5G移動通信技術(shù)發(fā)展思考(共3026字).doc

1、5G移動通信技術(shù)發(fā)展思考(共3026字)移動通信發(fā)展歷經(jīng)了語音通話、短信數(shù)據(jù)業(yè)務、圖片傳輸、視頻播放的業(yè)務需求的變化，移動通信系統(tǒng)的方式也發(fā)生了巨大變化。面對全球4G發(fā)展的浪潮，5G研究在全球范圍內(nèi)也不斷升溫，成為全球移動通信領(lǐng)域新一輪技術(shù)競爭焦點。2012年歐盟啟動了面向5G的研究計劃，日本、韓國、英國也相繼立項支持5G的研究與開發(fā)工作，并且成立了專門的推進組織，2013年初，中國成立了5G項目推進研究課題組1。這些組織計劃將于未來幾年內(nèi)完成對5G體系的發(fā)展愿景、體系架構(gòu)、頻譜利用等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、試驗與測試。15G的概念未來的新一代移動通信5G系統(tǒng)，頻譜的超高利用率，人口密集區(qū)域優(yōu)質(zhì)通信的全

2、面覆蓋，從現(xiàn)有的有線向全面無線覆蓋轉(zhuǎn)換；具有高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高資源利用率，傳輸速率比現(xiàn)有的4G提高10倍；對于現(xiàn)有的各類聯(lián)網(wǎng)設(shè)備全支持，保護現(xiàn)有的設(shè)備投資；綠色節(jié)能環(huán)保的超低功耗，以最小化網(wǎng)絡(luò)資源消耗構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)；通過超實時、超可靠、超智能的數(shù)據(jù)傳輸，使得用戶體驗得到明顯的改善；通過多種通信技術(shù)有機結(jié)合，構(gòu)造一個全新的全覆蓋的全球移動通信網(wǎng)絡(luò)，以滿足未來10年移動互聯(lián)網(wǎng)流量增加1000倍的發(fā)展需求2。25G的業(yè)務需求2.1滿足人們虛擬現(xiàn)實的需求通過對三維視覺、聽覺、嗅覺等感覺的技術(shù)合成，利用高性能的模擬系統(tǒng)使移動通信進入3D時代，人類可以在虛擬網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實世界之間進行具有臨場感的交互體驗。

3、2.2滿足隨時隨地對高清視頻的需求由于未來5G網(wǎng)絡(luò)將達到千兆級傳輸速度，用戶通過移動網(wǎng)絡(luò)幾乎可以不受限制地傳輸大量數(shù)據(jù)文件，大量占用帶寬的高清視頻播放將變得暢通無阻，移動用戶隨時在線獲得超高速的端到端通信速率，保證用戶在任何地方都可欣賞到高清視頻。2.3滿足智慧城市的需求智慧城市是物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)和各類網(wǎng)絡(luò)平臺集成并與現(xiàn)實社會相結(jié)合的代名詞，是城市發(fā)展規(guī)模轉(zhuǎn)型升級的結(jié)果。智慧城市理念引發(fā)了建設(shè)智慧城市的熱潮，各種類型智慧領(lǐng)域技術(shù)研究及商業(yè)應用成為業(yè)界研究和開發(fā)熱點，未來5G的商用將為智慧城市帶來更高質(zhì)量、更加快捷的網(wǎng)絡(luò)服務，為智慧城市的建設(shè)創(chuàng)造了必要的發(fā)展條件。通過5G移動互聯(lián)云

4、服務平臺，用戶可以對所需的相關(guān)智慧服務進行快捷的申請、使用、支付和撤銷。2.4滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求在未來，各種物體通過感知裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息送達到指定的云計算平臺，實現(xiàn)全面感知、可靠傳送和高速移動處理，最終實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一個整體物聯(lián)網(wǎng)，這些離不開一個高速、安全的網(wǎng)絡(luò)支持，未來的5G網(wǎng)絡(luò)將以無線、高速、安全方式處理各類物聯(lián)網(wǎng)信息，為未來物聯(lián)網(wǎng)提供新型的通信保障。2.5滿足全新的用戶體驗多網(wǎng)融合的5G，不再停留在以技術(shù)為中心的服務理念，而是采用以體驗為中心的服務方式，通過集成多種新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)提供極限體驗，滿足用戶需求。35G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)3.

5、1高頻段傳輸傳統(tǒng)移動通信工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得目前的頻譜資源十分擁擠，高頻段在移動通信中的應用是未來的發(fā)展趨勢，在高頻段（如毫米波、厘米波頻段）可以采用更加靈活的使用方式為將來5G分配足夠的高頻段支持業(yè)務發(fā)展，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，可以實現(xiàn)極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求3。高頻段毫米波移動通信的主要優(yōu)點是有足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設(shè)備、較高的天線增益，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點4。射頻器件、系統(tǒng)設(shè)計等方面的問題也有待進一步研究和解決。3.2新型多天線陣列傳輸多天線技術(shù)經(jīng)歷了從無源天線陣列到有源天線陣列的

6、變化，使得天線陣列從二維向三維拓展，形成新穎的三維高階MIMO大規(guī)模陣列，通過該陣列可以利用高頻段的毫米波技術(shù)過濾用戶間的干擾，提高無線信號的覆蓋范圍，將目前的頻譜效率提高若干個數(shù)量級。目前研究人員已針對大規(guī)模天線信道測量與建模、陣列設(shè)計與校準、導頻信道、碼本及反饋機制等問題進行研究，以提升無線覆蓋范圍。3.3同時同頻全雙工全雙工技術(shù)能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制，使得頻譜資源的使用更加靈活。然而，全雙工技術(shù)需要具備極高的干擾消除能力，這對干擾消除技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)，同時還存在相鄰小區(qū)同頻干擾問題，在多天線及組網(wǎng)場景下，全雙工技術(shù)的應用難度更大。3.4D2D傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的

7、組網(wǎng)方式是以基站為中心實現(xiàn)小區(qū)覆蓋，其基站及中繼站是固定的，特別是無線多媒體業(yè)務不斷增加，現(xiàn)有的方式將無法滿足海量用戶在不同應用環(huán)境中的業(yè)務需求。5G技術(shù)變革將打破傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū)通信系統(tǒng)的概念，通過D2D技術(shù)，無需借助基站的幫助就能夠?qū)崿F(xiàn)通信終端之間的直接通信，拓展網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式。由于采用短距離直接通信使得信道質(zhì)量提高，同時保證較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，較低的時延和功耗。3.5軟基站作為未來5G的無線移動基站平臺，5G的軟基站將融合各種軟件使得同一個硬件平臺適應不同的通信制式需要，打破傳統(tǒng)的緊耦合方式，對接入網(wǎng)架構(gòu)進行徹底變革，以更靈活的方式實現(xiàn)未來通信，這樣高度集中的軟基站方式可以簡化基站結(jié)構(gòu)

8、，精簡管理，節(jié)約建網(wǎng)成本。3.6密集網(wǎng)絡(luò)在未來的5G通信中，無線通信網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向演進。隨著各種智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)井噴式的增長。未來數(shù)據(jù)業(yè)務將主要分布在室內(nèi)和熱點地區(qū)，這使得超密集網(wǎng)絡(luò)成為實現(xiàn)未來5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集網(wǎng)絡(luò)能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對業(yè)務進行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復用。與此同時，愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署也使得網(wǎng)絡(luò)拓撲更加復雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)能效。干擾消除、小區(qū)快速發(fā)現(xiàn)、密集小區(qū)間協(xié)作、基于終端能力提升的移動性增強方案等，都是目前密集網(wǎng)絡(luò)方面的研究熱點。3.7新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)未來5G可能采用C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)。C-RAN是基于集中化處理、協(xié)作式無線電和實時云計算構(gòu)架的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架。C-RAN的基本思想是通過充分利用低成本高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，直接在遠端天線和集中化的中心節(jié)點間傳送無線信號，以構(gòu)建覆蓋上百個基站服務區(qū)域，甚至上百平方公里的無線接入系統(tǒng)5。C-RAN架構(gòu)適于采用協(xié)同技術(shù)，能夠減