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1、5G移动通信关键技术5G关键技术5G发展需求与挑战提纲5G发展需求移动互联网和物联网是未来移动通信发展的两大驱动力5G发展需求移动通信将持续快速发展用户数、连接设备数、数据量均持续呈指数式增长。VNIGlobalMobileDataTrafficForecast2013-2018,Cisco,2014TheMobileEconomy,GSMA,2014InternetofThings,Cisco,2013IMT-2020Summit,Samsung,20141EB=1000PB1PB=1000TB5G发展需求新型移动业务层出不穷云操作、虚拟现实、增强现实、智能设备、智能交通
2、、远程医疗、远程控制等各种应用对移动通信要求日益增加5G发展需求用户体验要求不断提升千亿设备连接（无处不在）海量数据传输（大数据）所触即所得的用户体验（高QoE）任何时间(Anytime)、任何地点(Anywhere)的一致用户体验5G发展需求中国IMT-2020(5G)推进组关键技术指标要求5Gvs4G规模和场景十倍用户数密度增长百倍数据流量密度增长两倍移动速率增加数据率千倍单位面积容量增长百倍用户体验速率增长几十倍峰值传输速率增长时延十倍端到端延时降低能耗和成本百倍能效增加十倍谱效增加百倍成本效率增加5G发展需求多频段、多接入模式、小的覆盖半径给网络技术带来挑战海量设备
3、带来的能耗增加为绿色通信的要求带来挑战信道在高速移动条件下的恶化和高频段信道的开发为高传输速率技术带来挑战有限的频谱资源一直以来制约着无线通信系统性能提升小区密集化以及移动设备的增加导致的干扰制约网络容量增长和传输速率增加5G关键技术5G发展需求与挑战提纲关键传输技术——总览频谱拓展技术频效提升技术能效提升技术覆盖增强技术多址技术、用户调度、资源分配、用户/网络协作超密异构组网D2D、M2M大规模天线、FBMC、空间调制认知无线电、毫米波、可见光绿色通信干扰管理增加覆盖增加信道增加带宽增加SINR关键技术（1）——认知无线电2014年7月，国家无线电监测中心和全球移动通信系
4、统协会发布《450MHz-5GHz关注频段频谱资源评估报告》，给出了北京、成都和深圳等城市部分无线电频谱占用统计数字。统计结果表明，5GHz以下所关注频段大部分的使用率远远小于10%，说明5GHz以下频段使用效率有大量的提升空间。为了提高频谱利用率，未来5G需要采用认知无线电技术认知无线电——提高已分配频谱的利用效率认知无线电(CognitiveRadio,CR)的概念起源于1999年JosephMitolo博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。CR的学习能力是使它从概念走向实际应用的真
5、正原因。有了足够的人工智能，它就可能通过吸取过去的经验来对实际的情况进行实时响应，过去的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。这样，CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。CognitiveRadioCR是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。认知无线电技术最大的特点就是能够动态的选择无线信道。在不产生干扰的前提下
6、，手机通过不断感知频率，选择并使用可用的无线频谱关键技术（2）——频谱拓展技术03GHz6GHz>60GHz2G/3G/4Gre-farmingWRC-15AI1.2candidatebandsbelow6GHzPotentialbandsabove6GHzfor2020’sGlobalinterestbandsforWRC-15<1GHz[MHz]410-430,470-694/698,694/698-7901-2GHz[MHz]1300-1400,1427-1525/1527,1695-1700/17102-3GHz[MHz]2025-2100,2200-2290,27
7、00-31003-5GHz[MHz]3300-3400,3400-4200,4400-50005-6GHz[MHz]5150-5925,5850-6245(>6GHz)频谱分配原则优先保障移动通信的频谱资源连续500MHz带宽可用能与其他系统共存增加带宽是增加容量和传输速率最直接的方法6GHz以下频谱资源稀缺6GHz以上频谱资源丰富关键技术（2）——频谱拓展技术毫米波的波长从10毫米至1毫米、频率从30吉赫（GHz）至300吉赫（GHz）的电磁波称为毫米波。毫米波通信——开发高频段传播特性：1)是一种典型的视距传输
