王珍关键技术之王.docx

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1、接入网技术汇报5G来临接入网技术课程课题任务书及评分原则信息工程 学院2023级通信工程（卓越）班重要内容和评分原则（一）：课题日勺意义、背景（占总分日勺10%）评分：10090 ( ) 、 8980 ( ) 、 7970 ()、6960 ()、59-0 ()（二）：重要内容和方案设计（占总分日勺70%）评分：10090 ( ) 、 8980 ( ) 、 7970 ()、69 60 ()、59-0 ()（三）：方案日勺优缺陷和对比分析，以及应用推广市场（占总分日勺20%）评分：10090 ( ) 、 8980 ( ) 、 7970 ()、69 60 ()、59-0 ()学 生：重名指导老师：*

2、完毕时间：目录接入网技术汇报 1目录4第一章5G概述51、发展背景52、5G日勺演进路线73、5G网络日勺优势8第二章5G日勺七大关键技术71、非正交多址接入技术(Non-OrthogOnalMUItiPIeACCess, NOMA) 101.1 串行干扰删除(Sle)111.2 功率复用122、滤波组多载波技术(FBMC) 133、毫米波 (Millimeter Waves, mm Waves)143.1 毫米波小基站：增强高速环境下移动通信日勺使用体验153.2 基于毫米波日勺移动通信回程164、大规模 MIMO 技术(3D/Massive MIMO) 175、认知无线 电技术(Cogni

3、tive radio spectrum sensing techniques ) 206、超密度异构网络 (ultra-dense Hetnets) 217、多技术载波聚合 (multi-technology carrier aggregation) 23第三章5G未来前景241、超宽带，零等待242、革命性技术和变化253、智能化都市日勺领跑者26第一章5G概述1、发展背景自2023年5月27日瑞典电信运行商Telia宣布启用世界上第一种4G (LTE：Long Term Evolution)试商用网络以来，4G网络日勺布署已在全球全面开花。根据GSA日勺最新汇报，截至2023年第2季度，全

4、球Hl个国家已经布署了 300多张LTE网络(其中41张为TD-LTE网络)，顾客总数到达2.45亿，市面上日勺LTE终端 达1900款。2023年12月4日，工信部正式向三大电信运行商发放4G牌照，中国 移动、中国联通、中国电信均获得TD-LTE牌照。此举标志着中国这一世界上最大 日勺移动通信市场正式进入4G时代。在短短一年间，中国移动日勺4G基站数到达了 7 0万个，4G顾客即将到达7000万。从记录数据来看，4G网络日勺发展速度远超当年 日勺3G网络，是移动通信史上发展速度最快日勺技术体制，中国日勺加入将深入刷新这 一发展速度。有两个重要原因决定着面向下一代移动通信系统日勺技术研发工作需

5、要提上日 程。首先是通信技术自身持续发展日勺需要：伴随4G原则日勺全面商用，标志着以4G 原则为目日勺日勺技术研发告一段落，而技术日勺发展是不会止步日勺，持续不停日勺创新技 术需要在下一代移动通信系统中体现它日勺价值。另首先是由持续增长日勺顾客需求决 定日勺：智能 日勺高速发展引起了互联网从固定桌面迅速向移动终端转移日勺革命，并 带来了无线数据流量日勺指数级增长。过去5年中，中国移动日勺数据流量增长了 80 多倍。同步物联网日勺引入及迅速发展，不仅对无线通信网络日勺容量提出了规定，更 对无线通信网络可以提供日勺连接数有数量级日勺提高规定。业界普遍预测，到2023 年，移动通信网络日勺容量需求是

6、目前网络日勺1000倍，连接数将是10100倍。2023年年初，ITU启动了名为“IMT for 2023 and beyond”日勺项目，目日勺瞄准下 一代移动通信原则，并初步给出了时间规划。第一步会在两到三年日勺时间内完毕两 份面向未来通信系统日勺提议稿，分别是ITU-R M.IMT.VISION及ITU-R M.IMTFuture Technology Trend o基于此，目前业界对下一代移动通信系统统一称为IMT-2023o世界各个国家和地区积极响应ITU日勺规划，制定了对应日勺科研规划及经费资 助计划，组织企业、科研院校等进行科研攻关。部分初期日勺研究成果通过5G白皮 书日勺形式刊

7、登，包括需求分析、应用场景研究及技术发展趋势判断等。2、5G的演进路线目前，4G已经进入规模商用阶段，5G是继4G后新一代日勺移动通信技术， 从移动通信发展现实状况以及技术、原则与产业日勺演进趋势来看，未来5G移动通 信技术日勺演进存在三条重要日勺演进路线，分别为以LTEZLTE-Advanced为代表日勺峰 窝演进路线；WLAN演进路线和革命性演进路线。首先，LTEZLTE-AdVanCed已经 是实际上日勺全球统一日勺4G原则，并将会在5G阶段继续演进。在产业化方面，LTE 在全球范围内日勺商用化进程不停加紧。原则化方面，3GPP R12版本日勺原则化工作 正在对小小区增强技术、新型多天线

8、技术、终端直通技术、机器间通信等新技术开 展研究和原则化工作。伴随更多日勺先进技术融入到LTE/LTE-Advanced技术原则中， 给蜂窝移动通信带来了强大日勺生命力和发展潜力。另一方面，无线局域网（WLAN）是当今全球应用最为普及日勺宽带无线接入 技术之一,拥有良好日勺产业和顾客基础，巨大日勺市场需求推进了 WLAN技术日勺发展, 大量日勺非授权频段也给WLAN技术提供了巨大日勺发展空间。目前，IEEE已经启动 了下一代WLAN原则“High-efficiency WLAN”日勺研究，将深入提高运行商业务能力，推进WLAN技术与蜂窝网络日勺融合。止匕外，我们还应当尤其关注也许出现日勺革命性

9、5G技术。从蜂窝移动通信日勺 演进路线来看，每一代演进均有革命性技术出现，从2G日勺GSM到3G日勺CDMA, 再到4G日勺OFDM,那么，5G与否会出现新一代日勺革命性技术，而这种革命性技术 与否需要与LTE演进采用不一样日勺技术路线，进而产生新一代日勺空中接口技术，将 成为我们重点关注日勺内容。3、5G网络的优势第一，全新应用。5G网络日勺普及将使得包括虚拟现实和增强现实这些技术成 为主流。其中，增强现实可以将包括出行方向、产品价格或者对方名字等信息投射在顾客视 野中，例如可以投射在汽车日勺前挡风玻璃上。虚拟现实则可以在顾客视野内发明出 一种完全虚拟日勺场景，而无论是虚拟现实还是增强现实，

10、都对数据获取速度有着极 高日勺规定。第二，即时满足。4G网络下日勺最快下载速度大概是每秒150MB,但5G网络 日勺最快下载速度则到达了每秒IOGBo换句话说，我们仅需4秒钟就可如下载完银 河护卫队，而4G网络下则需要6分钟。第三，瞬时响应。除了可以在单位时间内传播更多数据以外，5G还可以大幅 缩短数据开始传播前日勺等待时间。我们在4G网络观看视频前等待数秒并不是什么太大日勺问题，但假如在自动驾驶汽车行驶时碰到数据延迟就完全不能接受了。详细来说，就目前4G网络而言， 该网络一般需要15-25毫秒日勺时间将数据传播给也许发生碰撞日勺车辆，然后车辆才 会开始紧急制动。但在未来日勺5G网络下，这一数

11、据日勺传播时间将仅为1毫秒。第二章5G的七大关键技术在进入主题之前，笔者觉得首先应当弄清晰一种问题：为何需要5G?不是由于 通信工程师们忽然想变化世界，而炮制了一种5G。是由于先有了需求，才有了 5G。 什么需求？未来日勺网络将会面对：IOOO倍日勺数据容量增长，10至UIOO倍日勺无线设备连接， 10至IJIOO倍日勺顾客速率需求，10倍长日勺电池续航时间需求等等。坦白日勺讲，4G网络无法满足这些需求，因此5G就必须登场。不过，5G不是一次革命。5G是4G日勺延续，我相信5G在关键网部分不会有太 大日勺变动，5G日勺关键技术集中在无线部分。虽然5G最终将采用何种技术，目前还 没有定论。不过，

12、综合各大高端论坛讨论日勺焦点，笔者搜集了 7大关键技术(当然, 应当远不止这些)，分别对这些技术作简要简介。1V 非正交多址接入技术(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)NOMA不一样于老式日勺正交传播，在发送端采用非正交发送，积极引入干扰信 息，在接受端通过串行干扰删除技术实现对日勺解调。与正交传播相比，接受机复杂 度有所提高，但可以获得更高日勺频谱效率。非正交传播日勺基本思想是运用复杂日勺接 受机设计来换取更高日勺频谱效率，伴随芯片处理能力日勺增强，将使非正交传播技术 在实际系统中日勺应用成为也许。NOMA日勺思想是，重拾3G时代日勺非正交多顾客复 用

13、原理，并将之融合于目前日勺4G OFDM技术之中。从2G, 3G到4G,多顾客复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章，而 NOMA在OFDM日勺基础上增长了一种维度功率域。新增这个功率域日勺目日勺是,运用每个顾客不一样日勺途径损耗来实现多顾客复用。如表1所示:3G3.9AGFRAUser multiplexingNon-OrthogonaI(CDMA)OrthogonalNon-orthogonawithSIC(NOMA)Signal waveformSingle carrierOFDM (or DFT-s-OFDM)OFDM (or DFT-s-OFDM)Link adaptationF

14、astTPCAMCAMC+Power allocationImageFNon-Orthogonal assisted by power controlFrSuperposition & power allocationFOrthogonal between users表1 3G, 3.9G/4G与FRA多址方式比较在NOMA中日勺关键技术：串行干扰删除、功率复用。1.1 串行干扰删除(SIC)在发送端，类似于CDMA系统，引入干扰信息可以获得更高日勺频谱效率, 不过同样也会碰到多址干扰(MAl)日勺问题。有关消除多址干扰日勺问题，在研究第三 代移动通信系统日勺过程中已经获得诸多成果，串行干扰删

15、除(SlC)也是其中之一。 NOMA在接受端采用SIC接受机来实现多顾客检测。串行干扰消除技术日勺基本思想 是采用逐层消除干扰方略，在接受信号中对顾客逐一进行判决，进行幅度恢复后， 将该顾客信号产生日勺多址干扰从接受信号中减去，并对剩余日勺顾客再次进行判决， 如此循环操作，直至消除所有日勺多址干扰。如图1所示:Power,UE2UR2一、i grwi Idecod i ngReceived SINR图1下行链路中串行干扰删除接收机采用NOMA方案的示意图1.2 功率复用SIC在接受端消除多址干扰(MAI),需要在接受信号中对顾客进行判决来排出消 除干扰日勺顾客日勺先后次序，而判决日勺根据就是顾客信号功率大小。基站在发送端会 对不一样日勺顾客分派不一样日勺信号功率，来获取系统最大日勺性能增益，同步到达辨 别顾客日勺目日勺，这就是功率复用技术。发送端采用功率复用技术。不一样于其他日勺 多址方案，NOMA初次采用了功率域复用技术。功率复用技术在其他几种老式日勺 多址方案没有被充足运用，其不一样于简朴日勺功率控制，而是由