5G移动通信关键技术

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1、5G移动通信关键技术袁东风信息科学与工程学院山东大学2014年12月12日5G关键传输技术5G新型网络架构5G发展需求与挑战相关研究基础提纲2/595G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3/595G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

2、=1000PB1PB=1000TB4/595G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、远程医疗、远程控制等各种应用对移动通信要求日益增加5/595G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）6/595G发展需求4G移动通信技术无法满足未来的业务和用户体验需求移动发展需求与4G业务服务能力的对比TU-RWP5D/TEMP/390-E任何时间(Anytime)、任何地点(Anywhere)的一致用户体验用户密集度高的区域高速移动场景极低时延需求……7/595G发展需求5

3、G移动通信技术研究已在全球全面开展5GIC8/595G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9/595G发展需求5G关键性能指标与已有标准的对比10/59挑战频谱资源信道功率干扰器件无缝接入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新型通信技术和高频段开发给半导体技术带来挑战海量设备带来的能耗增加为绿色通信的要求

4、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11/59TDMAGSMNSSCDMATD-SCDMAWCDMACDMA-2000GPRSCoreNetworkOFDM、MIMOLTE-AWiMAXSAE5G4G3G2G？5G发展需求为了实现5G发展目标，需要什么关键技术？5G通信性能的提升不是单靠一种技术，需要多种技术相互配合共同实现。12/595G关键传输技术5G新型网络架构5G发展需求与挑战相关研究基础提纲13/59

5、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SINR14/59关键传输技术（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

6、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15/59关键传输技术（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-

7、3GHz[MHz]2025-2100,2200-2290,2700-31003-5GHz[MHz]3300-3400,3400-4200,4400-50005-6GHz[MHz]5150-5925,5850-6245WRC-15AI1.2(>6GHz)频谱分配原则优先保障移动通信的频谱资源技术上可以实现连续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16/59关键传输技术（2）——频谱拓展技术优势可用频带宽，可提供几十GHz带宽波束集中，提高能效方向性好，受干扰影响小挑战路径损耗大，不

8、适合远程通