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1、5G 八大关键技术在进入主题之前，我觉得首先应该弄清楚一个问题：为什么需要 5G?不是因为通信工程师们突然想改变世界，而炮制了一个5G。是 因为先有了需求，才有了 5G。什么需求？未来的网络将会面对：1000倍的数据容量增长，10到100倍的 无线设备连接，10到100倍的用户速率需求，10倍长的电池xx时间 需求等等。坦白的讲，4G网络无法满足这些需求，所以5G就必须登 场。但是，5G不是一次革命。5G是4G的延续，我相信5G在核心网 部分不会有太大的变动，5G的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，我今天收集了8大关键技术
2、。当然，应该远不止这些。1. 非正交多址接入技术(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)我们知道3G采用直接序列码分多址(Direct Sequence CDMA， DS-CDMA)技术，手机接收端使用Rake接收器，由于其非正交特性， 就得使用快速功率控制(Fast transmission power control， TPC) 来解决手机和小区之间的远-近问题。而4G网络则采用正交频分多址（OFDM）技术，OFDM不但可以克 服多径干扰问题，而且和MIMO技术配合，极大的提高了数据速率。 由于多用户正交，手机和小区之间就不存在远-近问题，快速功率控 制就
3、被舍弃，而采用AMC （自适应编码）的方法来实现链路自适应。NOMA希望实现的是，重拾3G时代的非正交多用户复用原理，并 将之融合于现在的4G OFDM技术之中。从2G，3G到4G,多用户复用技术无非就是在时域、频域、码域 上做文章，而NOMA在OFDM的基础上增加了一个xx功率域。新增这个功率域的目的是，利用每个用户不同的路径损耗来实现 多用户复用。实现多用户在功率域的复用，需要在接收端加装一个SIC （持续 干扰消除），通过这个干扰消除器，加上信道编码（如Turbo code或 低密度奇偶校验码（LDPC）等），就可以在接收端区分出不同用户的信 号。SIC of UE27UE1UE 2 s
4、ignalUE1signaldenudingUE2decodingPower_FrsQ.BSHighLowReceived SI NRUE接收端利用SIC （持续干扰消除）的NUMA基本原理NOMA可以利用不同的路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。它能够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，可以解决由于大规模连接带来的网络挑 战。NOMA的另一优点是，无需知道每个信道的CSI（信道状态信息）， 从而有望在高速移动场景下获得更好的性能，并能组建更好的移动节 点回程链路。2. FBMC （滤波组多载波技术）在OFDM系统中，各个子载波在时域相互正交，它
5、们的频谱相互 重叠，因而具有较高的频谱利用率。OFDM技术一般应用在无线系统 的数据传输中，在OFDM系统中，由于无线信道的多径效应，从而使 符号间产生干扰。为了消除符号问干扰（IS1），在符号间插入保护间 隔。插入保护间隔的一般方法是符号间置零，即发送第一个符号后停 留一段时间（不发送任何信息），接下来再发送第二个符号。在OFDM 系统中，这样虽然减弱或消除了符号间干扰，由于破坏了子载波间的 正交性，从而导致了子载波之间的干扰（ICI）。因此，这种方法在OFDM 系统中不能采用。在OFDM系统中，为了既可以消除ISI，又可以消 除ICI，通常保护间隔是由CP（Cycle Prefix，循环前
6、缀来）充当。 CP是系统开销，不传输有效数据，从而降低了频谱效率。3. 毫米波(millimetre waves , mmWaves)什么叫毫米波？频率30GHz到300GHz,波长范围10到1毫米。由于足够量的可用带宽，较高的天线增益，毫米波技术可以支持超高速的传输率，且波束窄，灵活可控，可以连接大量设备。以下图 为例：ANdwork亠4G&站 cellular tower蓝色手机处于4G小区覆盖边缘，信号较差，且有建筑物(房子) 阻挡，此时，就可以通过毫米波传输，绕过建筑物阻挡，实现高速传 输。同样，粉色手机同样可以使用毫米波实现与4G小区的连接，且 不会产生干扰。当然，由于绿色手机距离4
7、G小区较近，可以直接和4G小区连接。4. 大规模 MIMO 技术(3D /Massive MIMO)MIMO技术已经广泛应用于WIFI、LTE等。理论上，天线越多， 频谱效率和传输可靠性就越高。大规模MIMO技术可以由一些并不昂贵的低功耗的天线组件来实 现，为实现在高频段上进行移动通信提供了广阔的前景，它可以成倍 提升无线频谱效率，增强网络覆盖和系统容量，帮助运营商最大限度 利用已有站址和频谱资源。我们以一个20平方厘米的天线物理平面为例，如果这些天线以 半波长的间距排列在一个个方格中，贝I：如果工作频段为3.5GHz， 就可部署16副天线；如工作频段为10GHz,就可部署169根天线。3 5
8、 GHz8.6 cm)10 GHz A = 3 cm)20 GHz (2 = 1.5 cm)161696769di3613D-MIM0技术在原有的MIMO基础上增加了垂直xx,使得波束在 空间上三维赋型，可避免了相互之间的干扰。配合大规模MIMO，可 实现多方向波束赋型。 5. 认知无线电技术(Cogn itive radio spec trum sensing techniques)认知无线电技术最大的特点就是能够动态的选择无线信道。在不 产生干扰的前提下，手机通过不断感知频率，选择并使用可用的无线 频谱。口口-Jnii口口石匸IAlternative available reso rces
9、 Old broken link认知无线电技术、口 口口口占口口 .IJ u u TJ .14 Alternative available reso rces Old broken link6. xx频谱信道容量与带宽和SNRxx,为了满足5G网络Gpbs级的数据速率, 需要更大的带宽。频率越高，带宽就越大，信道容量也越高。因此，高频段连续带 宽成为5G的必然选择。得益于一些有效提升频谱效率的技术（比如：大规模MIMO）,即 使是采用相对简单的调制技术（比如QPSK）,也可以实现在lGhz的超 带宽上实现10Gpbs的传输速率。7. ultra-dense Hetnets （超密度异构网络）立
10、体分层网络（HetNet）是指，在宏蜂窝网络层中布放大量微蜂 窝（Microcell）、微微蜂窝（Picocell）、毫微微蜂窝（Femtocell） 等接入点，来满足数据容量增长要求。Qcte to vehicle.Ultra densedeploymentIndustrial |u4)mation到了 5G时代，更多的物-物连接接入网络，Het Net的密度将会 大大增加。8. 多技术载波聚合(multi-technology carrier aggregation)如果没有记错，3GPP R12已经提到这一技术标准。未来的网络是一个融合的网络，载波聚合技术不但要实现LTE内 载波间的聚合，还要扩展到与3G、WIFI等网络的融合。多技术载LTE/LTE-ACoreMetworkUMTS/HSPA+kRNC z三岸h一B谭If盲fl丿SPLIT多技术载波聚合技术与HetNet 起，终将实现万物之间的无缝连接。
