5g主要關(guān)鍵技術(shù)探討

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1、5G主要關(guān)鍵技術(shù)探討摘要：目前，移動(dòng)通信的發(fā)展已經(jīng)從第一代（1G）模擬通信、第二代（2G）數(shù)字通信發(fā)展到第三代（3G）準(zhǔn)寬帶移動(dòng)通信和第四代（4G）移動(dòng)通信系統(tǒng)，并取得了重大成績。2013年由工信部牽頭成立的IMT-2020（5G）推進(jìn)組，將5G研究提上日程，其將進(jìn)一步滿足人們未來對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸性能的各種要求，也將為網(wǎng)絡(luò)帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，該文介紹了未來5G可能涉及的多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，包括超密集組網(wǎng)、D2D、massiveMIMO、新型多址、毫米波技術(shù)等。中國1/vie　　關(guān)

2、鍵詞：5G關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信　　中圖分類號(hào)：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A：1674-098X（2016）11（c）-0066-02　　第五代移動(dòng)通信的設(shè)計(jì)框架涵蓋愿景、場(chǎng)景、能力、設(shè)計(jì)理念、核心技術(shù)等多個(gè)方面，以“柔性、綠色、極速”為網(wǎng)絡(luò)愿景。目標(biāo)場(chǎng)景包括移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)等。為實(shí)現(xiàn)上述愿景和場(chǎng)景目標(biāo)，從兩個(gè)方面定義了5G能力：一是速率、時(shí)延、密度和移動(dòng)性等性能指標(biāo)，二是頻譜效率、能效效率以及成本效率等效率指標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)和能力，需要全面定義5G設(shè)計(jì)原則，涉及香農(nóng)理論、蜂窩、信令控

3、制、天線、頻譜、協(xié)議和空口等。用戶中心網(wǎng)絡(luò)U和軟件定義空口SDAI兩個(gè)核心概念被明確作為5G系統(tǒng)解決方案的基礎(chǔ)，這里U通過RAN架構(gòu)和功能重定義，嘗試提供一個(gè)擁有公共的高層協(xié)議的統(tǒng)一的無線接入架構(gòu)，而SDAI通過空口不同功能模塊的重定義，提供一個(gè)具備面向各種差異化業(yè)務(wù)和場(chǎng)景的定制能力的統(tǒng)一空口。U和SDAI中關(guān)鍵技術(shù)的性能將被評(píng)估和測(cè)試，并考慮頻譜策略和測(cè)試測(cè)量技術(shù)，以驗(yàn)證5G解決方案是否能達(dá)到5G能力目標(biāo)。　　15G關(guān)鍵技術(shù)　　1.1超密集組網(wǎng)技術(shù)　　超密集組網(wǎng)將是滿足未來移動(dòng)數(shù)據(jù)流量需求的主

4、要技術(shù)手段。其能夠解決5G中提出的無線數(shù)據(jù)速率提高1000倍的問題，提高空間譜利用率及增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋等問題。隨著蜂窩小區(qū)覆蓋面積的變小，最優(yōu)站點(diǎn)的位置可能無法得到，同時(shí)小區(qū)進(jìn)一步分裂難度增加，只能通過增加站點(diǎn)部署密集度來進(jìn)行改善，超密集組網(wǎng)通過更加“密集化”的無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施部署，獲得更高的頻率復(fù)用效率，從而在局部熱點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級(jí)的系統(tǒng)容量提升。其典型應(yīng)用場(chǎng)景主要包括：辦公室、密集住宅、密集街區(qū)、校園、大型集會(huì)、體育場(chǎng)、地鐵、公寓等。隨著小區(qū)部署密度的增加，超密集組網(wǎng)將面臨許多新的技術(shù)挑戰(zhàn)，如

5、干擾、移動(dòng)性、站址、傳輸資源以及部署成本等。為了滿足典型應(yīng)用場(chǎng)景的需求和技術(shù)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)易部署、易維護(hù)、用戶體驗(yàn)輕快的輕型網(wǎng)絡(luò)，接入和回傳聯(lián)合設(shè)計(jì)、干擾管理和抑制、小區(qū)虛擬化技術(shù)是超密集組網(wǎng)的重要研究方向?！　∧壳?，需要研究適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)部署技術(shù)、站點(diǎn)的密集部署將需要龐大而且復(fù)雜的回傳網(wǎng)絡(luò)，而如果采用有線回傳網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)部署的困難和運(yùn)營商成本的大幅度增加。因此，為了提高節(jié)點(diǎn)部署的靈活性，降低部署成本，利用和接入鏈路相同的頻譜和技術(shù)進(jìn)行無線回傳傳輸，是解決這個(gè)問題的一個(gè)重要方向。無線回

6、傳方式中，無線資源不僅為終端服務(wù)，而且為節(jié)點(diǎn)提供中繼服務(wù)，使無線回傳組網(wǎng)技術(shù)非常復(fù)雜，因此，無線回傳組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，包括組網(wǎng)方式、無線資源管理等是重要的研究內(nèi)容?！　?.2D2D技術(shù)　　隨著科技的進(jìn)步，用戶終端的類型也越來越多，其支持的無線通信能力也隨之增強(qiáng)，除2G、3G、4G之外，還可以通過IMO技術(shù)　　MIMO系統(tǒng)通過在發(fā)送端和接收端設(shè)置多個(gè)天線，形成MIMO通信鏈路。其可以在不增加帶寬的情況下增加系統(tǒng)的傳輸性能。面對(duì)5G在傳輸速率和系統(tǒng)容量等方面的性能挑戰(zhàn)，天線數(shù)目的進(jìn)一步增加仍將是MIMO

7、技術(shù)繼續(xù)演進(jìn)的重要方向。在實(shí)際應(yīng)用中，通過大規(guī)模天線，基站可以在三維空間形成具有高空間分辨能力的高增益窄細(xì)波束，能夠提供更靈活的空間復(fù)用能力，改善接收信號(hào)強(qiáng)度并更好地抑制用戶間干擾，從而實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量和頻譜效率。大規(guī)模天線技術(shù)的研究內(nèi)容主要包括：應(yīng)用場(chǎng)景與信道建模、傳輸與檢測(cè)技術(shù)、信道狀態(tài)信息測(cè)量與反饋技術(shù)、覆蓋增強(qiáng)技術(shù)、資源管理技術(shù)等?！　?.4新型多址技術(shù)　　未來移動(dòng)通信中，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)將成為未來移動(dòng)通信發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，5G不僅需要大幅度提升系統(tǒng)頻譜效率，還需要具備支持海量設(shè)備連

8、接的能力。此外，在?化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及信令流程方面也提出了很高的要求，這些都將對(duì)現(xiàn)有的正交多址技術(shù)形成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。新型多址技術(shù)主要包括：SCMA，PDMA和MUSA，其通過多用戶信息在相同資源上的疊加傳輸，在接收側(cè)利用先進(jìn)的接收算法分離多用戶信息，以有效提升系統(tǒng)頻譜效率，并增加系統(tǒng)的接入容量?！　?.5毫米波技術(shù)　　毫米波頻段一般為30～300GHz，其具有波長短、頻帶寬、波束窄、保密性好、傳輸質(zhì)量高、全天候通信等特點(diǎn)，可以有效解決高速寬帶無線接入面臨的許多問題，因而在短距離通信中有著廣泛的應(yīng)用前景。在