蜂窝结构与5G无线通信网络关键技术

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1、DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2016.03.007蜂窝结构与5G无线通信网络关键技术*［王琼乔宽杨中豪］摘要随着无线移动设备数量和服务的激增，无线系统设计师一直面临不断增的长高数据率和新无线应用的移动性的需求。因此已经开始研究5G无线通信系统，预计将在2020年后部署。在这篇文章中，我们提出了一个室内场景和室外场景分离的小区结构，并讨论5G无线通信系统中各种富有前景的新技术，例如大规模的MIMO，节能的通信，认知无线电网络，以及可见光的通信。面对这些未来的挑战，我们讨论了一些潜在的技术。关键词：系统架构关键技术5G

2、大规模MIMO新技术·新业务王琼女，重庆重邮信科（集团）股份有限公司，正高级工程师，主要研究方向为通信新技术应用。乔宽男，重庆邮电大学新一代宽带移动终端研究所，硕士，主要研究方向为通信新技术应用。杨中豪男，硕士，重庆邮电大学，主要研究方向为大规模MIMO。[1]引言求。在4G无线通信系统中，许多先进的无线电接口技术得到应用，如正交频分复用（OFDM），多输入多输出无线移动通信的巨大成功反映了技术创新的快速进（MIMO）和链路自适应技术。在低移动性下4G无线网步。从1991年的2G系统率先发布，到2001年第三代（3G）络可以支持高达1Gbit/

3、s的数据传输速率，如漫游/本地移动通信系统的率先推出，无线移动网络已经从单纯的电无线接入，以及高流动性条件下高达100Mbit/s的数据传话系统转换成可以传输丰富的多媒体内容的网络。4G无输速率。LTE系统以及增强的LTE-A系统作为实际4G系线系统的设计是为满足IMT-A使用IP提供所有服务的要统，已经或即将在世界各地的部署。然而，每年仍然有很基金项目：新一代宽带无线移动通信网科技重大专项多新增手机移动宽带用户。越来越多的人渴望在移动中有（2012ZX03000112-002）：国家“863”计划5G移动通信系统更快的互联网接入和时髦的移动设

4、备。具有先进的即时通总体技术研究（2014AAO1A706）。28蜂窝结构与5G无线通信网络关键技术讯和多媒体功能，更强大的智能手机和笔记本电脑正成为利用两到四根天线，大规模的MIMO系统的目标是利用大时下比较流行的。这导致了无线移动设备和服务的激增。量的天线阵列来获得更大的潜在的容量增益。室外基站将据无线世界研究论坛（WWRF）预测，在2017年有7万配备大量的分布在小区内的天线阵列(大型天线阵列)并亿的无线设备将服务于70亿人，即，连接网络的无线设通过光纤连接到BS，受益于DAS和大规模MIMO技术。[2]备的数量将达到世界人口的1000倍

5、。随着越来越多的室外移动用户通常配备的天线元件的数量有限，但它们可设备链接到无线网络，需要解决许多研究方面的挑战。以相互合作形成一个虚拟的大型阵列天线，其中与BS的最重要的挑战之一是，为蜂窝通信分配稀缺的无线频天线阵列的构建虚拟海量的MIMO链路。在每个建筑的谱资源。蜂窝手机频率使用超高频频段，通常范围从几兆外部与室外基站或BS分布式天线阵列将被安装。大型天赫到几吉赫兹。然而运营商使用这些频谱资源越来越困难。线阵列通过电缆连接到无线接入点与大楼内的室内用户通[5]另一个挑战是，先进的无线技术的商用造成高能量消耗。信。这在短期内肯定会增加基础设施

6、的成本，然而长期运事实上，在4G无线系统的初始阶段节能高效的通信并不行的情况下，显著提高小区的平均吞吐量，频谱效率，能是被解决的问题之一，但它是在后一阶段的问题。其他挑源效率和小区系统的数据速率。战，例如，平均频谱效率，高数据率和高流动性，无缝覆5G的小区结构应该与宏蜂窝，微蜂窝技术，微小盖，不同的服务质量（QoS）要求，和分散的用户体验（不区，和中继进行异构。为了适应如用户在车辆和高速列新技术·新业务同的无线设备/接口和异构的网络不兼容）。车高移动性用户，我们已经提出了移动毫微微蜂窝基站[10]运营商面对的是不断增加的更高的数据率，更大的（m

7、femtocell）的概念，这个概念是基于移动中继和网络容量，更高频谱效率，更高的能源效率，以及新的无mfemtocell。mfemtocells位于车辆内是与车辆内的用户线应用所需更高的移动性的需求。在这个意义上，我们需通信的，而大型天线阵列位于车辆外部并与室外BSs进要突破性的无线技术为解决上述万亿无线设备而引起的问行通信。一个mfemtocell及其相关的用户被BS视为一题，研究人员已经开始研究后4G(B4G)或5G无线技术。个单一的单元。从用户的角度来看，一个mfemtocell看在这篇文章中，我们提出了一个富有前景的5G蜂窝结构成是一

8、个普通的BS。这与上述室内（车内）和室外场以及探讨可以满足5G部署要求的一些有前途的技术。景分离的思想非常相似。它已被证明在[10]，用户使用mfem