一各类接入技术的开端，将开启统一的无线公网逐步取代离散的有线私网的进程；
二是5G是比肩蒸汽机、电力的具有通用目的的技术，其蕴藏着对经济社会发展起到放大、叠加、倍增作用的巨大能量，这些能量将会渗透到人类生活、生产以及社会治理的方方面面。
生态预测：各行各业融合发展的全新生态，将全方位、深层次地创新、变革、颠覆传统社会生产、人民生活和社会治理模式，开启泛在智能的产业互联网新时代。
人类生活：衣、食、住、行、医疗、娱乐等方面的行业
生产领域：工业、农业、服务业
社会治理：政务、治安、环保
要素：价值流、信息流、产品与服务流
5G+行业应用 应用是根本
生活体验
5G+超高清视频直播
5G+VR/AR娱乐
5G+云游戏
5G+智慧出行
5G+智慧养老
5G+智慧教育
生产方式
5G+智能电网
配电差动保护
配电自动化三遥
配电PMU
抄表
5G+智慧工业控制
实时工业控制
设备和环境检测管理
物料供应管理
深度媒体交互：需要人员参与远程操作
5G+智慧港口
港口装卸环节——远程控制
港口装卸环节——智能理货
运输环节——港口无人运输系统
安防监控环节——无人机巡检
船舶进出港
5G+智慧航运
海事监管执法
航道管理与维护
通航监管
航运信息服务
社会治理
5G+无人机安防
5G+政务服务
5G架构及技术基础
5G业务
核心网
信息技术化
云计算基础设施的发展方向
功能软件化
NFV将硬件与网元功能彻底解耦，网元功能以软件的形式存在
计算和数据分离
互联网化
基于服务的架构、新的基于HTTP 2.0的核心网协议体系
网元间固定连接的“刚性网络”发展为可动态调整的“柔性网络”
极简化
极简的架构及功能设计，从而尽可能地提升数据转发性能、网络控制的灵活性
服务化
网络切片
边缘计算
低时延大连接
SBA（服务化架构）
服务化架构将复杂的“单体网元”解耦成模块化的“服务”，从而实现独立升级、灰度发布，进而大大提升网络敏捷性。
三原则
“自包含、可重用、独立生命周期管理”
服务化接口协议体系
传输层
TCP（传输控制协议）
应用层
HTTP 2.0
API设计方式
RESTful（表征状态转移）
IDL
OpenAPI 3.0（开放应用编程接口3.0）
序列化协议
JSON（JavaScript[插图]对象标记）
传送网
智慧运维
SDN
SDN实现了网络设备的转控分离
架构
纵向
切片分组层（SPL）
统计复用
L2 VPN、L3 VPN、CBR（固定比特速率）透传等多种业务
切片通道层（SCL）
时分复用
性能检测和故障恢复能力
切片传送层（STL）
大带宽传送能力
横向
时钟/时间同步功能模块
超高精度时间基准源
SDN控制功能模块
可管控网络节点规模达到数十万量级
切片
SPN（切片分组网）
基于SR–TP（源路由传送子集）、切片以太网和波分的新一代端到端分层交换网络
重要特征
资源隔离
切片服务于特定的应用场景，不同切片之间相互隔离，互不影响
功能定制
网络能力可定制
网络性能可定制
接入方式可定制
服务范围/部署策略可定制
质量保障
SLA
接入网
灵活组网
CU-DU（集中单元–分布单元）分离架构
分工
CU（集中单元）负责时性较低的高层协议栈功能
RRC（无线资源控制）
PDCP（分组数据汇聚协议）
DU（分布单元）负责实时性较强的低层协议栈功能
RLC（无线链路层控制）
MAC（数据链路层）
PHY（物理层）
RF（无线射频）
部署
CU、DU合设
功能上类似于传统的BBU
一般只能采用同厂商的设备
CU、DU分离
CU和DU可能采用不同厂商的设备
CU必须采用标准规定的接口
一般建议CU可使用通用服务器架构
灵活帧结构
统一的空口设计
不同频段（中低频和毫米波）
不同场景（eMBB和uRLLC）
不同双工方式（TDD和FDD）
多种参数
上下行配比
子载波带宽
6GHz以下的中低频段系统中，可选用15KHz、30KHz、60KHz
在毫米波系统中，可选用60KHz、120KHz的子载波带宽
原-4G采用的是固定15KHz[插图]的子载波带宽
系统带宽等
6GHz以下的中低频段系统中，5G最大系统带宽为100MHz
毫米波频段中，5G最大系统带宽为400MHz
原-4G单载波最大带宽为20MHz
帧结构
4G采用的是静态帧结构
5G中采用的是可配置的静态或半静态帧结构
子帧长度
5G引入了更短的子帧设计，长度最短可以缩减到LTE的1/7
频段
SA组网
NSA组网
天线
初始接入信道赋形
MIMO
参考信号的全新设计
终端
技术场景
eMBB（增强移动宽带）
流媒体
直播
4G的上行为6~8Mbps
eMBB上行用户体验速度可以达到50Mbps以上
3D
会话
传输
消息
交互
网络游戏
AR
云桌面
mMTC（物联网服务）
采集
5G每平方公里可以支持100万的连接数
支持丰富的物联网终端类型
5G在协议设计上简化连接模型，降低物联网终端的功耗
控制
uRLLC（超高可靠超低时延通信）
无人驾驶、工业机器人
uRLLC场景下端到端时延约1~10毫秒