浅谈5G移动通信系统若干关键技术.pdf

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1、信息工程浅谈5G移动通信系统若干关键技术康虹(重庆电子工程职业学院，重庆401331)【摘要】第五代移动通信系统(5G)的相关技术现已得到全世界的广用直接序列码分多址(CDMA)技术，4G采用正交频分多址泛关注和大量研究。本文主要介绍了5G中的若干关键技术，包括大(OFDMA)技术。而5G除了支持OFDMA外，还将支持多种新型规模MIMO、同时同频全双工、新型无线多址接入方式、设备到设备多址接入技术，如NOMA、MUSA、SCMA等。这些多址技术使多用(D2D)通信及软件定义网络(SDN)，以及这些技

2、术面临的一些挑战。户进行叠加传输，从而提升用户连接数、系统频谱利用率、降低【关键词】5G移动通信系统关键技术时延。非正交多址接入(NOMA)是在OFDMA的基础上增加了功率随着移动互联网和信息技术的高速发展，用户数、数据量和连域，即基于功率域复用，其基本原理是在发射机采用非正交发送，接设备数均持续呈指数增长，为满足2020年以后对移动通信和用主动引入干扰信息，在接收机采用串行干扰删除(SIC)技术实现户体验的需求，全球已对5G展开全面研究和探索。2013年初，我正确解调。NOMA通过增加接收机的复杂度

3、换取了更高的频谱利国IMT－2020(5G)推进组在《5G愿景与需求白皮书》中对5G候用率。选频段、主要技术场景及适用关键技术等进行了研讨。2015年6多用户共享接入(MUSA)是一种上行非正交多址接入技术，月，国际电信联盟(ITU)公布5G的正式名称为IMT－2020。与前利用了远、近用户的发射功率差异，各接入用户使用低相关性的非几代移动通信相比，5G应具有数据传输速率更快、系统容量更大、正交复数域扩频序列对信号进行调制，调制后的信号能够在相同频谱利用率更高、开销和端到端时延更低以及用户体验始终如一

4、的时频资源里进行发送;在接收端采用SIC接收技术来分离和恢等优势。复各用户的信息。MUSA使多个用户复用了相同的空口自由度，15G关键技术能显著提升系统的资源复用能力。1．1大规模MIMO技术稀疏编码多址接入(SCMA)是一种新型的基于码域复用的多MIMO(Multipleinputmultipleoutput)即多输入多输出天线技址技术，发送端通过多维调制和稀疏扩频将输入的编码比特流直术，是一种能有效提高系统频谱利用率、系统容量和传输可靠性的接映射成SCMA码字，在接收端通过多用户检测来完成译码。与

5、手段，已在目前的一些无线通信系统(如LTE、WLAN)得到了广泛4G的OFDMA技术相比，它在相同的资源数量条件下，能服务更应用，但因多天线所占空间大、实现复杂度大等技术条件制约，导多用户，提升系统整体容量。致在目前MIMO应用中的收发端所配备的天线数量都偏少。根据1．4D2D信息论，频谱利用率和可靠性随着天线数量的增加会有明显的提D2D通信(devicetodevicecommunication)是指设备到设备通升，当收发天线数量都很大时，MIMO信道容量将随着收发天线数信，是基于蜂窝系统的近距离数

6、据直接传输技术。两个用户终端［1］中的最小值呈近似线性增长。因此，在大规模MIMO系统中，将设备不需要通过基站转发而直接进行会话数据传输，而相关的控在基站配置数目非常大的天线，通常为几十根到几百根，比现有系制信号(如无线资源分配、会话的建立和维持)等仍由蜂窝系统负统天线数目提高一到两个数量级以上。在天线的配置方式上，集责。因此，D2D具有减轻基站负担，降低端到端的传输时延，降低中式大规模MIMO将天线集中配置在一个基站上，而分布式大规终端发射功率、提升频谱利用率的潜力。模MIMO则将天线分布式地配置到

7、多个节点上。在蜂窝网络中引入D2D，可以使得用户终端在无线网络的覆大规模MIMO具有的优势有:(1)与传统MIMO相比，大规模盖盲区实现端到端通信，甚至接入蜂窝网络，但这也会给蜂窝通信MIMO具有更强的空间分辨率，通过对空间维度资源的深度挖掘，带来额外的干扰。因此，新型、高效的无线资源分配、通信模式切提升系统的空间自由度，使在不增加基站带宽和密度的条件下能换和干扰管理方案对D2D来说是至关重要的。大幅度提升频谱利用率。(2)上行和下行发射能量都将降低，从1．5SDN而提升功率效率。(3)波束成形技术即

8、智能天线，让能量集中于软件定义网络(SDN)的主要思想是将网络设备(如路由器、交一块小型区域形成波束，从而大幅度抑制干扰、实现更大的覆盖。换机)的控制功能从设备中剥离，由具有网络控制功能的中心控制存在的挑战:(1))当小区内使用的导频序列正交、而小区间器通过软件来集中控制，从而实现控制与转发的分离，使设备简单使用的导频序列组相同时，会产生导频污染，这被认为是大规模化、控制灵活化。SDN架构主要分为三层:基础设施层包含大量的MIMO面临的瓶颈问题。(2)信