G系统的关键技术及其国内外发展现状

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1、技术交流2017年第1期5G系统的关键技术及其国内外发展现状胡金泉（中国电子科技集团总公司第七研究所，广东省广州市510310）摘要阐述5G（第五代移动通信）的概念和主要特征，详细介绍5G系统的主要关键技术，概述国外5G研发工作的现状，特别是各主要移动通信大国、大型移动通信公司、大型移动通信研发机构在5G研发方面的发展现状，介绍我国5G推进组的主要研究进展和最新成果，提出我国进一步做好5G研发工作的建议。关键词5G（第五代移动通信）；主要特征；主要关键技术；研发现状与进展0引言15G的概念根据预测，2010～2020年全球移动数据流量将5G代表着移动技术的演进和革命，能实现迄今增

2、长200倍以上，2010～2030年将增长近2万倍，为止发布的多项高级别目标。普遍认为5G是一中国的增长量更大，分别为300倍和4万倍。代能让蜂窝网络扩展至全新使用和垂直市场的无线物联网将极大扩展5G（第五代移动通信技术）技术。5G技术还能让蜂窝网络进入机器世界，用于业务。移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境无人驾驶汽车等，并用来连接数以百万计的工业传监测等网络将促使物联网的爆发式增长，数以千亿感器以及各种可穿戴电子设备。的设备将接入网络，实现真正的“万物互联”。5G与2G、3G、4G系统不同，它是对现有无线在联网设备数量方面，预计到2020年，全球移接入技术（包括2G、3

3、G、4G、WiFi）的技术演进与新动终端数量将超过100亿，中国将超过20亿。到增补充性无线接入技术集成后的解决方案的总称，2030年，全球各类联网设备总量将超过1000亿。5G将是一个真正意义上的融合网络。这个融合统一2020年全球物联网设备连接数将接近70亿，的标准将提供人与人、人与物、物与物之间高速、安中国将接近15亿；到2030年将接近1000亿，中国全、自由的连接。将超过200亿。25G的主要特点未来移动互联网将为人类提供增强现实、虚拟现实、超高清（3D）视频、移动云等更加极致的业务5G具有以下特点：a）5G的网络架构将进一步体验，推动5G技术和产业的新变革。扁平化，它

4、将是由功能强大的基站叠加的一个大服5G系统的提出和研发就是为了满足全球移动务器集群；更加新型化，如C-RAN（集中化处理居民通信的强烈需求。接入网）架构。b）5G的基站将更加小型化，可以安装2015年6月24日，国际电信联盟（ITU）公布于各种场景；具备更强大的功能，将去除传统的汇聚5G技术的正式名称为IMT-2020。IMT-2020是第节点。c）5G网络的网速将极大提升，比4G/LTE的五代移动电话行动通信标准，传输速度是4G网络峰值传输速率100Mbit/s快100倍。c）5G网络应满的40倍，且具有低延时等特性。相关标准将在2020足超大带宽、超高容量、超密站点、超可靠性

5、、随时随年制定完成。地接入的要求。102017年第1期技术交流因此，业界认为5G应是一个广带化、泛在化、系统的接入能力，能有效支撑5G网络千亿设备连智能化、融合化、绿色节能的大通信网络。接需求。目前，“同时同频双工”技术已引起业界的广泛35G的关键技术注意，它是在相同的频谱上通信的收发双方同时发5G的关键技术多达12项。射和接收信号。全双工能够突破TDD（时分双工）、1）大规模天线阵列技术或新型多天线技术FDD（频分双工）方式的频谱资源使用限制，使频谱大规模天线阵列技术是提升系统频谱效率的最资源的使用更加灵活。与传统的TDD、FDD双工相重要技术手段之一，对满足5G系统容量和速率

6、需比，“同时同频双工”技术在理论上可以使频谱效率求将起到重要支撑作用。提高1倍。多天线技术经历了从无源到有源，从二维（2D）全双工技术需要极高的干扰消除能力，对干扰到3维（3D），从高阶MIMO（多输入多输出）到大规消除技术提出了极大挑战。在多天线及组网情况下，模阵列，可使频谱效率提升数10倍甚至更高，是5G全双工的难度更大。相邻小区的同频干扰也是影响技术重要的研究方向之一。“同时同频双工”技术实现的因素之一。有源天线阵列的引入使基站侧的协作天线数量此外，全频谱接入技术也是需要研发的课题，该达到128根，还可以将原来的2D天线阵列拓展成技术将有效利用各类频谱资源，有效缓解5G网络

7、3D阵列，形成3D-MIMO技术。可支持多用户波束对频谱资源的巨大需求。职能赋型，减少用户间干扰，进一步改善无线信号覆4）D2D（Device-to-Device）通信技术盖性能。D2D通信是指两个对等的用户节点之间直接正在研究的课题包括对大规模天线信道的测量进行通信的一种通信方式。在由D2D通信用户组成与建模、阵列设计与校准导频信道、码本及犯规机制的分布式网络中，每个用户节点都能发送和接收信研究等。进一步研究容纳更多用户的空分多址号，并具有自动路由功能。（SDMA）技术，以显著