论文部分内容阅读
【摘要】 第5代移动通信系统的实现将成为一种必然，目前，5G技术标准化在于其关键技术的实现，文章介绍了几种5G运行的关键技术，对其实现和发展目标进行了分析。
【关键词】 第五代移动通信 标准化 关键技术
将第五代移动通信系统的关键技术分析和阐述如下，明确5G发展的关键技术，并促进其发展是当下的主要目标。
一、大规模MIMO技术
大规模MIMO技术即多天线技术，该技术使移动通信效率极大的提高，是3G、4G時代通信网运行不可缺少的技术。5G时代，MIMO技术将进一步得到应用和开发。通信系统天线最多为8根，多数为4根，5G时代，设计人员将着重解决这一问题。大规模MIMO技术将实现单小区之间的合并，提高基站天线配置数量，可以实现在同一个时频资源上为更多的用户提供服务。大规模MIMO技术具有以下优势：1）大规模MIMO技术的空间分辨率将大大的提高，可以挖掘更多的空间资源，从而增加基站服务的空间自由度，在同一时间服务更多客户。在不增加带宽的前提下实现了通信容量的增加。2）大规模MIMO技术可将波束集中于很窄的范围内，可有效降低移动通信过程中的干扰，因此5G时代将实现低干扰甚至无干扰模式。采用大规模MIMO技术还可以降低系统的发射功率，对网络运行的效率具有积极作用，是5G网区别于4G网的重要特征之一。3）大规模MIMO技术提供多天线，优化了线性预编码和线性检测器，从而优化了5G的运行环境。目前，实现大规模MIMO技术主要应从信道容量和传输性能入手，但是无论是技术上还是资金上，都存在一定的困难。
二、基于滤波器组的多载波技术
基于滤波器组的多载波技术又称FBMC技术，是未来无线通信系统的主要技术之一。在4G网运行时代，OFDM作为核心技术主要应用于LTE和LTE-A系统的下行链路信号传输。缺点是无法有效解决多径衰落，采用循环前缀解决多径衰落问题会带来严重的资源浪费。另外4G时代的OFDM技术对载波频偏的敏感性过高，要求子载波在相同带宽下运行，灵活性低。 在5G系统中， 为了能提高移动通信的效率，宽带运行要达到1GHz，因此主要拟解决的问题在于通信系统低频段连续宽带资源的获得。目前的通信系统中尚存在大量的空白资源未利用，要实现5G时代的FBMC技术，应大力开发这些空白资源，优化频谱使用效率。我国5G技术的研发在世界范围内处于先进水平。其中， 基于滤波器组的多载波技术最有可能解决5G网的频谱优化问题。滤波器组技术的研究已经超过30年，并且能够广泛的应用于信号处理、图像处理中。该技术的实现是利用发送端的合成滤波器组来完成多载波调制，而接收端则依靠分析滤波器组来完成。可见，合成滤波器组和分析滤波器是该技术的核心，是对OFDM技术的改良。FBMC技术是一种基于频率响应需求而设计的技术，载波之间需正交，但无需插入循环前缀，这与OFDM技术完全不同。能实现各子载波的控制与带宽设置，从而对5G网运行干扰予以排除。并且该技术能够对零散的频谱资源进行收集，并且在不同步信道下就可以完成频谱资源的处理，提高了通信链路的信息传输速度，将成为5G时代不可缺少的核心技术之一。
三、超密集异构网络技术
5G系统是一个庞杂的系统，从某种角度讲，5G技术不仅具有大量先进的新技术，还要囊括4G、3G和无线网的核心技术。因此在基站的建设上需要宏站和微站之间相互配合。超密集异构网络技术是一种多层覆盖的网络技术，旨在实现多层次不同的网络制式的共同运营，可以满足5G网的运行需求，因此应成为5G时代研究的重点。3G、4G时代，用户在网络使用过程中存在多个低功率频段，并且具有不同的特征。5G网的设计方向之一就在于充分利用这些低功率节点，从整体上提高网络资源的利用率。所谓超密集就是减少小区半径，实践证明，频谱资源复用是最好的提高频谱效率的方法。而频谱效率复用就是通过减少小区半径实现的。5G网运行速率大大提高，需要极大的传输能力支持，减少小区半径是必然途径。在以往的通信设备安装过程中，减小小区半径主要是通过小区分裂的方式来实现，但是网络需求量不断增加，小区覆盖面积减少则最优站点无法获得，影响通信网络的整体运行质量。因此，超密集异构的部署方式就成为提供网络容量的最佳方式。5G网时代，宏站覆盖部署密度将是4G网的10倍甚至更高，基站之间的距离也将更小，并且可以同时支持的用户可高达25000个/平方公里，超密集异构网络的形成具有必然性，网络节点更加密集，网络容量大大提高，网络运行效率显著的提高。
总结：移动通信5G时代即将到来，这一移动通信模式的实现也符合技术发展和客户需求。5G系统的建立过程中需要大量的技术支持，其中包括大规模MIMO技术、基于滤波器组的多载波技术、超密集异构网络技术、自组织网络技术等。文章就其部分关键技术进行分析，旨在进一步剖析我国5G系统的发展，早日实现5G通信技术，为用户提供更多的方便。
参 考 文 献
[1]尤肖虎，潘志文.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学，2014（5）.
[2]曹淑敏.第五代移动通信系统的5G标准化关键技术[J].移动通信，2015（7）.
【关键词】 第五代移动通信 标准化 关键技术
将第五代移动通信系统的关键技术分析和阐述如下，明确5G发展的关键技术，并促进其发展是当下的主要目标。
一、大规模MIMO技术
大规模MIMO技术即多天线技术，该技术使移动通信效率极大的提高，是3G、4G時代通信网运行不可缺少的技术。5G时代，MIMO技术将进一步得到应用和开发。通信系统天线最多为8根，多数为4根，5G时代，设计人员将着重解决这一问题。大规模MIMO技术将实现单小区之间的合并，提高基站天线配置数量，可以实现在同一个时频资源上为更多的用户提供服务。大规模MIMO技术具有以下优势：1）大规模MIMO技术的空间分辨率将大大的提高，可以挖掘更多的空间资源，从而增加基站服务的空间自由度，在同一时间服务更多客户。在不增加带宽的前提下实现了通信容量的增加。2）大规模MIMO技术可将波束集中于很窄的范围内，可有效降低移动通信过程中的干扰，因此5G时代将实现低干扰甚至无干扰模式。采用大规模MIMO技术还可以降低系统的发射功率，对网络运行的效率具有积极作用，是5G网区别于4G网的重要特征之一。3）大规模MIMO技术提供多天线，优化了线性预编码和线性检测器，从而优化了5G的运行环境。目前，实现大规模MIMO技术主要应从信道容量和传输性能入手，但是无论是技术上还是资金上，都存在一定的困难。
二、基于滤波器组的多载波技术
基于滤波器组的多载波技术又称FBMC技术，是未来无线通信系统的主要技术之一。在4G网运行时代，OFDM作为核心技术主要应用于LTE和LTE-A系统的下行链路信号传输。缺点是无法有效解决多径衰落，采用循环前缀解决多径衰落问题会带来严重的资源浪费。另外4G时代的OFDM技术对载波频偏的敏感性过高，要求子载波在相同带宽下运行，灵活性低。 在5G系统中， 为了能提高移动通信的效率，宽带运行要达到1GHz，因此主要拟解决的问题在于通信系统低频段连续宽带资源的获得。目前的通信系统中尚存在大量的空白资源未利用，要实现5G时代的FBMC技术，应大力开发这些空白资源，优化频谱使用效率。我国5G技术的研发在世界范围内处于先进水平。其中， 基于滤波器组的多载波技术最有可能解决5G网的频谱优化问题。滤波器组技术的研究已经超过30年，并且能够广泛的应用于信号处理、图像处理中。该技术的实现是利用发送端的合成滤波器组来完成多载波调制，而接收端则依靠分析滤波器组来完成。可见，合成滤波器组和分析滤波器是该技术的核心，是对OFDM技术的改良。FBMC技术是一种基于频率响应需求而设计的技术，载波之间需正交，但无需插入循环前缀，这与OFDM技术完全不同。能实现各子载波的控制与带宽设置，从而对5G网运行干扰予以排除。并且该技术能够对零散的频谱资源进行收集，并且在不同步信道下就可以完成频谱资源的处理，提高了通信链路的信息传输速度，将成为5G时代不可缺少的核心技术之一。
三、超密集异构网络技术
5G系统是一个庞杂的系统，从某种角度讲，5G技术不仅具有大量先进的新技术，还要囊括4G、3G和无线网的核心技术。因此在基站的建设上需要宏站和微站之间相互配合。超密集异构网络技术是一种多层覆盖的网络技术，旨在实现多层次不同的网络制式的共同运营，可以满足5G网的运行需求，因此应成为5G时代研究的重点。3G、4G时代，用户在网络使用过程中存在多个低功率频段，并且具有不同的特征。5G网的设计方向之一就在于充分利用这些低功率节点，从整体上提高网络资源的利用率。所谓超密集就是减少小区半径，实践证明，频谱资源复用是最好的提高频谱效率的方法。而频谱效率复用就是通过减少小区半径实现的。5G网运行速率大大提高，需要极大的传输能力支持，减少小区半径是必然途径。在以往的通信设备安装过程中，减小小区半径主要是通过小区分裂的方式来实现，但是网络需求量不断增加，小区覆盖面积减少则最优站点无法获得，影响通信网络的整体运行质量。因此，超密集异构的部署方式就成为提供网络容量的最佳方式。5G网时代，宏站覆盖部署密度将是4G网的10倍甚至更高，基站之间的距离也将更小，并且可以同时支持的用户可高达25000个/平方公里，超密集异构网络的形成具有必然性，网络节点更加密集，网络容量大大提高，网络运行效率显著的提高。
总结：移动通信5G时代即将到来，这一移动通信模式的实现也符合技术发展和客户需求。5G系统的建立过程中需要大量的技术支持，其中包括大规模MIMO技术、基于滤波器组的多载波技术、超密集异构网络技术、自组织网络技术等。文章就其部分关键技术进行分析，旨在进一步剖析我国5G系统的发展，早日实现5G通信技术，为用户提供更多的方便。
参 考 文 献
[1]尤肖虎，潘志文.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学，2014（5）.
[2]曹淑敏.第五代移动通信系统的5G标准化关键技术[J].移动通信，2015（7）.