5g移動通信的關(guān)鍵技術(shù)探析

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1、5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)探析公誠管理咨詢有限公司第七分公司廣東珠海519000摘要：木文主要對5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析與探討，以供同仁參考。關(guān)鍵詞：5G移動通信；關(guān)鍵技術(shù).1八—一、刖g5G技術(shù)包括幾乎所有以前幾代移動通信的先進(jìn)功能。5G網(wǎng)絡(luò)中使用的路由器和交換機(jī)技術(shù)將會提供高連通性。用戶可以把5G技術(shù)用于手機(jī)和其他移動通信設(shè)備上網(wǎng)，就好像筆記木電腦寬帶上網(wǎng)一樣。用戶能同時連接多個無線接入技術(shù)并可以在它們之間切換。木文主要對5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析與探討，以供同仁參考。二、5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)5G相對于4G其接入和服務(wù)區(qū)域沒有限制，其傳輸速率不會有

2、太大的提高，它將成為真正的無線世界。(1)超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署為應(yīng)對未來持續(xù)增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，5G網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)將從傳統(tǒng)的移動蜂窩方式轉(zhuǎn)向分布式的、異構(gòu)的新型通信方式，網(wǎng)絡(luò)種類繁多。密集組網(wǎng)下的LTE-B異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署場景如圖1所示，小區(qū)的部署更加密集，單個小區(qū)的覆蓋范圍大大縮小。如圖1中，將Macro作為網(wǎng)絡(luò)的基石，Pico-cell,Femtocell和Relay等低功率基站則用來消除只有Macrocell時的覆蓋盲區(qū)，能有效分擔(dān)宏蜂窩的負(fù)擔(dān)，提供低時延、高可靠的用戶體驗。然而，此種架構(gòu)會引發(fā)嚴(yán)重的干擾問題。產(chǎn)生干擾的原因有用戶自定義部署，封閉的接入方式，不同設(shè)備發(fā)

3、送功率的差異等。層內(nèi)層間干擾越來越復(fù)雜，因此需要進(jìn)行有效的干擾管理和干擾協(xié)調(diào)抑制。3GPP提出了ICIC標(biāo)準(zhǔn)，從功率控制、時域和頻域3個層面來減輕密集網(wǎng)絡(luò)帶來的干擾。而5G網(wǎng)絡(luò)可以多網(wǎng)并存，可能存在多小區(qū)協(xié)作。而且，頻譜資源越來越稀缺，可能沒奮足夠多的頻段可以進(jìn)行分配，所以未來提出的干擾消除方法應(yīng)該盡可能的提高資源效率。5G網(wǎng)絡(luò)中擬研究的內(nèi)容有：1)密集多小區(qū)場景吋基于干擾協(xié)調(diào)的干擾消除方法。2)密集多小區(qū)場景時能量與頻譜高效協(xié)作的波束成形方法。通過超密集異構(gòu)部署提升容量，是0前最直觀的方法，也是國內(nèi)外各研究組織重點研究對象。圖1密集組網(wǎng)下的LTE-B異構(gòu)部署場景

4、(1)D2D通信目前，社交網(wǎng)絡(luò)、本地廣告等應(yīng)用的流行使得人們對近距離數(shù)據(jù)通信的需求逐漸增加。然而，0前的蜂窩系統(tǒng)存在覆蓋、容量和功耗等方面的問題(特別是在近距離本地通信業(yè)務(wù)中)，并且缺乏足夠的靈活性，難以完全滿足不同業(yè)務(wù)在實吋性和可靠性方面的獨特需求。因此，在5G中研究D2D(devicetodevice)通信很有必要。D2D通信作為5G關(guān)鍵技術(shù)之一，對蜂窩通信起到必不可少的支撐和補(bǔ)充作用，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度的無線數(shù)據(jù)流量增長、降低功耗、增強(qiáng)實吋性和可靠性。D2D通信是一種短距離通信，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在終端間的直接傳輸。蜂窩網(wǎng)中的D2D通信示意如圖2所示。D2D的通信特點

5、在節(jié)省資源、減小干擾、提升傳輸效率、降低傳輸成本等方面有巨大優(yōu)勢。3GPP擬定的D2D技術(shù)白皮書對D2D的通信控制、干擾協(xié)調(diào)、資源分配、功率控制等一些關(guān)鍵技術(shù)奮比較深入地研究。但5G中仍有一些待解決的問題：1)D2D通信的無線資源管理問題：何時啟用D2D通信模式，D2D通信如何與蜂窩通信共享資源，是采用正交的方式，還是復(fù)用的方式，是復(fù)用系統(tǒng)的上行還是下行資源，這些問題都增加了D2D輔助通信系統(tǒng)資源調(diào)度的復(fù)雜性和對用戶的干擾，直接影響到用戶體驗。2)實吋性和可靠性問題。在5G網(wǎng)絡(luò)中，通信吋延和可靠性將是評價通信性能好壞的指標(biāo)之一。在D2D通信過程中，如何根據(jù)用戶需求

6、和服務(wù)類型滿足設(shè)備之間通信的實時性和可靠性，是D2D技術(shù)中的研究內(nèi)容之一。3）干擾抑制問題。為了解決多小區(qū)D2D通信的干擾抑制問題，在合理分配資源前需要對全局信道狀態(tài)信息（CSI）有準(zhǔn)確的了解。B前的基站協(xié)作技術(shù)雖然可以實現(xiàn)這個功能，但是還存在著精確度與能耗等方面的問題，需要找到一個既能適用于支持D2D多小區(qū)通信資源分配，又可以達(dá)到節(jié)省能耗的基站協(xié)作技術(shù)方案。圖4蜂窩網(wǎng)中的D2D通信（3）大規(guī)模MIMO。MIMO系統(tǒng)，即發(fā)送端和接收端均放置多個天線，形成MIMO通信鏈路。通過添加多個天線，可以為無線信道帶來更大的自由度，以容納更多的信息數(shù)據(jù)?，F(xiàn)冇4G網(wǎng)絡(luò)的8端口多

7、用戶MIMO不能滿足頻譜效率和能量效率的數(shù)量級提升需求，而大規(guī)模MIMO系統(tǒng)可以顯著提高頻譜效率和能量效率。而5G中具有顛覆性的潛力，它有以下特點。1）在節(jié)點方面，它是一項可擴(kuò)展技術(shù)。4G在許多方面不可擴(kuò)展，因為方位定向天線的空間有限，并且傳播時角度擴(kuò)散是不可避免的，也就是說天線數(shù)量與設(shè)備數(shù)量必須相匹配。然而，通過上行導(dǎo)頻采用時分雙工進(jìn)行信道估計，大規(guī)模MIMO中基站天線數(shù)量沒冇限制。2）能促使新的部署和架構(gòu)產(chǎn)生。盡管人們可以設(shè)想直接用低增益諧振天線陣列替代宏基站，但是其他部署也是奮可能的，如在農(nóng)村地區(qū)的水箱表面或摩天大樓的外墻部署共形天線陣列。大規(guī)模MIMO雖然

8、潛力巨大，