《5G移動(dòng)通信技術(shù)》 課件 項(xiàng)目一任務(wù)二 5G的驅(qū)動(dòng)力和趨勢(shì)

項(xiàng)目一任務(wù)二5G的驅(qū)動(dòng)力和趨勢(shì)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)1：了解5G在各行各業(yè)的賦能。知識(shí)點(diǎn)2：知道5G關(guān)鍵性能指標(biāo)。知識(shí)點(diǎn)3：會(huì)5G在典型行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。5G的驅(qū)動(dòng)力和趨勢(shì)人類已經(jīng)進(jìn)入第四次工業(yè)革命，高新科技已不再僅僅是一門技術(shù)，而是先進(jìn)的生產(chǎn)力，5G技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展是如何演進(jìn)和創(chuàng)新？滿足各種業(yè)務(wù)快速發(fā)展？讓我們一起討論學(xué)習(xí)5G典型的驅(qū)動(dòng)力和趨勢(shì)有哪些?！啊绷私?G通信典型的技術(shù)性能，5G通信還有哪些“個(gè)性”發(fā)展的需求？。5G通信還會(huì)在哪些方面有所大展拳腳？讓我們打開無(wú)限的遐想，規(guī)劃我們美好的未來(lái)生活?！敝R(shí)儲(chǔ)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(guó)在5G通信領(lǐng)先全球，結(jié)合當(dāng)下人工智能大行其道，新一輪網(wǎng)絡(luò)通信建設(shè)迎來(lái)建設(shè)高潮。（一）IMT-20202015年10月26日-30日，2015無(wú)線電通信全會(huì)在瑞士日內(nèi)瓦召開，在會(huì)上，國(guó)際電聯(lián)無(wú)線電通信部門（ITU-R）正式批準(zhǔn)了三項(xiàng)決議，這三項(xiàng)決議有利于推進(jìn)5G研究的進(jìn)程，并正式確定5G法定名稱是“IMT-2020”。ITU5G計(jì)劃推出和實(shí)施，我國(guó)發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)的步伐明顯加速。中國(guó)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)在政府的領(lǐng)導(dǎo)下，依托國(guó)家重大科技專項(xiàng)支持，5G技術(shù)取得很大進(jìn)展，IMT-2020（5G）負(fù)責(zé)推進(jìn)。IMT-2020(5G)推進(jìn)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(guó)內(nèi)移動(dòng)通信領(lǐng)域產(chǎn)、學(xué)、研、用等主要力量，IMT-2020(5G)是推動(dòng)國(guó)內(nèi)5G技術(shù)研究及國(guó)際交流主要合作平臺(tái)。（二）5G+X使能千行百業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型5G與云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的相互融合應(yīng)用，成為各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要使能技術(shù)，推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化的迅猛發(fā)展，已成為經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)與提質(zhì)增效的新動(dòng)能。在5G技術(shù)與AI技術(shù)相結(jié)合，不僅能提升和增強(qiáng)傳統(tǒng)無(wú)線業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，還能進(jìn)一步拓展5G應(yīng)用新場(chǎng)景。在傳統(tǒng)無(wú)線業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景中，AI技術(shù)對(duì)提升5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維能力和用戶體驗(yàn)起到關(guān)鍵作用。在日常網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維方面，5G超大算力能力，可以提供基于AI領(lǐng)域的知識(shí)問(wèn)答和內(nèi)容推薦技術(shù)，能夠?yàn)橛脩粜枨筇岣唔憫?yīng)效率。在網(wǎng)絡(luò)部署和選址規(guī)劃方面，通過(guò)AI技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，可部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，提升布網(wǎng)效率，降低部署成本。在無(wú)線業(yè)務(wù)應(yīng)用和用戶體驗(yàn)方面，由于AI技術(shù)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)和自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域快速發(fā)展，5G速率極大改善了用戶感官體驗(yàn)。在5G新型應(yīng)用場(chǎng)景拓展方面，AI技術(shù)推動(dòng)5G在垂直行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，特別是在促進(jìn)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(guò)5G專網(wǎng)，能夠支持一線生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)傳感器、攝像頭等監(jiān)控設(shè)備的海量連接，極大增強(qiáng)人們對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)的感知能力和布控能力。另外，在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)通過(guò)AI技術(shù)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析，實(shí)現(xiàn)智能精準(zhǔn)化異常故障預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)管理，進(jìn)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(shí)代的挑戰(zhàn)5G技術(shù)具有超高的速率、極低的時(shí)延和極大的連接能力等特點(diǎn)，如圖1-2-2，5G技術(shù)的應(yīng)用將為人們的生產(chǎn)和生活方式帶來(lái)飛躍式變化，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。（四）5G的發(fā)展趨勢(shì)1.多種場(chǎng)景的應(yīng)用對(duì)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(yàn)質(zhì)量高度依賴于非常嚴(yán)格的延遲和可靠性條件。20毫秒或更長(zhǎng)的MTP延遲（從用戶運(yùn)動(dòng)開始到相應(yīng)畫面顯示到屏幕上所花的時(shí)間）以及由于低數(shù)據(jù)速率所造成的失真都會(huì)導(dǎo)致暈動(dòng)病，影響用戶的視覺(jué)體驗(yàn)。因此，端到端延遲和可靠性保證是沉浸式VR體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。AR體驗(yàn)分為佩戴類（例如GoogleGlass）或者非佩戴類（例如有鏡頭的手機(jī)和平板）個(gè)人數(shù)據(jù)速率的需求上限也會(huì)從200Mbps跳到1Gbps。毋庸置疑會(huì)給AR以及VR體驗(yàn)提供更身臨其境的感覺(jué)。MR是結(jié)合VR和AR，將真實(shí)世界與虛擬世界相結(jié)合，通過(guò)頭戴式顯示器等設(shè)備將虛擬元素與現(xiàn)實(shí)世界融合在一起，讓用戶感覺(jué)到虛擬元素與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景在同一空間中并存。MR混合現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景包括工業(yè)制造、醫(yī)療、教育等。5G通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)生產(chǎn)、生活、交通、教育、消費(fèi)等領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆式的影響，改變?nèi)藗兊挠^念、習(xí)慣，甚至對(duì)一個(gè)行業(yè)的顛覆。上圖（圖1-2-4）就是5G通信對(duì)行業(yè)的影響。

自動(dòng)駕駛分為L(zhǎng)1～L5共五級(jí)。L1為輔助駕駛，傳輸時(shí)延為100～1000ms，網(wǎng)速為0.2Mbps；L2為部分自動(dòng)化，傳輸時(shí)延為20～100ms，網(wǎng)速為0.5Mbps；L3為條件自動(dòng)化，傳輸時(shí)延為10～20ms，網(wǎng)速為16Mbps；L4為高級(jí)自動(dòng)化，傳輸時(shí)延為1～10ms，網(wǎng)速為100Mbps；L5為全自動(dòng)化，傳輸時(shí)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(wú)人駕駛。3G、4G和5G對(duì)自動(dòng)駕駛的影響如圖1-2-6所示。5G通信新技術(shù)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(shù)（如圖1-2-6所示）。智能電表可以通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)與用戶的手機(jī)或電腦實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步和遠(yuǎn)程管理。用戶可以通過(guò)手機(jī)App或網(wǎng)頁(yè)查看電力使用情況,并設(shè)定電策略和報(bào)警機(jī)制。供電公司也可以通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)智能電表的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶的能源消耗情況，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行供電調(diào)整。2.第五代移動(dòng)通信技術(shù)是具有高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，5G通訊設(shè)施實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)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(duì)比4G5G延遲10ms小于1ms峰值速率數(shù)據(jù)1Gbps10Gbps移動(dòng)連接數(shù)80億個(gè)（2016年）110億個(gè)（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(jí)正交頻分復(fù)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(wù)實(shí)施5G網(wǎng)絡(luò)性能得到了提升，請(qǐng)仔細(xì)閱讀課本，請(qǐng)歸納總結(jié)典型網(wǎng)絡(luò)性能關(guān)鍵目標(biāo)。5G關(guān)鍵性能指標(biāo)時(shí)延吞吐率連接數(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

請(qǐng)閱讀課本，回答自動(dòng)駕駛對(duì)延時(shí)的要求。（單位是毫秒）延時(shí)時(shí)間3G4G5G

當(dāng)汽車行駛120KM/h時(shí)速，汽車增加的制動(dòng)距離是？（單位是cm）制動(dòng)距離3G4G5G

討論題：請(qǐng)每個(gè)小組以5G的網(wǎng)絡(luò)性能為背景，思考5G技術(shù)可以在醫(yī)療行業(yè)有什么貢獻(xiàn)？能解決現(xiàn)在哪些“急、難、愁、盼”的問(wèn)題？

任務(wù)實(shí)施評(píng)價(jià)本次任務(wù)實(shí)施評(píng)價(jià)見表1-2-1。任務(wù)自我評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)教師評(píng)價(jià)20分50分30分團(tuán)隊(duì)協(xié)作

獨(dú)立思考

紀(jì)律觀念

完成時(shí)間

工作態(tài)度

學(xué)習(xí)主動(dòng)性

任務(wù)完成質(zhì)量

得分小結(jié)

得分合計(jì)

學(xué)習(xí)過(guò)程遇到哪些困難？

如何解決遇到的問(wèn)題。

自己在完成任務(wù)中哪些方面有提高？

在完成任務(wù)中存在哪些不足？

教學(xué)活動(dòng)自我評(píng)分小組評(píng)分共享（15分）

貢獻(xiàn)（15分）

傾聽（15分）

協(xié)作（15分）

問(wèn)題解決（20分）

決策（15分）

其他（5分）

任務(wù)總結(jié)本次任務(wù)總結(jié)見表1-2-2。請(qǐng)列舉出本次課你學(xué)習(xí)到哪些知識(shí)？

請(qǐng)談?wù)劚敬握n學(xué)習(xí)的內(nèi)容可以應(yīng)用哪些方面？

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

請(qǐng)你談?wù)勁c本次內(nèi)容相關(guān)或相近的5G時(shí)訊

任務(wù)拓展歷史上，每次通信技術(shù)升級(jí)都會(huì)為媒體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新機(jī)遇。5G作為社會(huì)信息系統(tǒng)的底層技術(shù)，有望引發(fā)整個(gè)信息基礎(chǔ)設(shè)施的革命性升級(jí)，創(chuàng)造出新的社會(huì)傳播圖景。在這一過(guò)程中，視頻行業(yè)將率先受益于5G帶來(lái)的技術(shù)革新，向新的發(fā)展階段演進(jìn)。伴隨5G技術(shù)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(fèi)、內(nèi)容變現(xiàn)，視頻行業(yè)將迎來(lái)全方位的改變。在內(nèi)容消費(fèi)方面，視頻消費(fèi)將走向超高清和高幀率，同時(shí)基于傳輸速率的限制被打破，用戶對(duì)移動(dòng)化、場(chǎng)景化的長(zhǎng)視頻的需求也將顯著提升；更真實(shí)、更具交互性的內(nèi)容將成為新熱點(diǎn)，內(nèi)容消費(fèi)將更沉浸、更互動(dòng)，影游邊界更加模糊。內(nèi)容創(chuàng)作方面，“云計(jì)算+AI”將賦能內(nèi)容創(chuàng)作，可穿戴設(shè)備帶動(dòng)用戶即拍即享，推動(dòng)UGC（UserGeneratedContent，用戶生產(chǎn)內(nèi)容）內(nèi)容生產(chǎn)升級(jí)，“萬(wàn)物互聯(lián)”有望使MGC（Machine-generatedContent，機(jī)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(chǎng)景方面，新終端的迅速普及將大大拓展5G視頻的應(yīng)用場(chǎng)景。未來(lái)用戶或持有多個(gè)智能設(shè)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(gè)性化的視頻信息