無線通信技術(shù)基礎(chǔ)演講人：日期:CONTENTS目錄01技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)02核心原理基礎(chǔ)03關(guān)鍵技術(shù)體系04主流標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范05典型應(yīng)用場景06未來演進(jìn)方向01技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)早期無線電通信6px6px6px利用無線電波傳輸簡單信息，如摩爾斯電碼。無線電報(bào)通過無線電波傳輸電視信號(hào)，使電視廣播成為可能。電視信號(hào)傳輸通過無線電波傳播聲音和節(jié)目，實(shí)現(xiàn)廣播的功能。無線電廣播010302如對(duì)講機(jī)、大哥大等，利用無線電波實(shí)現(xiàn)簡單的移動(dòng)通信功能。早期移動(dòng)通信04蜂窩系統(tǒng)演進(jìn)歷程第一代移動(dòng)通信（1G）主要提供語音通信功能，采用模擬信號(hào)傳輸。02040301第三代移動(dòng)通信（3G）提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，支持視頻通話和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。第二代移動(dòng)通信（2G）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化語音通信，開始支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如短信和WAP上網(wǎng)。第四代移動(dòng)通信（4G）進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速度，支持高清視頻通話和更快的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。5G技術(shù)里程碑高速度低延遲大容量廣覆蓋5G網(wǎng)絡(luò)具備極高的數(shù)據(jù)傳輸速度，可以滿足高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等大數(shù)據(jù)量傳輸需求。5G網(wǎng)絡(luò)具有極低的通信延遲，支持實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制和車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用。5G網(wǎng)絡(luò)具備極大的通信容量，可以滿足大量設(shè)備同時(shí)連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)更廣泛的覆蓋，包括偏遠(yuǎn)地區(qū)和密集城市區(qū)域。02核心原理基礎(chǔ)調(diào)制解調(diào)技術(shù)分類振幅調(diào)制通過改變載波的振幅來傳遞信息，常見的振幅調(diào)制方式有調(diào)幅（AM）和雙邊帶調(diào)制（DSB）。頻率調(diào)制數(shù)字調(diào)制通過改變載波的頻率來傳遞信息，常見的頻率調(diào)制方式有調(diào)頻（FM）和相位調(diào)制（PM）。將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，包括幅度鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等多種方式。123信道編碼與解碼機(jī)制線性分組碼將信息分成固定長度的組，每組加入一定的監(jiān)督碼元，接收端通過監(jiān)督碼元檢測并糾正錯(cuò)誤。01卷積碼將信息序列通過編碼器與另一個(gè)序列進(jìn)行卷積運(yùn)算，生成具有一定糾錯(cuò)能力的編碼序列。02交織編碼將信息序列進(jìn)行交織處理，使得連續(xù)的錯(cuò)誤分散在多個(gè)糾錯(cuò)碼字中，從而提高糾錯(cuò)能力。03Turbo碼結(jié)合了卷積碼和交織編碼的優(yōu)點(diǎn)，通過迭代譯碼的方式實(shí)現(xiàn)高效糾錯(cuò)。04多址技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑6px6px6px將頻譜資源劃分為多個(gè)頻段，每個(gè)用戶占用一個(gè)頻段進(jìn)行通信。頻分多址（FDMA）為每個(gè)用戶分配一個(gè)唯一的擴(kuò)頻碼，通過擴(kuò)頻和解擴(kuò)實(shí)現(xiàn)多用戶通信。碼分多址（CDMA）將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行通信。時(shí)分多址（TDMA）010302利用空間方向性來區(qū)分不同用戶的信號(hào)，通常結(jié)合天線陣列和波束成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)?？辗侄嘀罚⊿DMA）0403關(guān)鍵技術(shù)體系MIMO與波束成形MIMO技術(shù)MIMO（MultipleInputMultipleOutput）技術(shù)利用多天線進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射和接收，能夠有效提高無線通信系統(tǒng)的容量和頻譜效率。波束成形技術(shù)波束成形（Beamforming）技術(shù)通過將信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，形成定向波束，從而提高信號(hào)的傳輸距離和抗干擾能力。MIMO與波束成形結(jié)合MIMO與波束成形技術(shù)的結(jié)合，可以進(jìn)一步提高無線通信系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)更高效、更可靠的通信。應(yīng)用場景MIMO與波束成形技術(shù)廣泛應(yīng)用于無線通信的各個(gè)領(lǐng)域，如移動(dòng)通信、Wi-Fi、藍(lán)牙等。OFDM技術(shù)特性O(shè)FDM技術(shù)原理OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技術(shù)通過將多個(gè)正交信號(hào)疊加在一起，實(shí)現(xiàn)多載波傳輸，從而提高頻譜效率。01頻譜效率高OFDM技術(shù)能夠充分利用頻譜資源，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠有效抵抗多徑干擾和衰落。02抗干擾能力強(qiáng)OFDM技術(shù)通過將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)子載波上，可以有效抵抗窄帶干擾和頻率選擇性衰落。03缺點(diǎn)與改進(jìn)OFDM技術(shù)存在對(duì)同步和信道估計(jì)要求較高、峰值平均功率比（PAPR）較高等問題，可以通過改進(jìn)算法和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。04認(rèn)知無線電原理認(rèn)知無線電定義頻譜感知頻譜接入頻譜管理認(rèn)知無線電（CognitiveRadio,CR）是一種智能頻譜共享技術(shù)，能夠動(dòng)態(tài)感知和利用空閑頻譜資源，提高頻譜利用率。認(rèn)知無線電能夠感知周圍頻譜環(huán)境，發(fā)現(xiàn)空閑頻譜并進(jìn)行利用，避免對(duì)主用戶造成干擾。認(rèn)知無線電可以根據(jù)頻譜感知結(jié)果，動(dòng)態(tài)接入空閑頻譜，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的靈活利用。認(rèn)知無線電通過頻譜感知和接入，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的動(dòng)態(tài)管理，提高頻譜利用率和無線通信系統(tǒng)的性能。04主流標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范3GPP協(xié)議族架構(gòu)3GPP定義3GPP（3rdGenerationPartnershipProject）是一個(gè)負(fù)責(zé)制定全球移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的組織。013GPP協(xié)議族包括GSM、UMTS、LTE和5GNR等多個(gè)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。023GPP架構(gòu)3GPP協(xié)議族架構(gòu)包括核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和終端等多個(gè)部分，為移動(dòng)通信提供了完整的協(xié)議和規(guī)范。03IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802定義IEEE802是電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）下的一個(gè)專門負(fù)責(zé)制定局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的委員會(huì)。IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)IEEE802架構(gòu)包括802.11（Wi-Fi）、802.15（Zigbee）、802.16（WiMAX）等多個(gè)無線通信標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)通常采用分層架構(gòu)，定義了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層等多個(gè)層次。123ITU頻譜分配原則ITU定義ITU頻譜分配方式ITU頻譜分配原則ITU（InternationalTelecommunicationUnion）是聯(lián)合國的一個(gè)專門機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)全球電信事務(wù)的管理和協(xié)調(diào)。ITU根據(jù)全球無線電頻譜的劃分和使用情況，制定了一系列頻譜分配原則和規(guī)定。ITU頻譜分配方式包括固定頻譜分配和動(dòng)態(tài)頻譜分配兩種，以確保不同無線通信系統(tǒng)之間的頻譜資源合理利用和避免干擾。05典型應(yīng)用場景移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從2G到5G的發(fā)展歷程，以及未來6G的展望。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)等組成部分，以及各部分的功能和作用。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址、正交頻分多址等。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)覆蓋、數(shù)據(jù)傳輸速率、誤碼率、時(shí)延等。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)低功耗通信物聯(lián)網(wǎng)低功耗通信需求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)低功耗、長壽命、廣覆蓋的通信需求。物聯(lián)網(wǎng)低功耗通信技術(shù)如LoRa、Sigfox、NB-IoT等低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，以及Wi-Fi、藍(lán)牙等短距離通信技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)低功耗通信協(xié)議如MQTT、CoAP等輕量級(jí)通信協(xié)議，以及LPWAN協(xié)議的特點(diǎn)和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)低功耗通信應(yīng)用場景如智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能物流等領(lǐng)域的具體應(yīng)用。應(yīng)急通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)急通信系統(tǒng)特點(diǎn)在突發(fā)事件或?yàn)?zāi)難情況下，保障通信的可靠性和穩(wěn)定性。02040301應(yīng)急通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則包括可靠性、靈活性、可擴(kuò)展性等方面。應(yīng)急通信技術(shù)如衛(wèi)星通信、微波通信、短波通信等應(yīng)急通信技術(shù)。應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)用場景如地震、洪水、火災(zāi)等自然災(zāi)害場景，以及軍事、公安等應(yīng)急通信場景。06未來演進(jìn)方向6G技術(shù)預(yù)研方向虛擬化與云計(jì)算6G將推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算資源的動(dòng)態(tài)分配和優(yōu)化。036G將支持更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智慧城市中的智能感知和自動(dòng)化控制。02物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市人工智能與通信融合6G將深度融合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高效、更智能的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和管理。01空天地一體化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建空天地一體化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋和高速數(shù)據(jù)傳輸。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)無人機(jī)將成為通信網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)，提供靈活的通信服務(wù)。無人機(jī)通信衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)物物相連，支持更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)太赫茲通信