無線通信技術(shù)和5G關(guān)鍵技術(shù)介紹

1、.無線通信技術(shù)史及5G關(guān)鍵技術(shù)簡介 姓名：張健康 學(xué)號(hào)：02121222姓名：王晨陽 學(xué)號(hào)：02121202 姓名：王李寧 學(xué)號(hào)：02121209 TOC o 1-5 h z u HYPERLINK l _Toc406330947摘要 PAGEREF _Toc406330947 h 1HYPERLINK l _Toc4063309481引言 PAGEREF _Toc406330948 h 1HYPERLINK l _Toc4063309492無線通信技術(shù)概念 PAGEREF _Toc406330949 h 2HYPERLINK l _Toc4063309502.1 3G即將成為過去 PAGER

2、EF _Toc406330950 h 2HYPERLINK l _Toc4063309512.2 4G 是現(xiàn)在 PAGEREF _Toc406330951 h 2HYPERLINK l _Toc4063309522.3 5G是未來 PAGEREF _Toc406330952 h 3HYPERLINK l _Toc4063309532.4各國研究進(jìn)展 PAGEREF _Toc406330953 h 4HYPERLINK l _Toc40633095435G性能指標(biāo) PAGEREF _Toc406330954 h 6HYPERLINK l _Toc40633095545G關(guān)鍵技術(shù) PAGEREF

3、_Toc406330955 h 6HYPERLINK l _Toc40633095641 新型多天線技術(shù) PAGEREF _Toc406330956 h 6HYPERLINK l _Toc40633095742 高頻段的使用 PAGEREF _Toc406330957 h 7HYPERLINK l _Toc40633095843 同時(shí)同頻全雙工 PAGEREF _Toc406330958 h 7HYPERLINK l _Toc40633095944終端直通技術(shù)D2D PAGEREF _Toc406330959 h 7HYPERLINK l _Toc40633096045 密集網(wǎng)絡(luò) PAGERE

4、F _Toc406330960 h 7HYPERLINK l _Toc4063309614.6新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) PAGEREF _Toc406330961 h 8HYPERLINK l _Toc4063309625結(jié)束語 PAGEREF _Toc406330962 h 8HYPERLINK l _Toc406330963中國-機(jī)遇與競爭并存 PAGEREF _Toc406330963 h 9HYPERLINK l _Toc406330964參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc406330964 h 9摘 要第五代通信系統(tǒng)是面向2020年以后人類信息社會(huì)需求的無線移動(dòng)通信系統(tǒng),它是一個(gè)多業(yè)務(wù)技術(shù)融合

5、的網(wǎng)絡(luò),通過技術(shù)的演進(jìn)和創(chuàng)新,滿足未來廣泛的數(shù)據(jù)、連接的各種業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的需要,提升用戶體驗(yàn)。本文首先介紹5G的概念,然后闡述了5G的性能指標(biāo),重點(diǎn)對(duì)5G的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行論述,這些關(guān)鍵技術(shù)包括新型多天線技術(shù)、微波段的使用、同時(shí)同頻全雙工、設(shè)備間直接通信技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)。關(guān)鍵詞 5G；無線通信；關(guān)鍵技術(shù)；移動(dòng)通信技術(shù)1引言4G網(wǎng)絡(luò)部署正在如火如荼地進(jìn)行時(shí),關(guān)于5G的研究也拉開了序幕。20XX,由歐盟出資2700億歐元支持的5G研究 項(xiàng) 目METISMobile and Wireless Communications Enablers for the2020Information Society1正

6、式啟動(dòng),項(xiàng)目分為八個(gè)組分別對(duì)場景需求、空口技術(shù)、多天線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、頻譜分析、仿真及測試平臺(tái)等方面進(jìn)行深入研究；英國政府聯(lián)合多家企業(yè),創(chuàng)立5G創(chuàng)新中心,致力于未來用戶需求、5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)、核心技術(shù)的研究與評(píng)估驗(yàn)證；韓國由韓國科技部、ICT和未來計(jì)劃部共同推動(dòng)成立了韓國5G Forum,專門推動(dòng)其國內(nèi)5G進(jìn)展；中國,工業(yè)和信息化部、發(fā)改委和科技部共同成立IMT-2020推進(jìn)組,作為5G工作的平臺(tái),旨在推動(dòng)國內(nèi)自主研發(fā)的5G技術(shù)成為國際標(biāo)準(zhǔn)?？梢?對(duì)于5G的研究,許多國家或組織都在積極地進(jìn)行中,未來5G技術(shù)將使人們的通信生活發(fā)展到一個(gè)全新的階段。2無線通信技術(shù)概念GSM是第一代的無線通信技

7、術(shù)為模擬技術(shù),采用的是頻分多址方式,頻譜的利用效率非常低下。GSM誕生之初的目的為使用數(shù)字技術(shù)取代模擬技術(shù),提高語音通話的質(zhì)量,提高頻譜利用效率,降低組網(wǎng)成本。GSM可以說是迄今為止最為成功的無線通信技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)全球漫游。GSM主要解決的是語音通話問題,而隨著對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)的要求提高,提出了第三代移動(dòng)通信技術(shù)。2.1 3G即將成為過去3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù),是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息,速率一般在幾百kbps以上。3G是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng),目前3G存在3種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA

8、。中國國內(nèi)支持國際電聯(lián)確定三個(gè)無線接口標(biāo)準(zhǔn),分別是中國電信的CDMA2000,中國聯(lián)通的WCDMA,中國移動(dòng)的TD-SCDMA,GSM設(shè)備采用的是時(shí)分多址,而CDMA使用碼分?jǐn)U頻技術(shù),先進(jìn)功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡(luò)容量,業(yè)界將CDMA技術(shù)作為3G的主流技術(shù),國際電聯(lián)確定三個(gè)無線接口標(biāo)準(zhǔn),分別是美國CDMA2000,歐洲WCDMA,中國TD-SCDMA。第三代無線通信技術(shù)的最大的技術(shù)特征是采用了碼分多址技術(shù),由于全球各國看到了移動(dòng)通信技術(shù)方面的巨大的利益,提出了互不相關(guān)的三個(gè)制式的通信技術(shù),導(dǎo)致了全球3G網(wǎng)絡(luò)的事實(shí)上的割裂,全球的漫游的便利程度遠(yuǎn)不如GSM。3G在發(fā)展過程中隨著技

9、術(shù)的發(fā)展提出了多個(gè)版本,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率一直在提高,但是受制于CDMA技術(shù),頻譜利用效率會(huì)有極限,而且隨著4G的到來,其發(fā)展最終停止了。2.2 4G 是現(xiàn)在4G第四代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn),指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù),外語縮寫：4G。該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。4G是集3G與WLAN于一體,并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載,比目前的家用寬帶ADSL4兆快25倍,并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。此外,4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署,然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯,4G有著不可比擬的優(yōu)越性。4G網(wǎng)絡(luò)是

10、一個(gè)基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò),最大的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)速率方面的提高。與3G最大的技術(shù)上的區(qū)別是采用了OFDM編碼,頻譜利用效率已經(jīng)有了極大的提高,而且FDD和TDD兩種制式僅僅是在空口上有區(qū)別,實(shí)際上可以認(rèn)為一種技術(shù)。4G網(wǎng)絡(luò)并不象2G/3G網(wǎng)絡(luò)一樣支持語音通路,采用VoLTE技術(shù)之后可以支持語音業(yè)務(wù),實(shí)際上這是一種IP電話,語音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量相對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說是非常小的,部署VoLTE之后,4G網(wǎng)絡(luò)的語音業(yè)務(wù)容量可以說是接近無限的。類似于模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換的GSM協(xié)議,4G協(xié)議有希望取得一樣的成功。4G網(wǎng)絡(luò)的最大的缺點(diǎn)是全球頻段眾多,現(xiàn)在3GPP劃分的4G頻段共有44個(gè),頻率從700MHz到3.6GHz,導(dǎo)致

11、在設(shè)計(jì)終端的時(shí)候非常復(fù)雜,如現(xiàn)在的國內(nèi)的全網(wǎng)通手機(jī)需要支持GSM/CDMA/WCDMA/TDSCDMA/EVDO/TDD-LTE/FDD-LTE,頻段多達(dá)17個(gè),即使支持如此之多的頻段,全球漫游上還是需要使用GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。2.3 5G是未來5G5th-generation是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡稱。5G彌補(bǔ)了4G技術(shù)的不足,在吞吐率、時(shí)延、連接數(shù)量、能耗等方面進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。它采取數(shù)字全I(xiàn)P技術(shù),支持和分組交換,它既不是單一的技術(shù)演進(jìn),也不是幾個(gè)全新的無線接入技術(shù),而是整合了新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)WLAN,4G、3G、2G等,通過集成多種技術(shù)來滿足不同的需求,是一個(gè)真正意義上

12、的融合網(wǎng)絡(luò)。并且,由于融合,5G可以延續(xù)使用4G、3G的基礎(chǔ)設(shè)施資源,并實(shí)現(xiàn)與4G、3G、2G的共存。隨著用戶需求的驅(qū)動(dòng),對(duì)包括傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在內(nèi)的5G關(guān)鍵技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)。5G將通過更高的頻譜效率、更多的頻譜資源以及更密集的小區(qū)部署等,共同滿足移動(dòng)業(yè)務(wù)流量增長的需求。在網(wǎng)絡(luò)容量方面,5G通信技術(shù)將比4G實(shí)現(xiàn)單位面積移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長1000倍；在傳輸速率方面,典型用戶數(shù)據(jù)速率將提升10到100倍,峰值傳輸速率可達(dá)10Gbps4G為100Mbps；同時(shí),端到端時(shí)延縮短5-10倍,頻譜效率提升5-10倍,網(wǎng)絡(luò)綜合能效提升1000倍。5G通信下手機(jī)的無線下載速度最快可達(dá)每秒3.6Gbps千兆

13、,數(shù)據(jù)傳輸速度單位,1Gbps = 1024Mbps,較LTE泛稱準(zhǔn)4G的75Mbps兆快數(shù)百倍。使用該技術(shù)下載一部超高清電影文件最多僅需1秒時(shí)間,容量較大的3D電影和游戲等亦能實(shí)現(xiàn)秒傳。5G技術(shù)的提出總體來說還是要提高數(shù)據(jù)通信的速率,同時(shí)降低單位數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的成本。從目前公布的主要技術(shù),如：密集網(wǎng)絡(luò)部署,多天線陣列技術(shù),用戶速率,發(fā)射功率,能耗效率等關(guān)鍵技術(shù)和5G本身并無關(guān)系,在4G范圍之內(nèi)都可以解決,5G要做的事情還是要解決頻譜利用效率的問題。而且4G受到的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)開放性帶來的問題在5G時(shí)代還是同時(shí)存在的,密集的網(wǎng)絡(luò)部署成本很高,而且只解決了點(diǎn)的問題,無法解決面的問題。點(diǎn)的問題還有更為廉價(jià)的解

14、決辦法就是WIFI,WIFI由于成本的關(guān)系,不需要復(fù)雜的基站和網(wǎng)絡(luò)中心等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),發(fā)展速度大大的快于移動(dòng)通信技術(shù),802.11ad標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)可以達(dá)到5Gbps的通信速度,而且WIFI誕生之初就是點(diǎn)的解決方案,不存在面的問題,而且由于成本低廉,多部署幾個(gè)點(diǎn)不是問題。2.4各國研究進(jìn)展目前全球都已開展5G的研究工作。中國20XX10月,我國啟動(dòng)了國家863計(jì)劃第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)研究開發(fā)項(xiàng)目,今年投入1.6億元人民幣,在2020年之前,系統(tǒng)地研究5G移動(dòng)通信體系架構(gòu)、無線組網(wǎng)、無線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發(fā)與利用等關(guān)鍵技術(shù),完成性能評(píng)估及原型系統(tǒng)設(shè)計(jì),進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)與測試。華為打破5G空口數(shù)

15、據(jù)傳輸紀(jì)錄 實(shí)測速率超過100Gbps華為20XX2月22日宣布,在高頻段無線5G空口環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了高達(dá)115Gbps的峰值傳輸速率。目前為止,華為已經(jīng)在全球9個(gè)地域建立5G的創(chuàng)新研究中心。中興發(fā)布5G白皮書 展示下一代移動(dòng)遠(yuǎn)景中興通訊于20XX2月發(fā)布了5G白皮書,其中描述了超大數(shù)據(jù)流量網(wǎng)絡(luò)給消費(fèi)者和企業(yè)實(shí)現(xiàn)了在廣泛的日常生活和工作中可以即時(shí)按需接入實(shí)時(shí)應(yīng)用和獲取信息,將數(shù)字世界和物理世界合二為一。歐洲歐盟撥款5000萬歐元加速5G技術(shù)發(fā)展2020年推出成熟標(biāo)準(zhǔn)歐盟委員會(huì)副主席Neelie Kroes在移動(dòng)世界大會(huì)上宣布,歐盟將撥款5000 萬歐元,加速5G 移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)劃到2020 年

16、推出成熟的標(biāo)準(zhǔn)。5G公私合作聯(lián)盟成立 華為致力于共建全球5G生態(tài)圈歐盟及產(chǎn)業(yè)界各方共同推動(dòng)5GPPP Association 5G公私合作聯(lián)盟于20XX世界移動(dòng)通信上正式宣告成立。5GPPP是歐盟重點(diǎn)投入的5G旗艦研究項(xiàng)目群,總投資近7億歐元用于基礎(chǔ)性研究。華為作為5GPPP Association成員,5GPPP歐洲技術(shù)平臺(tái)委員會(huì)董事會(huì)成員,英國5G創(chuàng)新中心5GIC創(chuàng)始成員之一,中國5G研究國家項(xiàng)目的發(fā)起者之一,積極參與項(xiàng)目的制定,規(guī)劃和執(zhí)行。歐盟與愛立信等5G PPP聯(lián)盟成員啟動(dòng)全新5G合作項(xiàng)目歐盟委員會(huì)攜手5G公私合作5G PPP聯(lián)盟于20XX2月推出全新5G基礎(chǔ)設(shè)施公私合作項(xiàng)目,將深入

17、研究未來十年5G通信基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案、架構(gòu)、技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)等。5G PPP聯(lián)盟由愛立信、阿爾卡特朗訊、諾基亞通信、Orange 及衛(wèi)星運(yùn)營商SES創(chuàng)立,匯聚了電信業(yè)、IT業(yè)以及科研院所等多方參與者。1.2億美元 英德將合作研究5G通信英國首相卡梅倫20XX3月9日在漢諾威表示,英國與德國將加強(qiáng)在第五代移動(dòng)通信技術(shù)5G和物聯(lián)網(wǎng)研究上的合作,并共同推進(jìn)歐洲電信市場一體化。愛立信與兩家合作伙伴在瑞典建立5G傳輸實(shí)驗(yàn)室20XX3月,愛立信與瑞典皇家理工學(xué)院、瑞典ICT研究機(jī)構(gòu)Acero攜手,共同成立了5G傳輸實(shí)驗(yàn)室,三方將采取創(chuàng)新的合作方法,共同推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步發(fā)展,這也是實(shí)現(xiàn)未來5G網(wǎng)絡(luò)

18、和網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的關(guān)鍵一步。愛立信攜手紐約大學(xué)無線中心共同加快5G移動(dòng)技術(shù)的研發(fā)愛立信于20XX4月宣布成為紐約大學(xué)無線中心NYU WIRELESS聯(lián)合贊助商,雙方將攜手合作研究開發(fā)5G技術(shù)。美國英特爾推動(dòng)毫米波無線頻段5G研究20XX3月,在成功主導(dǎo)將60GHz 導(dǎo)入?yún)^(qū)域網(wǎng)絡(luò)LAN后,英特爾正推動(dòng)一項(xiàng)研究,以定義在下一代蜂窩系統(tǒng)中采用毫米波無線頻段的提案。據(jù)介紹,英特爾正與歐洲兩大聯(lián)盟以及三星Samsung等廠商合作,共同開發(fā)5G毫米波頻譜計(jì)劃。該公司還在中國與韓國等地追蹤有關(guān)5G 的最新發(fā)展。應(yīng)對(duì)5G通信標(biāo)準(zhǔn) 安捷倫布局高頻及天線陣列測試技術(shù)在國際電信聯(lián)盟ITU和歐盟5GPPP全力促成下,5G無

19、線通信標(biāo)準(zhǔn)已初具雛形,將采用高達(dá)1080GHz頻段、250MHz帶寬,支持六十四根以上天線陣列技術(shù)。由于測試測量技術(shù)與新技術(shù)的誕生息息相關(guān),當(dāng)前測試測量廠商都在加緊布局高頻及天線陳列測試技術(shù),以應(yīng)對(duì)5G通信標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā),以促進(jìn)5G 通信于2020年正式投入商用。韓國三星稱研發(fā)5G通信技術(shù) 下載速率可達(dá)10Gbps20XX5月,三星宣布已經(jīng)成功開發(fā)了第5代移動(dòng)通信的核心技術(shù),這一技術(shù)預(yù)計(jì)將于2020年開始部署。測試人員用64個(gè)天線組,以28GHz頻段進(jìn)行最快達(dá)1.056Gbps的速度進(jìn)行無線傳輸,最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)2公里,其速度幾乎是4G的百倍以上。日本日本電信商示范5G網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃 比4G快100倍2

20、0XX10月,日本移動(dòng)通信運(yùn)營商N(yùn)TT DoCoMo在日本高新技術(shù)博覽會(huì)上正式對(duì)外公布了其5G網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的相關(guān)細(xì)節(jié)。35G性能指標(biāo)對(duì)于5G需要滿足一些什么樣的指標(biāo),工信部電信研究院選擇了體育場、辦公室、密集住宅區(qū)等場景,結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)、視頻點(diǎn)播等應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例分析。對(duì)每一種場景下的不同應(yīng)用進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)無線技術(shù)成為應(yīng)用發(fā)展的制約因素。要在不同的場景下使用戶獲得良好的應(yīng)用體驗(yàn),需要滿足以下指標(biāo)4：5G的傳輸速率在4G的基礎(chǔ)上提高10-100倍,體驗(yàn)速率能夠達(dá)到0.11Gbps,峰值速率能夠達(dá)到10Gbps；時(shí)延降低到4G的1/10或1/5,達(dá)到毫秒級(jí)水平；設(shè)備密集度能夠達(dá)到600萬個(gè)/平方公里；流量密度

21、能夠在20Tbps/平方公里以上；移動(dòng)性達(dá)到500km/h,實(shí)現(xiàn)高鐵環(huán)境下的良好用戶體驗(yàn)。為了滿足上述性能指標(biāo)的要求,使用戶獲得良好的業(yè)務(wù)體驗(yàn),除了以上的這些指標(biāo)外,能耗效率、頻譜效率及峰值速率等指標(biāo)也是重要的5G技術(shù)指標(biāo),需要在5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮。45G關(guān)鍵技術(shù)LTE-A的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要由3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定。業(yè)界初步認(rèn)為在3GPP R14階段2016年將啟動(dòng)5G技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)研究工作。5G無線關(guān)鍵技術(shù)的主要方向包括3：41 新型多天線技術(shù)隨著無線通信的高速發(fā)展,對(duì)數(shù)據(jù)流量的需求越來越大,而可用頻譜資源是有限的。因此,提高頻譜利用效率顯得尤為重要。多天線技術(shù)是一種提高網(wǎng)絡(luò)可靠性和頻譜效率

22、的有效手段,目前正被應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域的各個(gè)方面,如3G,LTE,LTE-A等,天線數(shù)量的增加,可以保證傳輸?shù)目煽啃砸约邦l譜效率。新型大規(guī)模天線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有的MIMO技術(shù)更加高的空間分辨率,使得多個(gè)用戶可以利用同一時(shí)頻資源進(jìn)行通信,從而在不增加基站密度的情況下大幅度提高頻率效率；新型多天線技術(shù)可以降低發(fā)送功率；可以將波束集中在很窄的范圍內(nèi),可以降低干擾?？傊?新型多天線技術(shù)無論在頻譜效率、網(wǎng)絡(luò)可靠性還是能耗方面都具有不可比擬的優(yōu)勢,因此在5G時(shí)代會(huì)普遍使用。限于多天線技術(shù)所占用空間大、系統(tǒng)復(fù)雜度提升、對(duì)設(shè)備的外觀設(shè)計(jì)、系統(tǒng)部署能力都帶來了極大挑戰(zhàn),因此未來這方面也是研究熱點(diǎn)5,6。42

23、高頻段的使用對(duì)于移動(dòng)通信系統(tǒng)而言,在3GHz以下的頻段可以很好地支持移動(dòng)性,有良好的覆蓋范圍,但目前在這一區(qū)間的頻譜資源十分緊張。而在3GHz以上的頻譜資源非常豐富,如果能夠有效利用這一區(qū)間的頻譜資源,將會(huì)極大地緩解頻譜資源緊張的問題。因此,高頻段的使用將會(huì)成為未來發(fā)展的趨勢,高頻段具有許多優(yōu)點(diǎn),比如：可用帶寬非常充足,設(shè)備和天線小型化,天線增益較高。不過高頻段也存在著一些不足之處,例如：穿透和繞射能力弱,傳輸距離短,傳播特性不佳等,同時(shí)高頻器件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)成熟度、成本等因素也需要得到解決7。43 同時(shí)同頻全雙工傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)由于其局限性,并不能實(shí)現(xiàn)同時(shí)同頻的雙向通信,這造成了極大的資源浪費(fèi)

24、,而全雙工同時(shí)同頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)上行鏈路和下行鏈路同時(shí)利用相同的頻率資源進(jìn)行雙向通信,理論上可以令資源利用率提升一倍。不過全雙工同時(shí)同頻技術(shù)也面臨一個(gè)技術(shù)難題,就是在發(fā)送和接收信號(hào)的過程中,由于功率差距非常大,會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的自干擾,因此首要解決的問題就是干擾消除。另外,還存在著鄰小區(qū)同頻干擾問題,全雙工同時(shí)同頻在多天線的環(huán)境下應(yīng)用難度會(huì)更大,需要深入研究7。44終端直通技術(shù)D2D傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方式,是以基站為中心實(shí)現(xiàn)小區(qū)覆蓋,而基站及中繼站無法移動(dòng),其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業(yè)務(wù)不斷增多,傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務(wù)提供方式,已無法滿足海量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求

25、。D2D技術(shù)能夠無需借助于基站的幫助實(shí)現(xiàn)通信終端之間直接通信,拓展網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式。由于短距離直接通信,信道質(zhì)量高,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)速率、較低的時(shí)延和較低的功耗；通過廣泛分布的終端,能夠改善覆蓋,實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用；支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和連接方法,提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡(luò)可靠性。目前,D2D采用廣播、組播和單播技術(shù)方案,未來將發(fā)展其增強(qiáng)技術(shù),包括基于D2D的中繼技術(shù)、多天線技術(shù)和聯(lián)合編碼技術(shù)等。8。45 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(jìn)。隨著各種智能終端的普及,數(shù)據(jù)流量將發(fā)生井噴式的增長。未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要分布在室內(nèi)和熱點(diǎn)地區(qū),這使

26、得超密集網(wǎng)絡(luò)成為了實(shí)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)將能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋,大幅度提升系統(tǒng)容量,并且對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分流,具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復(fù)用。未來,面向高頻段大帶寬,將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案,部署高達(dá)100個(gè)以上小小區(qū)/扇區(qū)。與此同時(shí),愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署,也使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓訌?fù)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(dòng)性增強(qiáng)方案等,都是目前密集網(wǎng)絡(luò)方面的研究熱點(diǎn)。4.6新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目前,LTE接入網(wǎng)采用網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu),減小了系統(tǒng)時(shí)延,降低了建網(wǎng)成本和維護(hù)成本。未來5G可能

27、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(shí)時(shí)云計(jì)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(yuǎn)端天線和集中化的中心節(jié)點(diǎn)間傳送無線信號(hào),以構(gòu)建覆蓋上百個(gè)基站服務(wù)區(qū)域,甚至上百平方公里的無線接入系統(tǒng)。C-RAN架構(gòu)適于采用協(xié)同技術(shù),能夠減小干擾,降低功耗,提升頻譜效率,同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)使用的智能化組網(wǎng),集中處理有利于降低成本,便于維護(hù),減少運(yùn)營支出。目前,研究的內(nèi)容包括C-RAN的架構(gòu)和功能,如集中控制,基帶池RRU接口定義,基于C-RAN的更緊密協(xié)作,如基站簇、虛擬小區(qū)等。5結(jié)束語5G是基于第四代移動(dòng)通信的演進(jìn),其未來的發(fā)

28、展方向必定以人的體驗(yàn)為中心,在終端、無線、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域進(jìn)行融合以及創(chuàng)新。同時(shí),5G在用戶感知、獲取、參與和控制信息的能力上帶來革命性的影響。5G網(wǎng)未來將會(huì)結(jié)合蜂窩網(wǎng)和局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn),形成一個(gè)更加智能、友好的環(huán)境。在另一方面,5G也是以物為基礎(chǔ)的通信,如車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、新型智能終端,這些應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求和以人為基礎(chǔ)的通信要求有很大區(qū)別,如M2M在消息交換的應(yīng)用中對(duì)速率要求不高,時(shí)延也不敏感,而不同的物聯(lián)網(wǎng)場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能要求也盡不相同,這就要求5G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)更加具有智慧。隨著時(shí)間的推進(jìn),5G技術(shù)將會(huì)在2020年以后實(shí)現(xiàn)商用,將能滿足未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展的需求,為用戶帶來全新體驗(yàn)。隨著研究的不斷深入,5G的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)將逐步明確,并且在未來的幾年會(huì)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化的研究與制定階段。中國-機(jī)遇與競爭并存按照移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)10年一代的發(fā)展規(guī)律,5G已經(jīng)成為全球移動(dòng)通信領(lǐng)域新一輪技術(shù)競爭焦點(diǎn)。歐盟于20XX底啟動(dòng)了全面面向5G的研究計(jì)劃,日本、韓國、英國也相繼立項(xiàng)支持5G的研究與開發(fā)工