第五章5G移动通信系统关键技术
移动通信5G关键技术分析最新完整版教学课件
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5G发展需求
➢ 新型移动业务层出不穷
Desktop-like experience on the go
Lifelike media everywhere
An intelligent web of connected things
Real-time remote control of machines
相关研究基础
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5G发展需求
➢ 移动互联网和物联网是未来移动通信发展的两大驱动力
−忙碌的一天的人们以各自的方式奔向 那个让 人休憩 被人们 赋予了 太多温 情的地 方—— 家。而 我却朝 着与家 相反的 方向， 也因此 看到了 在两点 一线的 惯常中 不一样 的'画面 ，至今 不肯忘 怀。
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2013
2018
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2018
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2010
2020
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用户数、连接设备数、数据量均持续呈指数式增长。
3G
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CDMA −TD-SCDMA −WCDMA −CDMA-2000 −GPRS Core Network
面向5G无线通信系统的关键技术
面向5G无线通信系统的关键技术5G无线通信系统是第五代移动通信技术，其目标是提供更高的数据传输速率、更低的延迟和更大的连接密度，以满足日益增长的无线通信需求。
为了实现这些目标，5G无线通信系统涉及多种关键技术，本文将对其中一些重要的技术进行介绍。
1. 新的频谱利用技术：5G无线通信系统将利用更高的频率段来提供更大的带宽，以增加数据传输速率。
除了使用现有的频段外，5G还将利用毫米波频段和太赫兹频段进行传输。
这些频段具有更高的传输速率和更大的带宽，但由于信号容易受到阻挡和衰减的影响，需要采用新的波束成形和波束跟踪技术来提高信号的可靠性。
2. 网络切片技术：网络切片是指将无线网络按照不同的需求和服务类型进行划分，为不同的应用提供定制化的网络服务。
5G将引入网络切片技术，将网络资源以及网络功能虚拟化，并根据不同应用场景的需求对其进行划分。
通过网络切片技术，5G可以为不同的应用提供低延迟、高带宽和高可靠性的网络服务。
3. 多入多出(MIMO)技术：MIMO技术是指在发射端和接收端使用多个天线来增加信号的传输速率和可靠性。
5G无线通信系统将进一步发展MIMO技术，通过增加天线的数量和使用更高阶的调制技术，提高数据传输速率和频谱效率。
5G还将引入大规模MIMO技术，通过使用大量的天线来提高信号的传输容量和覆盖范围。
4. 边缘计算技术：边缘计算是指将计算和存储资源部署在离终端设备更近的位置，以降低网络延迟和减少网络负载。
5G无线通信系统将引入边缘计算技术，通过在基站和终端设备之间部署边缘服务器，将一部分计算和存储任务从云端移到边缘，提高数据处理速度和用户体验。
5. 车联网技术：5G无线通信系统将为车联网提供更好的支持。
通过将车辆和基础设施连接到5G网络，可以实现车辆之间、车辆和道路基础设施之间的实时通信。
这将有助于提高车辆的安全性、交通效率和驾驶体验。
6. 虚拟化和软件定义网络技术：5G无线通信系统将采用虚拟化和软件定义网络(SDN)技术，将网络功能从硬件设备中解耦出来，并以软件的方式进行管理和配置。
5G移动通信的关键技术
5G移动通信的关键技术在当今数字化快速发展的时代，5G 移动通信技术的出现犹如一场通信领域的革命，给我们的生活带来了前所未有的改变。
从超高清视频的流畅播放，到智能工厂中设备的精准控制，再到远程医疗手术的成功实施，5G 技术的身影无处不在。
而这一切的实现，离不开一系列关键技术的支撑。
首先，毫米波技术是 5G 移动通信的重要基石之一。
相比于传统的移动通信频段，毫米波频段拥有更丰富的频谱资源。
这意味着可以实现更高的数据传输速率，满足人们对于高速网络的迫切需求。
然而，毫米波也存在着一些挑战，比如信号传播损耗大、易受障碍物阻挡等。
为了解决这些问题，通信工程师们采用了波束成形技术，通过调整天线阵列的辐射方向，将信号能量集中在特定的方向上，从而增强信号的覆盖范围和传输质量。
大规模多输入多输出（MIMO）技术也是 5G 中的关键一环。
在 5G 基站中，大量的天线被部署，通过同时发送和接收多个数据流，大大提高了频谱效率和系统容量。
想象一下，就好像在一条道路上，原本只有一条车道，现在一下子增加了好多条车道，车辆（数据）的通行效率自然大幅提升。
而且，MIMO 技术还能有效地抵抗信号衰落，提高通信的可靠性。
除了上述两种技术，超密集组网（UDN）也是 5G 实现广泛覆盖和高容量的重要手段。
通过在较小的地理区域内部署大量的微小基站，可以弥补宏基站覆盖的不足，提供更均匀、更优质的信号覆盖。
微小基站的部署密度越高，网络容量就越大，用户体验也就越好。
但这也带来了一些问题，比如基站之间的干扰协调、切换管理等，需要先进的算法和技术来解决。
同时，网络切片技术为 5G 满足不同应用场景的需求提供了可能。
不同的行业和应用，对网络的性能、可靠性、安全性等有着不同的要求。
网络切片技术就像是将一个物理网络切割成多个逻辑上独立的虚拟网络，每个网络切片都可以根据特定的需求进行定制化配置，从而为诸如工业互联网、智能交通、智能家居等不同的应用提供专属的服务。
第五代移动通信关键技术
第五代移动通信关键技术随着科技的飞速发展，移动通信技术已经深刻地改变了我们的生活方式。
从最初的简单语音通话到如今的高速数据传输、多媒体应用和智能互联，移动通信技术的每一次升级都带来了巨大的变革。
第五代移动通信技术（5G）作为新一代的通信标准，以其超高的速度、超低的延迟和大规模的连接能力，为人们开启了一个全新的智能时代。
5G 之所以能够实现如此卓越的性能，离不开一系列关键技术的支持。
首先，毫米波技术是 5G 实现高速传输的重要手段之一。
毫米波频段拥有丰富的频谱资源，能够提供更高的带宽，从而大大提高数据传输速率。
然而，毫米波信号在传播过程中容易受到衰减和阻挡，这就需要通过先进的波束成形技术来增强信号的指向性和穿透力。
波束成形技术就像是为信号装上了“瞄准镜”，能够将信号能量集中在特定的方向上，有效地提高了信号的传输距离和稳定性。
大规模多输入多输出（MIMO）技术也是 5G 的核心技术之一。
传统的通信系统中，基站和终端设备通常只有少量的天线，而 5G 采用大规模 MIMO 技术，基站可以配备数十甚至数百根天线。
这些天线可以同时与多个终端进行通信，通过对信号的精确处理和优化，极大地提高了频谱效率和系统容量。
想象一下，就像是在一个繁忙的路口，增加了更多的车道和更智能的交通指挥系统，从而能够让更多的车辆快速、有序地通过。
另外，超密集组网技术对于 5G 网络的覆盖和容量提升也起到了关键作用。
在城市等人口密集区域，通过部署大量的小基站，可以缩短基站与用户之间的距离，减少信号传输的损耗，提高网络的覆盖质量和容量。
小基站就像是城市中的“毛细血管”，将 5G 信号延伸到每一个角落，让用户无论身处何处都能享受到高速稳定的网络连接。
除了上述的物理层技术，网络切片技术则为 5G 满足不同应用场景的需求提供了灵活的解决方案。
网络切片就像是在一张通信网络中划分出多个“虚拟网络”，每个虚拟网络可以根据特定的业务需求（如智能交通、工业自动化、远程医疗等）进行定制化的配置，包括带宽、延迟、可靠性等参数。
5G移动通信关键技术
5G移动通信关键技术5G移动通信关键技术1. 引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2. 5G技术概述2.1 5G定义2.2 5G发展历程2.3 5G应用场景3. 5G核心技术3.1 高频段通信技术3.1.1 毫米波通信技术3.1.2 基于波束赋形的通信技术 3.2 大规模MIMO技术3.2.1 空时信道建模3.2.2 大规模天线阵列设计 3.3 超高可靠低延迟通信技术3.3.1 URLLC概述3.3.2 关键技术要素3.4 网络切片技术3.4.1 网络切片概述3.4.2 实现方法与挑战4. 5G关键技术挑战与解决方案4.1 频谱资源管理4.1.1 频谱共享技术4.1.2 动态频谱分配策略4.2 触发与资源控制4.2.1 Massive IoT设备管理 4.2.2 RAN与核心网协同控制 4.3 安全与隐私保护4.3.1 网络安全挑战4.3.2 数据隐私保护技术5. 5G标准与部署5.1 国际标准组织与标准化工作5.2 5G标准发展进展5.3 5G网络部署方案6. 附件法律名词及注释：1. 5G：第五代移动通信技术，是指下一代移动通信技术标准，提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
2. 毫米波通信技术：利用毫米波频段进行通信传输的技术，可提供更大的频谱资源和更高的传输速率。
3. 基于波束赋形的通信技术：通过控制天线阵列的每个天线的发射和接收信号相位，实现在特定方向传输信号的技术，提高传输效率和覆盖范围。
4. 大规模MIMO技术：利用大规模天线阵列来进行多天线传输和接收的技术，提高频谱效率和网络容量。
5. URLLC：Ultra Reliable Low Latency Communications，一种提供超高可靠性和低延迟通信的技术。
6. 网络切片技术：将网络资源按需划分为多个独立的虚拟网络，以满足不同业务场景的需求。
7. 频谱共享技术：通过优化频谱利用率，实现多个用户间的频谱共享，提高频谱资源的利用效率。
我国5G移动通信的关键技术与发展趋势
我国5G移动通信的关键技术与发展趋势5G移动通信是下一代移动通信技术的代表，具有更高的速度、更低的延迟和更大的容量。
它将为人们带来更快速的数据传输，更高质量的语音通话和更广泛的应用场景。
而我国作为全球最大的移动通信市场，对于5G技术的发展和应用具有重要意义。
本文将探讨我国5G移动通信的关键技术和发展趋势。
一、关键技术1. 高频谱利用技术5G移动通信使用了更高的频段，以实现更高的速度和容量。
高频段的利用带来了传输距离短、穿透能力差等问题。
为了解决这些问题，5G通信采用了波束赋形、大规模天线阵列、全双工技术等技术，提高了高频段的利用效率和传输质量。
2. 全球标准统一技术5G移动通信是全球通用的技术标准，需要全球范围内的合作和统一。
我国积极参与了5G国际标准的制定和推广，推动了全球5G标准的统一。
我们还在国内率先展开了5G试验和商用，为全球5G市场的发展提供了经验和技术支持。
3. 网络切片技术5G通信具备网络切片的能力，即将移动通信网络按需求进行分割和动态配置。
这样可以为不同的应用场景提供不同的网络资源和服务质量，提高了网络的灵活性、效率和安全性。
网络切片技术将成为5G通信的核心技术之一。
4. MIMO技术MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是5G通信的重要技术之一。
它通过同时使用多个天线进行数据传输和接收，提高了数据传输速率和网络容量。
MIMO技术在5G通信中被广泛应用，为用户提供更快速和稳定的通信体验。
二、发展趋势1. 网络智能化随着5G通信的发展，网络将变得更加智能化。
网络将具备感知、学习和自适应的能力，能够根据用户需求和网络负载进行动态调整和优化。
智能网络管理系统将成为5G通信的重要组成部分。
2. 产业融合发展5G通信的应用不仅仅局限于移动通信领域，还将渗透到各个产业领域，实现产业的融合发展。
5G通信将为智能交通、智能制造、智慧城市等领域带来新的机遇和突破。
5G移动通信系统关键技术研究
5G移动通信系统关键技术研究随着科技的发展和人们对通信服务的需求不断增长，移动通信技术也在不断升级迭代，目前正处于5G时代。
5G移动通信系统是指第五代移动通信技术系统，它将为用户提供更快速度、更低延迟和更大容量的通信服务。
为了实现这一目标，5G移动通信系统需要依托一系列关键技术来支持其功能和性能。
一、毫米波通信技术毫米波通信技术是5G移动通信系统的重要技术之一、毫米波通信指的是在毫米波频段（30GHz-300GHz）进行通信传输的技术。
由于毫米波频段具有较高的传输速率和较大的带宽，因此可以实现更高速度和更高容量的通信服务。
但是，毫米波信号的穿透能力较差，会受到大气吸收和衰减影响，因此需要更多的研究和优化来解决这些问题。
二、多天线技术多天线技术是5G移动通信系统中另一个重要的技术。
多天线技术通过部署大量天线和智能信号处理算法来提高通信系统的性能。
利用多天线技术可以实现波束赋形、波束跟踪和干扰消除等功能，从而提高信号覆盖范围和数据传输速率。
此外，多天线技术还可以支持更多的用户设备接入，提高通信系统的容量。
三、大规模MIMO技术大规模MIMO（Massive MIMO）技术也是5G移动通信系统的关键技术之一、大规模MIMO技术通过部署大量天线和使用复杂的信号处理算法来实现多用户多输入多输出通信。
大规模MIMO技术可以显著提高信号覆盖范围和数据传输速率，同时降低干扰和增加系统容量。
这使得5G移动通信系统能够支持更多用户设备同时接入，满足用户对高速度、高容量通信服务的需求。
四、网络切片技术网络切片技术是5G移动通信系统中的另一个重要技术。
网络切片技术可以将通信网络按照不同的需求和应用场景进行划分，为不同类型的用户提供定制化的网络服务。
通过网络切片技术，5G移动通信系统可以支持更多的应用场景，如智能物联网、虚拟现实、工业互联网等，并为这些场景提供更好的通信服务质量和可靠性。
五、边缘计算技术边缘计算技术是5G移动通信系统中的另一个关键技术。
我国5g移动通信的关键技术与发展趋势
我国5g移动通信的关键技术与发展趋势随着智能手机等移动设备的普及，人们对于移动通信越来越依赖。
而5G的到来则代表着更快的网速、更强的网络稳定性和更多的应用场景。
本文将重点探讨我国目前5G移动通信的关键技术以及发展趋势。
一、5G的关键技术1.1 毫米波技术5G通信需要在毫米波段进行传输，千兆级别的传输速度离不开毫米波技术的支持。
毫米波技术的高频特性能够实现高速传输，但同时也会受到建筑物和杂波之类的影响，因此需要采用更为精密的天线技术进行补偿。
1.2 MIMO技术MIMO技术即多输入多输出技术，能够通过增加天线数量来提高数据传输效率，并实现空间多路复用和波束成形等功能。
如今，MIMO技术已经广泛应用于4G通信中，在5G通信中也发挥着重要的作用。
1.3 网络切片技术网络切片技术是5G通信的一个核心技术，能够根据不同的业务需求，将一个物理网划分为多个虚拟网。
通过这种方式，可以满足不同用户对于网络质量和可扩展性的不同需求，真正实现网络的个性化定制。
二、5G的发展趋势2.1 大规模商用截至2021年5月底，我国5G用户已经达到了3.2亿，位居全球第一。
预计未来我国的5G商用规模将得到进一步扩大，5G将成为主流通信方式。
2.2 产业协同发展5G通信不仅将带来新的业务形态和应用场景，还涉及到整个产业链的变革。
在5G发展过程中，大型电信运营商和各种垂直行业需要加强合作，充分利用5G的优势，实现协同发展，推动5G 的商业化应用。
2.3 融合创新5G通信是一个开放的生态系统，各种应用场景和业务模式的接入都需要与传统的技术和产业进行融合创新。
尤其是在IoT、智能制造、智慧城市等领域，5G通信需要真正实现与其他技术的融合，取得良好的协同效应，才能更好地服务于社会和经济发展。
三、总结5G通信作为一项重要的技术革新，在实现高速传输、精准定位和实时互动等方面有着巨大的潜力。
未来，我们需要继续探索5G的发展方向和合作机会，将其应用到更广泛的领域，为用户提供更加优质的通信体验和服务。
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认知基站
从用户
从用户
主用户
有用信号 干扰信号
认知网络架构示意图
主网络使用授 权频谱
主基站
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认知无线电网络
频谱感知技术：认知用户感知获取周围无线网 络中频谱资源信息。
频谱共享技术：在不影响主用户正常通信的前 提下，认知用户接入主用户的可用频谱实现自 身通信需求的技术。
频谱管理技术：对认知网络中频谱资源进行有 效管理，以提高频谱资源利用率的技术。
织网络(SON)解决方案。
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LED(Light Emitting Diode)：发光二极管
串行干扰消除：SIC，Successive Interference Cancellation
UDN(Ultra-Dense Network）:超密集网 络技术
《通信技术基础课件》
5G移动通信系统关键技术
多天线技术 高频段传输电技术 全双工技术 终端直通（Device to Device, D2D) 技术 超密集网络架构
认知无线电网络
组成
➢ 主用户：授权用户，由网络授权使用频谱的用户 ➢ 从用户：非授权用户，感知网络中可用频谱，实现接入。
从用户
认知网络用主网络授 权频谱
频谱切换技术：从用户在不同频谱直接切换
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LTE-U技术
概念： LTE-Unlicensed(LTE-U) ： 使 用 未 授 权 频 谱 (Unlicensed Spectrum)的LTE技术。
特点：
➢ 使用免费的非授权频带，提高频谱频带资源效。 ➢ 与授权频谱协同传输用户业务。 ➢ 可与LTE共用验证系统、运作及管理系统，及自组
HetNet: Heterogeneous Network, 异构网络
IaaS（Infrastructure as a Service）
RRU：Remote Radio Unit，远端射频单元 BBU：BaseBand Unit，基带单元
《移动通信》作业1
1.简述移动通信系统网络架构演进历程，并从中 分析移动通信发展趋势
2.（1）试推导MIMO系统容量
（2）简述MIMO在LTE中的应用
3.（1）简述OFDM的概念及优缺点
（2）如何克服OFDM高峰均比的问题？
（3）若在LTE中基于OFDM传输 实现？
，如何
4.推导协作通信系统容量，仿真验证协作与直传 模式相比的性能提升。
中文：
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