王珍关键技术之王.docx

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1、接入网技术汇报5G来临接入网技术课程课题任务书及评分原则信息工程学院2023级通信工程（卓越）班重要内容和评分原则（一）：课题的意义、背景（占总分的10%）评分：100-90()、89-80()、7970()、69-60()、59-0()（二）：重要内容和方案设计（占总分的70%）评分：100-90()、89-80()、79-70()、69-60()、59-0()（三）：方案B优缺陷和对比分析，以及应用推广市场（占总分的20%）评分:100-90()、89-80()、79-70()、69-60()、59-0()学生：至名指导老师：送名完毕时间：目录接入网技术汇报1目录4第一章5G概述51、发展

2、背景52、5G的演进路线73、5G网络的优势8第二章5G的七大关键技术71、非正交多址接入技术(Non-OrthogonalMultipleAccess,NOMA)101.1 串行干扰删除(SIC)111.2 功率复用122、滤波组多载波技术(FBMC)133、毫米波(MillimeterWaves,mmWaves)143.1 毫米波小基站：增强高速环境下移动通信的使用体验153.2 基于毫米波的移动通信回程164、大规模MlMO技术(3DMassiveMIMO)175、认矢口无线电技术(Cognitiveradiospectrumsensingtechniques)206、超密度异构网络(U

3、ltra-denseHetnets)217、多技术载波聚合(multi-technologycarrieraggregation)23第三章5G未来前景241、超宽带，零等待242、革命性技术和变化253、智能化都市的领跑者26第一章5G概述1、发展背景自2023年5月27日瑞典电信运行商Telia宣布启用世界上第一种4G(LTE：1.ongTermEvolution)试商用网络以来，4G网络R布署已在全球全面开花。根据GSA的最新汇报，截至2023年第2季度，全球Ill个国家已经布署了300多张LTE网络(其中41张为TD-LTE网络)，顾客总数到达2.45亿，市面上0LTE终端达1900款

4、。2023年12月4日，工信部正式向三大电信运行商发放4G牌照，中国移动、中国联通、中国电信均获得TD-LTE牌照。此举标志着中国这一世界上最大的移动通信市场正式进入4G时代。在短短一年间，中国移动的4G基站数到达了70万个，4G顾客即将到达7000万。从记录数据来看，4G网络的发展速度远超当年的3G网络，是移动通信史上发展速度最快的技术体制，中国的加入将深入刷新这一发展速度。有两个重要原因决定着面向下一代移动通信系统的技术研发工作需要提上日程。首先是通信技术自身持续发展的需要：伴随4G原则的全面商用，标志着以4G原则为目的的技术研发告一段落，而技术的发展是不会止步的，持续不停的创新技术需要在

5、下一代移动通信系统中体现它的价值。另首先是由持续增长的顾客需求决定的：智能的高速发展引起了互联网从固定桌面迅速向移动终端转移的革命，并带来了无线数据流量的指数级增长。过去5年中，中国移动的数据流量增长了80多倍。同步物联网B引入及迅速发展，不仅对无线通信网络的容量提出了规定，更对无线通信网络可以提供的连接数有数量级的提高规定。业界普遍预测，到2023年，移动通信网络的容量需求是目前网络的IooO倍，连接数将是10700倍。2023年年初，ITU启动了名为“IMTfor2023andbeyond”的项目，目的瞄准下一代移动通信原则，并初步给出了时间规划。第一步会在两到三年的时间内完毕两份面向未来

6、通信系统的提议稿，分别是ITU-RM.IMT.VISION及ITU-RM.IMTFutureTechnologyTrend0基于此，目前业界对下一代移动通信系统统一称为IMT-2023o世界各个国家和地区积极响应ITU的规划，制定了对应的科研规划及经费资助计划，组织企业、科研院校等进行科研攻关。部分初期的研究成果通过5G白皮书的形式刊登，包括需求分析、应用场景研究及技术发展趋势判断等。2、5G的演进路线目前，4G已经进入规模商用阶段，5G是继4G后新一代的移动通信技术，从移动通信发展现实状况以及技术、原则与产业的演进趋势来看，未来5G移动通信技术的演进存在三条重要的演进路线，分别为以LTEZL

7、TE-Advanced为代表的蜂窝演进路线；WLAN演进路线和革命性演进路线。首先，LTE/LTE-Advanced已经是实际上的全球统一的4G原则，并将会在5G阶段继续演进。在产业化方面，LTE在全球范围内的商用化进程不停加紧。原则化方面，3GPPR12版本的原则化工作正在对小小区增强技术、新型多天线技术、终端直通技术、机器间通信等新技术开展研究和原则化工作。伴随更多的先进技术融入到LTEZLTE-Advanced技术原则中，给蜂窝移动通信带来了强大的生命力和发展潜力。另一方面，无线局域网（WLAN）是当今全球应用最为普及的宽带无线接入技术之一,拥有良好的产业和顾客基础，巨大的市场需求推进了

8、WLAN技术的发展，大量的非授权频段也给WLAN技术提供了巨大的发展空间。目前，IEEE已经启动了下一代WLAN原则“High-efficiencyWLAN”的研究，将深入提高运行商业务能力,推进WLAN技术与蜂窝网络的融合。此外，我们还应当尤其关注也许出现的革命性5G技术。从蜂窝移动通信的演进路线来看，每一代演进均有革命性技术出现，从2GRGSM到3GHCDMA,再到4G的OFDM,那么，5G与否会出现新一代的革命性技术，而这种革命性技术与否需要与LTE演进采用不一样的技术路线，进而产生新一代的空中接口技术，将成为我们重点关注的内容。3、5G网络的优势第一，全新应用。5G网络的普及将使得包括

9、虚拟现实和增强现实这些技术成为主流。其中，增强现实可以将包括出行方向、产品价格或者对方名字等信息投射在顾客视野中，例如可以投射在汽车的前挡风玻璃上。虚拟现实则可以在顾客视野内发明出一种完全虚拟B场景，而无论是虚拟现实还是增强现实，都对数据获取速度有着极高的规定。第二，即时满足。4G网络下的最快下载速度大概是每秒150MB,但5G网络时最快下载速度则到达了每秒IOGB0换句话说，我们仅需4秒钟就可如下载完银河护卫队，而4G网络下则需要6分钟。第三，瞬时响应。除了可以在单位时间内传播更多数据以外，5G还可以大幅缩短数据开始传播前的等待时间。我们在4G网络观看视频前等待数秒并不是什么太大的问题，但假

10、如在自动驾驶汽车行驶时碰到数据延迟就完全不能接受了。详细来说，就目前4G网络而言，该网络一般需要1525毫秒的时间将数据传播给也许发生碰撞的车辆，然后车辆才会开始紧急制动。但在未来的5G网络下，这一数据的传播时间将仅为1毫秒。第二章5G的七大关键技术在进入主题之前，笔者觉得首先应当弄清晰一种问题：为何需要5G?不是由于通信工程师们忽然想变化世界，而炮制了一种5G。是由于先有了需求，才有了5G。什么需求？未来的网络将会面对：100O倍的数据容量增长，10至UlOO倍的无线设备连接，10到100倍的顾客速率需求，10倍长的电池续航时间需求等等。坦白的讲，4G网络无法满足这些需求，因此5G就必须登场

11、。不过，5G不是一次革命。5G是4G的延续，我相信5G在关键网部分不会有太大欧I变动，5GR关键技术集中在无线部分。虽然5G最终将采用何种技术，目前还没有定论。不过，综合各大高端论坛讨论的焦点，笔者搜集了7大关键技术(当然,应当远不止这些)，分别对这些技术作简要简介。1、非正交多址接入技术(NOn-OrthogonalMultipleAccess,NOMA)NOMA不一样于老式的正交传播，在发送端采用非正交发送，积极引入干扰信息，在接受端通过串行干扰删除技术实现对的解调。与正交传播相比，接受机复杂度有所提高，但可以获得更高的频谱效率。非正交传播的基本思想是运用复杂的接受机设计来换取更高的频谱效

12、率，伴随芯片处理能力的增强，将使非正交传播技术在实际系统中的应用成为也许。NOMA的思想是，重拾3G时代的非正交多顾客复用原理，并将之融合于目前B4GOFDM技术之中。从2G,3G到4G,多顾客复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章，而NOMA在OFDM日勺基础上增长了一种维度一一功率域。新增这个功率域的目的是,运用每个顾客不一样的途径损耗来实现多顾客复用。如表I所示:3G3.94GFRAUsermultiplexingNon-OrthogonaI(CDMA)OrthogonalNon-orthogonawithSIC(NOMA)SignalwaveformSinglecarrierOFD

13、M(orDFT-s-OFDM)OFDM(orDFT-s-OFDM)LinkadaptationFastTPCAMCAMC+PowerallocationImageBNon-orthogonalassistedbypowercontrolFOrthogonalbetweenusersSuperposition&powerallocation表13G,3.9G/4G与FRA多址方式比较在NoMA中的关键技术：串行干扰删除、功率复用。1.1 串行干扰删除(SlC)在发送端，类似于CDMA系统，引入干扰信息可以获得更高的!频谱效率,不过同样也会碰到多址干扰(MAI)的问题。有关消除多址干扰的问题，在研

14、究第三代移动通信系统的过程中已经获得诸多成果，串行干扰删除(SlC)也是其中之一。NOMA在接受端采用SIC接受机来实现多顾客检测。串行干扰消除技术的基本思想是采用逐层消除干扰方略，在接受信号中对顾客逐一进行判决，进行幅度恢复后，将该顾客信号产生的多址干扰从接受信号中减去，并对剩余的顾客再次进行判决，如此循环操作，直至消除所有的多址干扰。如图1所示:ReceivedSINR图1下行链路中串行干扰删除接收机采用NOMA方案的示意图1.2 功率复用SIC在接受端消除多址干扰(MAI),需要在接受信号中对顾客进行判决来排出消除干扰的顾客的先后次序，而判决的根据就是顾客信号功率大小。基站在发送端会对不

15、一样的顾客分派不一样的信号功率，来获取系统最大的!性能增益，同步到达辨别顾客的目的，这就是功率复用技术。发送端采用功率复用技术。不一样于其他的多址方案，NOMA初次采用了功率域复用技术。功率复用技术在其他几种老式的多址方案没有被充足运用，其不一样于简朴的功率控制，而是由基站遵照有关的算法来进行功率分派。在发送端中，对不一样的顾客分派不一样的发射功率，从而提高系统的吞吐率。另首先，NOMA在功率域叠加多种顾客，在接受端，SIC接受机可以根据不一样的功率辨别不一样的顾客,也可以通过诸如TUrbO码和LDPC码的信道编码来进行辨别。这样，NOMA可以充足的运用功率域，而功率域是在4G系统中没有充足运用的。与OFDM相比，NOMA具有更好的性能增益。NoMA可以运用不一样的途径损耗的差异来对多路发射信号进行叠加，从而提高信号增益。它可以让同一小区覆盖范围的所有移动设备都能获得最大的可接入带宽，可以处理由于大规模连接带来的网络挑战。NoMA的另一长处是，无需懂得每个信道RCSl（信道状态信息），从而有望在高速