《5G移動通信技術》 課件 項目一任務二 5G的驅動力和趨勢

項目一任務二5G的驅動力和趨勢學習目標知識點1：了解5G在各行各業(yè)的賦能。知識點2：知道5G關鍵性能指標。知識點3：會5G在典型行業(yè)發(fā)展趨勢。5G的驅動力和趨勢人類已經(jīng)進入第四次工業(yè)革命，高新科技已不再僅僅是一門技術，而是先進的生產(chǎn)力，5G技術的產(chǎn)生和發(fā)展是如何演進和創(chuàng)新？滿足各種業(yè)務快速發(fā)展？讓我們一起討論學習5G典型的驅動力和趨勢有哪些?！啊绷私?G通信典型的技術性能，5G通信還有哪些“個性”發(fā)展的需求？。5G通信還會在哪些方面有所大展拳腳？讓我們打開無限的遐想，規(guī)劃我們美好的未來生活?！敝R儲備:

5G通信已商用4年。人民生活和各行各業(yè)已離不開5G，我國在5G通信領先全球，結合當下人工智能大行其道，新一輪網(wǎng)絡通信建設迎來建設高潮。（一）IMT-20202015年10月26日-30日，2015無線電通信全會在瑞士日內(nèi)瓦召開，在會上，國際電聯(lián)無線電通信部門（ITU-R）正式批準了三項決議，這三項決議有利于推進5G研究的進程，并正式確定5G法定名稱是“IMT-2020”。ITU5G計劃推出和實施，我國發(fā)展5G網(wǎng)絡的步伐明顯加速。中國5G技術研發(fā)試驗在政府的領導下，依托國家重大科技專項支持，5G技術取得很大進展，IMT-2020（5G）負責推進。IMT-2020(5G)推進組于2013年2月由工信部、發(fā)改委和科技部聯(lián)合成立，目前至少有56家成員單位參與，涵蓋國內(nèi)移動通信領域產(chǎn)、學、研、用等主要力量，IMT-2020(5G)是推動國內(nèi)5G技術研究及國際交流主要合作平臺。（二）5G+X使能千行百業(yè)加速數(shù)字化轉型5G與云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術的相互融合應用，成為各行各業(yè)數(shù)字化轉型的重要使能技術，推動了產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡化、智能化、數(shù)字化的迅猛發(fā)展，已成為經(jīng)濟轉型升級與提質增效的新動能。在5G技術與AI技術相結合，不僅能提升和增強傳統(tǒng)無線業(yè)務和網(wǎng)絡服務能力，還能進一步拓展5G應用新場景。在傳統(tǒng)無線業(yè)務應用場景中，AI技術對提升5G網(wǎng)絡的運維能力和用戶體驗起到關鍵作用。在日常網(wǎng)絡運維方面，5G超大算力能力，可以提供基于AI領域的知識問答和內(nèi)容推薦技術，能夠為用戶需求提高響應效率。在網(wǎng)絡部署和選址規(guī)劃方面，通過AI技術進行數(shù)據(jù)處理分析，可部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工現(xiàn)場測量，提升布網(wǎng)效率，降低部署成本。在無線業(yè)務應用和用戶體驗方面，由于AI技術在計算機視覺和自然語言處理等領域快速發(fā)展，5G速率極大改善了用戶感官體驗。在5G新型應用場景拓展方面，AI技術推動5G在垂直行業(yè)領域應用，特別是在促進能源、交通、醫(yī)療、工業(yè)、金融、農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)等安全生產(chǎn)方面，如圖1-2-1所示。通過5G專網(wǎng)，能夠支持一線生產(chǎn)現(xiàn)場傳感器、攝像頭等監(jiān)控設備的海量連接，極大增強人們對生產(chǎn)狀態(tài)的感知能力和布控能力。另外，在網(wǎng)絡邊緣側通過AI技術對大規(guī)模數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和分析，實現(xiàn)智能精準化異常故障預警和風險管理，進而顯著降低生產(chǎn)故障和安全事故率，大幅提升生產(chǎn)效率。（三）5G時代的挑戰(zhàn)5G技術具有超高的速率、極低的時延和極大的連接能力等特點，如圖1-2-2，5G技術的應用將為人們的生產(chǎn)和生活方式帶來飛躍式變化，為經(jīng)濟社會的發(fā)展注入強勁動力。（四）5G的發(fā)展趨勢1.多種場景的應用對速率提出更高要求（如圖1-2-3）（如圖1-2-4）（如圖1-2-5）（如圖1-2-6）。VR的體驗質量高度依賴于非常嚴格的延遲和可靠性條件。20毫秒或更長的MTP延遲（從用戶運動開始到相應畫面顯示到屏幕上所花的時間）以及由于低數(shù)據(jù)速率所造成的失真都會導致暈動病，影響用戶的視覺體驗。因此，端到端延遲和可靠性保證是沉浸式VR體驗的關鍵因素。AR體驗分為佩戴類（例如GoogleGlass）或者非佩戴類（例如有鏡頭的手機和平板）個人數(shù)據(jù)速率的需求上限也會從200Mbps跳到1Gbps。毋庸置疑會給AR以及VR體驗提供更身臨其境的感覺。MR是結合VR和AR，將真實世界與虛擬世界相結合，通過頭戴式顯示器等設備將虛擬元素與現(xiàn)實世界融合在一起，讓用戶感覺到虛擬元素與現(xiàn)實場景在同一空間中并存。MR混合現(xiàn)實的應用場景包括工業(yè)制造、醫(yī)療、教育等。5G通信技術的發(fā)展對生產(chǎn)、生活、交通、教育、消費等領域產(chǎn)生顛覆式的影響，改變?nèi)藗兊挠^念、習慣，甚至對一個行業(yè)的顛覆。上圖（圖1-2-4）就是5G通信對行業(yè)的影響。

自動駕駛分為L1～L5共五級。L1為輔助駕駛，傳輸時延為100～1000ms，網(wǎng)速為0.2Mbps；L2為部分自動化，傳輸時延為20～100ms，網(wǎng)速為0.5Mbps；L3為條件自動化，傳輸時延為10～20ms，網(wǎng)速為16Mbps；L4為高級自動化，傳輸時延為1～10ms，網(wǎng)速為100Mbps；L5為全自動化，傳輸時延與網(wǎng)速能力同L4，但感知能力的配置與智能化水平可支持無人駕駛。3G、4G和5G對自動駕駛的影響如圖1-2-6所示。5G通信新技術的突破助力5G的發(fā)展。在5G智能電表中，數(shù)據(jù)傳輸主要基于物聯(lián)網(wǎng)技術（如圖1-2-6所示）。智能電表可以通過5G網(wǎng)絡與用戶的手機或電腦實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)同步和遠程管理。用戶可以通過手機App或網(wǎng)頁查看電力使用情況,并設定電策略和報警機制。供電公司也可以通過遠程訪問智能電表的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng),實時監(jiān)控用戶的能源消耗情況，并根據(jù)實際需求進行供電調整。2.第五代移動通信技術是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術，5G通訊設施實現(xiàn)人、機、物互聯(lián)的網(wǎng)絡基礎設施，為此5G通信與4G通信在諸多參數(shù)有發(fā)展。

表1-2-14G與5G常見參數(shù)對比4G5G延遲10ms小于1ms峰值速率數(shù)據(jù)1Gbps10Gbps移動連接數(shù)80億個（2016年）110億個（2021年）通道帶寬20MHz2200kHz(適用于Cat-NB1loT)100MHz(6GHz以下)400MHz(6GHz以上)通信頻段600MHz至5.925GHz600MHz至毫米波上行鏈路波形單載波頻分多址(SC-FDMA)循環(huán)前級正交頻分復用(CP-OFDM)用戶端發(fā)射功率+23dBm(在n41頻段為+26dBm25GHz及以上為+26dBm(在Sub6G頻段)

任務實施5G網(wǎng)絡性能得到了提升，請仔細閱讀課本，請歸納總結典型網(wǎng)絡性能關鍵目標。5G關鍵性能指標時延吞吐率連接數(shù)網(wǎng)絡架構

請閱讀課本，回答自動駕駛對延時的要求。（單位是毫秒）延時時間3G4G5G

當汽車行駛120KM/h時速，汽車增加的制動距離是？（單位是cm）制動距離3G4G5G

討論題：請每個小組以5G的網(wǎng)絡性能為背景，思考5G技術可以在醫(yī)療行業(yè)有什么貢獻？能解決現(xiàn)在哪些“急、難、愁、盼”的問題？

任務實施評價本次任務實施評價見表1-2-1。任務自我評價團隊評價教師評價20分50分30分團隊協(xié)作

獨立思考

紀律觀念

完成時間

工作態(tài)度

學習主動性

任務完成質量

得分小結

得分合計

學習過程遇到哪些困難？

如何解決遇到的問題。

自己在完成任務中哪些方面有提高？

在完成任務中存在哪些不足？

教學活動自我評分小組評分共享（15分）

貢獻（15分）

傾聽（15分）

協(xié)作（15分）

問題解決（20分）

決策（15分）

其他（5分）

任務總結本次任務總結見表1-2-2。請列舉出本次課你學習到哪些知識？

請談談本次課學習的內(nèi)容可以應用哪些方面？

發(fā)揮你的想象力，本次課知識除了常規(guī)的應用，還能在哪些方面可以運用？

請你談談與本次內(nèi)容相關或相近的5G時訊

任務拓展歷史上，每次通信技術升級都會為媒體產(chǎn)業(yè)帶來新機遇。5G作為社會信息系統(tǒng)的底層技術，有望引發(fā)整個信息基礎設施的革命性升級，創(chuàng)造出新的社會傳播圖景。在這一過程中，視頻行業(yè)將率先受益于5G帶來的技術革新，向新的發(fā)展階段演進。伴隨5G技術逐漸成熟與大規(guī)模正式商用的臨近，從內(nèi)容生產(chǎn)、內(nèi)容傳輸，到內(nèi)容消費、內(nèi)容變現(xiàn)，視頻行業(yè)將迎來全方位的改變。在內(nèi)容消費方面，視頻消費將走向超高清和高幀率，同時基于傳輸速率的限制被打破，用戶對移動化、場景化的長視頻的需求也將顯著提升；更真實、更具交互性的內(nèi)容將成為新熱點，內(nèi)容消費將更沉浸、更互動，影游邊界更加模糊。內(nèi)容創(chuàng)作方面，“云計算+AI”將賦能內(nèi)容創(chuàng)作，可穿戴設備帶動用戶即拍即享，推動UGC（UserGeneratedContent，用戶生產(chǎn)內(nèi)容）內(nèi)容生產(chǎn)升級，“萬物互聯(lián)”有望使MGC（Machine-generatedContent，機器生產(chǎn)內(nèi)容）模式成為內(nèi)容生產(chǎn)的重要力量。傳播場景方面，新終端的迅速普及將大大拓展5G視頻的應用場景。未來用戶或持有多個智能設備，視頻內(nèi)容將適配車載屏幕、智能眼鏡、智能手表、智能音箱等更多樣化智能終端，為用戶提供個性化的視頻信息