技术资料要点.docx

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1、5G关键技术简述姓名：李艺超学号目录目录错误!未定义书签。一、研究的背景及意义3二、5G的演进路线及发展现实状况5三、5G网络的)优势及创新点8四、5G的七大关键技术91、非正交多址接入技术(Non-Orthogona1Mu1tip1eAccess*NOMA)91.1 串行干扰删除(S1C)111.2 功率复用112、滤波组多载波技术(FBMC)133、亳米波(Mi11imeterWaves,mmWaves)153.1 亳米波小基站：增强高速环境下移动通信的使用体验163.2 基于亳米波的移动通信回程164、大规模MIMo技术ODZMassiveM1MO)175、认知无线电技术(Cogniti

2、veradiospectrumsensingtechniques)216、超密度异构网络(U1tra-denseHetnets)227、多技术载波聚合(mu1ti-techno1ogycarrieraggregation)25五、5G未来前景26六、参照文献27一、研究的背景及意义自2023年5月27日瑞典电信运行商Te1ia宣布启用世界上第一种4G(1TE：1ongTermEvo1ution)试商用网络以来，4G网络B布署已在全球全面开花。根据GSA的最新汇报，截至2023年第2季度，全球I11个国家已经布署了300多张1TE网络(其中41张为TD-1TE网络),顾客总数到达2.45亿，市面

3、上的I1TE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-1TE牌照。此举标志着中国这一世界上最大的移动通信市场正式进入4G时代。在短短一年间，中国移动的4G基站数到达了70万个，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的3G网络，是移动通信史上发展速度最快的技术体制，中国的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的技术研发工作需要提上日程。首先是通信技术自身持续发展的需要：伴随4G原则的全面商用，标志着以4G原则为目日勺的技术研发告一段落，而技术的!发展是不

4、会止步的，持续不停的创新技术需要在下一代移动通信系统中体现它的价值。另首先是由持续增长日勺顾客需求决定出J：智能H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的革命，并带来了无线数据流量日勺指数级增长。过去5年中，中国移动的数据流量增长了80多倍。同步物联网的引入及迅速发展，不仅对无线通信网络H勺容量提出了规定，更对无线通信网络可以提供口勺连接数有数量级的提高规定。业界普遍预测，到2023年，移动通信网络的容量需求是目前网络的1()0()倍，连接数将是10100倍。2023年年初，ITU启动了名为力MTfor2023andbeyond”的项目，目的瞄准下一代移动通信原则，并初步给出了时间

5、规划。第一步会在两到三年的时间内完毕两份面向未来通信系统的提议稿，分别是ITU-RM.IMT.VISION及ITU-RM.IMTFutureTechno1ogyTrendo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的规划，制定了对应的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。部分初期的研究成果通过5G白皮书的形式刊登，包括需求分析、应用场景研究及技术发展趋势判断等。二、5G时演进路线及发展现实状况目前，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、原则与产业的演进趋势来看，未来

6、5G移动通信技术的演进存在三条重要的演进路线，分别为以1TE/1TE-Advanced为代表的蜂窝演进路线；W1AN演进路线和革命性演进路线。首先，1TE/1TE-Advanced已经是实际上的全球统一的4G原则，并将会在5G阶段继续演进。在产业化方面，1TE在全球范围内日勺商用化进程不停加紧。原则化方面，3GPPR12版本H勺原则化工作正在对小小区增强技术、新型多天线技术、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。伴随更多的先进技术融入到1TEZ1TE-Advanced技术原则中，给蜂窝移动通信带来了强大的生命力和发展潜力。另一方面，无线局域网（W1AN）是当今全球应用最为普及的

7、宽带无线接入技术之一，拥有良好的产业和顾客基础，巨大的J市场需求推进了W1AN技术的发展，大量的非授权频段也给W1AN技术提供了巨大的发展空间。目前，IEEE已经启动了下一代W1AN原则High-efficiencyW1AN”日勺研究，将深入提高运行商业务能力，推进W1AN技术与蜂窝网络的融合。此外，我们还应当尤其关注也许出现的革命性5G技术。从蜂窝移动通信的演进路线来看,每一代演进均有革命性技术出现,从2G的GSM到3GECDMA,再到4G的OFDM,那么，5G与否会出现新一代的革命性技术,而这种革命性技术与否需要与1TE演进采用不一样B技术路线，进而产生新一代的空中接口技术，将成为我们重点

8、关注的内容。从目前网络技术发展现实状况来看，4G是现阶段使用最多的技术，不过整个业界已经开始了对5G的研讨和研发，5G简朴口勺来说是形成人与物和物与物之间出J高速连接，实现整个网络，终端，无线和业务改）深入融合。5G可以说是人在感知方面的获取和控制能力更强，5G的服务对象是将公众顾客向行业顾客拓展，网络也将更智能和愈加日勺广泛。从目前的研究现实状况来看，欧盟于2023年启动MET1S项目，正式开始研究5G技术，现阶段METIS共有8个工作组进行对应横向课题研究，目的是为建立5G移动和无线通信系统奠定基础，为未移动通信和无线技术到达共识，目前已经在5GaJ概念和关键技术上获得了较为统一的认识。韩

9、国从2023年开始研发5G技术，成立了5GForum,积极推进6GHz以上频段为未来IMT频段，韩国计划以2023年实现该技术H勺商用为目的，全面研发5G移动通信关键技术。日本于2023年成立了ARIB研究所，开始正式对5G进行研究，计划在2023年东京奥运会上推出5G服务，日本研究者认为5G代表着接入网容量增长IoOO倍，通过使用大量高频频谱，再加上大规模MIMO技术来实现容量的增长，可以说未来5G将会是人们通信生活的关键。三、5G网络B优势及创新点第一，全新应用。5G网络的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

10、客视野中，例如可以投射在汽车的前挡风玻璃上。虚拟现实则可以在顾客视野内发明出一种完全虚拟的I场景，而无论是虚拟现实还是增强现实，都对数据获取速度有着极高的规定。第二，即时满足。4G网络下的最快下载速度大概是每秒150MB,但5G网络的最快下载速度则到达了每秒10GB。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的!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1

11、5-25毫秒的时间将数据传播给也许发生碰撞的车辆，然后车辆才会开始紧急制动。但在未来的J5G网络下，这一数据的传播时间将仅为1毫秒。四、5GB七大关键技术为何需要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？未来口勺网络将会面对：IOOO倍的数据容量增长，10至IJ1oO倍时无线设备连接，1()至J10()倍的J顾客速率需求，10倍长的电池续航时间需求等等。坦白的讲，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4G0延续，相信5G在关键网部分不会有太大的变动，5G的关键技术集中在无线部分。虽然5G最终将采用何

12、种技术，目前还没有定论。本文搜集了7大关键技术，分别对这些技术作简要简介。1、非正交多址接入技术(NOnQrthOgOna1Mu1tip1eAccess,NOMA)NoMA不一样于老式的正交传播，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的解调。与正交传播相比，接受机复杂度有所提高，但可以获得更高的J频谱效率。非正交传播的基本思想是运用复杂的接受机设计来换取更高的频谱效率，伴随芯片处理能力的增强，将使非正交传播技术在实际系统中的应用成为也许。NoMA的思想是，重拾3G时代的非正交多顾客复用原理，并将之融合于目前的4GOFDM技术之中。Usermu1tip1ex

13、ingSigna1waveform1inkadaptationImage3G3.94GFRANon-OrthogonaI(CDMA)Orthogona1Non-orthogonawithSIC(NOMA)Sing1ecarrierOFDM(orDFT-s-OFDIVI)OFDM(orDFT-s-OFDM)FastTPCAMCAMC+Powera11ocationNon-orthogona1assistedOrthogona1bypowercontro1betweenusers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的基础上增长了一种维度一一功率

14、域。新增这个功率域的目的是，运用每个顾客不一样的途径损耗来实现多顾客复用。如表1所示：FSuperposition&powera11ocation表13G,3.9G4G与FRA多址方式比较在NOMA中的关键技术：串行干扰删除、功率复用。1.1 串行干扰删除(S1C)在发送端，类似于CDMA系统，引入干扰信息可以获得更高的频谱效率，不过同样也会碰到多址干扰(MAI)口勺问题。有关消除多址干扰口勺问题，在研究第三代移动通信系统的过程中己经获得诸多成果，串行干扰删除(SIC)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。串行干扰消除技术的!基本思想是采用逐层消除干扰方略，在接受信号

15、中对顾客逐一进行判决，进行幅度恢复后，将该顾客信号产生的多址干扰从接受信号中减去，并对剩余的顾客再次进行判决，如此循环操作，直至消除所有的多址干扰。如图1所示：ReceivedSINR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的顾客的先后次序，而判决的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的信号功率，来获取系统最大的J性能增益，同步到达辨别顾客出J目日勺，这就是功率复用技术。发送端采用功率复用技术。不一样于其他的多址方案，NOMA初次采用了功率域复用技术。

16、功率复用技术在其他几种老式的多址方案没有被充足运用，其不一样于简朴的功率控制，而是由基站遵照有关的算法来进行功率分派。在发送端中，对不一样的顾客分派不一样的发射功率，从而提高系统的!吞吐率。另首先，NOMA在功率域叠加多种顾客,在接受端，SIC接受机可以根据不一样H勺功率辨别不一样的顾客，也可以通过诸如TUrbO码和1DPC码的信道编码来进行辨别。这样，NOMA可以充足口勺运用功率域，而功率域是在4G系统中没有充足运用的I。与OFDM相比，NOMA具有更好的J性能增益。NoMA可以运用不一样出J途径损耗日勺差异来对多路发射信号进行叠加，从而提高信号增益。它可以让同一小区覆盖范围的所有移动设备都能获得最大的