《无线通信原理及其在5G网络中的应用》课件

《无线通信原理及其在5G网络中的应用》课程概述课程目标学习无线通信的基本原理了解5G网络技术的关键特性掌握5G网络应用场景和发展趋势课程内容无线通信基础知识5G网络技术概述5G应用场景和案例无线通信概述利用电磁波进行信息传输不受地理位置限制移动性强，灵活方便电磁波传播基础1发射电磁波由天线发射2传播电磁波以光速传播3接收电磁波由天线接收调制解调技术调制将数字信号转换为模拟信号传输模拟信号通过无线信道传输解调将模拟信号恢复为数字信号信道编码技术纠错码提高信号传输可靠性信道编码增加冗余信息，降低噪声影响译码接收端恢复原始信息多址接入技术时分多址（TDMA）不同用户分配不同的时间段进行通信频分多址（FDMA）不同用户分配不同的频率进行通信码分多址（CDMA）不同用户分配不同的码片序列进行通信天线技术全向天线信号覆盖范围广定向天线信号集中发射，提高传输效率智能天线根据用户位置和信道状态进行动态调整射频电路技术发射机将数字信号转换为无线信号接收机将无线信号转换为数字信号放大器提高信号强度滤波器分离不同频率的信号基站和用户设备架构1基站连接用户和核心网络2用户设备接收和发送无线信号3核心网管理用户数据和流量5G网络技术概述高速率传输速率大幅提升1低延迟数据传输延时降低2高连接支持海量设备连接3高可靠确保数据传输可靠性45G频谱分配低频段覆盖范围广，适合大范围覆盖中频段传输速率较高，适合高密度场景高频段传输速率最快，适合超高带宽应用5G网络架构1核心网提供数据管理和业务控制2接入网负责无线信号的接入和传输3用户设备进行无线通信5G接入网技术1NR新无线接入技术2MassiveMIMO大规模天线阵列技术3毫米波利用高频段信号传输5G核心网技术云化核心网基于云计算技术网络切片将网络资源进行虚拟化划分边缘计算将计算能力下放到网络边缘5G密集部署技术1小基站部署在密集区域，提高覆盖密度2超密集网络基站密度大幅提高3分布式天线将天线分散部署5G毫米波技术超高速率利用高频段信号传输短距离覆盖范围有限高带宽适合超高带宽应用5G大规模MIMO技术多用户通信同时服务多个用户1波束赋形将信号集中发射2空间复用提高信道容量35G柔性蜂窝技术动态覆盖根据用户需求调整覆盖范围自适应切换自动切换到最佳信号区域5G网络切片技术工业物联网车联网智慧城市医疗其他5G网络安全技术1身份认证和访问控制2数据加密和安全传输3网络入侵检测和防御4安全漏洞修复和更新5G网络能效技术节能基站采用低功耗设备和技术动态功耗控制根据流量需求调整功耗绿色网络降低网络运营成本5G网络自动化技术网络自配置自动调整网络参数自优化根据网络状况自动优化性能自愈自动修复网络故障5G网络部署挑战频谱资源获取和分配困难网络建设成本高昂，部署周期长安全风险网络安全威胁日益严峻5G网络商业应用场景1智慧城市智能交通，城市管理2工业物联网自动化生产，远程控制3车联网自动驾驶，车路协同4医疗远程手术，远程诊断5娱乐AR/VR，超高清视频智慧城市应用1智能交通实时路况监测，智能交通信号控制2城市管理智慧路灯，智能垃圾分类3公共安全视频监控，应急救援工业物联网应用自动化生产提高生产效率和质量远程控制实现远程设备控制预测性维护降低维护成本车联网应用自动驾驶实现车辆自动驾驶车路协同车辆与基础设施之间信息交互车联网安全保障车联网安全远程医疗应用远程手术医生通过远程控制手术机器人进行手术远程诊断医生通过远程视频和数据进行诊断远程医疗服务提供远程医疗咨询和治疗AR/VR应用沉浸式体验提供逼真的虚拟现实体验互动娱乐增强游戏和娱乐体验教育培训提供虚拟现实教学超高清视频应用高清画质提供高分辨率视频体验实时传输实现实时超高清视频传输应用场景影视娱乐，直播，会议实时游戏应用低延迟降低游戏延时1高带宽支持大型游戏数据传输2云游戏通过云端进行游戏体验3远程控制应用工业机器人远程控制工业机器人无人机远程操控无人机5G网络演进趋势15G-Advanced提升5G网络性能和功能25G+推动5G与其他技术融合36G网络下一代无线通信技术5G与未来网络技术物联网云计算人工智能大数据6G网络愿景超高速率传输速率再上新台阶超低延迟实现毫秒级甚至微秒级延时超高连接支持万亿级设备连接6G关键技术太赫兹通