G毫米波通信
民航领域5G加速推进背景下通信原理与系统课程教学改革
民航领域5G加速推进背景下通信原理与系统课程教学改革作者：屈景怡刘涛夏冬喻丽红来源：《高教学刊》2024年第15期摘要：中国交通教育研究会“十四五”交通教育科研发展规划中明确指出，大力开展5G加速推进背景下专业课程教学创新方面的研究。
中国民航大学通信原理与系统课程组立足民航发展需求，紧跟技术进步和行业发展的趋势，重组教学内容，深拓教学资源，探索多元化考核方式，开展“行业为要、内容为新”的课程教学改革，为民航5G加速推进背景下的课程建设提供参考和应用实践。
关键词：通信原理与系统；民航宽带通信技术；5G；6G；教学改革中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）15-0142-05Abstract： The "14th Five Year Plan" for the development of transportation education research and development by the China Association of Transportation Education Research clearly points out the need to vigorously carry out research on innovative teaching in professional courses under the background of accelerating the promotion of 5G. The "Communication Principles and Systems" course group of Civil Aviation University of China is based on the development needs of civil aviation and carry out curriculum teaching reform with "industry oriented and content oriented" closely following the trends of technological progress and industry development， restructuring teaching content， deepening teaching resources， and exploring diversified assessment methods. According to teaching feedback， students are satisfied with the effectiveness of teaching reform.Keywords： Communication Principle and System; civil aviation broadband communication; 5G; 6G; teaching reform隨着通信技术突飞猛进发展，目前，无线通信技术已经全面进入5G时代，6G的研发工作也已经在多个国家启动。
5G毫米波TR组件设计
设计应用esign & ApplicationD5G毫米波TR组件设计Design of 5G millimeter-wave TR module陶长亚（1.电子信息测试技术安徽省重点实验室，安徽 蚌埠 2330062.中国电子科技集团公司第41研究所，安徽 蚌埠 2330063.中电科仪器仪表（安徽）有限公司，安徽 蚌埠 233006）摘 要：为了对5G毫米波通信信号进行测试，本文利用锁相技术、混频技术、滤波技术和功率控制技术设计出一种宽带毫米波TR组件，经过实际测试，所有指标都达到了设计要求。
并成功用于5G信号综合测试仪中，实现了5G频段24.25 GHz～30 GHz的通信信号测试。
关键词：TR组件 5G 毫米波 本振源基金项目：电子信息测试技术安徽省重点实验室项目，由安徽省“三重一创”项目资助，国家科技重大专项（2017ZX03001020）0 引言对于TR 组件的设计，已有很多人做了深入的研究[1-4]。
但是对于5 G 毫米波TR 组件研制的文献却很少。
5 G 通信信号具有毫米波、大带宽等的特点。
为了对5 G 信号进行测试，本文设计出一种5 G 毫米波TR 组件，并成功用于5 G 信号综合测试仪中，实现了5 G 频段 24.25 GHz ～30 GHz 的通信信号测试。
1 方案设计１．１ 设计指标频率范围：24.25 GHz ～30 GHz 功率输出范围：-90 dBm ～10 dBm 功率输出步进：1 dB 调制带宽：200 MHz 分析带宽：200 MHz作者简介：陶长亚（1975-），男，高级工程师。
研究方向：通信测量仪器的研究与开发。
通信地址：安徽省蚌埠市禹会区长征路726号电子第41研究所研发一部１．２ 设计方案本设计方案的原理框图如图1所示。
对于上行发射通道，中频基带模块产生的0.25 GHz ～6 GHz 中频基带信号通过开关选择，经过衰减、放大等功率调整与 12 GHz 点频低相噪本振2次谐波混频获得24.25 GHz ～ 30 GHz 的5G 通信频段信号，经过滤波、功率调整后发射出去。
5G无线网络中毫米波通信的路径损耗预测模型
第30卷第2期2020年6月信阳农林学院学报Journal o£Xinyang Agriculture and Forestry UniversityVol.30No.2Jun.20205G无线网络中毫米波通信的路径损耗预测模型韩静(山西工程职业学院计算机信息系，山西太原030032)摘要:在5G通信中，毫米波信道建模是一项尤为关键的技术。
为了充分了解毫米波的传输特征,首先在室外点对点网络和车联网环境下分别测量了60GHz和73GHz的信道。
然后，通过在自由空间模型和斯坦福大学信道模型中引入校正因子，建立能够准确预测60GHz毫米波路径损耗的改进模型。
其次，将在发射器和接收器之间来自多个天线指向方向的信号进行合并，提出了73GHz毫米波波束合并的路径损耗模型。
实验结果表明，本文的路径损耗预测模型能够较准确地描述60GHz和73GHz毫米波的路径损耗情况。
关键词：5G；毫米波;路径损耗模型中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:2095-8978(2020)02-0110-04多输入多输出(Multiple—Input Multiple—Output,MIM0)m等创新技术以及毫米波(mmWave)频段中的新频谱分配有助于缓解当前频谱不足的问题闪，并且推动第五代(5G)无线通信的发展。
为了进行准确而可靠的5G系统设计,有必要全面了解毫米波频率上的传播通道特性。
新兴的5G通信系统采用了革命性新技术、新频谱和新架构概念。
因此，设计可靠的信道通道模型以协助工程师进行设计显得尤为重要。
与低于6GHz的频率相比，毫米波在发射天线的第一米传播中会有更高的自由空间路径损耗。
而在链路的两端使用高增益天线可以克服路径损耗,还可以使用波束成形和波束合并技术来提高链路质量并消除干扰区_5]。
本文针对60GHz和73GHz频段的毫米波，建立了能够准确描述路径损耗的模型。
1改进自由空间和斯坦福大学信道模型对于3G和4G蜂窝网络，可以使用IEEE802.16e系统的斯坦福大学信道模型来估计在微波频带中工作于2GHz以上的路径损耗冏。
无线电通信波段划分
波段划分最早用于搜索雷达的电磁波波长为23cm，这一波段被定义为L波段（英语Long的字头），后来这一波段的中心波长变为22cm。
当波长为10cm的电磁波被使用后，其波段被定义为S波段（英语Short的字头，意为比原有波长短的电磁波）。
在主要使用3cm电磁波的火控雷达出现后，3cm波长的电磁波被称为X波段，因为X 代表座标上的某点。
为了结合X波段和S波段的优点，逐渐出现了使用中心波长为5cm的雷达，该波段被称为C波段（C即Compromise，英语“结合”一词的字头）。
在英国人之后，德国人也开始独立开发自己的雷达，他们选择1.5cm作为自己雷达的中心波长。
这一波长的电磁波就被称为K波段（K = Kurtz，德语中“短”的字头）。
“不幸”的是，德国人以其日尔曼民族特有的“精确性”选择的波长可以被水蒸气强烈吸收。
结果这一波段的雷达不能在雨中和有雾的天气使用。
战后设计的雷达为了避免这一吸收峰，通常使用比K波段波长略长（Ka，即英语K－above的缩写，意为在K 波段之上）和略短（Ku，即英语K－under的缩写，意为在K波段之下）的波段。
最后，由于最早的雷达使用的是米波，这一波段被称为P波段（P为Previous的缩写，即英语“以往”的字头）。
该系统十分繁琐、而且使用不便。
终于被一个以实际波长划分的波分波段系统取代，这两个系统的换算如下。
原P波段= 现A/B 原L波段= 现C/D 原S波段= 现E/F 原C波段= 现G/H 原X波段= 现I/J 原K波段= 现K 波段我国现用微波分波段代号Extremely Low Frequency (ELF) 0 KHz to 3 KHz Very Low Frequency (VLF)3 KHz to 30 KHz Radio Navigation & Maritime/Aeronautical Mobile 9 KHz to 540 KHz Low Frequency (LF) 30 KHz to 300 KHz Medium Frequency (MF) 300 KHz to 3 MHz AM Radio Broadcast 540 KHz to 1630 KHz High Frequency (HF)3 MHz to 30 MHz Shortwave Broadcast Radio 5.95 MHz to 26.1 MHz Very High Frequency (VHF)30 MHz to 300 MHz Low Band: TV Band 1 - Channels 2-6 54 MHz to 88 MHz Mid Band: FM Radio Broadcast 88 MHz to 174 MHz High Band: TV Band 2 - Channels 7-13 174 MHz to 216 MHz Super Band (mobile/fixed radio TV) 216 MHz to 600 MHz Ultra-High Frequency (UHF) 300 MHz to 3000 MHz Channels 14-70 470 MHz to 806 MHzL-band500 MHz to 1500 MHz Personal Communications Services (PCS) 1850 MHz to 1990 MHz Unlicensed PCS Devices1910 MHz to 1930 MHz Superhigh Frequencies (SHF) (Microwave) 3 GHz to 30 GHzC-band 3.6 GHz to 7 GHz X-band 7.25 GHz to 8.4 GHz Ku-band 10.7 GHz to 14.5 GHz Ka-band17.3 GHz to 31 GHz Extremely High Frequencies (EHF) (Millimeter Wave Signals) 30 GHz to 300 GHz Additional Fixed Satellite 38.6 GHz to 275 GHz Infrared Radiation 300 GHz to 810 THz Visible Light 810 THz to 1620 THz Ultraviolet Radiation 1.62 PHz to 30 PHz X-Rays 30 PHz to 30 EHz Gamma Rays30 EHzto3000 EHz微波波段极低频短波通信频率功能的划分极低频短波通信实际使用的频率范围:1.6 MHz～30 MHz1600 kHz～1800 kHz:主要是些灯塔和导航信号，用来给鱼船和海上油井勘探的定位信号1800 kHz～2000 kHz:160米的业余无线电波段，在秋冬季节的夜晚有最好的接收效果。
面向5G应用场景的毫米波传输衰减分析
间传播，波束窄，具有良好的方向性。
由于毫米波所处频段高，干扰较少，所以传播稳定可靠。
但是，由于水汽、氧气等吸收作用，毫米波在大气中传播会受到不可忽视的衰减。
同时，降雨、云雾及沙尘也会带来信号的额外衰落，所以毫米波单跳通信距离较短本文从大气吸收、云雾、降雨和沙尘等大气为主的分子会对电磁波能量进行吸收，引起电波衰减。
大气吸收对毫米波的传播影响主要有频率、水蒸气浓度和天线仰角。
在毫米波频段内，氧60GHz 条主要谱线。
分别将这些谱线的吸收衰减率线性相加，并考虑亚毫米波段和红外区域强度极高的谱线以及连续谱的影响，可得到氧气和水汽的吸收损耗率 dB/km 是干燥空气条件下的特征衰减；定水汽密度条件下的特征衰减；f 是电波频率，以是该频率相关的复合折射率的虚部，计算方由于氧气和水汽的吸收线很多，逐项计算所有吸收线对应频率对电波衰减的贡献十分复杂，中根据发射天线和接收天线的相对高度将传播路径分为水平路径和倾斜路径，给出了在高度范围内的简易计算方法。
此法与逐线计算的大气吸收衰减所得结果之间60GHz 水平路径和微小倾角倾斜路径的路径衰减计算方法相同。
整个积分路径上氧气衰减率为常数，对其求衰减率积分，其路径衰减可由如式60−66−p=1013hPa、温度t=15℃的条件下模拟的干燥空气与水汽衰减率以及总的衰减率随频2是在ITU-R建议的水蒸气密度）、大气压强p=1013hPa、温度℃的条件下模拟的干燥空气与水汽衰减率以及总特征衰减率随频率的变化曲线图：频率f/GHz水蒸气密度为10.5g/m³时衰减率与频率的关系=频率f/GHz水蒸气密度为13g/m³时衰减率与频率的关系知，毫米波对于氧气和水蒸气吸收衰减均是随着频率的升高而增大。
在倾斜路径上大气衰减随高度递增近似成负指数采用了等效高度的方法。
定义等效高度对电波的衰减才显得重要[5]。
云、雾是由微小水滴成水滴直径在0.001~0.4mm 之间，满足瑞利散射条件[8]。
2g、3g、4g、5g、6g的工作频段
2g、3g、4g、5g、6g的工作频段【原创版】目录1.2G 的工作频段2.3G 的工作频段3.4G 的工作频段4.5G 的工作频段5.6G 的工作频段正文【2G 的工作频段】2G，即第二代移动通信技术，主要工作频段有 900MHz、1800MHz 和1900MHz。
在我国，2G 网络主要由两家运营商运营，分别是中国移动和中国联通。
这个阶段的移动通信技术主要提供语音和低速数据服务，如短信和 WAP 上网。
【3G 的工作频段】3G，即第三代移动通信技术，其主要工作频段有 UMTS850/900/1900/2100MHz，CDMA2000 800/1900MHz以及TD-SCDMA1880/2010MHz。
在我国，3G网络同样由三家运营商运营，分别是中国移动、中国联通和中国电信。
3G技术相较于2G，提供了更快的数据传输速度，能够满足用户浏览网页、收发邮件、观看在线视频等需求。
【4G 的工作频段】4G，即第四代移动通信技术，其主要工作频段有 LTE800/900/1800/1900/2100/2600MHz。
在我国，4G网络由三家运营商运营，分别是中国移动、中国联通和中国电信。
4G技术提供了更高的数据传输速度，使得用户能够轻松实现高清语音、视频通话以及在线游戏等应用。
【5G 的工作频段】5G，即第五代移动通信技术，其主要工作频段有 Sub-6GHz（如3.3-4.9GHz、6-8GHz 等）和毫米波（如 24GHz、28GHz、39GHz 等）。
在我国，5G 网络目前由三家运营商运营，分别是中国移动、中国联通和中国电信。
5G 技术以其超高速率、低时延和大连接数量，为未来物联网、智慧城市等应用提供了强大的通信支持。
【6G 的工作频段】6G，即第六代移动通信技术，目前尚处于研究和探索阶段。
预计 6G 网络的工作频段将会更高，如毫米波、太赫兹波等。
移动通信发展五个阶段
移动通信发展五个阶段移动通信发展五个阶段引言移动通信技术自问世以来，经历了不断的发展和演变。
从最初的1G时代开始，到目前的5G时代，移动通信行业在过去几十年间取得了巨大的进步。
本文将介绍移动通信发展的五个主要阶段，以及各个阶段的特点和重要的技术突破。
1. 第一阶段：1G时代1G时代是移动通信的起点，从20世纪70年代末开始，直到20世纪90年代末。
在1G时代，主要采用的是模拟信号传输技术，通信质量相对较差且容易受到干扰。
1G时代的蜂窝通信系统采用了分频多址（FDMA）技术，使得多个用户可以进行通话。
2. 第二阶段：2G时代2G时代是从20世纪90年代末开始到21世纪初的一个阶段。
2G时代标志着数字信号取代模拟信号成为移动通信的主流。
2G时代采用的主要技术是全球移动通信系统（GSM）和代码分割多址（CDMA）。
2G时代的重要突破是数据业务的引入，例如短信服务和无线上网。
3. 第三阶段：3G时代3G时代是从21世纪初到2010年左右的一个阶段。
3G时代引入了更高速的数据传输和更多多媒体服务。
其中最重要的标准是第三代合作伙伴项目（UMTS）和CDMA2000。
3G时代的突破在于提供更快的网速，允许用户进行视频通话、视频流媒体和互联网接入。
4. 第四阶段：4G时代4G时代是从2010年左右开始的一个阶段，至今仍然是我们目前最常使用的移动通信技术。
4G时代使用长期演进技术（LTE）作为其主要标准，提供了更快的上网速度和更可靠的连接质量。
4G时代的突破在于为用户提供了更好的多媒体体验，例如高清视频流媒体和大规模在线游戏。
5. 第五阶段：5G时代5G时代是当前移动通信发展的最新阶段，从2019年开始逐渐普及。
5G时代标志着移动通信技术迈向更高速、更可靠的新时代。
5G技术引入了毫米波（mmWave）频段和中低频（sub-6GHz）频段的利用，以提供更高的网速和更低的延迟。
，5G时代还将支持更多的设备连接和更广的服务范围，如物联网、自动驾驶和远程医疗。
使用 SystemVue 评测用于毫米波通信的 5G 波形
Keysight EEsof EDA使用 SystemVue 评测用于毫米波通信的 5G 波形应用指南毫米波 (mmWave) 频段因为有十分宽广的信道带宽，所以通信行业正在考虑将其分配给移动无线通信使用。
无线行业要想满足未来无线网络不断增长的数据速率和容量需求，必然需要使用更大的信道带宽。
波形选择是毫米波通信无线接口设计中的一个重要问题。
但是，一个关键挑战是，在高载波频率中（如毫米波频段），发送和接收的信号可能会因为硬件原因而发生严重的减损。
因此，对几种先进波形在遇到硬件减损时所能达到的性能进行评测，对确保合理的波形设计有十分重要的意义。
引言6 GHz 以上（即毫米波频率范围）的移动无线通信现在表现出很大潜力。
吸引业界关注的主要原因是它拥有大量的可用频谱，尤其是与如今使用的传统 6 GHz 以下频段相比，优势更为明显。
此外，在毫米波频率下，天线也可以做得更小。
因此，设计人员可以在单台移动设备上集成大量天线，并使用波束赋形技术来抵御敌方传播信道的干扰。
综合这些优点，毫米波通信现在被视为实现 5G 无线接入技术（也称为新空口（NR））的一个关键支柱。
对于毫米波通信而言，一个基本问题是波形设计。
近年来，开发人员针对 5G 空中接口提出了很多建议，其中包括采用各种多载波（MC）和单载波（SC）波形。
设计 MC 波形的难点在于，用于构建收发信机的硬件可能存在很多缺陷，也就是说有较大的振荡器相位噪声和功率放大器（PA）非线性失真，而且随着载波频率的增加，这些缺陷会变得更明显。
因此，在设计/评测波形尤其是毫米波通信使用的波形时，必须慎重考虑到这些硬件缺陷。
本应用指南对有硬件减损时的各种先进波形的性能进行了细致评测和对比。
为帮助完成整个流程，我们在常见仿真假设下，使用用于电子系统级（ESL）设计的 Keysight SystemVue 软件环境进行了性能评测。
目录引言 (02)评测候选波形 (03)候选波形 (04)硬件减损模型 (05)非线性功率放大器 (06)性能评测 (07)总结 (11)鸣谢 (11)评测候选波形6 GHz 以上频段的移动无线通信具有许多特点，例如信道带宽大、数据速率要求高、传播条件恶劣、射频减损严重、天线数量多、基站规模小且成本低等特点。
5G毫米波技术在城市轨道交通中的应用
I G I T C W技术 应用Technology Application100DIGITCW2023.10作者简介：李瀛生（1980-），男，汉族，南京人，高级工程师，硕士，研究方向为轨道交通通信集成。
1 研究背景长期以来，地铁车地通信系统受制于车地无线网络带宽不足，无法实现车载CCTV 、PIS 、TCMS 等大量数据的及时回传。
目前有如下几种方式实现车地数据的转储，主要是USB 拷贝、人工拔插硬盘和Wi-Fi 等方式，导致如下的问题。
（1）USB 拷贝：人力成本消耗高，难于拷贝大容量的视频数据；数据完整性易受病毒感染、数据丢失及系统的接口损坏等影响。
（2）人工拔插硬盘：人力成本消耗高，多次拔插，硬盘损耗较高，数据丢失和运维成本高以及病毒隐患等。
（3）Wi-Fi ：传输距离短，速率一般为56 Mbps ，数据下载超过2小时，数据丢失率达60%；抗干扰能力弱。
目前，一种新型车地无线技术5G 毫米波技术在车地高速通信系统中的应用，解决了上述问题，采用该技术的产品，可在车辆段及正线利用列车停站的短暂瞬间，以超过1 Gbps 的速率，将车载CCTV 系统视频录像回传到地面存储系统中保存，从而满足90天存储需求，同时，作为车地网络之间的一根高速总线，也可以实现车载其他日志数据（如TCMS ）的回传以及地到车业务（如PIS ）的及时推送，构建车地综合业务通信平台。
2 什么是5G毫米波毫米波（Millimeter wave ）：波长为1～10毫米的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。
与光波相比，毫米波利用大气窗口（毫米波与亚毫米波在大气中传播时，由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减24 GHz 微波雷达传感器为极小值的频率）传播时的衰减小，受自然光和热辐射源影响小[1]。
5G毫米波技术在城市轨道交通中的应用李瀛生（南京熊猫信息产业有限公司，江苏 南京 210000）摘要：文章描述了一种新型车地无线技术——毫米波技术在轨道交通车地高速通信系统中的应用，采用该技术的产品，可在车辆段以及正线利用列车停站的短暂瞬间，以超过1 Gbps的速率，将车载CCTV系统视频录像回传到地面存储系统中保存，同时，作为车地网络之间的一根高速总线，也可以实现车载其他日志数据（如TCMS）的回传以及地到车业务（如PIS）的及时推送，构建车地综合业务通信平台。
第五代移动通信技术的新进展
第五代移动通信技术的新进展第一章：引言第五代移动通信技术（5G）是目前全球通信领域的热门话题之一。
5G具有更快的速度、更低的延迟和更大的容量，被认为是未来移动通信的主导技术。
本文将介绍5G的新进展，包括技术、应用和市场趋势。
第二章：5G技术进展1.毫米波通信技术5G的频率范围扩大到毫米波，可以实现更高的数据传输速度和更低的延迟。
毫米波通信技术被认为是推动5G发展的重要驱动力之一。
2.网络切片技术网络切片技术可以将网络分成多个独立的子网络，每个子网络可以根据不同的业务需求进行优化。
网络切片技术可以帮助5G网络更好地满足不同行业和用户的需求，推动5G的应用和发展。
3.超高清视频技术5G的速度和带宽可以支持更高清晰度和更流畅的视频传输，为视频直播、云游戏等应用提供更好的用户体验。
第三章：5G应用进展1.智能制造5G的低延迟和高速度可以支持真实时间监控、检测和控制，为智能制造提供更好的支持。
应用5G技术可以提高制造效率、降低成本、提高产品质量。
2.智慧城市5G可以支持大规模传感器网络的连接和数据传输，支持智慧城市中的交通管理、环境监测、公安监控等应用。
3.医疗保健5G的高速度和低延迟可以支持远程医疗、医疗影像传输等应用。
应用5G技术可以提高医疗服务质量和效率，并改善医疗资源分配不均的问题。
第四章：5G市场趋势1.全球5G市场规模增长随着5G技术的不断发展和应用，全球5G市场规模不断扩大。
根据市场预测，到2027年，全球5G市场规模将达到1.33万亿美元。
2.5G应用市场增长5G的应用市场也在不断增长。
5G应用市场包括智能制造、智慧城市、医疗保健、传媒娱乐、农业等多个领域。
3.5G设备市场增长5G设备市场也在不断增长。
随着5G网络的建设和应用，越来越多的人会购买5G设备，如5G手机、5G路由器等。
第五章：结论5G技术的进展和应用将推动数字经济的发展，改善人们的工作、生活和娱乐方式。
随着5G技术的发展，市场前景广阔，同时也带来了一些新的挑战和机遇。
毫米波技术及芯片详解
毫米波技术及芯片详解［导读］毫米波技术方面，结合目前一些热门的毫米波频段的系统应用，如毫米波通信、毫米波成像以及毫米波雷达等，对毫米波芯片发展做了重点介绍。
由于毫米波器件的成本较高，之前主要应用于军事。
然而随着高速宽带无线通信、汽车辅助驾驶、安检、医学检测等应用领域的快速发展，近年来毫米波在民用领域也得到了广泛的研究和应用。
目前，6 GHz 以下的黄金通信频段，已经很难得到较宽的连续频谱，严重制约了通信产业的发展。
相比之下，毫米波频段却仍有大量潜在的未被充分利用的频谱资源。
因此，毫米波成为第5 代移动通信的研究热点。
2015 年在WRC2015 大会上确定了第5 代移动通信研究备选频段：24.25-27.5 GHz 、37-40.5GHz 、42.5-43.5 GHz 、45.5-47 GHz 、47.2-50.2 GHz 、50.4-52.6 GHz 、66-76 GHz 和81-86 GHz ，其中31.8-33.4 GHz 、40.5-42.5 GHz 和47-47.2 GHz 在满足特定使用条件下允许作为增选频段。
各种毫米波的器件、芯片以及应用都在如火如荼的开发着。
相对于微波频段，毫米波有其自身的特点。
首先，毫米波具有更短的工作波长，可以有效减小器件及系统的尺寸; 其次，毫米波有着丰富的频谱资源，可以胜任未来超高速通信的需求。
此外，由于波长短，毫米波用在雷达、成像等方面有着更高的分辨率。
到目前为止，人们对毫米波已开展了大量的研究，各种毫米波系统已得到广泛的应用。
随着第5 代移动通信、汽车自动驾驶、安检等民用技术的快速发展，毫米波将被广泛应用于人们日常生活的方方面面。
毫米波技术方面， 结合目前一些热门的毫米波频段的系统应用， 如毫米波 通信、毫米波成像以及毫米波雷达等， 对毫米波芯片发展做了重点介绍。
1、毫米波芯片传统的毫米波单片集成电路主要采用化合物半导体工艺， 如砷化镓(GaAs) 、 磷化铟 (InP) 等， 其在毫米波频段具有良好的性能， 是该频段的主流集成电路 工艺。
浅谈5G
浅谈5G授课稿一、5G是什么？基本概念普及5G概念回顾移动通信的发展历程，每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技术来定义，其中，1G采用频分多址（FDMA），只能提供模拟语音业务；2G主要采用时分多址（TDMA），可提供数字语音和低速数据业务；3G以码分多址（CDMA）为技术特征，用户峰值速率达到2Mbps至数十Mbps，可以支持多媒体数据业务；4G以正交频分多址（OFDMA）技术为核心，用户峰值速率可达100Mbps至1Gbps，能够支持各种移动宽带数据业务。
5G关键能力比以前几代移动通信更加丰富，用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率和移动性等都将成为5G的关键性能指标。
然而，与以往只强调峰值速率的情况不同，业界普遍认为用户体验速率是5G最重要的性能指标，它真正体现了用户可获得的真实数据速率，也是与用户感受最密切的性能指标。
基于5G主要场景的技术需求，5G用户体验速率应达到Gbps量级。
为了让大家对移动通信发展的进程有着更为直接的感受，我们来看一段小视频。
【点击-播放视频】二、5G的发展需求及关键指标【口语化提问】在讲5G的发展需求和关键指标之前，我先问大家两个问题，我们都说3G、4G、5G，那5G到底是什么意思？5G只比4G多1G的传输速率，对不对？（提问两名战士）【给出答案并解释标准的制定过程】“5G”实际上指的是一个行业标准，即“第五代移动通信技术标准”，G是Generation的首字母。
2015年10月26日至30日，在瑞士日内瓦召开的2015无线电通信全会上，国际电联无线电通信部门(ITU-R)正式批准了三项有利于推进未来5G研究进程的决议，并正式确定了5G的法定名称是“IMT-2020”。
5G是由“第三代合作伙伴计划组织”（3rd Generation Partnership Project,3GPP）负责制定的。
3GPP是一个标准化机构，目前成员包括中国、欧洲、日本、韩国和北美的相关行业机构。
移动通信5G关键技术
移动通信5G关键技术移动通信5G关键技术一、引言移动通信领域正迎来一次重大技术革新，即第五代移动通信技术（5G）。
本文将对5G的关键技术进行详细介绍，包括以下章节：二、毫米波通信技术1.毫米波通信概述2.毫米波通信的特点与优势3.毫米波通信的挑战与解决方案三、大规模MIMO技术1.大规模MIMO概述2.大规模MIMO的原理与特点3.大规模MIMO的应用场景四、网络切片技术1.网络切片概述2.网络切片的关键技术与实现方式3.网络切片的应用场景与优势五、低时延通信技术1.低时延通信的需求与挑战2.低时延通信的关键技术与实现方式3.低时延通信的应用场景与影响六、智能边缘计算技术1.智能边缘计算概述2.智能边缘计算的优势与挑战3.智能边缘计算的关键技术与应用场景七、安全与隐私保护技术1.5G安全与隐私保护需求2.5G安全与隐私保护的关键技术与实现方式3.5G安全与隐私保护的挑战与解决方案八、附录本文档涉及附件：附件一.5G关键技术相关论文列表附件二.5G网络切片实验数据报告九、法律名词及注释1.5G：第五代移动通信技术的简称。
2.毫米波通信：利用毫米波进行通信的技术，工作频段在30 GHz至300 GHz之间。
3.MIMO：多输入多输出的缩写，指一种利用多个天线实现高速数据传输的技术。
4.网络切片：将物理网络资源划分为多个独立的逻辑子网络的技术。
5.低时延通信：指通信系统的传输时延较低的技术。
6.边缘计算：将数据处理与计算能力分布到网络边缘的一种计算模式。
7.5G安全与隐私保护：指在5G网络中对通信内容和用户隐私进行保护的技术和措施。
毫米波无线通信系统的技术研究
奋进新征程 建功新时代1数字通信世界2023.01DCW0 引言随着科学技术的迅速发展，通信技术尤其毫米波无线通信技术在产业的应用越来越广泛，引起了更多的人关注。
相比较于其他通信技术而言，毫米波无线通信技术有着显著的特点和优点，其主要表现在巨大的带宽、高速率传输以及便于集成等方面。
本文对毫米波无线通信的概念、特点、环境以及优劣势等方面展开较为全面的综述分析，并结合毫米波无线通信系统中的阻塞及中继技术进行研究，最后展望了产业应用，旨在为相关研究人员提供参考。
1 毫米波无线通信概述1.1 毫米波的特点参考现有的文献资料，毫米波为电磁波，其频率范围约在30~300 GHz，并且有着1~10 mm范围的波长长度[1]。
可以看出，相对其他电磁波，毫米波有着巨大的带宽，正是这一特点，毫米波甚至实现了Gpbs层次的通信效果，传输速率更迅捷。
现在越来越多的电子产品朝着集成化的方向发展，利用毫米波信号波长短的特点，使得天线元件被集成到无线芯片成为了可能，同时，有利于发射装置和接受装置中的天线增益增大，弥补了电磁波传播中的信道衰减和高噪音的缺陷。
但是，毫米波也存在一些缺陷，其通信过程对于障碍物的敏感性较高，一般常见的障碍物的尺寸都接近或者高于毫米波波长，这样就会导致毫米波传输过程容易受到障碍物的遮挡，造成通信链路一定的阻塞，甚至有可能造成传输中断。
1.2 毫米波通信的特点毫米波主要有以下特点[2]。
（1）较高的传输速率。
毫米波通信过程其频段的带宽可能会达到270 GHz，这将是普通频段的微波无法相比的。
从香农定理了解到，频段带宽越大，所能够容纳的信息量就越大，进而可以实现较高的传输速率，这对于未来移动数据网络产业化发展奠定了基础。
（2）方向性好。
在空间里，毫米波通信是以直射波的方式进行的一种视距传播方式，表现出直线行进的特点，因此方向性好。
（3）探测能力强。
毫米波通信在纵向探测和速度探测能力方面优于普通电磁波，可实现远距离的捕捉毫米波无线通信系统的技术研究林达宜，赖幸君（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）摘要：随着时代的高速发展，人们对于通信质量和高速率、大流量的要求更加迫切，毫米波无线通信被认为将成为未来无线网络中最有前景的技术。
5G通信网络中毫米波室内路径损耗模型研究
【 关键词 】５ Ｇ；毫米波通信；路径损耗模型；衰减 因子 法 。首先，Ｘ Ｐ Ｌ（ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ － ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ） 因子可以通过公式３ 计算。 矾 ＝ ） 一 ‰ （ 公 式３ ） Ｘ Ｐ Ｄ通 过 公式 ３ 计 算 出所 有 载 频厂 和 距离 ｄ 的Ｘ Ｐ Ｌ 值 ，取 平 均 ，
化 和 空 间处理技 术 。可 以用 来补偿 毫米 波通 信 的 高传播 损耗 。本 文提 出 了一 种新 的基 于距 离的 频 率衰 减路 径损 耗 模 型 ，￣ ｐ Ｆ Ａ Ｄ （ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ａ ｔ ｈ － ｌ ｏ ｓ ｓ ｍｏ ｄ ｅ １ ）路径 损耗 模型 ，并 引入频 率相 关 衰减 因子 。基 于新 的和 著名 的路 径损 耗模 型 ，对 大尺度 路 径损 耗进 行 了描 述 。结果 表 明 ，我们提 出的模 型 比其他 著名 模型 更 简单 ，更 具物 理特 性 。
波 段 的 巨大 带 宽促 使 了如 今 毫 米波 通 信 的发 明 。毫 米 波通 信 已经
（ 公 式４ ） 可 以通 过 公式 ５ 计算 出来 。
ｄ 一 工 ） 一 ｌ ｏ ｌ ｌ ０ （ ‘ ） 一 Ｄ （ 公 式 ５ ）
作为５ Ｇ 通 信 网络 的 一个 重要 候 选技 术 之 一 ； 它 能够 提 供 多 吉 比特
的通 信服 务 ， Ｏ ｌ Ｉ Ｄ２ Ｄ （ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｔ ｏ ． ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ）通 信 】 ， 高清 电视ＨＤ Ｔ Ｖ
１ ． ３ Ｆ Ｉ 路径 损耗 模型 另一个著名的路径损耗模型是ａ ， 模 型 ，称 为 Ｆ Ｉ（ ｆ ｌ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ — ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ｅ ｐ ｔ ）模 型 ，可 以定 义为 公式６ Ｉ ４ 】 。 ￣（ ｆ ， ｄ ｌ ｄ Ｓ ］ ＝ ｃ ｅ ＋ ｌ Ｏ ｌ ｆ ｌ ｏ ｇ ∽＋ １ ． ４ Ｆ Ａ Ｄ 路径 损耗 模型 的 建立 这 里 提 出一种 新 的路径 损 耗模 型 ，称 为Ｆ Ａ Ｄ（ ｒ ｆ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｕ — ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ａ ｔ ｈ — ｌ ｏ ｓ ｓ ｍ ｏ ｄ ｅ １ ）路径 损耗 模 型， 如公 式７ 所示。 （ 公 式６ ）
新型60GHz毫米波通信系统的有效性与可靠性分析
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ
６ ０ ＧＨｚ ｍｉ ｌ ｌ ｉ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｗａ ｖ ｅ ｎ ｅ ｗ－ ｔ ｙ ｐ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：６ ０ ＧＨｚ； ｍｉ ｌ ｌ ｉ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｗ ａｖ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ； ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
新 型 的 归零 基 带 脉 冲 Ｏ Ｏ Ｋ ／ ＤＡ ＭＩ 调 制体 制 ６ ０ Ｇ Ｈｚ毫
ｓ ｉ ｏｎ： ｕｎ ｄ ｅｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ —ｔ ｏ—ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｉ ｓ ｍ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａｎ １ ０ ｄ Ｂ． ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｘ ｉ ｍｕｍ ｃ ｏ ｍ ｍｕ ｎｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｓ ｌ ｅｓ ｓ ｔ ｈ ａ ｎ ４ ０ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｓ ｍ ａ ｘ ｉ ｍｕｍ ｃ ｈ ａ ｎｎ ｅ ｌ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ５ Ｇｂ／ ｓ ．
Ｎｅ ｔ ｗｏｒ ｋ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ
新型 ６ ０ Ｇ Ｈ ｚ 毫米波通信系统 的有效性 与可靠性分析
宋 磊 ， 徐 家 品
（ 四川 大 学 电子 信 息 学 院 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ０ ０ ）
5G网络特点及工程建设
Hot-Point Perspective热点透视DCW155数字通信世界2020.09当前我国5G 网络建设已经形成了一定的规模，但在5G 网络建设初期阶段有诸多难题影响着工程建设的整体进度。
本文主要以5G 网络的特点及工程建设为切入点，进行较为全面、系统的分析与探讨，并阐述了建设中难题与问题的解决策略，希望能够对5G 网络工程建设提供到些许帮助。
1 5G 发展现状5G 网络技术作为最为新生代的通信制式，该技术主要有三个方面的特点，分别是高速率、低延时以及大宽带。
现阶段，该技术的发展还不是特别成熟，正处于稳步发展的阶段，相较于4G 而言，5G 技术的发展还远远没有达到像4G 技术一样成熟，在近段时间，5G 标准的R16版本也是冻结完成。
在5G-NSA 和5G-SA 之间，最大的区别就在于低时延，但是在现阶段，在全球范围内，对于5G 网络的建设，有很大一部分运营商都是选择了5G-NSA 非独立组网，而随着新版本冻结的完成，必然会引导者运营商进行组建独立的SA 网络。
在一些欧美国家当中，由于地域广阔，人员较为稀少，如果要实现5G 网络的全覆盖，必然需要耗费巨额的资金，并且由于政治方面的原因，一些欧美联合打压华为公司，这也会在很大程度上对于他们国家5G 技术的发展产生不良影响。
在亚洲地区，最早实现5G 的国家是韩国，但是虽然是最早进行5G ，但是在刚开始投产的时候，却是存在着大量的问题，就比如5G 覆盖率低、信号差还有能够使用的手机端较少等一系列问题，都是对用户的体验感造成了极大的影响。
而在我们国家当中，是从2017年末才开始研发，在2018年开始试验网的建设，经过不断的研发，在2019年，工信部才向三大运营商发放了5G 商用牌照，正式开始了5G 网络工程的建设。
2 5G 关键技术及网络特点2.1 5G 网络工程建设中的关键技术5G 是第五代移动通信网络，在5G 网络工程建设当中涉及诸多的关键技术，其中包括了毫米波通信、FBMC 技术、D2D 技术、大规模MIMO 技术、超密异构网络、同时同频全双工、密集网络、新型网络架构、网络切片技术、高频段传输技术等。
5G毫米波和超宽带功率放大器EVM测试的挑战和解决方案
5G毫米波和超宽带功率放大器EVM测试的挑战和解决方案是德科技资深5G技术专家 - 李峰2018.01目前5G已经成为整个无线通信行业的发展方向，5G将给无线通信带来革命性的飞跃。
5G的主要应用场景是eMBB即增强的移动宽带，核心目标是要实现超高速的数据传输，传输速率远远超出现在4G的水平，要达到10G-100Gbps，从而彻底解决现在移动通信的速率瓶颈问题。
为了实现超高速数据传输的目标，5G需要采用全新的无线传输技术，由于频率资源和带宽问题，传统无线通信所使用的6GHz以下的低频段无法达到这个目标，需要使用更高的频段，即毫米波频段，调制带宽会从现在的几十M跨越到 500 M到3GHz，而且还会使用新的物理层技术包括调制编码和多址接入，这也对无线通信设备的射频测试提出了更高的要求。
为了更有力地推动5G毫米波技术试验和开发，工信部已经发布了关于5G频段的官方文件，其中毫米波频段包括24.75-27.5GHz和37-42.5GHz，而主流厂商所测试的信号调制带宽要求达到800MHz，这将大大加快5G毫米波技术在中国的发展进程。
但是现在无线通信行业也面临着极大的挑战，由于缺乏用于基站和终端的能够支持毫米波和超宽带的射频器件，尤其是功率放大器PA，使得国内5G毫米波技术大规模应用受到极大地限制，因此国内主要运营商和系统厂商以及半导体行业已经开始全力开发支持中国5G毫米波频段和800MHz带宽的PA产品。
针对最先应用于基站的大功率PA需求，传统的CMOS工艺功率放大器无法提供足够高的输出功率，而砷化镓GaAs和氮化镓GaN工艺的功率放大器能够在毫米波频段支持更高的发射功率和更大的调制带宽，所以受到行业的青睐。
由于5G毫米波和超宽带功率放大器还处于起步阶段，为了验证和确保新型的功率放大器能够满足5G无线传输的要求，无论是器件厂商还是基站系统厂商都需要在调试和最终系统测试阶段对产品进行大量射频参数测试，主要包括两类，第一类是传统的针对PA自身的器件参数，包括输出功率，增益，噪声系数和S参数/X参数等，第二类是根据无线通信系统标准针对5G宽带调制信号所要求的矢量误差EVM和邻道泄漏比ACLR等，而后者对测试平台的功能和性能要求更高更复杂，不仅需要支持各种灵活定义的数字调制格式和5G候选波形，支持灵活的信号产生和复杂的矢量信号分析，而且对仪表在毫米波和超宽带条件下的精度和动态范围提出了很大的挑战，其中超宽带条件下的EVM测试就是目前的一个难点，经常困扰工程师的问题是：如何真实地反映PA本身的EVM指标？为什么经常遇到不同的测试仪表平台的EVM测试结果有很大差别？我们通过大量试验发现，针对5G毫米波和超宽带PA的EVM测试与传统的3G/4G有很大不同，主要原因是毫米波和超宽带条件对仪表和附件所构成的测试平台的要求大大提高，由测试平台所引入的失真和误差会严重影响最终的测试结果。
毫米波通信技术 第三章、毫米波天线
·海事移动卫星业务 ·航空移动卫星业务 ·陆地移动卫星业务 ·卫星数据中继
,)
U ( ,) Pin / 4
r
D
15000 ~ 40000
用dB表示 [G( ,)] 20 lg G
辐射效率 r Pr / Pin 理想偶极天线增益为1.76dB（1.5）
9
天线电气参数续2
极化
线极化 垂直极化VV 水平极化HH
圆/椭圆极化 左旋圆极化 右旋圆极化
抛物面
主反射面
§3.3 反射面天线
馈源
F
(a) 偏置抛物反射面天线
F′
馈源
副反射面 F
(b) 偏置卡塞格伦天线
单面、双面等多种形式 去遮挡、馈源与发射面高度隔离 初级馈源口面可以增大，有利于改善初级馈源辐射方向图 交叉极化大 ，不利于复用
26
偏置反射面天线
§3.3 反射面天线
表3-1 反射面天线类型及其性能比较
[Pr]=13+53+47.7-20 lg (39500)-20 lg (30000)-32.44 ＝ 66+47.7-91.6- 91.9-32.4 ＝ -102.2 dBW
由于地球站位于卫星接收天线3dB覆盖边缘，所以，实际接收功率 为：
[Pr]’= -102.2 dBW-3=-105.2dBW=3.02x10-11 W
§ 3.6 自适应天线
3.6.1 自适应天线的基本原理 3.6.2 自适应波束形成算法
2
毫米波天线概述
通信系统的窗口
收发最前端
天
线
口
小尺寸
径 面
积
高增益
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Wave 1 (Voice)
Wave 2 (Visual)
glory days of GSM
walled garden worries!
a new status quo?
IMS promises
rise of the OTT
5G: The Living Network
new services, new business models
• Carrier Aggregation of discontinuous bands
• Dual band split user and control planes
• Joint multi-RATs management
• Cognitive techniques (Spectrum Sensing)
Multi-RAT cooperation
Ultra fast throughput
Interference coordination
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4
5G radio interface: technology trends
Electronically steerable phased array antennas to enable dynamic (re)configuration for guaranteed link reliability (in particular in mobile scenarios)
X 20
Throughput gain
Short range and narrow beams
X 10 Densification gain
Multiple simultaneous links in the same band
X5
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(mostly licensed; Not harmonized) (mostly unlicensed; Harmonized)
· Up to 100 MHz BW · FDD/TDD · Macro cells · Long symbol duration
· Up to 200 MHz BW · FDD/TDD · Macro/small cells · Long symbol duration
the living experience
integrated telephony applications
rise of the mobile internet
the video experience
Video ++ ● IoE ● Tactile internet ● Mission critical
· Up to 1 GHz BW · TDD (priority) · Small cells · Short symbol duration
· Up to 2 GHz BW · TDD (priority) · Small cells · Short symbol duration
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5G radio interface outlook Millimeter wave – A new interface Few Takeaways
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5G: the evolution to the smarter living network
Multiplexing gain
Creating the Living Network 12
mmWave: the network
mmW backhaul
Next G eNB
Traditional Cellular Link
mmW access
mmW Phase Array Radio and Antenna
• All options on the table for spectrum licensing
• Global harmonization possible
Creating the Living Network
9
mmWave: the range
20 dB free space path loss attenuation compared to below < 6 GHz + additional gaseous (Water Vapor / Oxygen) attenuation Inherently short range Enables X factor of densification
Spectral efficiency
Energy efficiency
Small cell densification
Ultra fast processing
Spectrum sharing
Spectrum extension
Ultra fast switg
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• Industry attention for exclusive licensing
• Need to deal with incumbents (e.g. FSS)
• Industry attention on 60 GHz upper part & E-band
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5G radio interface: initial requirements & enablers
Global consensus emerging on initial requirements and enabling concepts [ITU-R] …
100 Mbps to 1 Gbps
10 to 50 Gbps
1 to 10 TBps/Km2
1 ms
5 to 15 50 to 100 times 4G times 4G
User experienced data rate
Peak data rate
Area traffic capacity
Latency
700 – 2300 2300 – 6000
MHz
MHz
WRC’19
Above 6 GHz
20 – 50
60 – 70
70 – 80
GHz
GHz
GHz
1200 MHz spectrum (Licensed & Unlicensed; Harmonized)
Up to 5 GHz spectrum
Up to 24 GHz spectrum
Millimeter wave: An excursion in a new radio interface for 5G
Alain Mourad
Cambridge Wireless, London 03 February 2015
Creating the Living Network
Outline
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mmWave: the bandwidth
Abundant Millimeter Wave Spectrum can provide fiber-like capacity (multiGbps data rates)
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6
5G radio interface: development timeline Today
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Millimeter Wave A new radio interface for 5G
Advanced antenna and multi-site technologies
Novel duplexing schemes
• 3D-beamforming and MU-MIMO
• Active Antenna System (AAS)
• Massive MIMO • Network MIMO
Advanced waveforms and multiple access
• More flexible waveforms than pure OFDM (e.g. RBF-OFDM; FBMC; etc.)
• Non-orthogonal multiple access (NOMA)
• Broader set of modulation and coding schemes
Few Kilometers in outdoor LOS
1 dB/km @70 GHz
Water Vapor
Oxygen
Target in 5G 100-200m
outdoor 10-50m
indoor
Few meters in indoor NLOS