以前对于5G的了解并非很深，在学习的过程当中有不少优秀的资料，因此本身总结出来，方便往后查看web
当下通信技术主要分为两种类型：有线通讯和无线通讯。有线通讯使用有线介质进行传导，例如铜线，光纤等。在有线介质进行数据传输能够达到很高的速率，目前单光纤最高实验速率可达26Tbps。但移动通讯的瓶颈在于无线通讯部分。目前主流移动通讯使用的标准为LTE,理论速度为150Mbps，远低于有线传输速率。网络
#5G NR通讯基本原理
引入基础理论公式c=λν（光速=波长频率），光纤中使用的光波频率介于1014-1020Hz，无线电波频率介于106-1010Hz，以及如今逐渐发展的光波通信。
名称 符号 频率（Hz） 波段 波长（米） 用途
极低频 ELF 3-30 极长波 100兆-10兆
超低频 SLF 30-300 超长波 10兆-1兆
特低频 ULF 300-3K 特长波 1兆-10万
甚低频 VLF 3K-30K 甚长波 10万-1万 潜艇通讯，远距离，超远距离通讯
低频 LF 30K-300K 长波 1万-1千 越洋通讯 ，中距离通讯 ，地下岩层通讯 ，远距离导航
中频 MF 300K-3M 中波 1千-1百 船用通讯 ，业余无线电通讯 ，移动通讯，中距离导航
高频 HF 3M-30M 短波 1百-10 远距离短波通讯，国际定点通讯，移动通讯
甚高频 VHF 30M-300M 超短波 10-1 电离层散射，流星余迹通讯，人造电离层通讯，对空间飞行体通讯，移动通讯
特高频 UHF 300M-3G 分米波、微波 1-1分 小容量微波中继通讯，对流层散射通讯，中容量微波通讯，移动通讯
超高频 SHF 3G-30G 厘米波 1分-1厘 大容量微波中继通讯，移动通讯，卫星通讯，国际海事卫星通讯
极高频 EHF 30G-300G 毫米波 1厘-1毫 再入大气层时的通讯，波导通讯
至高频 THF 300G-3T 丝米波 1毫-1丝
表1-不一样频率电波及其用途
目前咱们使用的移动通讯的波段范围属于中频-超高频。
1G：主要有：AMPS、NMT、TACS等通信制式。
2G：主要有：GSM、TDMA、CDMA、PDC与iDEN等通信制式。
3G：主要有：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX等通信制式。
4G：主要有：LTE、TD-LTE、FDD-LTE通信制式。
5G：主要有：混合D2D(TDD和FDD)通信制式。
目前主流使用的LTE技术就属于特高频和超高频。随着通讯技术的发展，使用的无线电波频率愈来愈高，所能承载的传输速率就更高，能够总结为如下的关系
更高的频率=更高的承载速率=更高的数据承载量
5G目前主要两种频率范围（并不是组网所提到的NSA/SA）。
根据3GPP指定的5G NR支持频段列表，可知最高可达100GHz
5G NR
Frequency Name Frequency Range Bandwidth
FR1 450MHz-6GHz Maximum 100Mhz
FR2 24.25GHz-52.6GHz Maximum 400MHz
根据前面提到的公式计算：
因此5G NR在媒体中提到的重要技术特征“毫米波”就是这样得出来的。架构
#高频率电波对基站建设的影响
为什么毫米波数据承载能力如此高的状况下在以往1-4G通讯中不使用？主要缘由是基于成本因素。
根据物理原理咱们能够知道电磁波的特色：频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，绕射能力下降，衰减越大。典型的损耗有如下几种：自由空间路径损耗、绕射损耗、穿透损耗、雨衰损耗。5G NR使用高频段传输的最大弊端就是传输距离与覆盖能力的大幅度下降，在实现同等面积信号覆盖的状况下，5G NR的基站数量将远超4G基站数量。换而言之，基站的建设成本将大幅度上升。而传统低频率通讯的波长更长，传输距离长，能够实现高功率大范围覆盖，减小基站建设数量。因此基于5G NR的频率特色，将来建设的基站将趋于小体积化，功率小，数量多。svg
#5G NR毫米波的优势——波束赋形原理
若是一对天线长度等于半个波长，此时的天线呈现为谐振状态，其特性阻抗最小且为纯阻，无电抗，损耗最小故辐射最大。所以电磁波的波长越短，所须要的单个天线单元体积越小，能够在同等面积的平板定向天线上构建更多的振子单元。
一个天线的时候，电磁波的辐射方向是360度传播的，可是一个天线阵列能够实现电磁波单方向传播。天线个数越多，电磁波传播方向越集中两个或更多的天线以受控的延迟或相位偏移来发射信号，从而创造出定向的建设性干涉波瓣。
在FDD系统中，用户终端经过预编码矩阵指标（PMI）的形式进行反馈；可是在TD-LTE系统中，因为信道互易的特性取消了这一要求。在TD-LTE系统中，用户终端会向基站发送信道报告信号，基站检查相同极化天线之间的相对相位差，从而达到预估用户终端的到达方向（DoA）。尽管估计是在上行链路中执行的，基站仍可利用信道互易性，根据对上行链路的估计在下行链路中执行发送任务。根据DoA，RRU会动态调成天线阵列中每一个组件的“天线权重”（相对幅度和相位），将波束引向所指望的用户，或者将零信号引导至不须要干涉所在的方向。这是在LTE中的波束赋形基本工做原理
（图片源自elecfans）性能
在5G NR系统中，在LTE的比例公平（PF）的调度程序上进行了优化。5G NR基于CSI-RS的波束报告系统进行调度，倘若使用PF进行分配将没法达到足够的交互速度，于是引入了Beam优化机制（在此不进行更深刻的讨论）。
5G NR将带来更大接入量的MIMO（多输入多输出）网络，可是在MIMO网络中，蜂窝基站经过比一般在基站上使用的更多的天线并行发送和接收射频信号，提升基站的数据吞吐量可是这些信号也会相互干扰。波束成形是一种高效的信号处理技术，可以使基站将目标数据波束发送给用户，从而减小干扰并更有效地利用射频频谱。学习
#5G NR的CU-DU 分离
CU的全称是Centralized Unit，顾名思义就是集中单元；DU的全称是Distributed Unit。在4G LTE接入部分结构为：核心网——BBU——RRU——天馈，基站经过BBU直接连到核心网。在5G NR中RRU与天馈合并为AAU，BBU拆分为DU和CU，每一个基站一套DU，多个站点公共一个CU进行集中式管理。早在2G、3G时代，无线接入架构与5G NR是类似的，多个基站使用同一个BSC/RNC控制器进行管理。可是4G网络架构与2G和3G相比是一个剧变，带来了低时延和部署灵活性，可是问题也是显而易见的，主要出如今基站间信息交互的低效性。BBU直连核心网的状况下，每一个基站都要独立的和周围基站进行交换信息，构成一对多的组网交互结构，在基站数多的状况下，链接数将呈现指数级增加，致使了基站之间干扰难以协同从而网络拥堵甚至瘫痪。2G和3G网络则不一样，由于有了控制器这个全知全能的中心节点存在，全部基站的信息一目了然，统筹管理全局资源也就更容易一些。
所以，在5G NR时代，核心网的各项功能都进行了从新架构：把原有BBU的物理层处理下放到RRU，而且将RRU与天馈系统结合成为一体化的AAU，将原有的BBU拆分为CU和DU，CU融合部分核心网功能，成为管理节点。CU和DU的划分是基于不一样协议层的实时性要求进行的。把原来BBU中物理底层下放到AAU处理，实时性要求高的物理层二中的媒体接入控制子层MAC和无线链路控制子层RLC放在DU中处理，实时性不高的分组数据汇聚PDCP（Packet Data Convergence Protocol）和RRC层（Radio Resource Control）放到CU中处理。优化
5G NR Core
CU（Station1&2&3&4）
DU DU DU DU
AAU AAU AAU AAU
Station1 Station2 Station3 Station4
5G NR无线网络架构编码
##CU和DU分离带来的好处有如下几个：
###一、 实现基站资源的共享
因为每一个基站的闲忙时间不同，按照通常作法是给每一个基站都配置为最大容量，可是不少时候并不能达到。以人口迁移规模较大的实例学校来看，教学楼在白天的业务接入量很高，到了晚上基本空闲，学生宿舍则是晚上为高业务接入量。可是若是这两个地方都按照最大容量设计，一定会形成资源的浪费，由于业务接入总和是基本不变的。若是教学楼和宿舍的基站进行统一化管理，DU集中部署，CU统一调度，能够节省通常的基带资源，更况且一个较大的园区还不止一个基站。
CU和DU的部署方式与4G C-RAN较为类似，可是C-RAN对于光纤资源的要求太高而致使的成本太高而难以实现。在5G NR中也同样如此，可是CU与DU毕竟仍是处于同一基站中部署，也是能够实现必定程度的资源通用共享，也是另外一种实现C-RAN的方法，在短时间内并不会很是清晰的对于CU和DU的部署进行划分。在建设初期二者主要仍是以逻辑分离为主，但还是存在于一体的。可是对于5G NR将来，CU和DU必然是合设与分离这两种架构共存的。设计
###二、 可以较好地知足不一样场景的接入需求
5G NR将毫米波引入了应用实际，因为频段的特性，站点的数量将会呈指数增加，与低频站点组成高低频混合的网络环境，若是要在这种环境下使得性能最大化，就必需要有高性能的中心控制节点进行二者的协同管理。CU能够胜任此角色，可是在拆分带来诸多优势的同时，缺点也是显而易见的。最明显的缺点是时延的增长，对于三大主要业务场景：加强型移动宽带eMBB，大链接物联网mMTC和超高可靠超低时延通讯uRLLC影响各自不一样。eMBB对延时要求并不高，只要数据速率足够，延时并不须要在乎；mMTC对于时延的要求更低，只须要能通讯上就好了；可是对于uRLLC的影响是巨大的，对于部分关键业务是不容许存在的。
因此能够根据具体的状况对于不一样业务需求进行拆分建设，eMBB和mMTC能够CU/DU分开部署，提升利用率，可是对于uRLLC则须要CU/DU合并建设。
今年是5G商用首要支持的是eMBB业务，国际上目前采用3.5GHz的居多，由于这个频段的业务覆盖力与4G至关，因此很大程度上在初期是4G和5G共用机房与基站，由于这是成本最低的作法。只须要对原有机房内部的供电等配套设备进行升级改造，放入CU/DU一体化5G基站安装到机架，便可快速开通5G。可是CU和DU分离的话须要建设专用的数据中心，成本太高。因此在初期CU/DU只是逻辑上划分，实际上二者仍是一体化设备。xml