新一代移动通信技术9-3-5-第五章 5G关键技术简介

新一代移动通信技术

第五章 5G关键技术简介

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新一代移动通信技术

主要内容 高频段传输 新型多天线传输

同时同频全双工 终端直通技术(D2D)

密集网络 新型网络架构 非正交多址接入(NOMA)2/45

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高频段传输

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下的频 段，使得频谱资源十分拥挤，而在高频段(如毫 米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富，能够有 效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短 距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。 目前，韩国三星在 28GHz高频段，利用64根天线， 采用自适应波束赋形技术，在2公里的距离内实现 了 1Gbps 的峰值下载速率，用户只需要不到一秒 钟的时间下载一部完整的电影。 足够量的可用带宽，小型化的天线和设备，较高 的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点。 存在着传输距离短，穿透和绕射能力差，容易受 到气候环境影响等缺点 。3/45

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新型多天线传输

作为近年来备受关注的技术之一，多天线技术经历了从无 源到有源，从二维( 2D )到三维( 3D ),从高阶 MIMO 到大规模阵列的发展，将有望实现频谱效率提升数十倍甚 至更高，是目前5G技术重要的研究方向之一。 引入了有源天线阵列，基站侧可支持的天线协作数将达到 128。此外，原来的2D天线阵列拓展成为3D天线阵列，形 成新颖的 3D-MIMO 技术，支持多用户波束智能赋型，减 少用户间干扰，结合高频段毫米波的技术，将进一步改善 无线信号覆盖性能。 目前，人们正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设 计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究， 未来将支持更多的用户空分多址(SDMA),显著降低发 射功率，实现绿色节能和提升覆盖能力。4/45

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同时同频全双工

最近几年吸引了业界的注意。 在相同的频谱上，通信的收发双方同时发射和接 收信号，与传统的 TDD 和 FDD 双工方式相比，从 理论上可使空口频谱效率提高1倍。 能够突破 FDD 和TDD 方式的频谱资源使用限制， 使得频谱资源的使用更加灵活。 然而，需要具备极高的干扰消除能力，对干扰消 除技术提出了极大的挑战；同时，还存在着邻小 区同频干扰问题；在多天线及组网场景下，全双 工技术的应用难度更大。5/45

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终端直通技术(D2D)

传统的蜂窝通信系统的组网方式，是以基站为中心实现小 区覆盖，而基站及中继站无法移动，其网络结构在灵活度 上有一定的限制。 随着无线多媒体业务不断增多，传统的以基站为中心的业 务提供方式，已无法满足海量用户在不同环境下的业务需 求。 D2D技术能够

无需借助于基站的帮助实现通信终端之间直 接通信，拓展网络连接和接入方式。 由于短距离直接通信，信道质量高，能够实现较高的数据 速率、较低的时延和较低的功耗；通过广泛分布的终端， 能够改善覆盖，实现频谱资源的高效利用；支持更灵活的 网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。 目前，D2D采用广播、组播和单播技术方案；未来将发展 其增强技术，包括基于D2D的中继技术、多天线技术和联 合编码技术等。6/45

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密集网络

在未来的 5G 通信中，无线通信网络正朝着网络多元化、 宽带化、综合化、智能化的方向演进。 随着各种智能终端的普及，数据流量将发生井喷式的增长。 未来数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得超密 集网络成为了实现未来 5G 的 1000 倍流量需求的主要手段 之一。 超密集网络将能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量， 并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的 频率复用。 未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案， 部署高达100个以上小小区/扇区。 干扰消除、小区快速发现、密集小区间协作、基于终端能 力提升的移动性增强方案等，都是目前密集网络方面的研 究热点。7/45

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新型网络架构

未来 5G 可能采用 C-RAN 接入网架构。 C-RAN 是基于集 中 化 处 理 (Centralized Processing) 、 协 作 式 无 线 电 (Collaborative Radio) 和 实 时 云 计 算 构 架 (Real-time Cloud Infrastructure) 的 绿 色 无 线 接 入 网 构 架 (Clean system)。 C-RAN的基本思想是通过充分利用低成本高速光传输网 络，直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信 号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚至上百平方公 里的无线接入系统。 C-RAN架构适于采用协同技术，能够减小干扰，降低功 耗，提升频谱效率，同时便于实现动态使用的智能化组 网，集中处理有利于降低成本，便于维护，减少运营支 出。 目前的研究内容包括C-RAN的架构和功能，如集中控制， 基带池 RRU 接口定义，基于 C-RAN 的更紧密协作，如 基站簇、虚拟小区等。 8/458

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非正交多址接入(NOMA)4G 的 OFDM 要求频率正交，对信号的同步 要求高。 未来发展非正交多址接入( NOMA ),不 要求频率一定要正交，降低对信号同步的 要求。 (完)

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ricj.html