第五代移動(dòng)通信

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第五代移動(dòng)通信1. 研究意義移動(dòng)通信的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了幾代。從只能提供話音業(yè)務(wù)的第一代模擬移動(dòng)通信（模擬蜂窩）到第二代數(shù)字移動(dòng)通信（數(shù)字蜂窩），再到第三代移動(dòng)多媒體通信（3G）。在3G才剛剛普及的時(shí)候，第四代移動(dòng)通信（4G）已然來臨。而日益增長的數(shù)據(jù)流量以及智能終端的普及，導(dǎo)致4G在容量、速率、頻譜等方面已經(jīng)不能滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，基于此，第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（5G）應(yīng)運(yùn)而生。5G 是面向2020 年以后移動(dòng)通信需求而發(fā)展的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。根據(jù)移動(dòng)通信的發(fā)展規(guī)律，5G 將具有超高的頻譜利用率和能效，在傳輸速率和資源利用率等方面較4G 移動(dòng)通信提高一個(gè)量級(jí)或更高，其無

2、線覆蓋性能、傳輸時(shí)延、系統(tǒng)安全和用戶體驗(yàn)也將得到顯著的提高。5G 移動(dòng)通信將與其他無線移動(dòng)通信技術(shù)密切結(jié)合，構(gòu)成新一代無所不在的移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)，滿足未來10 年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量增加1000 倍的發(fā)展需求。因此，需要我們開展研究，明確5G的業(yè)務(wù)和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，為5G技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)設(shè)計(jì)指引方向。2. 國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)5G 已經(jīng)成為國內(nèi)外移動(dòng)通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。2013年初歐盟在第7框架計(jì)劃啟動(dòng)了面向5G研發(fā)的METIS (mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society)項(xiàng)目，由包括我國華為公司等29

3、個(gè)參加方共同承擔(dān); 韓國和中國分別成立了5G 技術(shù)論壇和IMT-2020(5G)推進(jìn)組，我國863計(jì)劃也分別于2013年6月和2014年3月啟動(dòng)了5G 重大項(xiàng)目一期和二期研發(fā)課題。目前，世界各國正就5G的發(fā)展愿景、應(yīng)用需求、候選頻段、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)及使能技術(shù)進(jìn)行廣泛的研討，力求在2015年世界無線電大會(huì)前后達(dá)成共識(shí)，并于2016年后啟動(dòng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。在過去的15年中，我國相繼啟動(dòng)了3G和4G移動(dòng)通信863重大研究計(jì)劃，并推動(dòng)實(shí)施了國家中長期發(fā)展規(guī)劃“新一代寬帶無線移動(dòng)通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)，極大地促進(jìn)了我國移動(dòng)通信技術(shù)水平的提高，實(shí)現(xiàn)了我國移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的跨越式發(fā)展。在分布式無線組網(wǎng)基礎(chǔ)理

4、論等方面做出了一系列有重要國際影響的研究成果，我國所倡導(dǎo)的TD技術(shù)入選國際標(biāo)準(zhǔn)，華為、中興等一批企業(yè)的全球移動(dòng)通信市場份額已位居世界最前列，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)具有國際競爭力的規(guī)模性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。5G移動(dòng)通信發(fā)展是全球移動(dòng)通信領(lǐng)域新一輪技術(shù)競爭的開始。及早布局、構(gòu)造開放式研發(fā)環(huán)境,力爭在未來5G技術(shù)與商業(yè)競爭中的獲得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，已成為我國信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展最為重要的任務(wù)之一。2013 年初，在政府部門的大力支持下，成立了面向5G移動(dòng)通信研究與發(fā)展的IMT-2020推進(jìn)組，明確5G發(fā)展愿景、業(yè)務(wù)、頻譜與技術(shù)需求，研究5G主要技術(shù)發(fā)展方向及使能技術(shù)，形成5G移動(dòng)通信技術(shù)框架，協(xié)同產(chǎn)學(xué)研用各

5、方力量，積極融入國際5G發(fā)展進(jìn)程，為2015年之后全面參與5G移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)?！靶乱淮鷮拵o線移動(dòng)通信”重大專項(xiàng)在推動(dòng)LTE 產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，開展了LTE的后續(xù)演進(jìn)與無線新技術(shù)的研究，力爭在5G國際標(biāo)準(zhǔn)化的候選技術(shù)上產(chǎn)生更多的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為我國布局5G關(guān)鍵技術(shù)的研究做了起步的工作。國家973 計(jì)劃也部署了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系創(chuàng)新的研究課題。2013年6月，國家863計(jì)劃啟動(dòng)了5G移動(dòng)通信系統(tǒng)先期研究一期重大項(xiàng)目，其總體目標(biāo)是: 面向2020年移動(dòng)通信應(yīng)用需求，研究5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系架構(gòu)、無線組網(wǎng)、無線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發(fā)與利用等關(guān)鍵技術(shù)，完成性能評(píng)估及原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，

6、開展無線傳輸技術(shù)試驗(yàn)，支持業(yè)務(wù)總速率達(dá)10Gbps，空中接口頻譜效率和功率效率較4G 提升10倍。主要研究任務(wù)包括: 5G無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、5G無線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、5G 移動(dòng)通信系統(tǒng)總體技術(shù)研究及5G移動(dòng)通信技術(shù)評(píng)估與測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)研究等。擬采取的主要技術(shù)路線包括: 重點(diǎn)突破高密度、高通量、超蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于大規(guī)模協(xié)作天線的超高速率、超高效能無線傳輸技術(shù)、新型射頻技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)，解決基于超微小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同與干擾消除等關(guān)鍵問題，將單位面積系統(tǒng)容量提高25倍左右; 突破大規(guī)模天線高維度信道建模與估計(jì)以及復(fù)雜度控制等關(guān)鍵問題，開展無線傳輸技術(shù)實(shí)驗(yàn)，將無線傳輸頻譜效率和功率效率提升

7、一個(gè)量級(jí); 開展高頻段等新型頻譜資源無線傳輸與組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究，將移動(dòng)通信系統(tǒng)總的可用頻譜資源擴(kuò)展4 倍左右。項(xiàng)目共設(shè)立7個(gè)課題，其中大規(guī)模協(xié)作和高效能無線傳輸技術(shù)研究開發(fā)分別由東南大學(xué)和電信科學(xué)技術(shù)研究院牽頭承擔(dān); 高密度、高通量、超蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究開發(fā)分別北京郵電大學(xué)、華為公司和清華大學(xué)牽頭承擔(dān)；總體技術(shù)研究由電信研究院牽頭承擔(dān)；技術(shù)評(píng)估與測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)研究由上海無線通信研究中心牽頭承擔(dān)。項(xiàng)目成立總體專家組，負(fù)責(zé)5G移動(dòng)通信863計(jì)劃的綜合推進(jìn)、技術(shù)實(shí)施與協(xié)調(diào)等，進(jìn)行5G技術(shù)框架體系的規(guī)劃以及5G技術(shù)研發(fā)的頂層設(shè)計(jì)；擬設(shè)立IMT-2020推進(jìn)對(duì)口工作組，包括頻譜研究工作組、業(yè)務(wù)需求研究工

8、作組，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)前期研究工作組，以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作組等；擬構(gòu)建面向5G發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟，研究5G知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理與協(xié)作機(jī)制等，探索5G移動(dòng)通信技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與商業(yè)應(yīng)用的新模式、新途徑，以及上下游銜接的高效協(xié)調(diào)機(jī)制；擬構(gòu)建面向5G的國際性論壇，推動(dòng)國際技術(shù)交流與合作研究，不斷擴(kuò)大我國移動(dòng)通信的國際影響力。3. 關(guān)鍵技術(shù)5G有六大關(guān)鍵技術(shù)，分別為：高頻段傳輸技術(shù)、新型多天線傳輸技術(shù)、同時(shí)同頻全雙工技術(shù)、D2D技術(shù)、密集組網(wǎng)和超密集組網(wǎng)技術(shù)以及新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)。3.1 高頻段傳輸移動(dòng)通信系統(tǒng)工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得頻譜資源十分擁擠，而在高頻段（如毫米波、厘米波頻段）可用頻譜資源豐富，能

9、夠有效緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，可以實(shí)現(xiàn)極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。高頻段在移動(dòng)通信中的應(yīng)用時(shí)未來的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)界對(duì)此高度關(guān)注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設(shè)備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動(dòng)通信的主要優(yōu)點(diǎn)，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點(diǎn)。射頻器件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的問題也有待進(jìn)一步研究和解決。監(jiān)測(cè)中心目前正在積極開展高頻段需求研究以及潛在候選頻段的遴選工作。高頻段資源雖然目前較為豐富，但是仍需要進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，從而使寶貴的頻譜資源得到最優(yōu)配置。3.2 新型多天線傳輸多天線技術(shù)經(jīng)歷了從無源到有源，從二維（2D）到三維（3D），

10、從高階MIMO到大規(guī)模陣列的發(fā)展，將有望實(shí)現(xiàn)頻譜效率提升數(shù)十倍甚至更高，是目前5G技術(shù)重要的研究方向之一。由于引入了有源天線陣列，基站側(cè)可支持的協(xié)作天線數(shù)量將達(dá)到128根。此外，原來的2D天線陣列拓展成為3D天線陣列，形成新穎的3D-MIMO技術(shù)，支持多用戶波束智能賦型，減少用戶間干擾，結(jié)合高頻段毫米波技術(shù)，將進(jìn)一步改善無線信號(hào)覆蓋性能。目前研究人員正在針對(duì)大規(guī)模天線信道測(cè)量與建模、陣列設(shè)計(jì)與校準(zhǔn)、導(dǎo)頻信道、碼本及反饋機(jī)制等問題進(jìn)行研究，未來將支持更多的用戶空分多址（SDMA），顯著降低發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，提升覆蓋能力。3.3 同時(shí)同頻全雙工最近幾年，同時(shí)同頻全雙工技術(shù)吸引了業(yè)界的注意力。

11、利用該技術(shù)，在相同的頻譜上，通信的收發(fā)雙方同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào)，與傳統(tǒng)的TDD和FDD雙工方式相比，從理論上可使空口頻譜效率提高1倍。全雙工技術(shù)能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制，使得頻譜資源的使用更加靈活。然而，全雙工技術(shù)需要具備極高的干擾消除能力，這對(duì)干擾消除技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)，同時(shí)還存在相鄰小區(qū)同頻干擾問題。在多天線及組網(wǎng)場景下，全雙工技術(shù)的應(yīng)用難度更大。3.4 終端直通技術(shù)（D2D）傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方式是以基站為中心實(shí)現(xiàn)小區(qū)覆蓋，而基站及中繼站無法移動(dòng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業(yè)務(wù)不斷增多，傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務(wù)提供方式已無法滿足海量用戶在不

12、同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。D2D技術(shù)無需借助基站的幫助就能夠?qū)崿F(xiàn)通信終端之間的直接通信，拓展網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式。由于短距離直接通信，信道質(zhì)量高，D2D能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)速率、較低的時(shí)延和較低的功耗；通過廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用；支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和連接方法，提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡(luò)可靠性。目前，D2D采用廣播、組播和單播技術(shù)方案，未來將發(fā)展其增強(qiáng)技術(shù)，包括基于D2D的中繼技術(shù)、多天線技術(shù)和聯(lián)合編碼技術(shù)等。3.5 密集網(wǎng)絡(luò)在未來的5G通信中，無線通信網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向演進(jìn)。隨著各種智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)井噴式的增長。未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要分

13、布在室內(nèi)和熱點(diǎn)地區(qū)，這使得超密集網(wǎng)絡(luò)成為實(shí)現(xiàn)未來5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集網(wǎng)絡(luò)能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復(fù)用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案，部署小小區(qū)/扇區(qū)將高達(dá)100個(gè)以上。與此同時(shí)，愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署也使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓訌?fù)雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)能效。干擾消除、小區(qū)快速發(fā)現(xiàn)、密集小區(qū)間協(xié)作、基于終端能力提升的移動(dòng)性增強(qiáng)方案等，都是目前密集網(wǎng)絡(luò)方面的研究熱點(diǎn)。3.6 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目前，LTE接入網(wǎng)采用網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)，減小了系統(tǒng)時(shí)延，降低了建網(wǎng)成本和

14、維護(hù)成本。未來5G可能采用C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)。C-RAN是基于集中化處理、協(xié)作式無線電和實(shí)時(shí)云計(jì)算構(gòu)架的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架。C-RAN的基本思想是通過充分利用低成本高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，直接在遠(yuǎn)端天線和集中化的中心節(jié)點(diǎn)間傳送無線信號(hào)，以構(gòu)建覆蓋上百個(gè)基站服務(wù)區(qū)域，甚至上百平方公里的無線接入系統(tǒng)。C-RAN架構(gòu)適于采用協(xié)同技術(shù)，能夠減小干擾，降低功耗，提升頻譜效率，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)使用的智能化組網(wǎng)，集中處理有利于降低成本，便于維護(hù)，減少運(yùn)營支出。目前的研究內(nèi)容包括C-RAN的架構(gòu)和功能，如集中控制、基帶池RRU接口定義、基于C-RAN的更緊密協(xié)作，如基站簇、虛擬小區(qū)等。全面建設(shè)面向5G的技術(shù)測(cè)試評(píng)估

15、平臺(tái)能夠?yàn)?G技術(shù)提供高效客觀的評(píng)估機(jī)制，有利于加速5G研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。5G測(cè)試評(píng)估平臺(tái)將在現(xiàn)有認(rèn)證體系要求的基礎(chǔ)上平滑演進(jìn)，從而加速測(cè)試平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化及產(chǎn)業(yè)化，有利于我國參與未來國際5G認(rèn)證體系，為5G技術(shù)的發(fā)展搭建騰飛的橋梁。4. 個(gè)人體會(huì)通俗的說，中國移動(dòng)通信的發(fā)展歷程就是，從1G時(shí)代的標(biāo)志大哥大，到人類歷史上第一條短信誕生，接著2002年中國誕生彩信并跨入2.5G時(shí)代，我們可以通過GPRS移動(dòng)上網(wǎng)，再到2008年我國有了自己的3G，然后2012年ITU正式通過了4G標(biāo)準(zhǔn)，中國移動(dòng)在廣州等13個(gè)城市大規(guī)模測(cè)試4G網(wǎng)絡(luò)，再到如今的5G概念的提出。個(gè)人體會(huì)最多的是3G網(wǎng)絡(luò)該來的更多生活方式的改變，可以隨時(shí)了解最新資訊，融入更廣闊的社交網(wǎng)絡(luò)中隨時(shí)隨地的和好友聊天、分享新鮮事。雖說5G的概念已經(jīng)提出，但是目前大多數(shù)人用的仍然是2G和3G，4G的使用者仍在少數(shù)。俗話說，“2G沒淘汰、3G未普及、4G剛露臉、5G