無(wú)線通信技術(shù)及5g關(guān)鍵技術(shù)介紹

1、無(wú)線通信技術(shù)史及5G關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介姓名：張健康學(xué)號(hào)：02121222姓名：王晨陽(yáng)學(xué)號(hào)：02121202姓名：王李寧學(xué)號(hào)：02121209摘要21 .引言32 .無(wú)線通信技術(shù)概念32.1 3G即將成為過(guò)去32.2 4G是現(xiàn)在42.3 5G是未來(lái)52.4 各國(guó)研究進(jìn)展63 .5G性能指標(biāo)74 .5G關(guān)鍵技術(shù)84. 1新型多天線技術(shù).85. 2高頻段的使用96. 3同時(shí)同頻全雙工.97. 4終端直通技術(shù)(D2D)98. 5密集網(wǎng)絡(luò)99. 6新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)105.結(jié)束語(yǔ)10中國(guó)-機(jī)遇與競(jìng)爭(zhēng)并存11參考文獻(xiàn)：11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(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)，它是一個(gè)多業(yè)務(wù)技術(shù)融合的網(wǎng)

2、絡(luò)，通過(guò)技術(shù)的演進(jìn)和創(chuàng)新，滿足未來(lái)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(wú)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(kāi)了序幕。2012年，由歐盟出資2700億歐元支持的5G研究項(xiàng)目METIS（MobileandWirelessCommunicationsEnablersforthe2020InformationSociety1正式啟動(dòng)，項(xiàng)目分為

3、八個(gè)組分別對(duì)場(chǎng)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(cè)試平臺(tái)等方面進(jìn)行深入研究；英國(guó)政府聯(lián)合多家企業(yè)，創(chuàng)立5G創(chuàng)新中心，致力于未來(lái)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(guó)由韓國(guó)科技部、ICT和未來(lái)計(jì)劃部共同推動(dòng)成立了韓國(guó)“5GForum”，專門推動(dòng)其國(guó)內(nèi)5G進(jìn)展；中國(guó)，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(guó)內(nèi)自主研發(fā)的5G技術(shù)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)，對(duì)于5G的研究，許多國(guó)家或組織都在積極地進(jìn)行中，未來(lái)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(wú)線通信技術(shù)概念I(lǐng)00M語(yǔ)音GSM是第一代的無(wú)線通信

4、技術(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(yǔ)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(shuō)是迄今為止最為成功的無(wú)線通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)全球漫游。GSM主要解決的是語(yǔ)音通話問(wèn)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)（3G）。2.1 3G即將成為過(guò)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(wú)線通信與國(guó)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)：CDMA200OWCDMATD-SC

5、DMA中國(guó)國(guó)內(nèi)支持國(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是中國(guó)電信的CDMA200O,中國(guó)聯(lián)通的WCDMA,中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMAGSM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(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是美國(guó)CDMA2000,歐洲WCDMA,中國(guó)TD-SCDMA第三代無(wú)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)(CDMA),由于全球各國(guó)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GSMo3G在發(fā)展

6、過(guò)程中隨著技術(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(lái)，其發(fā)展最終停止了。2.24G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(yǔ)縮寫(xiě):4G。該技術(shù)包括TD-LTEffiFDD-LT的種制式。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4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒(méi)有覆蓋的施|2-5GI業(yè)的1也雷速度下載，比目前的家用寬帶ADSL(4兆)快25倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求。止匕外，地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明

7、顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。4G網(wǎng)絡(luò)是一個(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(yǔ)音通路，采用VoLT改術(shù)之后可以支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)，實(shí)際上這是一種IP電話，語(yǔ)音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量相對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)是非常小的，部署VoLTE之后，4G網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)容量可以說(shuō)是接近無(wú)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)，

8、頻率從700MHz到3.6GHz,導(dǎo)致在設(shè)計(jì)終端的時(shí)候非常復(fù)雜，如現(xiàn)在的國(guó)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。2.35G是未來(lái)5G（5th-generation）是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)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(wú)線接入技術(shù)，而是整合了新型無(wú)線接入技術(shù)和現(xiàn)有無(wú)線接入技術(shù)（WLAN,4G、3G、2G等），通過(guò)集成

9、多種技術(shù)來(lái)滿足不同的需求，是一個(gè)真正意義上的融合網(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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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)10Gbps（4G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10005G通信下手機(jī)的

10、無(wú)線下載速度最快可達(dá)每秒3.6Gbps（千兆，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(lái)說(shuō)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(wú)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(wèn)題。而且4G受到的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放性帶來(lái)的問(wèn)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

11、問(wèn)題，無(wú)法解決面的問(wèn)題。點(diǎn)的問(wèn)題還有更為廉價(jià)的解決辦法就是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(wèn)題，而且由于成本低廉，多部署幾個(gè)點(diǎn)不是問(wèn)題。2.4各國(guó)研究進(jìn)展目前全球都已開(kāi)展5G的研究工作。中國(guó)2013年10月，我國(guó)啟動(dòng)了國(guó)家863計(jì)劃“第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)研究開(kāi)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(wú)線組網(wǎng)、無(wú)線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開(kāi)發(fā)與利用等關(guān)鍵技術(shù)，完成性能評(píng)估

12、及原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)與測(cè)試。華為才T破5G空口數(shù)據(jù)傳輸紀(jì)錄實(shí)測(cè)速率超過(guò)100GBPS華為2014年2月22日宣布，在高頻段無(wú)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(shū)展示下一代移動(dòng)遠(yuǎn)景中興通訊于2014年2月發(fā)布了5G白皮書(shū)，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(wàn)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NeelieKroes在移動(dòng)世界大會(huì)（MWC2013讓宣布，歐

13、盟將撥款5000萬(wàn)歐元（約合6540萬(wàn)美元），加速5G移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)劃到2020年推出成熟的標(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)5GPPPAssociation（5G公私合作聯(lián)盟）于2014年世界移動(dòng)通信上正式宣告成立。5GPP%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。華為彳為5GPPPAssociation,5GPPPt洲技術(shù)平臺(tái)委員會(huì)董事會(huì)成員，英國(guó)5G創(chuàng)新中心（5GIC創(chuàng)始成員之一，中國(guó)5G研究國(guó)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。歐盟與爰立信等5GPPP聯(lián)盟成員啟動(dòng)全新5G合作項(xiàng)目歐盟委員會(huì)攜手“5

14、G公私合作"（5GPPP聯(lián)盟于2014年2月推出全新5G基礎(chǔ)設(shè)施公私合作項(xiàng)目，將深入研究未來(lái)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。5GPPP®盟由愛(ài)立信、阿爾卡特朗訊、諾基亞通信、Orange及衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商SES&J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(guó)首相卡梅倫2014年3月9日在漢諾威表示，英國(guó)與德國(guó)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(chǎng)一體化。愛(ài)立信與兩家合作伙伴在瑞典建立5G傳輸實(shí)驗(yàn)室2014年3月，愛(ài)立信與瑞典皇家理工學(xué)院、瑞典ICT研究機(jī)構(gòu)Acero攜

15、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(lái)5G網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的關(guān)鍵一步。愛(ài)立信攜手紐約大學(xué)無(wú)線中心共同加快5G移動(dòng)技術(shù)的研發(fā)愛(ài)立信于2014年4月宣布成為紐約大學(xué)無(wú)線中心（NYUWIRELES摭合贊助商,雙方將攜手合作研究開(kāi)發(fā)5G技術(shù)。美國(guó)英特爾推動(dòng)毫米波無(wú)線頻段5G研究2014年3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(wú)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(kāi)發(fā)5G毫米波頻譜計(jì)劃。該公司還在中國(guó)與韓國(guó)等地追蹤有關(guān)

16、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(cè)試技術(shù)在國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）和歐盟5GPPmr力促成下，5G無(wú)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(cè)試測(cè)量技術(shù)與新技術(shù)的誕生息息相關(guān)，當(dāng)前測(cè)試測(cè)量廠商都在加緊布局高頻及天線陳列測(cè)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(guó)三星稱研發(fā)5G通信技術(shù)下載速率可達(dá)10GBPS2013年5月，三星宣布已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了第5代移動(dòng)通信（5G）的核心技術(shù)，這一技術(shù)預(yù)計(jì)將于2020年開(kāi)始部署。測(cè)試人員用64個(gè)天線組，以28GHz頻段進(jìn)行最快達(dá)1.056G

17、bps的速度進(jìn)行無(wú)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2013年10月，日本移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商N(yùn)TTDoCoMo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)。3. 5G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(chǎng)、辦公室、密集住宅區(qū)等場(chǎng)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(chǎng)景下的不同應(yīng)用進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)無(wú)線技術(shù)成為應(yīng)用發(fā)展的制約因素。要在不同的場(chǎng)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:(1)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0.11G

18、bps,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；(3)設(shè)備密集度能夠達(dá)到600萬(wàn)個(gè)/平方公里；流量密度能夠在20Tbps/平方公里以上；(5)移動(dòng)性達(dá)到500km/h,實(shí)現(xiàn)高鐵環(huán)境下的良好用戶體控制好.通信能患消耗比現(xiàn)在至少降悔IDffl.網(wǎng)絡(luò)特征電勢(shì)時(shí)不小于5事修.可在45口干先小時(shí)后湮齊盛下酒店im內(nèi)、醞能國(guó)如近洋瓜實(shí)即地時(shí)易地接入，5G竄近代稀通通值植木，WfitXr傳“速，理論峙值可達(dá)鑿匕1口G,應(yīng)46耽1原.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

19、在5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮。4. 5G關(guān)鍵技術(shù)LTE-A勺技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要由3GPP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定。業(yè)界初步認(rèn)為在3GPPR14階段(2016年)將啟動(dòng)5G技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)研究工作。5G無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)的主要方向包括3:5. 1新型多天線技術(shù)隨著無(wú)線通信的高速發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)流量的需求越來(lái)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)可靠性和頻譜效率的有效手段，目前正被應(yīng)用于無(wú)線通信領(lǐng)域的各個(gè)方面，如3G,LTELTE-A?,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)

20、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。總之，新型多天線技術(shù)無(wú)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(shì)，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(lái)了極大挑戰(zhàn)，因此未來(lái)這方面也是研究熱點(diǎn)5,6。4.2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

21、源緊張的問(wèn)題。因此，高頻段的使用將會(huì)成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，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(guò)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704.3同時(shí)同頻全雙工傳統(tǒng)的無(wú)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)，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(guò)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(guò)程中，由于功率差距非常大，會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重

22、的自干擾，因此首要解決的問(wèn)題就是干擾消除。另外，還存在著鄰小區(qū)同頻干擾問(wèn)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704.4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(wú)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(wú)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(wú)法滿足海量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。D2D技術(shù)能夠無(wú)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(guò)廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高

23、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(lái)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。4 .5密集網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)的5G通信中，無(wú)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(zhǎng)。未來(lái)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要分布在室內(nèi)和熱點(diǎn)地區(qū)，這使得超密集網(wǎng)絡(luò)成為了實(shí)現(xiàn)未來(lái)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(lái)，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集

24、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(zhǎng)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(lái)5G可能采用C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)。C-RAN是基于集中化處理(CentralizedProcessing)協(xié)作式無(wú)線電(CollaborativeRadio)和實(shí)時(shí)云計(jì)算構(gòu)架(Real-timeCloudInfrastru

25、cture用綠色無(wú)線接入網(wǎng)構(gòu)架(Cleansystem)C-RAN的基本思想是通過(guò)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(wú)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(wú)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(yíng)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(yǔ)5G是基于第四代移動(dòng)通信的演進(jìn)，其未來(lái)的發(fā)展方向必定以“人的體驗(yàn)”為中心，在終端、無(wú)線

26、、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(lái)革命性的影響。5G網(wǎng)未來(lái)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(chǎng)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(lái)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(lái)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(lái)的幾年會(huì)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化的研究與制定階段。中國(guó)-機(jī)遇與競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。歐盟于2012年底啟動(dòng)了全面面向5G的研究計(jì)劃，日本、韓國(guó)、英國(guó)也相繼立項(xiàng)支持5G的研究與開(kāi)發(fā)工作，并成立了專門的推進(jìn)組織。2013年初，我國(guó)由科技部、工信部等部門牽頭成立了相關(guān)推進(jìn)組