移動通信理論與實戰(zhàn)第8章移動通信的未來－5G

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1、第8章移動通信的未來——5G課程內(nèi)容5G概述5G的關(guān)鍵技術(shù)5G無線傳輸技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組網(wǎng)技術(shù)5G概述5G全球研發(fā)概況5G概述5G應(yīng)用場景及指標5G概述5G應(yīng)用場景及指標課程內(nèi)容5G概述5G的關(guān)鍵技術(shù)5G無線傳輸技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組網(wǎng)技術(shù)5G關(guān)鍵技術(shù)5G的核心特征是超高速率、超高容量、超低時延、超節(jié)能和全覆蓋。盡管各大設(shè)備商對5G的核心技術(shù)還存在著一些爭議，但大家一致認為：為滿足5G網(wǎng)絡(luò)性能及效率指標，需要在4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上聚焦于無線接入和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩個層面的增強或改革課程內(nèi)容5G概述5G的關(guān)鍵技術(shù)5G無線傳輸技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組網(wǎng)技術(shù)5G無線傳輸技術(shù)新型多

2、址接入技術(shù)無線資源包括頻域、時域、空域、碼域和功率域，前三種有子載波正交、插入循環(huán)前綴和適當空間距離等成熟的技術(shù)保證多用戶多址接入的獨立性，而后兩種在多用戶區(qū)分時只能通過串行干擾消除SIC技術(shù)保證。由于碼域和功率域無法保證疊加用戶的正交，在移動通信系統(tǒng)中用到后兩種資源的都稱為非正交多址接入技術(shù)。華為稀疏碼分多址接入SCMA中興公司多用戶共享接入MUSA大唐圖樣分割多址接入PDMA日本非正交多址接入NOMA5G無線傳輸技術(shù)多天線技術(shù)通過大規(guī)模天線(MassiveMIMO)，基站可以在三維空間形成具有高分辨能力的高增益窄細波束，提供更靈活的空間復(fù)用能力，改善接

3、收信號強度并更好地抑制用戶間干擾，從而實現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量和頻譜效率。研究的重點在于解決基站天線架構(gòu)設(shè)計、基站端預(yù)編碼、基站端信號檢測、基站端信道估計和控制信道性能改進等方面的問題。5G無線傳輸技術(shù)全頻譜接入技術(shù)全頻譜接入技術(shù)毫米波通信指頻率為30～300?GHz，相應(yīng)的波長為1～10?mm的頻譜資源；優(yōu)點：可用頻譜資源豐富，天線增益高、波束窄，靈活可控，可以連接大量的設(shè)備，且已實現(xiàn)10?Gb/s的傳輸速率；缺點：波長短，因而穿透和繞射能力差，傳輸損耗更大，通常需要使用多天線波束成形技術(shù)去補償收發(fā)信號的增益，在射頻器件、系統(tǒng)設(shè)計方面需要特別考慮可見光通信波長

4、范圍在380nm至780nm(帶寬為400THz)優(yōu)點：傳輸頻段寬、保密性強，且具有無電磁干擾、無需頻譜認證、無電磁輻射和節(jié)約能源；難點：光源布局、VLC和射頻間的無縫切換、雙向通信等認知無線電主用戶由網(wǎng)絡(luò)授權(quán)使用頻譜，而從用戶能夠通過對系統(tǒng)所處外部環(huán)境的實時認知，獲取主用戶的資源使用情況，并在不產(chǎn)生干擾的前提下，動態(tài)使用系統(tǒng)當前可利用的資源來滿足自身對速率、時延和頻譜利用率等方面的要求。全頻譜接入技術(shù)全頻譜接入技術(shù)低頻與高頻混合組網(wǎng)——全頻譜接入頻段越高，受障礙物、反射物、散射體及大氣吸收等環(huán)境因素影響，信道傳播損耗越大，信道變化快、繞射能力差。5G通信

5、系統(tǒng)將仍然采用低頻段作為核心頻段，而高頻空口作為低頻蜂窩空口的補充，主要部署在室內(nèi)外熱點區(qū)域，用以提供高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用高、低頻混合組網(wǎng)，結(jié)合數(shù)據(jù)面和控制面分離的架構(gòu)，利用超密集網(wǎng)絡(luò)和高頻自適應(yīng)回傳技術(shù)，可以有效地解決熱點場景下的高容量和高速率需求，并能保持較低的布網(wǎng)成本。另外，利用高頻通信的窄波束和小覆蓋的特點，可用于D2D、車載雷達等新型無線通信應(yīng)用場景。5G無線傳輸技術(shù)超密集組網(wǎng)與D2D技術(shù)通過更加“密集化”的無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施部署，可以獲得更高的頻譜復(fù)用效率，從而在局部熱點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級的系統(tǒng)容量提升5G無線傳輸技術(shù)新型波形與調(diào)制編碼技術(shù)新型多

6、載波技術(shù)F-OFDM技術(shù)(Filtered/FlexibleOFDM，濾波/靈活的OFDM)UFMC(UniversalFilterMultiCarrier，通用濾波多載波)技術(shù)FBMC(FilterBankMultiCarrier，基于濾波器組的多載波)先進的調(diào)制編碼同時同頻全雙工技術(shù)設(shè)備的發(fā)射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作，使得通信雙方在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，減少傳統(tǒng)雙工模式中頻率或時隙資源的開銷，將無線資源的使用效率提升近一倍，從而顯著提高系統(tǒng)吞吐量和容量課程內(nèi)容5G概述5G的關(guān)鍵技術(shù)5G無線傳輸技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組網(wǎng)技術(shù)5

7、G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組網(wǎng)技術(shù)5G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組網(wǎng)技術(shù)5G系統(tǒng)設(shè)計5G系統(tǒng)設(shè)計5G網(wǎng)絡(luò)將采用模塊化功能設(shè)計模式，通過“功能組件”的組合，構(gòu)建滿足不同應(yīng)用場景需求的專用邏輯網(wǎng)絡(luò)。接入平面將引入多站點協(xié)作、多連接機制和多制式融合技術(shù)，允許諸如無線mesh網(wǎng)絡(luò)和動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)等新型組網(wǎng)接入，以構(gòu)建更靈活的接入網(wǎng)拓撲；控制平面基于可重構(gòu)的、集中的網(wǎng)絡(luò)控制功能，提供按需的接入、移動性和會話管理；轉(zhuǎn)發(fā)平面具備分布式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和處理能力，可提供更豐富的業(yè)務(wù)鏈處理能力。5G組網(wǎng)部署5G組網(wǎng)部署中心級將以控制、管理和調(diào)度職能為核心，例如虛擬化功能編排、廣域數(shù)據(jù)中心

8、互聯(lián)和BOSS系統(tǒng)等，可按需部署于全國節(jié)點，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)總體的監(jiān)控和維