5G三大场景：eMBB、mMTC、uRLLC

1G,2G,3G,4G,5G有什么区别？5G的优势在哪？有什么应用？

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从1G到4G，移动通信的核心是人与人之间的通信，个人的通信是移动通信的核心业务。

5G网络规划面临的挑战

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5G三大场景：eMBB、mMTC、uRLLC

5G三大场景：eMBB、mMTC、uRLLC – 射频技术研习社 - EEWORLD电子工程世界

5G三大场景：eMBB、mMTC、uRLLC

随着无线通信技术的高速发展, 用户无线应用越来越丰富, 带动了无线数据业务迅速增长， 不同的应用场景对5G网络提出了不同的要求。

2015年6月ITU定义的5G未来移动应用包括以下三大领域：

1、增强型移动宽带 (eMBB)：Enhanced Mobile Broadband   人的通信是移动通信需要优先满足的基础需求。网络直播、视频回传和移动医疗等业务对传输速率提出了更高的要求

2、海量物联网通信 (Massive Machine Type Communication, mMTC）：针对万物互联的垂直行业，智能家居、环境监测、智能农业和智能抄表

3、超高可靠性与超低时延业务（Ultra Reliable & Low Latency Communication，URLLC））：针对特殊垂直行业，例如车联网、智能电网和工业控制等需要高可靠性 + 低时延的业务需求。

URLLC 典型应用包括工业控制、无人驾驶、智能驾驶控制等。这类场景聚焦对时延极其敏感的业务，高可靠性也是其基本要求。

网络架构为满足URLLC业务端到端1 ms的时延（比如：自动驾驶），必须将核心网元、业务服务器下移，直接部署在接入侧，完全摒弃传输链路，将原有的多跳传输简化为一跳。

网络架构里必将引入网络切片、MEC（Mobile/Multi-Access Edge Computing，移动/多接入边缘计算）、控制面和用户面分离及用户面网关UPF（User PlaneFunction，用户面功能）下沉等技术。

网络切片

网络切片是一个提供特定网络能力与网络特性的的逻辑网络，网络切片包含核心网与接入网切片，范围涵盖切片架构、切片选择、切片漫游等。切片最重要的特性是按需定制网络，并实现端到端隔离性，使得网络资源利用率最大化。

 MEC技术使得传统无线接入网具备了业务本地化、近距离部署的条件，同时，业务面下沉即本地化部署可有效降低网络负荷以及对网络回传带宽的需求，实现缩减网络运营成本的目的。

除此之外，业务应用的本地化部署使得业务应用更靠近无线网络及用户本身，更易于实现对网络上下文信息（位置、网络负荷、无线资源利用率等）的感知和利用，从而可以有效提升用户的业务体验。

更进一步，运营商可以通过MEC平台将无线网络能力开放给第三方业务应用以及软件开发商，为创新型业务的研发部署提供平台。

对于URLLC业务，通过在无线接入侧部署通用服务器，将原本的多跳通信控制在一跳以内，使得端到端1 ms的时延成为可能。

随着无线通信技术的高速发展, 用户无线应用越来越丰富, 带动了无线数据业务迅速增长。在未来的发展中, 移动通信将不仅仅满足人们日常通信的需求, 更多的将为国民经济发展服务, 这些需求为5G提供了广阔的前景。

ITU为5G定义了增强移动宽带(Enhance Mobile Broadband, e MBB) 、海量物联网通信 (Massive Machine Type Communication, mMTC）、超高可靠性与超低时延业务（Ultra Reliable & Low Latency Communication，URLLC））三大应用场景。下面将详细介绍这三大场景的应用及部署方案。

增强移动宽带 (Enhance Mobile Broadband, e MBB)

应用及要求标准eMBB 典型应用包括超高清视频、虚拟现实、增强现实等。这类场景首先对带宽要求极高，关键的性能指标包括100 Mbit/s 用户体验速率（热点场景可达1 Gbit/s）、数十Gbit/s 峰值速率、每平方公里数十Tbit/s 的流量密度、每小时500 km 以上的移动性等；其次，涉及到交互类操作的应用还对时延敏感，例如虚拟现实沉浸体验对时延要求在十毫秒量级。

3GPP 的技术文档TR22.891 和TR38.913 对具体的业务指标进行了相关的描述：①对于慢速移动用户，用户的体验速率要达到1Gbit/s 量级；②对于高速移动或者信噪比比较恶劣的场景，用户的体验速率至少要达到100 Mbit/s；③业务密度最高可达Tbit/s/ km2 量级；④对于高速移动用户，最高需要支持500 km/h 的移动速率；⑤用户平面的延时需要控制在4 ms。

网络部署方案（1）网络性能要求

根据5G 业务目标定义和应用场景，3GPP 对5G 网络关键性能指标（Key Performance Indicators，KPI）进行了定义，并给出了明确的要求，该KPI 指标为网络规划确定了目标。

（2）终端支持情况

国际移动通信标准化组织3GPP 首先确定了5G eMBB(Enhance Mobile Broadband，增强移动宽带) 场景的信道编码技术方案，其中，Polar 码作为控制信道的编码方案；LDPC 码作为数据信道的编码方案。因此，支持eMBB 应用的终端也成为5G 初期的主要终端产品形态。

（3）频率部署方案

eMBB 场景要满足流量增长和速率增长的发展需求，需要能提供超高速率，需要新增的频谱才能满足要求，为了兼顾覆盖和容量需求，需要在中低频段有所收获，尤其是6 GHz 以上较宽的连续频段。主要来自毫米波频段，希望可以获得1 GHz 以上的频段，在厘米波频段，希望可以获得几百MHz 频段。因此，eMBB 场景的频段需要兼顾覆盖和容量，以及回传方案的可行性，需要在中低频段有所配置。由于需要更多频谱提供容量，LAA、LSA 等方式都可以作为专有频率的补充。

（4）网络部署方案

eMBB 应用可以作为5G 网络建设初期试点应用，作为运营商探索和验证5G 网络各项关键技术的切入点，在网络部署时，需要考虑与4G 网络的融合，可采取4G网络逐步演进的部署方案，分步骤分阶段完成网络建设工作。4G 网络将于5G 网络长期共存，特别是在5G 网络建设初期，需要实现5G 无线技术和LTE 技术互操作。在该阶段，控制面信息通过4G 站点传输，5G 站点主要提供用户面的容量提升。eMBB 业务的接入由4G 网络和5G 网络共同承担。在网络架构选择方面，采用NGFI 或者C-RAN 等架构方式，实现BBU 资源池，满足基站回传资源大幅度提升的要求。

eMBB网络架构图

海量物联网通信 (Massive Machine Type Communication, mMTC）

应用及要求标准mMTC 典型应用包括智慧城市、智能家居等。这类应用对连接密度要求较高，同时呈现行业多样性和差异化。智慧城市中的抄表应用要求终端低成本低功耗，网络支持海量连接的小数据包；视频监控不仅部署密度高，还要求终端和网络支持高速率；智能家居业务对时延要求相对不敏感，但终端可能需要适应高温、低温、震动、高速旋转等不同家具电器工作环境的变化。在3GPP 技术文档TR22.891 中，对于传感器类的MTC 要求1 百万连接数/ 平方公里。

网络部署方案为了有效的促进大规模以较低的数据传输率零星的传输小数据包的传感器节点的应用，考虑采用新的物理层的接入方式。由于在ＭＭＴＣ中，需要使用大量低成本的电池能量受限的传感器，因此，传感器网络的研究中一个重要的非常有意义的研究问题即如何能够有效的降低通信开销，提高能量效率，延长传感器的使用寿命。由于在ＭＭＴＣ中，主要涉及的通信场景大部分为上行链路传输，因此，在本课题的研宄工作中，我们建立了一个星型拓扑结构的传感器网络，为具有Ｋ个接入用户和一个基站的上行链路通信场景。其中，用户为普通的传感器节点，仅负责将测量到的数据传送到中心节点，中心节点再进行进一步的分析处理，根据检测算法求解得到用户数据和用户活动信息。

mMTC星型拓扑结构

超高可靠性与超低时延业务（Ultra Reliable & Low Latency Communication，URLLC）

应用及要求标准URLLC 典型应用包括工业控制、无人机控制、智能驾驶控制等。这类场景聚焦对时延极其敏感的业务，高可靠性也是其基本要求。自动驾驶实时监测等要求毫秒级的时延，汽车生产、工业机器设备加工制造时延要求为十毫秒级，可用性要求接近100%。在3GPP 技术文档TR22.891 对具体的业务指标进行了相关的描述：①低时延小于1 ms；②超可靠至少低于误包率<10-4；③对于高速移动场景如无人机控制，需要保证在飞行速度为300 km/h 时能提供上行20 Mbit/s 的传输速率。

网络架构为满足URLLC业务端到端1 ms的时延（比如：自动驾驶），必须将核心网元、业务服务器下移，直接部署在接入侧，完全摒弃传输链路，将原有的多跳传输简化为一跳。网络架构里必将引入网络切片、MEC（Mobile/Multi-Access Edge Computing，移动/多接入边缘计算）、控制面和用户面分离及用户面网关UPF（User PlaneFunction，用户面功能）下沉等技术。

uRLLC网络架构

（1）网络切片

根据SA2对于网络切片的定义，网络切片是一个提供特定网络能力与网络特性的的逻辑网络，网络切片包含核心网与接入网切片，范围涵盖切片架构、切片选择、切片漫游等。切片最重要的特性是按需定制网络，并实现端到端隔离性，使得网络资源利用率最大化。

（2）MEC

MEC技术使得传统无线接入网具备了业务本地化、近距离部署的条件，无线接入网从而具备了低时延、高带宽的传输能力，有效缓解了未来移动网络对于传输带宽及时延的要求。同时，业务面下沉即本地化部署可有效降低网络负荷以及对网络回传带宽的需求，实现缩减网络运营成本的目的。除此之外，业务应用的本地化部署使得业务应用更靠近无线网络及用户本身，更易于实现对网络上下文信息（位置、网络负荷、无线资源利用率等）的感知和利用，从而可以有效提升用户的业务体验。更进一步，运营商可以通过MEC平台将无线网络能力开放给第三方业务应用以及软件开发商，为创新型业务的研发部署提供平台。

MEC对于5G网络架构的影响主要体现在用户面，包括业务的分流、连续性保障、UPF的选择和重选，此外对能力开放、QoS和计费等也有影响。对于URLLC业务，通过在无线接入侧部署通用服务器，将原本的多跳通信控制在一跳以内，使得端到端1 ms的时延成为可能。

（3）控制与承载分离

控制转发分离实现移动网络控制功能与转发功能的完全分离，构建高效聚合的控制面和灵活部署的分布式转发面。控制面集中，减少北向接口，增强南向接口可扩展性；承载面可分布式灵活部署，提供转发效率。靠近网络边缘部署，实现本地流量分流，支持端到端毫秒级时延，靠近网络中心部署，支持广域移动性。2G/3G时期是四层转发，4G减为三层，5G迫于低时延的要求进一步压缩到两层转发。通过控制与承载分离，可进一步实现用户面转发的扁平化，减少数据转发时延，提升网络转发性能。对于URLLC业务，将转发面进一步下沉到基站侧，由通用的两层变一层转发，进一步降低时延。

控制与承载分离

一、3GPP愿景

2015年6月ITU定义的5G未来移动应用包括以下三大领域：

1、增强型移动宽带 (eMBB)：人的通信是移动通信需要优先满足的基础需求。未来eMBB将通过更高的带宽和更短的时延继续提升人类的视觉体验；

2、大规模机器类通信(mMTC)：针对万物互联的垂直行业，（IOT）物联网产业发展迅速，未来将出现大量的移动通信传感器网络，对接入数量和能效有很高要求；

3、高可靠低时延通信(uRLLC)：针对特殊垂直行业，例如工业自动化、远程医疗、智能电网等需要高可靠性 + 低时延的业务需求。

我们可以看到，不同的应用场景对网络提出了不同的要求。
 https://blog.csdn.net/u011062044/article/details/124896601

5G的应用
5G技术的突出特点

    高速率：5G技术可以提供比4G更高的速率，达到每秒数十Gbps。

    低延迟：5G技术可以提供比4G更低的延迟，在1ms以下。

    大连接数：5G技术可以支持更多的设备连接，满足物联网和工业互联网应用的需求。

    高可靠性：5G技术提供了更高的网络可靠性，可以支持关键应用如自动驾驶和远程手术。

    多模态支持: 5G支持多种不同的传输模式，包括传统的室内覆盖和新型的物理层网络，如无线局域网（WLAN）和窄带物联网（NB-IoT）等。

5G技术在物联网领域的广阔应用前景

主要有以下几点:

（物联网(Internet of Things, IoT)是指通过互联网连接物理世界中的各种物品，使它们能够交换数据和信息。物联网技术通过在物品上安装传感器和智能终端，并在互联网上连接它们，来实现对物品的监测、管理和控制。物联网技术的应用非常广泛，可以用于工业自动化、智能家居、智能交通、健康监测等领域。）

    高速率和低延迟：5G技术可以提供比4G更高的速率和更低的延迟，可以支持高实时性和高可靠性的物联网应用，如自动驾驶和远程手术。

    大连接数：5G技术可以支持更多的设备连接，可以满足物联网中大量设备的连接需求。

    高可靠性：5G技术提供了更高的网络可靠性，可以支持关键应用如工业自动化和智能城市等。

    边缘计算：5G技术支持边缘计算，可以将数据处理和分析推进到网络边缘，降低网络延迟和提高数据安全性。

    多模态支持: 5G支持多种不同的传输模式，包括传统的室内覆盖和新型的物理层网络，如无线局域网（WLAN）和窄带物联网（NB-IoT）等, 使得5G 更适合满足不同类型的物联网应用。

5G在自动驾驶领域的应用

主要包括：

    高速、低延迟的网络连接：5G网络的高速和低延迟特性可以支持自动驾驶车辆之间的高速通信，从而提高驾驶安全性。

    大规模联网：5G网络支持大规模联网，可以支持数十万台车辆同时在线，从而提高路况感知能力。

    高精度定位：5G网络支持高精度定位，可以更精确地定位车辆位置，从而提高导航精度。

    大容量网络：5G网络支持大容量网络，可以传输大量高清视频和高分辨率图像，从而提高视觉传感器的性能。

    更强的安全性，5G网络支持更高的安全性，可以保护自动驾驶车辆的数据安全。

这些优点使得5G网络成为自动驾驶的关键技术之一，5G网络可以支持自动驾驶汽车的安全驾驶，提高交通效率，减少污染和交通堵塞等。
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                            版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
                        
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_45790998/article/details/128776750

　　从1G到4G，移动通信的核心是人与人之间的通信，个人的通信是移动通信的核心业务。但是5G的通信不仅仅是人的通信，而是物联网、工业自动化、无人驾驶被引入，通信从人与人之间通信开始转向人与物的通信，直至机器与机器的通信。

　　第五代移动通信技术（5G）是目前移动通信技术发展的最高峰，也是人类希望不仅改变生活，更要改变社会的重要力量。

　　5G是在4G基础上，对于移动通信提出更高的要求，它不仅在速度而且还在功耗、时延等多个方面有了全新的提升。由此业务也会有巨大提升，互联网的发展也将从移动互联网进入智能互联网时代。

　　5G的三大场景

　　国际标准化组织3GPP定义了5G的三大场景。其中，eMBB指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，mMTC指大规模物联网业务，URLLC指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。

　　通过3GPP的三大场景定义我们可以看出，对于5G，世界通信业的普遍看法是它不仅应具备高速度，还应满足低时延这样更高的要求，尽管高速度依然是它的一个组成部分。从1G到4G，移动通信的核心是人与人之间的通信，个人的通信是移动通信的核心业务。但是5G的通信不仅仅是人的通信，而且是物联网、工业自动化、无人驾驶等业务被引入，通信从人与人之间通信，开始转向人与物的通信，直至机器与机器之间的通信。

　　5G的三大场景显然对通信提出了更高的要求，不仅要解决一直需要解决的速度问题，把更高的速率提供给用户；而且对功耗、时延等提出了更高的要求，一些方面已经完全超出了我们对传统通信的理解，把更多的应用能力整合到5G中。这就对通信技术提出了更高要求。在这三大场景下，5G具有6大基本特点。

3GPP在Release 13定义了三种蜂窝物联网标准：EC-GSM、eMTC（LTE-M，对应Cat-M1）和NB-IoT（Cat-NB1）。

5G的应用
5G技术的突出特点

    高速率：5G技术可以提供比4G更高的速率，达到每秒数十Gbps。

    低延迟：5G技术可以提供比4G更低的延迟，在1ms以下。

    大连接数：5G技术可以支持更多的设备连接，满足物联网和工业互联网应用的需求。

    高可靠性：5G技术提供了更高的网络可靠性，可以支持关键应用如自动驾驶和远程手术。

    多模态支持: 5G支持多种不同的传输模式，包括传统的室内覆盖和新型的物理层网络，如无线局域网（WLAN）和窄带物联网（NB-IoT）等。

5G技术在物联网领域的广阔应用前景

主要有以下几点:

（物联网(Internet of Things, IoT)是指通过互联网连接物理世界中的各种物品，使它们能够交换数据和信息。物联网技术通过在物品上安装传感器和智能终端，并在互联网上连接它们，来实现对物品的监测、管理和控制。物联网技术的应用非常广泛，可以用于工业自动化、智能家居、智能交通、健康监测等领域。）

    高速率和低延迟：5G技术可以提供比4G更高的速率和更低的延迟，可以支持高实时性和高可靠性的物联网应用，如自动驾驶和远程手术。

    大连接数：5G技术可以支持更多的设备连接，可以满足物联网中大量设备的连接需求。

    高可靠性：5G技术提供了更高的网络可靠性，可以支持关键应用如工业自动化和智能城市等。

    边缘计算：5G技术支持边缘计算，可以将数据处理和分析推进到网络边缘，降低网络延迟和提高数据安全性。

    多模态支持: 5G支持多种不同的传输模式，包括传统的室内覆盖和新型的物理层网络，如无线局域网（WLAN）和窄带物联网（NB-IoT）等, 使得5G 更适合满足不同类型的物联网应用。

5G在自动驾驶领域的应用

主要包括：

    高速、低延迟的网络连接：5G网络的高速和低延迟特性可以支持自动驾驶车辆之间的高速通信，从而提高驾驶安全性。

    大规模联网：5G网络支持大规模联网，可以支持数十万台车辆同时在线，从而提高路况感知能力。

    高精度定位：5G网络支持高精度定位，可以更精确地定位车辆位置，从而提高导航精度。

    大容量网络：5G网络支持大容量网络，可以传输大量高清视频和高分辨率图像，从而提高视觉传感器的性能。

    更强的安全性，5G网络支持更高的安全性，可以保护自动驾驶车辆的数据安全。

这些优点使得5G网络成为自动驾驶的关键技术之一，5G网络可以支持自动驾驶汽车的安全驾驶，提高交通效率，减少污染和交通堵塞等。
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