5G相关技术

作者:沈曦      学号:14020199006

班级:1402019

【嵌牛导读】：本文介绍了有关于5G网络的关键技术。

【嵌牛鼻子】：5G的关键技术

【嵌牛提问】：5G的相关技术发展如何？何时能够投入实际使用?

【嵌牛正文】：

1)大规模天线阵列技术或新型多天线技术

        大规模天线阵列技术是提升系统频谱效率的最重要技术手段之一，对满足5G系统容量和速率需求将起到重要支撑作用。多天线技术经历了从无源到有源，从二维(2D)到3维(3D)，从高阶MIMO(多输人多输出)到大规模阵列，可使频谱效率提升数10倍甚至更高，是5G技术重要的研究方向之一。有源天线阵列的引入使基站侧的协作天线数量达到128根．还可以将原来的2D天线阵列拓展成3D阵列，形成3D．MIMO技术。可支持多用户波束职能赋型。减少用户间干扰，进一步改善无线信号覆盖性能。正在研究的课题包括对大规模天线信道的测量与建模、阵列设计与校准导频信道、码本及犯规机制研究等。进一步研究容纳更多用户的空分多址(SDMA)技术，以显著降低发射功率，实现绿色节能，提升覆盖能力。

2)超密集组网技术

        超密集网络能改善网络覆盖，大幅提升系统容量，并对业务进行分流，网络部署更灵活，频率复用更高效，是满足5G千倍容量增长需求的最主要手段之一。在未来5G通信中，网络走向更多元化、宽带化、综合化、智能化。随着智能终端的普及，数据流量将井喷式增长。数据业务将主要分布在室内和热点地区．这将使超密集网络成为实现5G的主要手段之一。未来面向高频段大宽带，将采取更加密集的网络方案，部署的小小区／扇区将高达100个以上。与此同时，愈加密集的网络部署也使得网络拓扑更加复杂，小区干扰已成为制约系统的重要因素，必须着力解决这一问题。

3)新型多址技术新型多址技术

      通过发送信号的叠加传输来提升系统的接入能力，能有效支撑5G网络千亿设备连接需求。目前。“同时同频双工”技术已引起业界的广泛注意，它是在相同的频谱上通信的收发双方同时发射和接收信号。全双工能够突破TDD(时分双工)、FDD(频分双工)方式的频谱资源使用限制，使频谱资源的使用更加灵活。与传统的TDD、FDD双工相比．“同时同频双工”技术在理论上可以使频谱效率提高1倍。全双工技术需要极高的干扰消除能力，对干扰消除技术提出了极大挑战。在多天线及组网情况下，全双工的难度更大。相邻小区的同频干扰也是影响“同时同频双工”技术实现的因素之一。此外，全频谱接人技术也是需要研发的课题，该技术将有效利用各类频谱资源，有效缓解5G网络对频谱资源的巨大需求。

4)D2D(Device—to．Device)通信技术

        D2D通信是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。在由D2D通信用户组成的分布式网络中。每个用户节点都能发送和接收信号，并具有自动路由功能。传统的蜂窝天线系统的组网方式是以基站为中心实现小区覆盖，基站和总基站是无法移动的。随着无线多媒体业务的不断增多，传统的以基站为中心的业务提供方式已经无法满足海量用户在不同环境下的业务需求。D2D通信技术无需借助基站就可实现终端间的直接通信，拓宽了网络连接和接人方式。在D2D通信网络中，用户节点同时扮演服务器和客户端的角色．用户能够意识到彼此的存在，自组织地构成一个虚拟或者实际的群体。

        D2D通信是短距离直接通信，具有高信道质量、高数据、高速率、低时延、低功耗的特点。广泛分布的终端能改善覆盖，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式，提升链路灵活性和网络可靠性。D2D的方案有广播、组播、单播，未来还将研发其增强技术．包括基于D2D的中继技术、多天线技术、联合编码技术等。

5)更加扁平化的新型网络架构和C—RAN研究        5G网络将基于SDN(软件定义网络)、NFV(网络功能虚拟化)、云计算及C—RAN等先进技术，实现更加灵活、智能、高效、开放的，以用户为中心的新型网络。当前的LTE接入网采取网络扁平化设计，减少了系统时延。降低了建网成本和维护成本。5G可能采取C-RAN接入网架构。C-RAN是基于集中化处理、协作无线电、实时云计算的绿色无线接入网架构，其基本思想是通过充分利用低成本高速光传输，直接在远端天线与集中化的中心节点间传递无线信号，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架构适用于协同技术，能够减少干扰，降低功率，提升频谱效率。实现动态智能化组网，有利于降低成本，便于维护和减少运营支出。目前的研究内容包括C-RAN的架构和功能，如基带池、RRU(射频拉远模块)接口定义以及基于C-RAN的更紧密协作(如基站族、虚拟小区等)。

6)高频段需求潜在候选频段研究

        传统蜂窝频段(sub一6 GHz)的频谱将无法满足未来指数级增长的需求。因此，正在研究超过6GHz的频段．以便测试在6 GHz以上频率分配部署无线接入的可行性。全球6 GHz以下的总频谱约为数百MHz，而20GHz以上的潜在频谱则是数十GHz。掌握这些频谱对实现真正互联的5G愿景来说至关重要。业界探讨的频段包含较高的频段，如10GHz、28 GHz、32 GHz、43 GHz、46～50 GHz、56～76GHz以及81～86 GHz。尽管这些频段目前尚处于提议阶段，但已经引起足够重视。