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  • 5G关键技术

    2018-11-21 09:34:41
    介绍了5G中所用到的一些关键技术,非常涨知识,值得学习
  • 5G关键技术.mp4

    2020-05-23 21:25:09
    5G关键技术视频,讲述5G的关键技术与应用,让你在短短十几分钟快速了解5G的关键技术,快速带你入门。
  • 5G关键技术评述

    2018-05-30 23:10:53
    由张平大大撰写的5G关键技术评述,全面深刻阐述了5g方向的发展
  • 5G:认识5G关键技术.pdf
  • 5G关键技术之超级上行.pdf
  • 5G关键技术Light.ppt

    2020-03-23 22:38:57
    本文档介绍5G关键技术,包括5G的发展概况,5G需求及5G传输技术,包括大规模天线技术、多址技术、用户调度、资源分配、毫米波等等。
  • 5G关键技术的答辩PPT.pptx
  • 5G关键技术资料.rar
  • 浅析移动通信技术5G关键技术.pdf
  • 5G关键技术及进展.pdf

    2020-05-10 20:42:30
    5G关键技术及进展最新现状,一、 5G关键计划,二,5G研发及网络部署进展 三。5G部署需要关注的问题
  • 5G关键技术整理

    千次阅读 2020-11-03 22:44:57
    5G关键技术整理 1.NSA/SA组网 NSA,采用双连接方式,双连接:顾名思义,就是手机能同时跟4G和5G都进行通信,能同时下载数据。一般情况下,会有一个主连接和从连接。5G NR控制面锚定于4G LTE,(控制面锚点:双连接...

    5G关键技术整理

    1.NSA/SA组网

    在这里插入图片描述

    NSA,采用双连接方式,双连接:顾名思义,就是手机能同时跟4G和5G都进行通信,能同时下载数据。一般情况下,会有一个主连接和从连接。5G NR控制面锚定于4G LTE,(控制面锚点:双连接中的负责控制面的基站就叫做控制面锚点)并利旧4G核心网EPC。SA,5G NR直接接入5G核心网(NG Core),它不再依赖4G,是完整独立的5G网络。

    对比以上架构,NSA和SA主要存在三大区别:

    1)NSA没有5G核心网,SA有5G核心网,这是一个关键区别。

    2)在NSA组网下,5G与4G在接入网级互通,互连复杂;在SA组网下,5G网络独立于4G网络,5G与4G仅在核心网级互通,互连简单。

    3)在NSA组网下,终端双连接LTE和NR两种无线接入技术;在SA组网下,终端仅连接NR一种无线接入技术。

    简单的讲,相比SA,NSA缺了一个新大脑(5G核心网),在5G-4G互连上还有些拖泥带水。

    2.上下行解耦技术

    原因:上下行解耦是因为,5G上下行链路不平衡,上行覆盖是短板。(因为手机功率肯定比不了基站功率啊)3.5G上行比下行差了约14db的覆盖,而1.8G能够提升上行覆盖约10db。
    解决方法:采用上下行解耦技术,NR上下行解耦定义了新的频谱配对方式,打破了传统的频谱配对方式,使下行数据在3.5G/4.9G等频段传输,而上行数据在1.8G低频传输而提升上行覆盖。

    3.无线网络云化

    D-RAN演进到C-RAN,一旦由大量标准的 BBU 构成的集中式基带池建立在统一的、开放平台上,并可用软件无线电实现基带处理,那么基于实时云构架的虚拟基站将是 C-RAN 演进的下一步方向。由大量统一、开放平台构成的 BBU 通过高带宽、低延迟的互联构架组成的集中式基带池,结合相应的系统软件,可组成一个巨大“实时云构架基带池”,类似于 IT 产业中的广泛应用的“云计算”系统。其不同点在于:实时云构架基带池所承载的虚拟基站的基带处理任务是实时进行的。通过基带池中 BBU 与配置的 RRH 合作工作,收发无线信号,可以实现在同一平台上的多种标准的无线网络功能。

    4.Uu接口

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    5.5G的物理层基本过程

    在这里插入图片描述
    5g的信道编码:①LDPC编码:数据 ②polar编码:控制

    6.上行的波形自适应/Massvie MIMO

    ①5G空口继承了4G正交频分多址技术,同时引入了更好的滤波技术。从OFDM到F-OFDM,使得之前的10%的guard band变为10%以下的guard band。
    ②NR系统支持CP-OFDM和DFT-S-PFDM。其中CP-OFDM的优点是使用不连续的频域资源,资源分配更加灵活,频率分集增益大;缺点是PAPR值较高。DFT-S-OFDM的优点是PAPR值低,其值接近于单载波时的值,可以发射更高的频率;缺点是只能使用连续的频域资源。因此一般在5G基站的近点采用CP-OFDM,远点采用DFT-S-OFDM。
    ③massvie MIMO好处多多,不再赘述。

    7.资源映射及物理资源

    8.5G频域资源

    基础概念:

    1. 资源单元(RE):一个OFDM符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元
    2. 资源块(RB):一个时隙中,频域上连续的12个RE为一个资源块。
    3. RBG:RB Group:数据信道资源分配基本调度单位,用于资源分配。
    4. REG: RE Group:控制信道资源分配基本组成单位,时域上就是一个符号,频域上就是一个子载波(PRB)
    5. CCE:control channnel element :1CCE=6REG=6PRB
    6. BWP:band width part:是NR标准提出的新的概念,网络侧给出UE分配的一段连续的带宽资源,UE级概念,不同UE可配置不同的BWP,UE的所有信道资源配置均在BWP内进行分配和调度。
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  • 5G关键技术及大规模阵列天线说明。
  • 5g关键技术资料.pdf

    2019-09-05 10:52:33
    5g关键技术资料。。。。。。
  • 5G关键技术:D2D通信技术应用.pdf
  • 5G关键技术研究方向
  • 基于此,主要介绍了5G关键技术及其最新标准化进展,包括大规模天线、新型无线网络架构、超密集组网、边缘计算、网络切片、网络按需定制、4G和5G互操作等以及行业组织和运营商动态,然后提出了一些思考和建议。
  • 专题讲座(5G关键技术).ppt
  • 描述5G原理与关键技术,让初学者彻底明白5G是什么。
  • 2G-5G移动通信系统架构演进及使用波段介绍 5G移动通信技术关键点及架构 移动通信的发展 移动通信基础知识
  • 5G关键技术与标准综述-王庆扬
  • 移动通信5G关键技术(精品).ppt
  • 移动通信5G关键技术分析精品最新完整版:"5G发展需求与挑战"、"5G关键传输技术"、"5G新型网络架构"、"相关研究基础
  • 5G科普——5G关键技术

    千次阅读 2020-03-31 14:45:26
    5G关键技术之 Massive MIMOV Massive MIMOV是多天线技术,也有人称其为3D MIMOV。 多天线是指基站和终端收发的天线数明显增加。多天线技术使用方式分为如下4类: 发送分集 空间复用 波束赋形 多用户MIMO 这几种...

    5G关键技术之 Massive MIMOV

    Massive MIMOV是多天线技术,也有人称其为3D MIMOV。
    多天线是指基站和终端收发的天线数明显增加。多天线技术使用方式分为如下4类:

    • 发送分集
    • 空间复用
    • 波束赋形
    • 多用户MIMO

    这几种技术分别有不同的传输特点。发送分集可以提高可靠性;空间复用可以提高使用效率;波束赋形和多用户MIMO可以提高容量。

    为什么4G/5G要用到多天线技术?多天线技术对网络有什么影响呢?

    多天线技术的优点:

    • 天线数的增多,波束分辨率变高,信道向量具有精细的方向性(覆盖可以更远);
    • 强散射环境之下用户信道具有低相关性(有利于多天线技术的实现,可以使用户的使用速率变高);
    • 视距环境之下用户信道空间自由度提高;
    • 阵列增益明显增加,干扰抑制能力提高(4G/5G的干扰会更低)。

    传统的MIMO和3D MIMO效果对比
    在这里插入图片描述从上下两层图可以看出,传统的MIMO是宽波束,而Massive MIMOV是由

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  • 5G:认识5G关键技术

    千次阅读 2019-06-04 08:55:15
    5G:认识5G关键技术 SDR 定义 软件定义的无线电(Software Defined Radio,SDR) 是一种无线电广播通信技术,它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来...

    5G:认识5G关键技术

     

    • SDR
      • 定义
        软件定义的无线电(Software Defined Radio,SDR) 是一种无线电广播通信技术,它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。

        所谓软件无线电,其关键思想是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等,用软件来完成,并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。可以说这种平台是可用软件控制和再定义的平台,选用不同软件模块就可以实现不同的功能,而且软件可以升级更新。其硬件也可以像计算机一样不断地更新模块和升级换代。由于软件无线电的各种功能是用软件实现的,如果要实现新的业务或调制方式只要增加一个新的软件模块即可。同时,由于它能形成各种调制波形和通信协议,故还可以与旧体制的各种电台通信,大大延长了电台的使用周期,也节约了成本开支。
         
      • 特性
        1)具有很强的灵活性。软件无线电可以通过增加软件模块,很容易地增加新的功能。它可以与其它任何电台进行通信,并可以作为其它电台的射频中继。可以通过无线加载来改变软件模块或更新软件。为了减少开支,可以根据所需功能的强弱,取舍选用的软件模块。

        2)具有较强的开放性。软件无线电由于采用了标准化、模块化的结构,其硬件可以随着器件和技术的发展而更新或扩展。软件也可以随需要而不断升级。软件无线电不仅能和新体制电台通信,还能与旧式体制电台相兼容。这样,既延长了旧体制电台的使用寿命,也保证了软件无线电本身有很长的生命周期。
         
      • 简单描述
        通用硬件+软件可升级(动态加载新的波形和协议可使用不同的波形和协议操作 )。
         
    • MIMO
       
      • 定义
        MIMO:(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。它能充分利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,可以成倍的提高系统信道容量,显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
         
      • 特性
        1)基本原理
         
        发射端通过空时映射将要发送的数据信号映射到多根天线上发送出去,接收端将各根天线接收到的信号进行空时译码从而恢复出发射端发送的数据信号。
        2)分类
              A)空间分集:每个发送相同的信息,对抗多径干扰。
                   空间分集是指利用多根发送天线将具有相同信息的信号通过不同的路径发送出去,同时在接收机端获得同一个数据符号的多个独立衰落的信号,从而获得分集提高的接收可靠性。举例来说,在慢瑞利衰落信道中,使用一根              发射天线n 根接收天线,发送信号通过n 个不同的路径。如果各个天线之间的衰落是独立的,可以获得最大的分集增益为n 。对于发射分集技术来说,同样是利用多条路径的增益来提高系统的可靠性。在一个具有m根发射天            线n 根接收天线的系统中,如果天线对之间的路径增益是独立均匀分布的瑞利衰落,可以获得的最大分集增益为mn。目前在MIMO系统中常用的空间分集技术主要有空时分组码(Space Time Block Code,STBC)和波束              成形技术。STBC是基于发送分集的一种重要编码形式,其中最基本的是针对二天线设计的Alamouti方案。
              B)空分复用:每个天线发送不同信息,提升传输速率,频谱利用率。
                   (spatial multiplexing)工作在MIMO天线配置下,能够在不增加带宽的条件下,相比SISO系统成倍地提升信息传输速率,从而极大地提高了频谱利用率。在发射端,高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流,不             同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。如果发射端与接收端的天线阵列之间构成的空域子信道足够不同,即能够在时域和频域之外额外提供空域的维度,使得在不同发射天线上传送的信号之间能够相互             区别,因此接收机能够区分出这些并行的子数据流,而不需付出额外的频率或者时间资源。空间复用技术在高信噪比条件下能够极大提高信道容量,并且能够在“开环”,即发射端无法获得信道信息的条件下使用。                       Foschini等人提出的“贝尔实验室分层空时”(BLAST)是典型的空间复用技术。
         
      • 简单介绍
        多天线发射、多天线接收+提升信道容量。

         
    • CCFD
       
      • 定义
        在空中接口方面,同时同频全双工(CCFD:  Co-time Co-frequency Full Duplexing)技术(后面简称“全双工”)能够在相同频率同时收发电磁波信号,相对于现在广泛应用的时分双工和频分双工,频谱效率有望提升一倍。
         
      • 特性
         
        核心问题是如何在本地接收机中抑制本地设备自己发射的信号(即自干扰)。
        抵消方式有三种:

        1)天线抵消:被动自干扰消除(Passive Cancellation)
             天线端主要采用增大收发天线隔离度的方法,如简单的拉远本地收发天线距离,采用定向天线隔离,在收发天线间增加隔离材料,或采用阵列波束,减弱接收天线处的干扰信号强度等方法。
        2)射频抵消
        3)基带抵消
              对射频和基带部分的干扰消除主要采用主动自干扰消除方式,预先进行自干扰信信号的幅度、相位做精确的估计,再重建自干扰信号并与接收信号反相叠加,实现自干扰消除。
              自干扰参数估计越精确,自干扰消除越彻底。
              制约全双工自干扰消除能力主要有自干扰估计和重建过程中的误差、放大器非线性等因素。
         
      • 简单介绍
        相同频率同时收发电磁波信号,提高频谱使用效率。
         
    • OFDM
       
      • 定义
        OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM(Multi Carrier Modulation),多载波调制的一种。
        OFDM主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI) 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上可以看成平坦性衰落,从而可以消除码间串扰,而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。
         
      • 特性
        1)收发流程
         
        在发射端,首先对比特流进行QAM或QPSK调制,然后依次经过串并变换和IFFT变换,再将并行数据转化为串行数据,加上保护间隔(又称“循环前缀”),形成OFDM码元。在组帧时,须加入同步序列和信道估计序列,以便接收端进行突发检测、同步和信道估计,最后输出正交的基带信号。

        在接收端,当接收机检测到信号到达时,首先进行同步和信道估计。当完成时间同步、小数倍频偏估计和纠正后,经过FFT变换,进行整数倍频偏估计和纠正,此时得到的数据是QAM或QPSK的已调数据。对该数据进行相应的解调,就可得到比特流。

        2)调制方式
        OFDM是正交频分复用,将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。
        解调时要用一个有乘积积分功能的滤波器来提取每一路信号,由于各自载波之间的正交性,就可以很好地提取各路信号。

        在通信系统中,例如我们用手机打电话的时候,通话数据被采样后,会形成D0、D1、D2、D3、D4、D5……这样连续的数据流。
        FDM就是把这个序列中的元素依次地调制到指定的频率后发送出去。
        OFDM就是先把序列划分为D0、D4、D8……D1、D5、D9……D2、D6、D10……D3、D7、D11……这样4个子序列(此处子序列个数仅为举例,不代表实际个数),然后将第一个子序列的元素依次调制到频率F1上并发送出去,第二个子序列的元素依次调制到频率F2上并发送出去,第三个子序列的元素依次调制到频率F3上并发送出去,第四个子序列的元素依次调制到频率F4上并发送出去。F1、F2、F3、F4这四个频率满足两两正交的关系,如下图所示。
         
         
      • 简单介绍
        OFDM:正交频分复用。将原始信道分成若干个子信道传递信号+提高传输速率、克服频率选择性衰落。
    展开全文
  • 5G关键技术ppt,有比较炫的动态效果。
  • 【5G】5G关键技术领域发展状况

    千次阅读 2019-08-07 23:28:27
    5G关键技术领域发展状况 当前 ,5G已成为全球业界研发的焦点。5G移动通信系统不是简单的以某个单一技术或某些业务能力来定义的。5G将是一系列无线技术的深度融合。它不但关注更高效率、更大带宽、更强能力的无线空...

    5G关键技术领域发展状况

    当前 ,5G已成为全球业界研发的焦点。5G移动通信系统不是简单的以某个单一技术或某些业务能力来定义的。5G将是一系列无线技术的深度融合。它不但关注更高效率、更大带宽、更强能力的无线空口技术,而且更关注新的无线网络架构。5G将是融合多业务、多技术,聚焦于业务应用和用户体验的新一代移动通信网络。

    主要内容:

    • 无线技术
    • 网络技术

    一、无线技术

    1.大规模天线(Massive MIMO

    多天线(MIMO)技术由贝尔实验室在20世纪90年代提出,早在3G时代就被引入无线通信领域,后来也是4G的关键技术之一。传统MIMO技术到5G时代已不能满足呈指数增长的无线数据需求。2010年底,贝尔实验室的科学家又提出了大规模MIMO(Massive MIMO)的概念。Massive MIMO技术指基站天线数目庞大,而用户终端采用单天线接收的通信方式,作为目前移动通信系统一种平滑的过渡方式,通过对基站的改造,提高系统的频谱利用率。

    面对5G在传输速率和系统容量等方面存在的挑战,天线数目增加将是MIMO继续演进的方向。根据概率统计学原理,当基站侧天线数量远大于用户天线数量时,基站各个用户的信道将趋于正交。这种情况下用户间干扰将趋于消失,而巨大的阵列增益能够有效提升每个用户的信噪比,从而能够在相同的时频资源上支持更多的用户。

    大规模天线技术是3GPP中研究的最重要议题之一。虽然标准仍在争论,但是这一技术目前已经可以应用。日本软银已在全国43城市的100个基站中使用相关技术,东京城区4个位置的测试表明大规模天线技术可以实现约6.7倍的通信速度提升。中兴通讯的大规模天线产品已在国际屡屡获奖,而大唐电信的大规模天线也已集成了256个天线。上海也已经有了大规模天线的试点。

    2.新型多址技术

    多址技术是指通信用户地址识别的技术,即如何识别用户的身份,在3G中使用的是CDMA技术(码分多址),4G使用OFDMA技术(正交频分多址),而5G不仅要提升频谱效率还要支持海量终端连接,降低信令开销,缩短接入时延,节省终端功耗等,因此需要新型多址技术。

    多址技术主要目的在于提高基站接入用户的数量。为达到此目的,5G使用的多址技术将会在原有多址技术的基础上继续增加用户。然而用户的增加会造成用户之间信号的干扰。目前,华为的基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址技术(SCMA)、大唐的基于非正交特征图样的图样分割多址技术(PDMA)、中兴的基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入技术(MUSA)都已经完成了新型多址技术重点针对上行用户连接能力、下行吞吐量性能以及上行免调度能力的性能测试。相比于LTE,华为、中兴下行吞吐量性能增益超过86%;华为、中兴、大唐上行用户连接能力均可提升3倍;中兴还实现了上行免调度性能测试。

    3.超密集组网技术(UDN

    随着终端数量的增多,现有的基站在办公室、住宅、校园、大型集会、体育场、地铁等场景中将会面临流量的进一步提升。同时,通信频率的升高也表明新建站对应蜂窝尺寸的降低和密度的提升。超密集组网通过增加单位面积内小基站的密度,并通过在异构网络中引入超大规模低功率节点实现热点增强、消除盲点、改善网络覆盖、提高系统容量。

    异构网络(HetNet)将是应对未来数据流量陡增,满足容量增长需求的主要途径。在宏蜂窝网络层中,运营商可通过布放大量低功率的微蜂窝(Microcell)、微微蜂窝(Picocell)、毫微微蜂窝(Femtocell)等非标准六边形蜂窝接入点,形成低功率节点层,大量重用系统已有频谱资源,增强总的等效功率资源,并有针对性地按需部署、就近接入,来满足热点地区对容量的需求。

    根据中国移动公布的数据,2015 年底公司基站数达到260 万个,近5 年的复合增长率为24.78%。根据市场研究机构ABI Research 最新调查显示,2021 年全球室内小型基站市场规模将达到18 亿美元。目前,大唐电信已完成超密集组网第一阶段的测试。

    4.信道编码技术

    信道编码,也叫差错控制编码,是所有现代通信系统的基石,通过在发送端对原数据添加相关性冗余信息,接收端根据这种相关性来检测和纠正传输过程产生的差错。信道编码技术在历史上出现了Hamming码、Golay码、Viterbi码、Turbo码、LDPC码等方案。Turbo 码与LDPC 码具有逼近香农极限的性能,能很好满足3G4G通信的需求,但由于两者各有优缺点,满足全部5G应用并不现实。Polar码是2007年由土耳其比尔肯大学教授E.Arikan基于信道极化理论提出的一种线性信道编码方法,能达到香农极限,并且具有较低的编译码复杂度,但由于出现较晚,在实际场景中没有Turbo码和LDPC码应用广泛,产业链也不是很成熟。201611月,3GPP RAN1 87次会议确定了5G eMBB(增强移动宽带)场景下的信道编码方案:数据通道为LDPC 码,控制通道为Polar极化码

    表:各类信道编码方式比较

    编码方式

    Hamming 码

    Golay 码

    Viterbi码

    Turbo 码

    LDPC 码

    Polar 码

    特点

    低效,最早

    Hamming码改进

    第一个长信号编码

    迭代码,计算量大

    速度快,计算量大

    高增益、高可靠

    应用

    没有大规模应用

    旅行者号土星木星回传

    GSM、CDMA

    3G、4G、4.5G

    WiFi、数字电视、5G数据通道

    5G控制通道

    推动方

    /

    /

    /

    爱立信、Orange

    高通、诺基亚、Intel、三星

    华为

    专利

    到期

    到期

    到期

    到期

    到期

    未到期

    资料来源:樊昌信, 曹丽娜. 通信原理[M].北京:国防工业出版社,2015.1.

    5.新型多载波技术

    正交频分复用技术(OFDM)是4G重要的多载波技术,在5G中也是基本波形的重要选择,但OFDM仍然存在对时频同步要求高、需要全频带配置统一的波形参数等问题。5G除了传统的移动互联网场景,还定义了大规模物联网场景和低时延高可靠场景,不同的场景对载波也提出了不同的要求。同时,由于新业务和新技术层出不穷,为了避免一出现就落后的局面,多载波技术要具有良好的可扩展性和可配置性,实现向后兼容,并且可以和新型调制编码、新型多址和大规模天线等技术实现很好的结合。目前业界提出的新型多载波技术包括F-OFDMUFMC以及FBMC技术等,能够克服OFDM目前所存在的时频同步敏感性。

    6.全频谱接入技术

    5G的无线技术可由5G新空口(包括6GHz以下低频技术和6GHz以上高频技术)和4G演进空口两部分组成。其中5G低频新技术用于增强移动宽带场景,高频新技术联合低频技术组网用于热点地区;4G演进技术作为补充。所以高频技术仅用于人与人之间的高速通信;低频技术用于人与人的通信和物联网场景。

    不同于4G,5G频谱并没有提前确定,这也是由于5G面临高频段通信技术的加入,而此技术尚未在全球达成共识。为了统一全球的毫米波频率标准,ITU在WRC-15会上通过了2019年WRC-19 1.13议题:审议国际移动通信未来发展的频谱需求和候选频段。同时公布了24GHz到86GHz之间的全球可用频率的建议列表:24.25~27.5GHz,31.8~33.4GHz,37~40.5GHz,40.5~42.5GHz,45.5~50.2GHz,50.4~52.6GHz,66~76GHz,81~86GHz。

    美国联邦通信委员会(FCC)已于2015年10月21日发布了拟议规范公告(NPRM),针对28GHz (27.5~28.35GHz)、37GHz(37~38.6 GHz)、39GHz(38.6~40 GHz)和64~71GHz频带提出全新且灵活的服务规则。2016年7月,FCC又立法确定了这些频率的应用。而日本NTT 也已提议将3.5GHz、4.5GHz和28GHz频段作为5G服务的潜在备选频段,并已将3.5GHz用于4G服务。

    7. 终端直连技术(D2D

    与物联网中的M2M(Machine to Machine)概念类似,D2D旨在使一定距离范围内的用户通信设备直接通信,以降低对服务基站的负荷。D2D 通信模式下能有效提升网络容量。用户数据直接在终端之间传输,避免了蜂窝通信中用户数据经过网络中转传输,由此产生链路增益;其次,D2D用户之间以及D2D与蜂窝之间的资源可以复用,由此可产生资源复用增益;通过链路增益和资源复用增益则可提高无线频谱资源的效率,进而提高网络吞吐量。

    针对物联网增强的D2D通信的典型场景之一是车联网中的短距离、低时延和高可靠性的V2X(车车V2V、车路V2I、车人V2P 等,统称V2X)通信。例如,在高速行车时,车辆的变道、减速等操作动作,可通过D2D通信的方式发出预警,车辆周围的其他车辆基于接收到的预警对驾驶员提出警示,甚至紧急情况下对车辆进行自主操控,以缩短行车中面临紧急状况时驾驶员的反应时间,降低交通事故发生率。

    在低成本的D2D场景中,低成本、低功耗的D2D连接模式能够代替物联网蜂窝通信,从而实现对物联网终端可管可控可计费以及安全需求,从而满足物联网超标、可穿戴等应用的普及推广。

    二、网络技术

    1.网络切片技术

    传统蜂窝网采用一刀切的网络架构明确面向移动手机用户。5G时代单一物理网络似乎难以满足不同用户的要求,除了上文提到的信号域多载波技术,网络侧网络切片技术将不同业务划分在不同通道,优化了任务的开展实施,为典型的业务场景分配独立的网络切片。网络切片基于网络功能虚拟化(NFV展开,面向不同的业务提供不同的服务。通过切片技术,云端和终端形成了分业务的直连通路,业务效率实现了最优化。不同分片的网络功能、拥塞、过载、配置调整都不对其他分片形成影响。

    当前ETSI NFV、ITU、3GPP、CCSA等标准组织正在制定或即将开始相关技术标准工作,产业界也在积极投入移动网络切片的研究和试验。爱立信作为概念的提出者,与SK 电讯于2015年10月23日成功演示了5G网络切片技术。该演示在韩国SK电讯企业研发中心进行,演示创建了专为超多视点、增强现实、虚拟现实、大规模物联网以及企业解决方案等业务优化的虚拟网络切片。而2016年2月,华为也分别联合中国移动、德国电信等演示了5G端到端网络切片技术。

    2.SDN/NFV技术

    5G为了应对大带宽、低时延和高可靠性等需求,需要解决网络资源和计算资源不匹配的矛盾,引入SDN/NFV技术搭建基于通用硬件的基础平台,支持5G 的高性能转发要求和电信级的管理需求。

    SDN即软件定义网络,是网络虚拟化的一种实现方式,通过将网络设备控制面与数据面分离开来,实现网络流量的灵活控制,使网络作为管道变得更加智能SDN 2006年诞生于美国GENI项目资助的斯坦福大学Clean Slate课题。SDN的典型架构共分三层,最上层为应用层,支持各种不同的业务和应用;中间的控制层主要负责处理数据平面资源的编排,维护网络拓扑、状态信息等;最底层的基础设施层负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。

    NFV即网络功能虚拟化,是指通过软硬件解耦及功能抽象使网络设备功能不再依赖于专用硬件,资源可以充分灵活共享,实现新业务的快速开发和部署、故障隔离和自愈等。NFV则是由运营商的联盟提出,在NFV方法中,各种网元变成了独立的应用,可以灵活部署在基于标准的服务器,存储,交换机构建的统一平台上,这样软硬件解耦,每个应用可以通过快速增加减少虚拟资源来达到快速缩扩容的目的,大大提升网络的弹性。按照NFV设计,从纵向看分为三层:最下层是基础设施层,即支持可编程特性的基础硬件平台;第二层是虚拟网络层,通过虚拟化方式对计算、存储、网络等网络资源进行管理和调度实现各个网元功能,并为上层业务功能提供开放的运行环境。第三层是运营支撑层需要为虚拟化进行必要的修改和调整。

    SNS Research预计,SDN和NFV的投资将在未来五年内以54%的年复合增长率增长。随着服务供应商寻求降低成本和虚拟化他们的网络,最终运营商和服务提供商在2020年针对SDN和NFV的投资将超过200亿美元。自2012 年,Google公司的B4网络成功部署SDN技术解决流量调度问题后,SDN 技术便开始备受关注。2015年AT&T提出Domain2.0项目,计划2015年将5%业务迁移到基于SDN/NFV网络架构(实际完5.7%),2016完成30%,2020完成75%。2015年底电信设备供应商Alcatel-Lucent就宣布加入ON.Lab的ONOS项目,该项目重点是开发面向电信运营商的可扩展的SDN解决方案,目前拥有的成员包括AT&T、NTT通信、SK电信、中国联通、Ciena、思科、爱立信、富士通、华为、英特尔和NEC等。我国三大运营商已启动针对SDN/NFV的试点验证,并逐步实现孵化与产品。

    3.移动边缘计算

    由欧洲电信标准协会ETSI提出的移动边缘计算(Mobile Edge ComputingMEC)是基于5G演进的架构,将移动接入网与互联网业务深度融合的一种技术。MEC可改善用户体验,节省带宽资源,并通过将计算能力下沉到移动边缘节点,提供第三方应用集成,为移动边缘入口的服务创新提供可能

    移动边缘使得网络扁平化、智能化、本地化,是“云”的进一步升级。MEC 相当于在离用户更近的地方建立了工厂、仓库,实现了资源的快速调度。中国移动在上海F1赛事中曾试用MEC部署,内容直接同无线网连接,直播延时仅有0.5秒。大唐电信也提出了利用接入网小型服务节点实现MEC的产品。另外,移动边缘计算还要满足高速移动时,终端的边缘切换要求。

    参考资料:

    • 《5G移动通信系统及关键技术》
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  • 5G关键技术:大规模多天线技术现状及研究点介绍.pdf
  • 5G关键技术研究方向 要实现随时随地接入的需求,5G离不开网络系统体系架构、无线组网、无线传输、新型天线与射频以及新频谱开发与利用等关键技术的支撑,因此研究方向...

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