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7.7.1 5G空口主要关键技术在线视频

下一节:7.7.2 关于5G空口关键技术讨论

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7.7.1 5G空口主要关键技术课程教案、知识点、字幕

同学们好

本知识点我们讲解5G空口主要关键技术

我们将从

Massive MIMO

5G新型多址技术

双工与编码调制

三个方面进行讲解

1 Massive MIMO

大规模MIMO技术不需要大面积更新用户终端设备

通过对基站的改造

能有效地提高系统容量和频谱效率

通过上百根天线的空分复用优势

成倍提升系统容量

是5G容量提升的核心技术

并能有效提高5G覆盖性能

与传统MIMO技术相比

大规模MIMO具有以下优势

具有更大的容量

更高的数据传输速率

更高的可靠性

更高的功率利用率和更少的干扰

大规模MIMO的原理

它是以MIMO技术为基础

在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线

使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收

从而改善通信质量

它能充分利用空间资源

通过多个天线实现多发多收

在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下

可以成倍地提高系统信道容量

显示出明显的优势

当基站侧天线数远大于用户天线数时

基站到各个用户的信道将趋于正交

用户间干扰将趋于消失

而巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比

从而能够在相同的时频资源共同调度更多用户

利用MIMO空间特性可采用如下3种传输方案

1 发送分集方案

通过在发射端增加信号的冗余度

使信号在接收端获得分集增益

2 空分复用技术

在发射端发射相互独立的信号

接收端采用干扰抑制的方法进行解码

空口信道容量随着收发端天线对数量的增加而线性增加

从而能够显著提高系统的传输速率

3 波束赋形

它是一种基于天线阵列的信号预处理技术

通过调整天线阵列中

每个阵元的加权系数

具有指向性的波束

从而获得对应辐射方向的阵列增益

同时降低对其他辐射方向的干扰

2 5G新型多址技术

从1G到4G

多址技术发展出多种形式

包括FDMA TDMA CDMA OFDMA 等

当接入用户增多时

这些技术为了让不同用户信号能被完整区分出来

会保持信号之间的正交性或准正交

因此可以统称为正交多址技术

为进一步提高频谱利用率

5G研究了非正交多址技术

目前的非正交多址接入技术主要包括

基于多位调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址技术

这是华为提出来的

基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入技术

这是中兴提出来的

基于非正交特征图样的图样分隔多址技术

这是大唐提出来的

基于功率叠加的非正交多址技术

这是日本提出来的

这里我们讨论NOMA非正交多址技术

其基本思想是在发送端采用非正交发送

在接收端通过串行干扰消除接收机实现正确解调

虽然采用SIC技术的接收机复杂度有一定的提高

但是可以更好地提高频谱效率

跟以往的多址接入技术不同

NOMA采用非正交的功率域来区分用户

串行干扰删除的基本原理是

逐步减去最大信号功率用户的干扰

SIC 检测器

在接收信号中对多个用户逐个进行数据判决

判决出一个用户

就同时减去该用户信号造成的多址干扰

按照信号功率大小的顺序来进行操作

功率较大信号先进行操作

这样一直进行循环操作

直至消除所有的多址干扰为止

图中 我们可以看到

两个用户同时占用所有可用带宽

弱用户先解码强干扰

消除干扰的影响

再解码自己的消息

从而实现最优容量

并改善弱用户可达速率

3 双工技术与编码调制技术

5G采用全双工和灵活双工技术

灵活双工是指

能够根据上下行业务变化情况动态分配上下行资源

有效提高系统资源利用率

随着在线视频业务的增加

以及社交网络的推广

未来移动流量呈现出多变特性

上下行业务需求随时间 地点而变化等

目前通信系统采用相对固定的频谱资源分配

将无法满足不同小区变化的业务需求

灵活双工能够根据上下行业务变化情况动态分配上下行资源

有效提高系统资源利用率

全双工技术

我们可以看一下图

它可以实现上下行型链路的同频同时双工

华为在2020年12月8日

发布一项无线关键技术突破

基于任意带内全双工技术

简称BWP-FD

并完成该技术的外场测试

可根据业务需要

通过调整双工方式

灵活匹配业务需求和时延要求

可与当前无线双工系统兼容

这是最新的案例

5G支持的调制更加丰富

主要有载波的相位变化

幅度不变化的

π/2-BPSK和QPSK的PSK调制方式

还有载波的相位和幅度都变化的

16QAM, 64QAM和256QAM

等QAM调制方式

我们再来看5G的信道编码方案

首先来看低密度奇偶校验码

LDPC码

它是高通主导的eMBB数据信道的编码方案

由MIT的教授Robert Gallager在1962年提出

理论研究表明

1/2码率的LDPC码在BPSK调制下的性能

距香农极限仅差0.0045dB

是目前距香农极限最近的纠错码

它一种具有稀疏校验矩阵的线性分组码

它的特征完全由其奇偶校验矩阵决定

相对于行 列的长度

校验矩阵每行 列中非零元素的数目非常小

据此可以分为非规则LDPC码和规则LDPC码

前者性能优于后者性能

我们再来看极化码

Polar码

它是华为主导的eMBB控制信道的编码方案

由土耳其比尔肯大学教授E. Arikan在2007年提出

基于信道极化理论提出的一种线性分组码

信道极化过程本质上是一种信道等效变换的过程

信道极化理论是Polar编码理论的核心

包括信道组合和信道分解部分

信道极化现象是指当组合信道的数目趋于无穷大时

则会出现极化现象

即一部分信道将趋于无噪信道

另外一部分则趋于全噪信道

利用无噪信道传输用户有用的信息

而利用全噪信道可以传输约定的信息或者不传信息

学习了本知识点

请同学们思考

5G为什么采用大规模Massive MIMO

5G新型多址技术有哪些方案

5G双工技术有何特点

5G信道编码是什么

谢谢

移动通信技术课程列表：

开篇（课程思政）

-1 光荣与梦想

--1.光荣与梦想

--光荣与梦想——中国移动通信发展

--光荣与梦想讨论

-2 责任与担当

--2.责任与担当

--责任和担当——移动人的骄傲和使命

--信息基础设施的打造者

--自然灾害中的生命线

--抗疫浪潮中的坚实支撑

--责任与担当讨论

-3 楷模与巨人

--3.电磁波三巨人

--楷模与巨匠——电磁波三巨人

--楷模与巨人讨论

-4 情怀与事业

--4.移动巨擘华为启示录

--情怀与事业——移动巨擘华为启示录

--情怀与事业讨论

第一章 移动通信概述

-1.1 移动通信基本概念

--1.1.1 移动通信基本概念视频

--1.1.2 移动通信基本概念--作业

--1.1.3 移动通信特点讨论

-1.2 移动通信系统的构成

--1.2.1 移动终端视频

--1.2.2 基站子系统视频

--1.2.3 核心网子系统视频

--1.2.4 移动通信系统的构成--作业

--1.2.5 移动通信系统构成与演进趋势讨论

--1.2.1 移动终端子系统

-1.3 移动通信发展历史

--1.3.1 移动通信发展历史视频

--1.3.2 移动通信发展历史--作业

--1.3.3 移动通信系统发展讨论

-1.4 移动通信的工作方式

--1.4.1 移动通信的工作方式视频

--1.4.2 移动通信双工方式讨论

-1.5 移动通信的标准化

--1.5.1 移动通信的标准化视频

--1.5.2 移动通信标准化及其组织讨论

-第一章 移动通信概述 单元测试

第二章 天线与电波传播

-2.1 移动通信天线技术

--2.1.1 移动通信天线技术视频

--2.1.2 天线分类与主要性能指标视频

--2.1.3 天线的工作原理是怎样的？讨论

--2.1.4 移动通信天线技术--作业

-2.2 无线电波的传播

--2.2.1 电波传播特性视频

--2.2.2 无线电频谱及特点视频

--2.2.3 无线电波的传播--作业

-2.3 移动信道的传播模型

--2.3.1 移动信道的传播模型视频

--2.3.2 传播模型开放讨论

-第二章 天线与电波传播 单元测试

项目1 移动网络规划

-项目1-1 网络拓扑规划视频

-项目1-2 无线接入网容量规划视频

-项目1-3 核心网容量规划视频

-项目1-4 承载网规划视频

第三章 移动通信中的关键技术

-3.1 调制技术

--3.1.1 移动通信中的调制技术视频

--3.1.2 线性调制技术视频

--3.1.3 恒包络调制技术视频

--3.1.4 移动通信采用数字调制讨论

--3.1.5 调制技术--作业

-3.2 多址技术

--3.2.1 多址技术视频

--3.2.2 移动通信基本多址技术动画视频

--3.2.3 多址技术--作业

-3.3 编码技术

--3.3.1 移动通信信道编码技术视频

--3.3.2 移动通信语音编码技术视频

--3.3.3 数字移动通信编码技术特点讨论

--3.3.4 编码技术--作业

-3.4 抗衰落技术

--3.4.1 自适应均衡技术视频

--3.4.2 交织技术视频

--3.4.3 分集接收技术视频

--3.4.4 分集接收技术之合并方式视频

--3.4.5 功率控制技术视频

--3.4.6 扩频通信技术视频

--3.4.7 抗衰落技术讨论

--3.4.8 抗衰落技术--作业

-3.5 组网技术

--3.5.1 大区制与小区制视频

--3.5.2 组网中的信道配置视频

--3.5.3 组网中的信道选择视频

--3.5.4 组网中的频率复用视频

--3.5.5 越区切换视频

--3.5.6 位置管理与更新视频

--3.5.7 蜂窝组网技术讨论

-第三章 移动通信中的关键技术 单元测试

项目2 基站部署与配置

-项目2-1 无线侧设备配置视频

-项目2-2 无线射频数据配置视频

-项目2-3 BBU数据配置视频

第四章 GSM/GPRS移动通信系统及设备

-4.1 GSM概述

--4.1.1 GSM概述视频

--4.1.2 GSM移动通信系统组成动画

--4.1.3 GSM概述--作业

-4.2 GSM系统结构与接口

--4.2.1 GSM系统接口视频

--4.2.2 GSM系统接口讨论

-4.3 GSM主要技术

--4.3.1 GSM频率配置视频

--4.3.2 GSM信道及分类视频

--4.3.3 GSM帧结构与突发脉冲视频

--4.3.4 GSM语音处理流程视频

-4.4 GSM无线接口

--4.4.1 GSM接口协议视频

--4.4.2 GSM接口分层讨论

-4.5 GSM系统管理

--4.5.1 GSM安全性管理视频

--4.5.2 GSM移动性管理视频

-4.6 GSM移动通信网络

--GSM移动通信网络

-4.7 GSM的主要信令流程

--4.7.1 GSM主叫信令流程视频

--4.7.2 GSM被叫信令流程视频

--4.7.3 GSM呼叫流程动画

-4.8 GSM编号与业务

--4.8.1 GSM编号与业务视频

-4.9 GSM设备及性能指标

--4.9.1 GSM网络拓扑图

--4.9.2 GSM设备及性能指标视频

-4.10 为什么至今GSM还在使用？

-4.11 GPRS概述

--4.11.1 GPRS概述视频

-4.12 GPRS协议

--4.12.1 GPRS协议

--4.12.2 GPRS如何实现数据通信？

-第四章 GSM/GPRS移动通信系统及设备 单元测试

项目3 承载网配置与调试

-项目3-1 点到点业务配置1视频

-项目3-2 点到点业务配置2视频

-项目3-3 电交叉业务配置视频

-项目3-4 承载网业务调试视频

第五章 CDMA和第三代移动通信系统

-5.1 CDMA系统概述

--5.1.1 CDMA概述视频

--5.1.2 CDMA系统讨论

-5.2 CDMA系统主要技术

--5.2.1 CDMA通信技术视频

--5.2.2 CDMA关键技术视频

-5.3 CDMA网络结构

--5.3.1 CDMA网络结构视频

--5.3.2 CDMA网络结构比较讨论

-5.4 CDMA主要信令流程

--5.4.1 CDMA语音信令流程视频

-5.5 第三代移动通信

--5.5.1 第三代移动通信概述视频

--5.5.2 WCDMA移动通信系统视频

--5.5.3 CDMA2000移动通信系统视频

--5.5.4 TD-SCDMA移动通信系统视频

--5.5.5 TD-SCDMA关键技术视频

--5.5.6 UMTS网络结构组成与演进动画

--5.5.7 第三代移动通信技术讨论

-第五章 CDMA和第三代移动通信系统 单元测验

项目4 核心网部署与配置

-项目4-1 HSS数据配置视频

-项目4-2 MME数据配置1视频

-项目4-3 MME数据配置2视频

-项目4-4 OSPF路由配置视频

-项目4-5 PGW数据配置视频

-项目4-6 SGW数据配置视频

-项目4-7 核心网设备配置视频

-项目4-8 静态路由配置视频

-项目4-9 全网对接配置视频

第六章 第四代移动通信系统

-6.1 LTE概述

--6.1.1 LTE概述视频

--6.1.2 4G讨论

--6.1.3 LTE概述--作业

-6.2 LTE网络结构

--6.2.1 LTE网络结构视频

--6.2.2 LTE网络结构动画

--6.2.3 LTE网络结构--作业

-6.3 LTE空中接口

--6.3.1 LTE空中接口视频

--6.3.2 LTE空中接口协议栈及各层功能动画

--6.3.3 LTE空中接口--作业

-6.4 LTE空口信道及分类

--6.4.1 LTE空口信道及分类视频

--6.4.2 4G空口信道讨论

--6.4.3 LTE空口信道及分类--作业

-第六章 第四代移动通信系统 单元测验

-6.5 LTE关键技术

--LTE关键技术1

--LTE关键技术2

--LTE关键技术3

-6.6 LTE物理层

--LTE物理层

-6.7 LTE语音实现方式

--LTE语音实现方式

-6.8 LTE主要信令流程

--6.5.1 LTE UE开机入网流程1动画

--6.5.2 LTE UE开机入网流程2动画

--6.5.3 LTE Service Request流程动画

--6.5.4 LTE TAU流程动画

--6.5.5 LTE 专用承载流程动画

--6.5.6 LTE 中的站间S1切换动画

--6.5.7 LTE 中的站间X2切换动画

-6.9 LTE新技术

--6.6.1 OFDM技术动画

--6.6.2 MIMO技术动画

项目5 业务配置与调试

-项目5-1 拨测业务配置视频

-项目5-2 漫游业务配置视频

-项目5-3 切换业务配置视频

-项目5-4 业务调试模块视频

第七章 第五代移动通信系统

-7.1 5G业务需求及应用场景

--7.1.1 5G业务需求及应用场景

--7.1.2 第五代移动通信的目标讨论

-7.2 5G标准化及其频谱

--7.2.1 5G标准化及其频谱

--7.2.2 5G为什么采用毫米波？

-7.3 5G网络架构

--7.3.1 5G网络架构

--7.3.2 第五代移动通信网络结构动画

-7.4 5G网络部署

--7.4.1 5G网络部署

--7.4.2 5G网络部署一般采用哪种选项？

-7.5 5G核心网新技术

--7.5.1 5G核心网新技术

--7.5.2 关于5G网络架构的发展方向讨论

-7.6 5G物理层

--7.6.1 5G物理层

--7.6.2 关于5G帧结构的讨论

-7.7 5G空口主要关键技术

--7.7.1 5G空口主要关键技术

--7.7.2 关于5G空口关键技术讨论

-7.8 5G端到端切片

--7.8.1 5G端到端切片

--7.8.2 关于网络切片的讨论

-第七章 下一代移动通信系统 单元测试

项目6 移动网络故障排查

-项目6-1 无线故障排查视频

-项目6-2 核心网故障排查视频

第八章 网优、基站与移动互联业务简介

-8.1 移动通信网络优化简介

--8.1.1 网络优化概念视频

--8.1.2 网络优化目标与分类视频

--8.1.3 网络优化方法与工具视频

--8.1.4 移动通信网络优化简介--作业

-8.2 移动通信基站勘察与配置简介

--8.2.1 分布式基站介绍视频

--8.2.2 分布式基站组网介绍视频

--8.2.3 基站配置原则视频

--8.2.4 基站勘查工具的使用视频

--8.2.5 基站勘察过程简介视频

--8.2.6 基站勘察与配置简介--作业

-8.3 移动互联网业务简介

--8.3.1 移动互联网概述视频

--8.3.2 移动互联网业务体系视频

--8.3.3 移动应用产品流程视频

--8.3.4 移动互联网业务及产品支撑技术视频

--8.3.5 移动互联网业务简介--作业

-8.4 移动通信就业岗位讨论

移动通信全网建设讨论

-建设4G移动通信网络讨论

-建设5G移动通信网络讨论

7.7.1 5G空口主要关键技术笔记与讨论

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