(完整版)5G关键技术
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5g原理概念、关键技术及应用5G是第五代移动通信技术的简称,是一种新一代的无线通信技术标准。
它具备更高的带宽、更快的传输速度、更低的延迟和更大的连接密度,为用户提供更加稳定和高质量的通信服务。
以下是5G原理概念、关键技术和应用的介绍:1. 原理概念:- 更高的频谱利用率:5G采用了更高的频率范围,能够在相同的频段上实现更高的数据传输速率。
- 基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV):5G网络不仅支持传统的基础设施,更能够灵活地适应不同的应用场景。
- 面向异构网络的融合:5G网络能够融合多种不同类型的网络,如无线网络、有线网络和物联网等,以实现更高效、更可靠的通信服务。
2. 关键技术:- 大规模的天线阵列:采用了更多的天线,能够提供更好的信号覆盖和更高的传输速率。
- 毫米波通信技术:利用更高的频率范围,能够提供更大的带宽和更高的传输速度。
- 低延迟通信技术:通过减少信号传输的时间延迟,能够实现更快的响应速度,适用于实时应用场景。
- 车联网通信技术:支持大规模的车辆连接,实现车辆之间的通信和与基础设施的交互,从而提升道路安全性和交通效率。
- 边缘计算技术:将计算资源放在网络边缘,减少数据的传输延迟,提高数据处理的效率。
3. 应用:- 超高清视频传输:5G网络能够提供更高的带宽和更快的传输速度,能够支持高清视频的实时传输。
- 车联网和自动驾驶:5G网络的低延迟和高可靠性,能够支持车辆之间的实时通信和与交通基础设施的互联互通。
- 物联网:5G网络能够连接大量的物联网设备,实现物物互联和实时数据的传输与分析。
- 增强现实与虚拟现实:5G网络的高带宽和低延迟,能够提供更好的用户体验,支持增强现实和虚拟现实应用的实时传输和处理。
总之,5G技术的发展将会推动各种新型应用的出现,并在未来的通信领域发挥重要作用。
5G无线传输的关键技术1. 大规模多天线技术(Massive MIMO)大规模多天线技术是5G技术中的一个重要部分,它将大大增强基站对移动终端信号的感知和控制能力,提高了网络的容量和覆盖能力。
大规模多天线技术通过利用大量的天线和信道状态信息,可以实现空间多址和波束赋形等技术,从而显著提高了信号的传输效率和覆盖范围,同时也增加了网络的可靠性和抗干扰能力。
2. 新颖的波束赋形技术(Beamforming)波束赋形技术是5G技术中的重要技术之一,它可以通过调整天线的相位和振幅来聚焦信号,从而提高信号的传输速率和覆盖范围。
与传统的全向信号发射不同,波束赋形技术可以根据用户的位置和移动情况来动态调整波束方向,从而实现更加精准的信号传输和接收。
3. 全双工通信技术(Full Duplex Communication)全双工通信技术是5G技术中的另一个重要技术,它可以实现同时进行信号的发送和接收,从而大大提高了信道利用效率和传输速率。
传统的通信系统中,发送和接收是分开进行的,而全双工通信技术可以在同一时间段内实现信号的双向传输,从而降低了通信系统的时延和复杂度。
4. 新型调制技术(New Modulation Techniques)新型调制技术是5G技术中的另一个关键技术,它可以实现更高的传输速率和更低的误码率。
传统的调制技术通常采用QAM(Quadrature Amplitude Modulation)或者PSK(Phase Shift Keying)等技术,而新型调制技术可以采用更高阶的调制技术,如256QAM或者1024QAM等,从而实现更高的传输速率和更低的误码率。
5. 软件定义无线电技术(Software Defined Radio)软件定义无线电技术是5G技术中的一个重要技术,它可以实现无线通信系统的灵活配置和快速部署。
传统的无线通信系统中,硬件部分和软件部分通常是紧密耦合的,而软件定义无线电技术可以将无线通信系统的功能和性能都实现在软件上,从而实现了系统的灵活配置和快速部署。
5G⽹络技术有哪些?20种5G关键技术详解5G⽹络技术有哪些?5G⽹络技术主要分为三类:核⼼⽹、回传和前传⽹络、⽆线接⼊⽹。
接下来的⽂章中⼩编将会介绍多种5G关键技术,想知道的朋友不要错过哦!核⼼⽹核⼼⽹关键技术主要包括:⽹络功能虚拟化(NFV)、软件定义⽹络(SDN)、⽹络切⽚和多接⼊边缘计算(MEC)。
1 ⽹络功能虚拟化(NFV)NFV,就是通过IT虚拟化技术将⽹络功能软件化,并运⾏于通⽤硬件设备之上,以替代传统专⽤⽹络硬件设备。
NFV将⽹络功能以虚拟机的形式运⾏于通⽤硬件设备或⽩盒之上,以实现配置灵活性、可扩展性和移动性,并以此希望降低⽹络CAPEX和OPEX。
NFV要虚拟化的⽹络设备主要包括:交换机(⽐如Open vSwitch)、路由器、HLR(归属位置寄存器)、SGSN、GGSN、CGSN、RNC(⽆线⽹络控制器)、SGW(服务⽹关)、PGW(分组数据⽹络⽹关)、RGW(接⼊⽹关)、BRAS(宽带远程接⼊服务器)、CGNAT(运营商级⽹络地址转换器)、DPI(深度包检测)、PE路由器、MME(移动管理实体)等。
NFV独⽴于SDN,可单独使⽤或与SDN结合使⽤。
2 软件定义⽹络(SDN)软件定义⽹络(SDN),是⼀种将⽹络基础设施层(也成为数据⾯)与控制层(也称为控制⾯)分离的⽹络设计⽅案。
⽹络基础设施层与控制层通过标准接⼝连接,⽐如OpenFLow(⾸个⽤于互连数据和控制⾯的开放协议)。
SDN将⽹络控制⾯解耦⾄通⽤硬件设备上,并通过软件化集中控制⽹络资源。
控制层通常由SDN控制器实现,基础设施层通常被认为是交换机,SDN通过南向API(⽐如OpenFLow)连接SDN控制器和交换机,通过北向API连接SDN控制器和应⽤程序。
SDN可实现集中管理,提升了设计灵活性,还可引⼊开源⼯具,具备降低CAPEX和OPEX以及激发创新的优势。
3 ⽹络切⽚(Network Slicing)5G⽹络将⾯向不同的应⽤场景,⽐如,超⾼清视频、VR、⼤规模物联⽹、车联⽹等,不同的场景对⽹络的移动性、安全性、时延、可靠性,甚⾄是计费⽅式的要求是不⼀样的,因此,需要将⼀张物理⽹络分成多个虚拟⽹络,每个虚拟⽹络⾯向不同的应⽤场景需求。
列举5g中的关键技术5G关键技术随着信息技术的迅速发展,移动通信技术也在不断进步。
作为第五代移动通信技术,5G具有更高的速度、更低的延迟和更多的连接能力,为人们提供了更加智能和便捷的通信体验。
在5G中,有许多关键技术的应用,下面将列举其中的五个。
1. 大规模天线阵列技术大规模天线阵列技术是5G网络的关键技术之一。
传统的移动通信系统主要使用单个天线进行数据传输,而大规模天线阵列技术则可以同时使用多个天线进行数据传输,从而极大地提高了网络容量和覆盖范围。
这种技术可以通过波束赋形来实现精确的信号传输,有效地减少了信号干扰,提高了数据传输的可靠性和速度。
2. 毫米波技术毫米波技术是5G网络中的另一个关键技术。
相比于之前的移动通信技术,5G采用了更高频率的毫米波段,可以提供更大的带宽和更高的数据传输速率。
然而,毫米波信号的传输距离较短,易受到障碍物的影响。
为了解决这个问题,5G引入了波束赋形技术和中继技术,可以使毫米波信号在传输过程中更加稳定可靠。
3. 软件定义网络技术软件定义网络技术是5G网络的核心技术之一。
传统的移动通信网络通常需要通过硬件设备进行配置和管理,而软件定义网络技术可以将网络的控制平面和数据平面进行分离,使网络的配置和管理更加灵活和智能化。
这种技术可以根据不同的应用场景和服务需求,对网络进行动态调整和优化,提高网络的性能和效率。
4. 网络切片技术网络切片技术是5G网络的重要技术之一。
网络切片可以将一块物理网络划分为多个逻辑网络,每个逻辑网络都可以满足不同的应用需求和服务质量要求。
这种技术可以为不同的应用场景提供定制化的网络服务,例如工业控制、智能交通和虚拟现实等。
通过网络切片技术,5G网络可以提供更加灵活和可靠的通信服务。
5. 边缘计算技术边缘计算技术是5G网络的另一个关键技术。
传统的移动通信网络主要依靠云计算中心进行数据处理和存储,但是由于数据量庞大和时延要求,云计算中心往往无法满足实时性的要求。
我国5G移动通信的关键技术与发展趋势5G通信技术是无线通信领域的一项重大革新,被誉为第五代移动通信技术,它将在移动通信领域带来全新的革命性变革。
作为全球移动通信领域的领头羊之一,中国在5G移动通信技术的研发与推广上积极发力,并取得了显著的成绩。
那么,我国5G移动通信的关键技术是什么?未来的发展趋势又是如何呢?1. 大规模MIMO技术大规模MIMO(Massive MIMO)是5G移动通信技术的核心之一,通过使用大规模的天线数组,可以极大地提高信号覆盖范围和通信容量。
大规模MIMO技术也能有效减少干扰,提高通信系统的可靠性和稳定性。
2. 毫米波技术毫米波技术是5G通信网络的另一项关键技术,它可以在高频段(30GHz及以上)实现大带宽的传输,从而满足高速数据传输的需求。
毫米波技术的应用将使得5G网络可以支持更多的终端设备,以及更丰富的应用场景。
3. 非独立组网技术5G移动通信网络采用了非独立组网技术,即在4G基站的基础上增加5G基站设备,从而实现与4G网络的互联互通。
这一技术可以有效降低5G网络的建设成本和运营成本,提高网络覆盖范围和效率。
4. 载波聚合技术5G移动通信网络还采用了载波聚合技术,即将多个频段的信号合并在一起传输,从而提高通信速率和信号覆盖范围。
通过载波聚合技术,5G网络可以支持更多的终端设备,并满足多种应用场景的需求。
5. 超密集组网技术超密集组网技术是5G移动通信网络中的又一关键技术,它通过大量的小基站布设和频谱的高度重复利用,实现了对网络容量和覆盖范围的显著提升。
超密集组网技术可以有效应对5G网络中高密度终端设备接入和高速数据传输的需求。
二、我国5G移动通信的发展趋势1. 商用化进程不断加快目前,我国的三大运营商已陆续在全国范围内开展了5G网络的商用试验,并逐步扩大了覆盖范围。
预计在不久的将来,我国将实现5G商用网络的全面铺开,为推动各行各业的数字化转型提供更为可靠、高速的通信网络支持。
我国5G移动通信的关键技术与发展趋势5G移动通信是指第五代移动通信技术,是对4G移动通信技术的进一步发展和升级。
5G移动通信具有更高的传输速率、更低的延迟、更大的网络容量和更好的连接稳定性,为用户提供了更好的通信体验。
以下是我国5G移动通信的关键技术和发展趋势。
一、关键技术1. 空分复用技术:5G移动通信采用空分复用技术,将频谱资源划分成多个小区,每个小区可以与多个终端设备进行通信,从而提高了频谱利用率和网络容量。
2. 多输入多输出技术:5G移动通信利用多个天线进行传输和接收,实现多输入多输出技术,可以提高数据传输速率和信号质量,降低通信的延迟。
3. 高频段通信技术:5G移动通信采用更高的频段进行通信,例如毫米波通信技术,可以提供更高的传输速率和更大的网络容量,但它的覆盖范围相对较小,需要更多的基站进行覆盖。
4. 边缘计算技术:5G移动通信利用边缘计算技术,将传输和处理任务从云端移动到网络边缘设备,可以减少数据传输的时延,提高网络响应速度。
5. 虚拟化网络技术:5G移动通信利用虚拟化网络技术,将网络功能虚拟化,可以根据不同的网络需求和业务场景灵活配置和管理网络资源,提高网络的灵活性和可扩展性。
二、发展趋势1. 高速率和大容量:5G移动通信将继续提高传输速率和网络容量,实现更高质量的视频传输、云游戏和虚拟现实等应用,满足用户对高速和大容量的需求。
2. 低延迟和高可靠性:5G移动通信将努力降低通信的延迟,实现毫秒级的响应速度,以满足对实时交互和远程控制的需求。
5G移动通信也将提高网络的可靠性,保证通信的稳定性。
3. 网络切片:5G移动通信将引入网络切片技术,将网络资源按照不同的业务需求进行切分和分配,从而满足不同应用场景的需求,提供定制化的网络服务。
4. 物联网应用:5G移动通信将促进物联网的发展,实现万物互联。
通过5G网络连接各种智能设备和传感器,实现智能家居、智慧城市等应用。
5. 跨行业合作:5G移动通信将与其他行业进行深度融合,提供定制化的通信解决方案。
5G原理概述及关键技术5G(第五代移动通信技术)是一种新一代的无线通信技术,旨在提供更高的数据传输速率、更低的延迟和更可靠的网络连接。
以下是5G的原理概述及关键技术的详细说明。
5G技术的原理概述:1.高频段利用:5G采用了更高的频段来传输数据,例如毫米波频段(30-300GHz)和超高频频段(3-30GHz)。
这些高频段具有更大的带宽和更快的传输速度,但传输距离较短,需要更多的基站来提供覆盖。
2.多入多出(MIMO)技术:5G利用了MIMO技术,通过使用多个天线来传输和接收数据。
这样可以增加系统的容量,提高频谱效率和传输速度。
3. 大规模多输入多输出(Massive MIMO):5G中的Massive MIMO可以利用数十个或数百个天线,实现更高的容量和数据传输速度。
这种技术可以在相同的频谱资源下服务更多的用户,同时提供更好的网络覆盖。
4.波束成形技术:5G利用波束成形技术来使得无线信号更加准确地到达目标设备,从而提高信号质量和覆盖范围。
通过相控阵技术,基站可以将无线信号聚焦到特定的区域,从而减少干扰和扩大覆盖范围。
5. 高密度网络(HetNet):5G中采用了更多的小型基站,如微基站、蜂窝小区和低功耗广域网(LPWA)基站。
这些小型基站可以提供更好的网络容量和覆盖范围,并支持更多的用户连接。
6.软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV):SDN和NFV技术可以使网络更加灵活和可编程。
通过将网络功能虚拟化为软件模块,并使用SDN来建立和管理网络流量,可以更高效地使用网络资源,并根据需求快速调整网络配置。
7.边缘计算:5G可以通过在网络边缘(如基站或边缘服务器)上进行计算和存储,减少了与云服务器的通信延迟,并为低时延应用提供更好的支持。
8.虚拟多路径:5G可以通过利用多个传输路径来提高网络的可靠性和安全性。
当一个路径受到干扰或中断时,系统可以自动切换到其他路径,确保用户的无缝连接。
9. 超小区:5G中引入了超小区(Ultra-dense networks),意味着更多的基站被部署在相同的区域内,以提供更强的信号覆盖和更高的网络容量。
我国5g移动通信的关键技术与发展趋势随着智能手机等移动设备的普及,人们对于移动通信越来越依赖。
而5G的到来则代表着更快的网速、更强的网络稳定性和更多的应用场景。
本文将重点探讨我国目前5G移动通信的关键技术以及发展趋势。
一、5G的关键技术1.1 毫米波技术5G通信需要在毫米波段进行传输,千兆级别的传输速度离不开毫米波技术的支持。
毫米波技术的高频特性能够实现高速传输,但同时也会受到建筑物和杂波之类的影响,因此需要采用更为精密的天线技术进行补偿。
1.2 MIMO技术MIMO技术即多输入多输出技术,能够通过增加天线数量来提高数据传输效率,并实现空间多路复用和波束成形等功能。
如今,MIMO技术已经广泛应用于4G通信中,在5G通信中也发挥着重要的作用。
1.3 网络切片技术网络切片技术是5G通信的一个核心技术,能够根据不同的业务需求,将一个物理网划分为多个虚拟网。
通过这种方式,可以满足不同用户对于网络质量和可扩展性的不同需求,真正实现网络的个性化定制。
二、5G的发展趋势2.1 大规模商用截至2021年5月底,我国5G用户已经达到了3.2亿,位居全球第一。
预计未来我国的5G商用规模将得到进一步扩大,5G将成为主流通信方式。
2.2 产业协同发展5G通信不仅将带来新的业务形态和应用场景,还涉及到整个产业链的变革。
在5G发展过程中,大型电信运营商和各种垂直行业需要加强合作,充分利用5G的优势,实现协同发展,推动5G 的商业化应用。
2.3 融合创新5G通信是一个开放的生态系统,各种应用场景和业务模式的接入都需要与传统的技术和产业进行融合创新。
尤其是在IoT、智能制造、智慧城市等领域,5G通信需要真正实现与其他技术的融合,取得良好的协同效应,才能更好地服务于社会和经济发展。
三、总结5G通信作为一项重要的技术革新,在实现高速传输、精准定位和实时互动等方面有着巨大的潜力。
未来,我们需要继续探索5G的发展方向和合作机会,将其应用到更广泛的领域,为用户提供更加优质的通信体验和服务。
5G八大关键技术一、超高频率频谱(mmWave)技术5G网络的超高频率技术,也叫毫米波(mmWave)技术,是5G网络中的关键技术之一。
在高频段进行通信,传输速率最高可以达到数十Gbps,可以满足高流量、低时延等对网络性能的高要求。
然而,由于物理特性使然,这一技术的信号传播距离较短,容易被障碍物遮挡等问题,需要大量芯片和天线技术的支持。
二、大规模天线阵列(Massive MIMO)技术大规模天线阵列技术也是5G网络的关键技术之一。
该技术采用了大量天线来进行数据通信,能够提高网络容量,进一步提高数据传输速度。
同时,该技术采用了算法优化来减少不必要的信号干扰和能耗,有助于提升网络稳定性和节能效果。
三、网络切片(Network Slicing)技术网络切片技术通过对不同应用数据流的优化,将网络切割成多个虚拟网络切片,以满足不同应用的网络需求。
这种技术可以实现网络资源的有效共享,同时还可以容易地区分和管理不同的应用场景,为大量物联网设备的连接提供更加高效、安全、可靠的网络服务。
四、低时延(Ultra-Low Latency)技术低时延技术是指在通过网络传输数据时,数据传输的延迟时间越来越短。
这种技术可以让硬件设备和云服务之间的通信速度更快,满足对实时性和互动性要求更高的应用场景,如VR视频、智能工厂等。
五、边缘计算(Edge Computing)技术边缘计算技术指的是将CPU、存储和网络能力在更接近数据源的端点进行处理,以提高计算速度和数据处理效率。
这种技术可以大大减少网络传输的累赘,同时还有助于保护用户隐私和提高数据安全的可控性。
六、虚拟化(Virtualization)技术虚拟化技术是基于软件实现的技术,在完全隔离的虚拟化环境中,可运行独立的操作系统和应用程序。
这种技术可以实现网络资源的有效管理和利用,同时降低硬件成本和维护的时间和精力。
七、网络安全技术网络安全技术是5G网络中的另一项关键技术。
它包括身份验证、安全加密、反欺诈、网络隐私保护等多种技术手段,以保障5G网络和终端设备在数据传输过程中的安全性、可靠性和可控性。
5G关键技术简述**:***学号2016210138目录目录 (2)一、研究的背景及意义 (3)二、5G的演进路线及发展现状 (4)三、5G网络的优势及创新点 (5)四、5G的七大关键技术 (5)1、非正交多址接入技术(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA) (6)1.1串行干扰删除(SIC) (6)1.2 功率复用 (7)2、滤波组多载波技术(FBMC) (8)3、毫米波(Millimeter Waves ,mm Waves) (9)3.1 毫米波小基站:增强高速环境下移动通信的使用体验 (10)3.2 基于毫米波的移动通信回程 (10)4、大规模MIMO技术(3D /Massive MIMO) (11)5、认知无线电技术(Cognitive radio spectrum sensing techniques) (13)6、超密度异构网络(ultra-dense Hetnets) (14)7、多技术载波聚合(multi-technology carrier aggregation) (16)五、5G未来前景 (17)六、参考文献 (18)一、研究的背景及意义自2009年5月27日瑞典电信运营商Telia宣布启用世界上第一个4 G (LTE:Long Term Evolution)试商用网络以来,4G网络的部署已在全球全面开花。
根据GSA的最新报告,截至2014年第2季度,全球111个国家已经部署了300多张LTE网络(其中41张为TD-LTE网络),用户总数达到2.45亿,市面上的LTE终端达1900款。
2013年12月4日,工信部正式向三大电信运营商发放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基站数达到了70万个,4G用户即将达到7000万。
从统计数据来看,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,中国的加入将进一步刷新这一发展速度。
有两个主要因素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。
一方面是通信技术自身持续发展的需要:随着4G标准的全面商用,标志着以4G标准为目标的技术研发告一段落,而技术的发展是不会止步的,持续不断的创新技术需要在下一代移动通信系统中体现它的价值。
另一方面是由持续增长的用户需求决定的:智能手机的高速发展引发了互联网从固定桌面快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。
同时物联网的引入及快速发展,不仅对无线通信网络的容量提出了要求,更对无线通信网络能够提供的连接数有数量级的提高要求。
业界普遍预测,到2020年,移动通信网络的容量需求是目前网络的10 00倍,连接数将是10~100倍。
2012年年初, ITU启动了名为“IMT for 2020 and beyond”的项目,目标瞄准下一代移动通信标准,并初步给出了时间规划。
第一步会在两到三年的时间内完成两份面向未来通信系统的建议稿,分别是ITU-R M.[IMT.VISION]及ITU-R M.[IMT Future Technology Trend]。
基于此,目前业界对下一代移动通信系统统一称为IMT-2020。
世界各个国家和地区积极响应ITU的规划,制定了相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。
部分早期的研究成果通过5G白皮书的形式发表,包括需求分析、应用场景研究及技术发展趋势判断等。
二、5G的演进路线及发展现状目前,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,从移动通信发展现状以及技术、标准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LTE/LTE-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已经是事实上的全球统一的4G标准,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断加快。
标准化方面,3GPP R12版本的标准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标准化工作。
随着更多的先进技术融入到LTE/LTE-Advanced技术标准中,给蜂窝移动通信带来了强大的生命力和发展潜力。
其次,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,拥有良好的产业和用户基础,巨大的市场需求推动了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标准“High-efficiency WLAN”的研究,将进一步提升运营商业务能力,推动WLAN技术与蜂窝网络的融合。
此外,我们还应当特别关注可能出现的革命性5G技术。
从蜂窝移动通信的演进路线来看,每一代演进都有革命性技术出现,从2G的GSM 到3G的CDMA,再到4G的OFDM,那么,5G是否会出现新一代的革命性技术,而这种革命性技术是否需要与LTE演进采用不同的技术路线,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。
从目前网络技术发展现状来看,4G是现阶段使用最多的技术,但是整个业界已经开始了对5G的研讨和研发,5G简单的来说是形成人与物和物与物之间的高速连接,实现整个网络,终端,无线和业务的进一步融合。
5G可以说是人在感知方面的获取和控制能力更强,5G的服务对象是将公众用户向行业用户拓展,网络也将更智能和更加的广泛。
从目前的研究现状来看,欧盟于2012年启动METIS项目,正式开始研究5G技术,现阶段METIS共有8个工作组进行相应横向课题研究,目标是为建立5G移动和无线通信系统奠定基础,为未移动通信和无线技术达成共识,目前已经在5G的概念和关键技术上获得了较为统一的认识。
韩国从2013年开始研发5G技术,成立了5G Forum,积极推动6GHz以上频段为未来IMT频段,韩国计划以2020年实现该技术的商用为目标,全面研发5G移动通信核心技术。
日本于2013年成立了ARIB 研究所,开始正式对5G进行研究,计划在2020年东京奥运会上推出5G服务,日本研究者认为5G代表着接入网容量增加1000倍,通过使用大量高频频谱,再加上大规模MIMO技术来实现容量的增加,可以说未来5G将会是人们通信生活的核心。
三、5G网络的优势及创新点第一,全新应用。
5G网络的普及将使得包括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用户视野中,比如可以投射在汽车的前挡风玻璃上。
虚拟现实则可以在用户视野内创造出一个完全虚拟的场景,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要求。
第二,即时满足。
4G网络下的最快下载速度大约是每秒150MB,但5G网络的最快下载速度则达到了每秒10GB。
换句话说,我们仅需4秒钟就可以下载完《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输更多数据以外,5G 还可以大幅缩短数据开始传输前的等待时间。
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,但如果在自动驾驶汽车行驶时碰到数据延迟就完全不能接受了。
具体来说,就目前4G网络而言,该网络通常需要15-25毫秒的时间将数据传输给可能发生碰撞的车辆,然后车辆才会开始紧急制动。
但在未来的5G网络下,这一数据的传输时间将仅为1毫秒。
四、5G的七大关键技术为什么需要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倍长的电池续航时间需求等等。
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,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。
本文收集了7大关键技术,分别对这些技术作简要介绍。
1、非正交多址接入技术(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)NOMA不同于传统的正交传输,在发送端采用非正交发送,主动引入干扰信息,在接收端通过串行干扰删除技术实现正确解调。
与正交传输相比,接收机复杂度有所提升,但可以获得更高的频谱效率。
非正交传输的基本思想是利用复杂的接收机设计来换取更高的频谱效率,随着芯片处理能力的增强,将使非正交传输技术在实际系统中的应用成为可能。
NOMA的思想是,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维度——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。
如表1所示: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(SIC)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,但是同样也会遇到多址干扰(MAI)的问题。
关于消除多址干扰的问题,在研究第三代移动通信系统的过程中已经取得很多成果,串行干扰删除(SIC)也是其中之一。
NOMA在接收端采用SIC接收机来实现多用户检测。
串行干扰消除技术的基本思想是采用逐级消除干扰策略,在接收信号中对用户逐个进行判决,进行幅度恢复后,将该用户信号产生的多址干扰从接收信号中减去,并对剩下的用户再次进行判决,如此循环操作,直至消除所有的多址干扰。
如图1所示:1.2 功率复用SIC在接收端消除多址干扰(MAI),需要在接收信号中对用户进行判决来排出消除干扰的用户的先后顺序,而判决的依据就是用户信号功率大小。
基站在发送端会对不同的用户分配不同的信号功率,来获取系统最大的性能增益,同时达到区分用户的目的,这就是功率复用技术。
发送端采用功率复用技术。
不同于其他的多址方案,NOMA 首次采用了功率域复用技术。
功率复用技术在其他几种传统的多址方案没有被充分利用,其不同于简单的功率控制,而是由基站遵循相关的算法来进行功率分配。
在发送端中,对不同的用户分配不同的发射功率,从而提高系统的吞吐率。
另一方面,NOMA 在功率域叠加多个用户,在接收端,SIC 接收机可以根据不同的功率区分不同的用户,也可以通过诸如Turbo 码和LDPC 码的信道编码来进行区分。
这样,NOMA 能够充分的利用功率域,而功率域是在4G系统中没有充分利用的。