《5G移动通信技术》 课件全套 杨堃 项目1-5 5G移动通信概述- 5G应用典型方案

项目一任务一移动通信的演进学习目标知识点1：了解古代的通信方式。知识点2：知道每代通信的标志性功能。知识点3：会第五代通信的三大特点。移动通信的演进任何技术的发展都需要长期的积淀，我国5G技术独步全球，拥有5G最多的专利，离不开我国科学技术人员锲而不舍的努力，也离不开我国悠久的历史底蕴。本任务主要讲解我国通信的发展历程、近代第一至第五代通信的技术特征和典型技术。“”了解通信的发展历程，我国在通信的发展中做出的突出贡献。掌握第一至第五代通信技术的特征和典型技术。”知识储备:

（一）移动通信史前时代那个时候还没有移动通信，只能算为简单的通信（0G）。通信的方式也极其原始。如：烽火狼烟，飞鸽传书是当时的通信方式。这种原始的通信方式误码率也很高，也常常接收不到信号。比如我国古代有周幽王的烽火戏诸侯的事例，就传递了一个极其错误的信号。为此付出的极其惨痛的代价。（二）第一代移动通讯系统第一代移动通信系统（1G）主要用于提供语音服务，1978年，美国贝尔试验室研制成功了全球第一个移动蜂窝通信系统——先进移动电话系统(AMPS)并在芝加哥正式投入商用，同一时期各国纷纷投入大量资金、人力进行研发，希望开发与建立属于自己的一套移动通信系统。我国第一代模拟移动通信系统于1987年开通并正式商用，采用的是英国全接入通信系统（TACS制式）。1G时代正式走上历史舞台，当时1G最大数据传输速率为2.4kbps，却只有120KHz带宽。1G主要采用模拟技术，主要采用

FDMA技术。外形像砖头一样的手持终端——大哥大，已经成为很多人的回忆。1G移动通信的缺点是:容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据和不能提供自动漫游等业务，也就只能打电话，发短信这种数据信息都无法支持。（三）第二代移动通信系统（2G）虽然1G有上述缺点，但它开启移动通信走向市场的大门。1G的技术标准各不相同，只有“国家标准”，没有“国际标准”,国际漫游是个大问题，第二代移动通信系统(2G)就是要解决这些问题。2G以数字语音传输技术为核心，主要采用数字技术，用户体验速率为10kbps，峰值速率为100kbps，0.01M的带宽。2G主要以语音通讯和短信为主，2G技术基本分为两种，一种是TDMA，一种是CDMA。2000年12月，中国移动正式推出了移动互联网业务品牌一-移动梦网Monternet80、90后的同学们应该十分清楚，小时候偷偷拿着家里的手机，愉快了点了几下手机梦网，看了看新闻、图片、小说，下载订阅了几个搞笑彩铃，然后手机欠费几十元，还可能伴随着爹妈的一顿臭骂和毒打，那是在北京奥运之前的一段时光，也就是2G向3G过渡的时间。来几个关键词帮大家回忆回忆:手机阅读、多媒体彩铃、手机游戏、139邮箱、手机报、飞信、12580、音乐随身听、再来两张图片，大家就更明了了。很多人也在这个时候最早的接触”流量"这个词，也是在这个时候知道手机可以上网,上网需要流量。（四）第三代移动通信系统（3G）3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的一代移动通信系统。3G时代，因为有了高频宽和稳定的速度，影像电话和大数据传送更为普遍，程序了多样化的应用。因此，3G被视为开启移动通信新纪元的重要里程碑。3G最高的业务速率可以达到2000Kbit/s，就是2M带宽。3G主要采用CDMA和WCDMA技术。（五）第四代移动通信系统（4G）前面我们介绍了在3G时代，4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，相当于100M的带宽。这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍，4G主要采用LTE技术。4G手机可以提供高性能的数据流媒体内容。它可以接受高分辨率的视频内容，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。4G有望集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。（六）第五代移动通信系统（5G）5GNR是“5GNewRadio”的缩写，中文学名“5G新空口”，而“空口”则是空中接口，比如手机到基站的接口。在5G阶段，3GPP组织把接入网(5GNR)和核心网5G拆开了，要各自独立演进到5G时代，5G通信采用MIMO、切片网络架构等技术，采用3300﹣5000MHz频段。它要面向eMBB(增强型移动宽带)、URLLC(超可靠低时延通信)、mMTC(大规模机器通信)三大场景。简单说就是5G不只是把速度搞上去就行，还得解决延迟、承受大规模机器同时通信问题。5G的主要特点包括：1.更快的数据传输速度：5G网络具有更高的带宽，可以实现更快的数据下载和上传速度，预计最高可以达到几十Gbps的速率。2.更低的延迟：5G网络的延迟较低，可以达到1毫秒以下的响应时间，适用于要求实时互动的应用，如虚拟现实、增强现实和自动驾驶等。3.更大的网络容量：5G技术利用更高的频谱效率和更先进的信号处理技术，使得每个基站可以连接更多的用户设备，从而提供更大的网络容量。5G的应用领域包括智能交通、智慧医疗、智能城市、工业自动化、远程教育等。它将为社会带来更多便利和创新，推动数字化经济的发展。

任务实施步骤1：请查咨询移动通信从1G到5G各代技术参数：1G2G3G4G5G最大速率

带宽

步骤2：总结每一代移动通信网络所支持的标志性业务。1G标志性业务:2G标志性业务:3G标志性业务:4G标志性业务:5G标志性业务:步骤3：请列出每代通信主要采用的模式或技术。1G2G3G4G5G采用的模式或技术

任务实施评价本次任务实施评价见表1-1-1。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表1-2-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯

任务拓展6G是5G的下一个阶段，它拥有更高的速率，更低的时延，更广的连接，更高的智能，以及通信与感知融合能力。与5G相比，6G将成倍提升系统性能：其用户带宽可达1Gbps，系统带宽可达100Gbps，时延低至0.1毫秒，网络速率高达每小时1000公里，可实现亚米级感知定位等功能，并将全方位引入人工智能。在未来移动通信、空间通信和探测感知等领域具有重要应用前景的6G典型技术太赫兹通信小试牛刀，电子科技大学最新技术成果——80Gbps太赫兹实时通信系统在成都大运会田径项目中示范应用，首次实现了体育赛事无压缩8K超高清视频的超低时延无线传输。以国际电信联盟（ITU）近期发布的《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》为标志，6G研究方向在全球达成初步共识，关键技术逐渐聚焦，业界围绕6G部署探索进入实质性开拓阶段，向着2030年商业落地这一预期目标进发。商用4年以来，5G已成为我国新型基础设施的重要组成和推动实体经济数字化转型升级的关键驱动，并为6G发展打下了良好基础。工业和信息化部总工程师赵志国近日表示，我国将大力推动6G技术研究，开展技术试验，深化交流合作，加快6G创新发展。谢谢项目一任务二5G的驱动力和趋势学习目标知识点1：了解5G在各行各业的赋能。知识点2：知道5G关键性能指标。知识点3：会5G在典型行业发展趋势。5G的驱动力和趋势人类已经进入第四次工业革命，高新科技已不再仅仅是一门技术，而是先进的生产力，5G技术的产生和发展是如何演进和创新？满足各种业务快速发展？让我们一起讨论学习5G典型的驱动力和趋势有哪些。“”了解5G通信典型的技术性能，5G通信还有哪些“个性”发展的需求？。5G通信还会在哪些方面有所大展拳脚？让我们打开无限的遐想，规划我们美好的未来生活。”知识储备:

5G通信已商用4年。人民生活和各行各业已离不开5G，我国在5G通信领先全球，结合当下人工智能大行其道，新一轮网络通信建设迎来建设高潮。（一）IMT-20202015年10月26日-30日，2015无线电通信全会在瑞士日内瓦召开，在会上，国际电联无线电通信部门（ITU-R）正式批准了三项决议，这三项决议有利于推进5G研究的进程，并正式确定5G法定名称是“IMT-2020”。ITU5G计划推出和实施，我国发展5G网络的步伐明显加速。中国5G技术研发试验在政府的领导下，依托国家重大科技专项支持，5G技术取得很大进展，IMT-2020（5G）负责推进。IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由工信部、发改委和科技部联合成立，目前至少有56家成员单位参与，涵盖国内移动通信领域产、学、研、用等主要力量，IMT-2020(5G)是推动国内5G技术研究及国际交流主要合作平台。（二）5G+X使能千行百业加速数字化转型5G与云计算、人工智能、大数据等技术的相互融合应用，成为各行各业数字化转型的重要使能技术，推动了产业网络化、智能化、数字化的迅猛发展，已成为经济转型升级与提质增效的新动能。在5G技术与AI技术相结合，不仅能提升和增强传统无线业务和网络服务能力，还能进一步拓展5G应用新场景。在传统无线业务应用场景中，AI技术对提升5G网络的运维能力和用户体验起到关键作用。在日常网络运维方面，5G超大算力能力，可以提供基于AI领域的知识问答和内容推荐技术，能够为用户需求提高响应效率。在网络部署和选址规划方面，通过AI技术进行数据处理分析，可部分代替传统人工现场测量，提升布网效率，降低部署成本。在无线业务应用和用户体验方面，由于AI技术在计算机视觉和自然语言处理等领域快速发展，5G速率极大改善了用户感官体验。在5G新型应用场景拓展方面，AI技术推动5G在垂直行业领域应用，特别是在促进能源、交通、医疗、工业、金融、农业和农业等安全生产方面，如图1-2-1所示。通过5G专网，能够支持一线生产现场传感器、摄像头等监控设备的海量连接，极大增强人们对生产状态的感知能力和布控能力。另外，在网络边缘侧通过AI技术对大规模数据进行监控和分析，实现智能精准化异常故障预警和风险管理，进而显著降低生产故障和安全事故率，大幅提升生产效率。（三）5G时代的挑战5G技术具有超高的速率、极低的时延和极大的连接能力等特点，如图1-2-2，5G技术的应用将为人们的生产和生活方式带来飞跃式变化，为经济社会的发展注入强劲动力。（四）5G的发展趋势1.多种场景的应用对速率提出更高要求（如图1-2-3）（如图1-2-4）（如图1-2-5）（如图1-2-6）。VR的体验质量高度依赖于非常严格的延迟和可靠性条件。20毫秒或更长的MTP延迟（从用户运动开始到相应画面显示到屏幕上所花的时间）以及由于低数据速率所造成的失真都会导致晕动病，影响用户的视觉体验。因此，端到端延迟和可靠性保证是沉浸式VR体验的关键因素。AR体验分为佩戴类（例如GoogleGlass）或者非佩戴类（例如有镜头的手机和平板）个人数据速率的需求上限也会从200Mbps跳到1Gbps。毋庸置疑会给AR以及VR体验提供更身临其境的感觉。MR是结合VR和AR，将真实世界与虚拟世界相结合，通过头戴式显示器等设备将虚拟元素与现实世界融合在一起，让用户感觉到虚拟元素与现实场景在同一空间中并存。MR混合现实的应用场景包括工业制造、医疗、教育等。5G通信技术的发展对生产、生活、交通、教育、消费等领域产生颠覆式的影响，改变人们的观念、习惯，甚至对一个行业的颠覆。上图（图1-2-4）就是5G通信对行业的影响。

自动驾驶分为L1～L5共五级。L1为辅助驾驶，传输时延为100～1000ms，网速为0.2Mbps；L2为部分自动化，传输时延为20～100ms，网速为0.5Mbps；L3为条件自动化，传输时延为10～20ms，网速为16Mbps；L4为高级自动化，传输时延为1～10ms，网速为100Mbps；L5为全自动化，传输时延与网速能力同L4，但感知能力的配置与智能化水平可支持无人驾驶。3G、4G和5G对自动驾驶的影响如图1-2-6所示。5G通信新技术的突破助力5G的发展。在5G智能电表中，数据传输主要基于物联网技术（如图1-2-6所示）。智能电表可以通过5G网络与用户的手机或电脑实现实时数据同步和远程管理。用户可以通过手机App或网页查看电力使用情况,并设定电策略和报警机制。供电公司也可以通过远程访问智能电表的数据监测系统,实时监控用户的能源消耗情况，并根据实际需求进行供电调整。2.第五代移动通信技术是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通讯设施实现人、机、物互联的网络基础设施，为此5G通信与4G通信在诸多参数有发展。

表1-2-14G与5G常见参数对比4G5G延迟10ms小于1ms峰值速率数据1Gbps10Gbps移动连接数80亿个（2016年）110亿个（2021年）通道带宽20MHz2200kHz(适用于Cat-NB1loT)100MHz(6GHz以下)400MHz(6GHz以上)通信频段600MHz至5.925GHz600MHz至毫米波上行链路波形单载波频分多址(SC-FDMA)循环前级正交频分复用(CP-OFDM)用户端发射功率+23dBm(在n41频段为+26dBm25GHz及以上为+26dBm(在Sub6G频段)

任务实施5G网络性能得到了提升，请仔细阅读课本，请归纳总结典型网络性能关键目标。5G关键性能指标时延吞吐率连接数网络架构

请阅读课本，回答自动驾驶对延时的要求。（单位是毫秒）延时时间3G4G5G

当汽车行驶120KM/h时速，汽车增加的制动距离是？（单位是cm）制动距离3G4G5G

讨论题：请每个小组以5G的网络性能为背景，思考5G技术可以在医疗行业有什么贡献？能解决现在哪些“急、难、愁、盼”的问题？

任务实施评价本次任务实施评价见表1-2-1。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表1-2-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯

任务拓展历史上，每次通信技术升级都会为媒体产业带来新机遇。5G作为社会信息系统的底层技术，有望引发整个信息基础设施的革命性升级，创造出新的社会传播图景。在这一过程中，视频行业将率先受益于5G带来的技术革新，向新的发展阶段演进。伴随5G技术逐渐成熟与大规模正式商用的临近，从内容生产、内容传输，到内容消费、内容变现，视频行业将迎来全方位的改变。在内容消费方面，视频消费将走向超高清和高帧率，同时基于传输速率的限制被打破，用户对移动化、场景化的长视频的需求也将显著提升；更真实、更具交互性的内容将成为新热点，内容消费将更沉浸、更互动，影游边界更加模糊。内容创作方面，“云计算+AI”将赋能内容创作，可穿戴设备带动用户即拍即享，推动UGC（UserGeneratedContent，用户生产内容）内容生产升级，“万物互联”有望使MGC（Machine-generatedContent，机器生产内容）模式成为内容生产的重要力量。传播场景方面，新终端的迅速普及将大大拓展5G视频的应用场景。未来用户或持有多个智能设备，视频内容将适配车载屏幕、智能眼镜、智能手表、智能音箱等更多样化智能终端，为用户提供个性化的视频信息服务。此外，5G也将推动视频平台、电信运营商和终端厂商深入合作，开发多元商业模式，沉浸式内容、互动内容等新业务更将为行业解锁新的商业化空间。顺应5G带来的发展机遇，视频行业也将进一步加强平台生态建设，联合产业链上下游部署更多元的合作模式和发展环境；联合硬件厂商、运营商和边缘计算服务商，升级底层技术能力，为新内容形态提供基础设施；同时，不断试水新终端和新场景，持续拓展新的终端和内容呈现形式。谢谢项目一任务三5G的技术创新及关键能力学习目标知识点1：知道5G创新技术。知识点2：能说出5G典型技术关键。知识点3：会5G的典型应用场景。移动通信的演进5G技术发展不仅仅体现在三大特点：大连接数、低延时高可靠性和超高速率，还在技术上有所创新，来适应智慧型城市、智慧工厂、智慧物联等场景的应用，与此同时，5G通信发展还有八大关键能力，每个关键能力都是一把突破科技封锁的“利剑”。在上期学习的基础上，我们一起继续学习5G技术。“”5G技术的发展有八大关键能力，依托这些能力5G技术发展出很多创新的技术，这些技术不仅仅是在4G的基础上的延伸，而且更多技术是首次应用在通信领域中，有了这些关键技术的加持，5G技术才能更好的服务于各种场景，5G技术才能打开人类的想象空间：只有想不到，没有做不到。”知识储备:5G通信技术已不是简单的在4G基础上拔高，而又其他的关键技术的加持，丰富了5G通信的内涵，同时也为5G个性化服务做足准备。

（一）5G的技术创新5G的扩展性为新技术的突破提供了重大支持。5G系统具有非常灵活的物理层特性，在其灵活特点的技术支持下，能较好地实现64位MIMO多输入多输出、网络虚拟化、软件定义网络、边沿计算、网络切片、全新空口等新技术，可以进一步开发出更为可靠、高速的通信系统。其次，5G的传输效率是4G传输速率的十倍。同时，5G支持的连接容量更大，抗干扰能力更强，网络延时更低，在许多场景中发挥重要作用。另外，5G还能支持物联网、智能制造和智能城市等若干新兴技术，这些技术都可以让我们能够以更省时、更高效和个性化的方式处理工作、教学和生活中的任务和信息。最后，5G也可以支持大规模虚拟现实、增强现实和边缘计算等新技术。虚拟现实可以帮助人们打开一个虚拟通道进入虚拟世界，实现视频会议、远程教学、远程施工、远程医疗等任务，增强现实技术则可以融入现实环境虚拟对象，加强实时信息处理和识别功能，而获得更多的信息；而边缘计算技术则可以将计算任务分散到附近网络的不同位置，从而使网络得到充分的使用，大大提高效率。5G技术不仅在传输速率和容量方面有卓著成就，在其他领域也取得了创新的技术进展，促进了各种新兴技术的推广应用，5G技术的快速发展为智能社会的发展奠定了坚实的基础。

综上所述，5G的创新能力表现不仅是在物理层的改进，而且在技术支持下可以实现64位MIMO多输入多输出、网络虚拟化、软件定义网络、全新空口等新技术（如图1-3-1所示），以及改善传输效率、支持物联网、支持智能制造和智能城市、支持虚拟现实、增强现实和边缘计算等方面。01（二）5G的关键技术1.峰值速率10Gbps。ITU定义在理想条件下可实现的数据速率最大值，它依赖于运营商的频谱资源，在6G赫兹以下的IMT频谱没有大的可用带宽，真正的数据速率更容易在更高的频率，如毫米波所在的频段实现。2.用户体验数据速率1Gbps。是指对大多数用户而言，在一个大的覆盖区域中可实现的数据速率，它可以定义为95%的用户数据速率，5G对城区和郊区的广域覆盖设定了100Mbit/s的目标速率，对室内和热点环境则期望能提供一致的1Gbit/s的数据速率。3.频谱效率。4G系统已经实现了很高的水平，5G目标为4G频谱的三倍。4.区域话务容量。5G假定了在更高频率处能有更多可用的频谱，以及可以采用非常密集的网络部署，这样5G假定的区域话务容量比4G增加了100倍。5.网络能效。作为一种能力其重要性与日俱增，5G无线接入网的能耗不应大于今天部署的4G网络。6.网络延时。无线网络对数据包从源地址传送到目的地址所用时长。这对URLLC使用场景而言是一个关键能力，ITU认为需要比4G的延时减少十倍，达到1ms。7.移动性作为关键功能定义为移动速率。比如，高铁是500KM/h，比4G的350KM/h有适度增长，它对于URLLC使用场景中高速车辆的关键通信至为重要，而且它要求同时具有低延时。8.连接密度。该目标具有高密度连接终端数量的mMTC使用场景相关，但eMBB场景中一个拥挤的办公室里产生高连接密度，支持每平方公里100万终端接入。

任务实施5G网络性能得到了提升，请仔细阅读课本，请归纳总结八大关键技术。请阅读课本，回答5G通信采用哪些典型的创新技术。你能设想5G创新技术还用用在哪个方面吗？5G关键技术12345678

5G创新技术1234567

创新技术大显身手之地123

任务实施5G网络性能得到了提升，请仔细阅读课本，请归纳总结八大关键技术。请阅读课本，回答5G通信采用哪些典型的创新技术。你能设想5G创新技术还用用在哪个方面吗？5G关键技术12345678

5G创新技术1234567

创新技术大显身手之地123

讨论题：请每个小组以5G的关键能力和创新技术为背景，思考5G技术还可以有哪些提升空间？

任务实施评价本次任务实施评价见表1-2-1。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表1-2-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯

任务拓展5G技术正逐渐进入我们的日常生活，给各行各业带来了新的可能性。本文将探讨5G技术在生活中的应用，从其特点和发展现状入手，详细描述它在各个领域的使用场景，并分析其优劣。最后，我们将展望5G技术的未来发展趋势和应用前景。5G技术是指第五代移动通信技术，它的出现旨在满足人们对更快、更可靠、更高质量的网络连接的需求。与4G相比，5G的最大优势在于速度和可靠性。据报道，5G网络的峰值速度可以达到4G网络的20倍以上，同时，5G网络的低延迟特点也让许多新型应用成为可能。在生活中的应用方面，5G技术已经开始渗透到我们日常生活的方方面面。例如，智能家居领域中，5G技术可以实现远程控制和智能安防。在智慧医疗方面，5G技术可以提供远程诊断和远程治疗的可能性。此外，5G技术还可以用于工业制造，实现智能制造和自动化生产。然而，5G技术在应用中也存在一些挑战和注意事项。首先，由于5G信号的传输距离较短，因此需要更多的基站来覆盖相同的区域。这可能会导致部署和运营成本的增加。其次，5G技术的低延迟特性可能对网络稳定性和安全性提出更高的要求。因此，运营商和设备制造商需要采取更加严格的安全措施，确保5G网络的安全性和隐私保护。总的来说，5G技术在生活中的应用具有广泛的前景和巨大的潜力。它可以提高我们的生活质量，推动各行各业的创新和进步。然而，我们也需要认真对待5G技术在应用中的挑战和注意事项，以确保其健康发展和安全使用。未来，随着5G技术的不断完善和新型应用的涌现，我们相信5G技术将在生活中的应用越来越广泛，为我们的生活带来更多的便利和创新。例如，5G技术可以与人工智能、物联网等技术结合，实现更加智能化的城市管理和交通系统。此外，5G技术还可以为教育、娱乐等领域带来更多创新型应用，进一步提高我们的生活质量。在工业制造领域，5G技术可以支持智能制造和自动化生产的进一步发展。通过5G网络，企业可以实现对生产线的远程监控和控制，从而提高生产效率和质量。此外，5G技术还可以为工业物联网（IIoT）提供支持，促进工业领域的数字化转型。在智慧医疗方面，5G技术可以提供更加便捷的医疗服务。例如，通过5G网络，医生可以实现对远程患者的诊断和治疗，从而改善医疗资源的分配不均现象。此外，5G技术还可以支持医疗设备的远程维护和监控，提高医疗服务的可靠性和效率。虽然5G技术在生活中的应用具有巨大的潜力和广阔的前景，但我们仍需警惕其可能带来的风险和挑战。未来，我们需要采取一系列措施以确保5G技术的健康发展与应用。例如，政府和企业需要合作制定相关政策和标准，以确保5G技术的安全性和隐私保护。此外，我们需要继续研究和开发更高效的5G技术，以满足未来不断增长的网络需求。总之，5G技术在生活中的应用正逐渐改变着我们的生活方式和工作方式。未来，随着技术的不断发展和应用场景的拓宽，5G技术将在更多领域发挥重要作用，为我们的生活带来更多便利和创新。我们期待着这个令人兴奋的未来，并期待着5G技术在生活中的应用带来更多惊喜和变革。谢谢项目一任务四5G的典型场景学习目标知识点1：知道5G技术应用场景。知识点2：能对应说出新的应用场景采用5G技术关键。移动通信的演进5G通信与4G通信相比有太多的黑科技，这些黑科技要转化到为人民、国家服务当中，提高人民的生活质量，提高我国的国防实力，只有这样的科技和企业才能茁壮发展下去，在生活当中有哪些5G黑科技的应用场景？应用场景中对应5G的哪些黑科技？“”5G通信有创新科技和八大关键能力，把创新技术和八大关键能力对应的应用场景能大概体现出5G的典型应用场景。”知识储备:回顾5G通信创新技术和八大关键能力，请举例这些创新技术和关键能力典型应用在场景。

（一）5G的典型场景5G技术在医疗领域发挥着重要的作用（表1-4-1），通过5G网络的高速传输和低延迟，可以将现实手术专家进行远程指导、手术数据实时传输和虚拟实境辅助等创新应用。为医生和患者提供更准确、更高效的手术过程，为提高手术质量、提高手术安全性，5G技术功不可没。医生利用5G技术进行远程操作和指导，通过高清、低延迟的视频传输，医生远程查看手术现场，实时给予指导和建议。受益于5G技术，边远地区的患者有机会得到医术高超的医生就诊，通过技术手段介入手术，共同完成手术，提高手术的精确性和成功率。通过5G网络的高速传输，在手术过程中，医生可以实时获取患者的生命体征、影像数据和手术器械的使用情况等。这样，医生可以实时监控患者的状况，提前发现并解决潜在的风险，确保手术过程的安全和顺利。此外，5G技术还可以应用于虚拟实境辅助手术。5G网络通过虚拟现实设备实时传输数据，把医生手术模拟和实景演示。在平时训练和教学中，医生可以使用虚拟实境设备在虚拟场景中进行手术操作，以获得更好的手术规划和训练经验。通过5G网络实时传输给学生，实现手术的远程观摩和教学。这些创新应用提高了手术的质量和安全性，为医疗资源的合理分配和医疗服务的普及化做出了贡献。随着5G网络的普及和技术的进一步发展，现实手术将迎来更多创新和改进。”远程办公01通过5G网络的快速、稳定的连接和低延迟的传输，人们可以进行高清视频会议、实时协作和远程办公，具备与面对面会议相媲美的沟通和工作体验。5G网络的高速传输和低延迟使得远程会议更惬意，能提供高清的音视频流，实时交流互动。与会者通过虚拟会议平台进行演示、讨论。远程协同办公变也得更加便捷和高效，无论是否在不同的地理位置。5G技术为远程办公提供便利。员工可以通过5G网络访问云存储、共享文件、远程桌面等工具，进行文件共享、协同编辑和远程操作，实现与传统办公环境相媲美的工作体验。网络游戏

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网络游戏画面越来越逼真，游戏速率要求越来越高，也从单机、小型局域网木模式到大型局域网、甚至广域网模式，对网络的要求越来越高，4G网络已不能满足网游的发展，5G技术的到来能完美解决以上问题。玩家们可以通过5G网络享受无缝、低延迟的游戏连接，大大提高了游戏的响应速度和流畅度。无论是多人在线游戏还是云游戏，5G技术都为玩家提供了更好的游戏体验。玩家可以精确地控制角色，避免延迟导致的不良操作，同时享受更加逼真的游戏画面和音效。大大提升了游戏的体验感。促进电子竞技这个新兴行业繁荣发展。物联网（IoT）应用01

物联网的发展离不开各层级的支持，其中，网络层起到上传下达的作用尤为重要，5G网络的高速和稳定性为物联网设备的连接和通信提供了发展的基础。5G网络把物联网设备进行互联，实现数据的传输和互动。智慧城市的创建是在物联网高度发展的基础而来，5G网络实时收集相关数据，用于城市运行管理。超高的带宽、超低延迟和超大连接为物联网发展提供了更好的施展平台。智能零售01

5G技术的横空出世为各行各业赋能，给个行业都带来了创新。传统的零售业也面临着高库存、出货不准确的问题，而5G技术可以连接各个销售点和后台系统，实时监测库存状态。当库存量低于预警值时，系统会自动触发提醒工作人员补货，既保证商品能及时供应，又提高库存管理的准确性。这样能避免大量库存的地方浪费，也能最大限度的保证商品新鲜度。智能农业01

智慧农业是衡量一个国家现代化的重要指标，不仅仅需要农业机械化还需要信息化，网络化和智能化。5G网络的高速传输、低延迟和大容量能很好的满足现代农业的发展，可以实现智能监测、精准农业和无人机在农业的应用，提高生产效率和优化资源利用。例如，通过5G网络连接各种传感器和监测设备，农民可以实时监测土壤湿度、温度、气象等信息，实时掌握农作物生长所需的关键指标。基于这些数据，智能系统可以分析和预测农作物的生长态势，智能提供农业管理建议，帮助农民及时调整农业生产策略和控制病虫害的发生。（如图1-4-2）智慧农业还体现在利用5G技术，帮助农民使用智能设备和机器进行准确的施肥、浇水、播种等操作。智能农机根据土壤和作物状态信息，实施精确施肥和浇水，最大程度地减少浪费和环境污染，降低了种植成本。无人机在农业也扮演重要角色，加持了高清摄像头和传感器，能高效地收集农田数据，通过5G网络实时传输和分析。基于反馈数据，农民可以得到详尽的农田图像和农作物信息，进行精准的农业监测和管理。除此之外，无人机还可以实施农药的精准喷洒和智能的昆虫驱离，提高农作物的涨势。为智慧农业的发展发挥无可替代的作用。智能农业01

全球互联能农业015G技术的出现推动了物联网发展、实现智能家居和智能工厂，促进数字经济的增长。通过5G网络的高速传输和低延迟，物联网设备可以实现快速连接和数据交互。智能家居可以通过5G网络实现远程控制和监控，而智能工厂可通过5G实现设备协同操作。此外，5G技术还为数字娱乐和电子商务提供更稳定、快速的网络连接。总体而言，5G技术的突破实现全球范围内的互相，将不同国家和地区的人、物连接在一起。这将促人文交流和商业合作，加速全球一体化进程。5G技术给人们的生活和工作带来了深刻变革。5G的出现促进产业加速革命，积极推动社会的进步。5G技术在广覆盖、高传输、大容量、网络切片和边缘计算等方面都有应用。文旅领域015G技术在文旅产业也有助力，5G技术的应用场景主要有文博展览、景区管理、线上演播、游客服务、等环节。5G智慧文旅可实现景区实时监控、安防巡检和应急救援，同时可提供VR直播观景、沉浸式导览、AI智慧游记及一站式旅游等创新体验，极大丰富了游客的体验，加速文化产业数字化、网络化和智能化教育领域015G技术在教育领域的应用加速教育教学改革，之前由于技术受限，只能想到而不能做到，现在只有想不到而没有做不到。例如VR、AR、全息影像技术的应用，实现实时传输影像信息，为两地提供全息影像、的教学环境，大大提升教学体验（如图1-4-4）；5G技术的出现让远程培训也开始代替现场会议，地理位置不再是教育的鸿沟，优质教育资源可以最大限度的使用，在疫情期间，许多学校和教育机构就采用5G技术远程授课。学生采用5G网络连接参加在线课程，与教师和其他学生进行实时互动。更多的企业在疫情期间只能线上办公，出乎意料的是部分工作线上办公的效果远比线下办公效果好。金融领域015G技术在金融领域也有应用。银行是5G在金融领域应用的先行军，5G可为银行业务提供整体的改造，大量工作不再需要柜员。例如，实现了智慧网点建设、机器人全程服务、远程业务办理等。

任务实施请写出5G以下场景应用分别使用到什么技术。5G通信采用创新技术除了在以上课本中有所体现，还在哪有所应用？你能设想5G创新技术还用用在哪个方面吗？5G应用场景智慧课堂网络游戏智慧金融智慧农业智慧医疗使用到的技术

5G新技术边沿计算切片技术多天线多输入输出现实虚拟增强现实软件定义网络网络功能虚拟化应用场合

创新技术大显身手之地123

任务实施5G网络性能得到了提升，请仔细阅读课本，请归纳总结八大关键技术。请阅读课本，回答5G通信采用哪些典型的创新技术。你能设想5G创新技术还用用在哪个方面吗？5G关键技术12345678

5G创新技术1234567

创新技术大显身手之地123

讨论题：请每个小组以5G的关键能力和创新技术为背景，思考5G技术还可以有哪些提升空间？

任务实施评价本次任务实施评价见表1-2-1。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表1-2-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯

任务拓展与传统2G/3G/4G相比，5G有“高带宽、低时延、大连接”三大核心特性，可以说是一个“全能冠军选手”。5G时延最低可达1毫秒，超低时延使无人驾驶、远程医疗成为现实；5G带宽可以达到10G级别，是4G的100倍，一部高清影片几秒钟就可下载完；5G网络下每平方公里终端接入数可以达到100万的数量，根据预测，2025年将达到1000亿连接数，其中人的连接100亿，物的连接900亿，这么大的连接数，4G网络是支撑不了的，只有5G的大连接特性才能实现万物互联。5G的这些强大特性，让我们对5G的未来充满了无限的想象。下面，选择几项5G典型的应用场景，为大家做个介绍。（一）高清直播、VR/AR业务高清直播、VR、AR是5G时代的第一个杀手级应用。相对WIFI和4G网络，5G网络凭借2-10ms的低时延、最高可达10Gbps的高带宽，可以实现4K/8K,AR沉浸式体验、VR直播、VR购物以及VR课程教学，在家就能享受高清直播、畅爽VR游戏，足不出户就能与名校名师面对面，游遍大好河山。（二）工业制造在工业制造方面，依托5G网络高带宽、低时延、高精定位的支撑，将加速推进制造业与互联网的深度融合，通过工业设备数据采集、远程控制、AI质量检测、AR/VR辅助生产等技术，实现控制自动化、生产可视化、维护远程化，助力制造产业转型升级、加速新旧动能转换。在国产大飞机C919研发制造过程中，5G技术凭借低时延，高可靠性、部署灵活的特性得到了广泛的应用，解决了传统有线控制模式寿命低、部署周期长、工作效率低等长期困扰制造业的难题。（三）无人驾驶人对外部的反应时延大约是100毫秒左右，4G的端到端交互时延一般是200毫秒，而5G的端到端交互时延理论上可以做到20毫秒以下，也就是说，在5G网络的加持下，系统自动控制比我们人的反应要快，因此也更安全。无人驾驶在智慧园区、车队编排行驶、极端工况、共享汽车停放调度等领域前景广阔。（四）远程医疗5G的高带宽、低时延特性，可以将手术现场清晰、实时、全景的送达远端专家，辅助专家在远程进行手术操作。2019年，世界首例5G远程外科手术在我国成功实施，揭开了医学史上的新篇章。此外，在远程超声诊断、远程手术协助、AR医疗教学、移动救护、查房机器人等场景领域，5G也大有用武之地。在不远的将来，5G智慧医疗服务将会走进千家万户，一些大病、重病可以得到及时、高水平的诊断和治疗。（五）万物互联5G时代是万物互联的时代。5G依托广覆盖、低功耗、大连接、低时延能力，结合物联网、云计算技术，能够让网络超越人与人的互联，让物物实时互联、可靠操控。当前，智能万物互联正处于连接数快速增长的阶段，中国全面实施了“大连接”战略并保持了良好发展势头，PC、手机、平板用户超30亿，智慧路灯、智慧井盖等也将广泛应用到日常生活中，预计到2025年全球连接数将达到1000亿，其中900亿是物与物的连接。（六）智慧城市5G网络首先会覆盖城市区域。通过5G网络，我们可以重构城市的神经体系，赋能人工智能、人脸识别、大数据分析等技术，城市管理将由现在的智能化走向真正的智慧化。5G在智慧城市的应用主要有公共场所监控、无人机安防、移动AR检测、道路监控及管理。目前，一些城市已经推出“无人机立体安防”，使安防范围得到极大拓展。各级政府也在着力升级打造一批5G城市、5G园区、5G社区、5G特色小镇。5G时代已经来临。5G将引领社会变革，促进产业转型升级，使社会治理更加精细，使人民生活更加美好。谢谢项目二任务一

5G的发展需求和发展愿景学习目标知识点1：能够举例个人移动通信业务对网络性能的需求与愿景。知识点2：能够举例说明智慧工厂对网络性能的需求与愿景。移动通信的演进人类的欲望一直都在驱使着我们去探索和创新。为了满足对更好生活的渴望，我们不断地研发新的技术，不断地改进我们的生产与生活方式。从最初的石器时代，到现在的计算机、互联网和人工智能，科技在不断地提升我们的生活质量。现如今云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展，各行各业都在加速数字化转型。数字化转型需要高速、可靠、智能的网络支持，5G网络的高速率、大带宽和低延迟特性可以满足这一需求，为各行各业的数字化转型提供了强有力的支持。“”本次任务举例了一些5G的应用场景，这些业务和应用对网络的需求各不相同，要求网络能够提供多样化的服务，同时还需要网络具备更高的安全性和可靠性。5G网络可以提供更加灵活、智能和安全的服务，满足不同业务和应用的需求。”知识储备:未来的5G移动通信系统将渗透到社会的各个领域中，以用户为中心构建全方位的信息生态系统。5G将使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴。通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联。5G将为人们提供接近“零”时延的使用体验，同时提供千亿设备的连接能力，超高的流量密度，最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景。（1）带宽类数据业务场景

现如今，我们经常听到AR、VR、MR、XR等术语，但是它们究竟代表什么意思呢？它们之间又有什么区别呢？日常生活中你都接触到哪个R？

VR（VirtualReality）：虚拟现实，是指通过计算机技术生成一个与真实世界完全不同的三维（3D）虚拟环境，让用户能够沉浸到其中，感受到虚拟的视觉、听觉、触觉等。例如，人们通过头戴设备，可以进入虚拟的游戏、电影等场景。VR对网络性能的需求见表2-1-1。01AR（AugmentedReality）：增强现实，是指通过计算机技术将虚拟信息叠加到真实世界中，让用户能够感知到虚实结合的场景。例如，通过智能手机或头戴设备，可以在现实环境中看到虚拟的导航、标识、角色等。如果要实现高质量的AR体验，如高清晰度视频流、实时交互等，需要的网络带宽可能在200Mbps以上。同时，由于AR应用需要与现实场景进行实时交互，因此对网络延迟的要求也非常严格，通常需要低于5ms的延迟以保证良好的用户体验。MR（MixedReality）：混合现实，是指将真实世界和虚拟世界融合在一起，让用户能够在真实环境中与虚拟物体进行交互。例如，通过头戴设备或透明屏幕，可以在现实环境中操控虚拟的工具、模型、人物等。具体来说，如果要实现高质量的MR体验，如高清晰度视频流、实时交互等，需要的网络带宽可能在100Mbps以上。同时，由于MR应用需要与现实场景进行实时交互，因此对网络延迟的要求也非常严格，通常需要低于10ms的延迟以保证良好的用户体验。另外，随着MR技术的发展和应用场景的多样化，对网络带宽的需求也可能会有所增加。例如，如果要在更大的空间内实现MR体验，或者需要支持更多用户同时参与，那么对网络带宽的需求就可能更高。XR包括三种技术:AR、VR、MR。AR(AugmentedReality)即增强现实，该技术通过计算机算法将文字、图像、3D模型、视频等虚拟信息叠加到真实世界的环境中，用户可以借助镜片等介质“观看”其所处的世界，从而拥有“超现实”的感官体验实现对现实世界的“增强”作用。如果要实现高质量的XR体验，如高清晰度视频流、实时交互等，需要的网络带宽可能在500Mbps以上，通常需要低于20ms的延迟以保证良好的用户体验。当然对网络带宽的需求，具体取决于应用场景和体验质量的要求。综上所述，对于AR、VR、MR、XR应用来说，业务对网络的带宽、高速传输和低延迟特性的要求是非常重要的。而当前4G网络理论峰值速率为100Mbit/s至150Mbit/s,平时用户体验速率大概为30-50Mbit/s,显然4G网络无法支持以上业务。为了保证良好的用户体验，需要在5G网络环境下提供足够的网络带宽和低延迟的网络连接。（2）工业领域场景当前全球工业正处于第四次工业革命时期，产业数字化、网络化、智能化已成为发展主流，以5G为代表的新一代信息通信技术成为工业发展的技术创新动力。工业生态体系变革带动了工业网络的优化升级，工业通信网络正由传统的现场总线向工业以太网、工业无线网进行演进。5G技术作为新一代的通信平台，其技术特性充分匹配工业实时、可靠、安全的通信要求，5G技术与工业生产的有机融合将进一步激发工业界的创新动力。5G技术的低时延、超可靠、大连接特性，解决了工业领域传统短距离无线通信的痛点：覆盖范围小、网络不稳定、终端连接率不足等方面的问题，使得5G无线技术有能力承载工业现场的各类通信业务。行业相关机构研究报告指出工业网络市场份中无线业务继续以24%的速度快速增长，无线网络现已拥有7%的市场份额。未来5G无线业务将在工厂全面落地，从园区监测、智能物流、智能控制等生产环节到工业自动化核心生产环节。传统的工业生产现场存在大量移动设备(诸如随行夹具、机器人抓手、输送设备等)，现有有线组网复杂、线路布放相对杂乱，无法有效兼容数据采集、AR、机器视觉等非实时IT业务，工业现场需引入5G通信技术解决当前难题，进而带动工业领域的创新变革。5G带来三个方面的改变:一是去掉有线束缚，解决不便于有线连接的移动类场景，同时减少移动造成的通信故障。二是智能融合组网，5G提供IT非实时与OT实时多业务共用一张网的能力，网络的扁平化架构可以解决业务兼容问题。三是工业控制应用，5G与工业的融合将加速机器人应用落地，为工厂的智能化柔性生产夯实基础。工业现场实时控制对5G网络提出低时延与高可靠性的要求，在网络扁平化的同时，要求工业5G具备eMBB和URLLC等特性的多业务能力。5G超可靠低延迟通信(URLLC)特性不断成熟，相关应用从单链路的人机远程操控，逐步开始进入工业自动化控制的人机界面控制与现场实时控制。

任务实施步骤1：请说明AR、VR、MR、XR为什么需要5G网络提供支撑，同时谈谈身边这类业务中哪些可以使用5G网络技术。步骤2：请简述5G通信网络在工业生产领域应用的优势以及你认为工业领域中哪方面可以有效的利用5G网络。

任务实施评价本次任务实施评价见表2-1-2。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表表2-1-3请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯

任务拓展汽车制造是国家经济的重要支柱产业,当下正处在数字化转型、新能源生产线创新发展的关键时期，5G与人工智能、大数据分析等新技术融合，将有效激发产业创新动力，支撑汽车制造行业构建柔性化智能产线，助力产业转型发展。汽车的制造工艺主要有冲压、焊装、涂装、总装，也就是俗称的“四大工艺”。焊装和总装车间的各种设备连接和操作均具有典型性，包括机器人、转台、滑台、车型识别系统(ID)、皮带辊床等设备，能够覆盖大部分的典型场景，可以代表汽车行业产线的典型特征。如今汽车市场中消费者个性化需求增加，为了抢占市场，需建立面向多车型快速上线的柔性生产，而现有工业网络存在以下问题:信息采集采用标准以太网，使用多种类型的总线网络导致协议接口众多。网络采用硬线铜缆，数据采集、工业控制都进行独立布线，需投入大量的资金，施工周期长。新车型导入涉及网络改造、网络重建，工程复杂，灵活性差。生产过程中由于设备长时间运行导致的网络硬线故障较高，处理时困难，解决时间长。5G商用以来，产业数字化成效已经初步显现，目前多家车企制造企业正在开展智慧工厂，“5G+工业互联网”将是汽车制造领域一个新的发力点，5G将打破传统工业网络结构，解决现存网络痛点。谢谢项目二任务二5G手机技术5G手机技术学习目标知识点1：能够说出SLP技术的基本思想及其优势。知识点2：能够描述手机天线技术简史与5G手机天线技术。移动通信的演进在可以预见的未来，4G手机将渐渐步入尾声，5G手机将成为主流。如今VR虽然还是刚刚兴起不久，甚至很多VR游戏显得十分稚嫩，但未来一切就会彻底改变，这要求使用创新性技术赋予手机新功能，未来手机将支持VR、3D投影通话、云存储等功能。5G手机牵涉到整个产业链的技术升级，它和以往手机的区别在什么地方，哪些技术又会在5G手机中起到关键作用，本次任务我们来浅谈一下5G手机背后的关键技术SLP和天线。“”本次任务从最贴合普通大众关注的问题入手，以手机基本架构开始，浅谈SLP技术在5G手机中的运用。该项技术使手机在增加新功能、新应用的情况下保持灵巧与轻便。最后简述手机天线发展史，介绍多天线技术提高数据传输速率与降低迟延基本原理。”知识储备:手机芯片是智能手机中的核心部件，负责处理和协调手机的各个部件，包括CPU、GPU、基带芯片、内存芯片等。当前市场上的手机芯片主要供应商包括高通、联发科、华为海思、苹果等。不同的手机芯片在性能、功耗、价格等方面都有不同的表现，选用合适的芯片对于手机制造商来说至关重要。关于芯片的知识太过高深，所以我们从其他方面对手机进行技术解读。为了方便大家理解，根据现在市场上的手机整体结构，我们做了一个抽象的示意图，如图2-2-1所示，当然，未来的手机将会做出创新性的调整。（1）SLP技术

为了实现相应的功能应用，拆开手机，你会发现现如今PCB板（印制电路板，又称印刷线路板，用于电子元器件电气连接的载体）上容纳的元件几乎已经堆到了极限，如图2-2-2所示。在此背景下，对PCB导体宽度、间距、微孔盘直径和孔中心距、导体层和绝缘层厚度的要求都在降低，而受传统制造工艺限制，无法满足上述要求。因此，堆叠层数更多、线宽和线间距更小、能够承载更多功能模块的SLP技术成为解决这一问题的必然选择。SLP技术是一种系统级封装（SysteminPackage）技术，用于封装电子系统，通过先进的焊接工艺，将多层堆叠的PCB板电路连接相通，从而将主板从“2D变成3D”，充分利用机身的空间，如华为Mate系列采用的多层主板技术。使用相同功能的PCB，SLP可以大大减少电路板的面积和厚度，厚度减少约30%，面积减少约50%，可以为电子产品开发新硬件或增加电池容量腾出更多空间。01（2）天线技术5G的到来也给手机天线带来了巨大的挑战，天线对手机起的作用，类似于人的眼、耳、喉。随着移动通信技术的持续发展，手机的“眼、耳、喉”也在不断变化，发展历程可大致分为外置天线、内置天线、金属边框、MIMO天线、毫米波天线。图2-2-3是使用各类天线技术的典型手机。1983年出现了第一部手持式的无线电话：摩托罗拉DynaTAC。其采用的天线结构就是外置天线的典型代表，采用单极子天线设计。外置天线由于设置在手机壳体之外，受壳体的体积限制较小，受手机内部电子器件的影响也较小，因此可以获得优异的无线通信性能，从而广泛应用于1G时代的手机。诺基亚设计的直板手机Nokia3210中采用的天线为典型的内置天线，即平面倒F天线（PIFA，PlanarInverted-FAntenna）。长久以来诺基亚手机能砸核桃的质量被人津津乐道，而诺基亚手机的天线设计也是业界标杆。诺基亚先设计天线再设计手机的理念影响了很多厂商。在很长一段时间内诺基亚擅长的PIFA天线都是手机内置天线的首选。PIFA天线的优点有很多：体积小，频带宽，增益高，SAR值很低。但其辐射平面到地面的剖面高度一般不能低于6mm。随着超薄手机的流行，PIFA天线不再适用于手机内置天线的设计。2010年6月苹果公司发布的iPhone4独具匠心地将手机天线和位于手机厚度方向中间的边框整合在一起，玻璃材质机身和银灰色金属边框天线的结合让iPhone4犹如艺术品一样优雅漂亮。iPhone4的金属边框被设计为两段，一部分负责WiFi、蓝牙和GPS频段的辐射，另一段实现UMTS/GSM手机网络的辐射。在iPhone4问世后全球各大主流手机生产商也纷纷推出了类似的金属边框天线的设计，当然手机天线需要根据实际情况作出特别的设计与调整。为了实现高速率、低迟延、大连接，5G手机天线需求数量增加，天线小型化成为趋势。5G中使用sub-6GHz频段的天线继续沿用并优化LTE网络中MIMO技术，如图2-2-4所示。华为Mate50系列的天线数量有21根天线。其中,2根属于GPS的，用于手机各种APP定位；4根属于WiFi的；1根用于NFC，是“近场通信”，用于手机刷公交卡、刷银行卡的通信功能；剩下的14根天线是5G天线，是各种5G频段与4G频段天线的组合。

任务实施步骤1：结合本次任务内容，阐述当前5G手机制造面临的挑战，同时畅想未来手机的样子。步骤2：请查阅相关资料，说一说如今市场上流行的手机内置的天线数量。

任务实施评价本次任务实施评价见表2-2-1。。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

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任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表2-2-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯表2-2-2任务总结表

任务拓展LCP（LiquidCrystalPolymer）即液晶高分子聚合物，是80年代初期发展起来的一种新型高性能特种工程塑料，具有优异的电学特征：在高达110GHz的全部射频范围，其介电常数能保持相对恒定，且数值较低，一致性良好。损耗非常小，仅为2‰，即使在110GHz时也只会增加到4.5‰，因此它非常适合毫米波应用。热膨胀特性非常小，可以作为理想的高频封装材料。LCP天线优异的电学特征减少了通信损耗，尤其是在5G高频段通讯的条件下。传统PI软板天线对2.4G的射频信号将产生约2%的电磁损耗，而且随着通信频率提高，损耗就越大,而采用LCP基材损耗仅为2‰—4‰，比前者小10倍，可以有效降低损耗。LCP天线可以满足5G频段低损耗的需求。谢谢项目二任务三5G无线技术学习目标知识点1：能够说出5G移动通信网络中无线部分所使用的一些关键技术。知识点2：能够描述MassiveMIMO在5G系统中的应用。移动通信的演进5G手机精彩纷呈的业务是通过无线电波进行信息的传输，无线电通信的最大魅力在于人们可以省去敷设导线的麻烦，实现更加自由、更加快捷、无障碍的信息交流和沟通。为了实现高带宽、低迟延、大连接特性，5G网络在无线技术上除了对原有技术进行优化创新之外，还应用了一些全新的技术。本次任务主要介绍了5G在无线接口所使用的一些无线技术。“”5G无线网络采用毫米波通信丰富了频率资源，增加了传输带宽，同时使用MassiveMIMO技术提高网络与终端之间的传输速率。在终端之间采用D2D技术，有效降低无线网络负荷，拓展了无线连接边界。”知识储备:5G应用三大场景eMBB、uRLLC和mMTC，这三大愿景分别是10Gbit/s的峰值速率、1ms的端到端迟延以及100万设备平方千米的连接。为了实现这些愿景，5G网络在无线技术上增加了一些关键技术来支撑。（1）采用毫米波通信移动通信依赖无线频谱资源，然而目前几乎所有的商业无线通信工作频段都集中在300MHz～3GHz频段，而3～300GHz(毫米波)频段的利用率相对较低，有效地利用该频段资源，将有助于解决频谱资源短缺问题，同时还满足大数据的传输要求，提高网络传输效率。5G移动通信系统是一个广覆盖、高容量、多连接、低时延和高可靠性网络，将毫米波通信技术应用于5G通信系统，是一种业界普遍认同的愿景。5G频率资源可以分为以下两个频率范围，一个是Sub6G频段，即低频段，是5G的主要频段；另一个是毫米波即高频段，是5G的扩展频段，频率资源丰富。毫米波通信的许多特点契合人们对5G移动通信系统制定的相关愿景。其最突出的优点是波长短和频带宽，是微型化和集成化通信设备支撑高性能、超宽带通信系统的技术基础，同时也为5G系统的超高速率和超连接数量提供了保证。毫米波通信设备的体积小、重量轻，便于微型化、集成化和模块化设计，不仅可以使天线获得很高的方向性和天线增益，还特别适合移动终端的设计理念。01（2）MassiveMIMO技术大规模MIMO(MassiveMIMO如图2-3-2所示)是5G移动通信系统提高系统容量和频谱利用率的关键技术。它最早由美国贝尔实验室研究人员提出，他们研究发现，当小区的天线数目趋于无穷时，加性高斯白噪声和瑞利衰落等负面影响全都可以忽略不计，数据传输速率能得到极大提高。在大规模MIMO系统中，基站配置大量的天线数目通常有几十、几百甚至几千根，而基站所服务的用户设备（如手机）数目远少于基站天线数目，基站利用同一个时频资源同时服务若个UE，充分发掘系统的空间自由度。从而增强了基站同时接收和发送多路不同信号的能力，大大提高了频谱利用率、数据传输的稳定性和可靠性。

MassiveMIMO大规模天线阵列，为了实现相应的功能，至少要求有16根收发天线。华为目前做到了业界领先的64根收发天线，实现了64发64收，当然如果做到128发128收甚至更多则天线赋能效果更好。通过足够数量的天线可以实现更灵活精确的三维立体窄波束赋形，使得更多用户复用无线时频资源，从而达到提升覆盖能力和系统容量并降低系统干扰的目的。这就如同家用的无线路由器，一般情况下无线路由器的天线数越多，路由器的信号越好、传输速率越快。当然这个前提是用户手机的天线数量，如果用户的天线只有两根（一发一收），则用户的峰值速率不会得到明显的提升。当用户终端的天线有4根及以上，则由于此时用户下行可以同时接收4个甚至更多的数据流，所以单用户的峰值速率会得到成倍提升。（3）D2D（Device-to-Device）D2D指的是两个终端设备之间的相互通信。在D2D技术出现之前，已有类似的通信技术出现，如蓝牙(短距离时分双工通信)，Wi-FiDirect(更快的传输速度和更远的传输距离)等。D2D通俗点讲就是终端间的直接通信,与常规蜂窝通信的主要区别是不需要基站进行信息中转。在5G网络中，我们为了提升信息收发和传输效率，会引入终端直通技术；其原因是终端直通可以减少回传网络中的大数据流量，同时相关信令的负载也减轻，降低了中心网络节点流量管理和转发信息的需求。D2D通信的典型场景之一是车联网中的V2V（Vehicle-to-Vehicle）通信。比如，在高速行车时，车辆的变道、减速等操作动作，可以通过D2D通信的方式向周边车辆发出预警，其他车辆基于接收到的预警对驾驶员进行警示，甚至紧急情况下对车辆进行自主操控，以缩短行车中面临紧急状况时驾驶员的反应时间，降低交通事故发生率。另外，通过D2D技术，车辆更可靠地发现和识别其附近的特定车辆，比如经过路口时的具有潜在危险的车辆、具有特定性质的需要特别关注的车辆（如载有危险品的车辆、校车）等。基于终端直通的D2D由于在通信时延、邻近发现等方面的特性，使得其应用于车联网车辆安全领域具有先天优势。

任务实施步骤1：仔细阅读知识内容归纳总结毫米波通信的优势。步骤2：仔细阅读知识内容并归纳总结MassiveMIMO在5G网络中的优势。

任务实施评价本次任务实施评价见表2-3-1。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表2-3-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯表2-3-2任务总结表

任务拓展双工技术是通信节点实现双向通信的关键之一。传统双工模式主要是频分双工(FDD）和时分双工(TDD)。时分双（TDD)是通过时间分隔实现信号的发送及接收；频分双工(FDD)是利用频率分隔实现信号的发送及接收。4G的FDD-LTE制式是FDD系统，我国企业主导的TD-LTE是TDD系统。在FDD移动通信系统中，基站发射机通过下行信道，将信息发送至移动终端，而移动终端则通过上行信道发送信息至基站接收机，因为下行信道和上行信道采用不同的频率，为此FDD付出两份频率开销。而TDD系统同样为双工通信都付出了双份资源开销。因为频率资源和时间资源具有等效性，所以理论上FDD和TDD具有相同的频谱效率。采用FDD模式的移动通信系统必须使用成对的收、发频带。然而，在实际系统中，有很多上下行非对称的业务，此时FDD系统的频谱利用率会大大降低。表2-3-3列出了不同业务上下行流量的比例，可以看出，不同业务、不同场景上下行流量的需求差别很大。因此采用成对的收发频带的FDD系统不能很好地匹配5G不同场景、不同业务的需求。灵活双工是指能够根据上下行业务变化情况，灵活地分配上下行的时间和频率资源，好地适应非对称、动态变化或突发性的业务分布，有效提高系统资源的利用率。灵活双工可以通过时域、频城的方案实现，若在时域实现，就是同一频段上下行时隙可灵活配比，也就是TDD方案。若在频域实现，则存在多于两个频段时，可以灵活配比上下行频段。谢谢项目二任务四5G组网技术学习目标知识点1：了解5G网络的基本框架，能解读5G组网方式。知识点2：知道通信网络中的基本术语。移动通信的演进在学习了手机、无线关键技术之后，我们进一步深入学习5G网络--组网技术。我国自2019年5G商用开始，5G网络建设逐步逐步加快，而今5G未能形成连续覆盖，相信未来很长的时间内，通信网将是4G和5G共存的局面，5G需要和4G配合组网。过去，每新一代移动通信系统的网络组网是独立进行的，并不会对已建移动通信系统加以充分考虑与利用。到了5G时代，由于5G将长期与4G共存甚至紧密合作，因此学习研究5G网络组网技术是当下重点，本次课我们来认识5G组网技术。“”5G网络组网方案有两大类：独立组网（SA)和非独立组网（NSA)。SA方式是通过新建5G网络设备（如基站和核心网）来