作为中国三大移动通信运营商之一的中国电信,其对于未来5G(第五代移动通信)的核心技术有哪些观点呢?下文将进行全面介绍。由于涉及技术,比较枯燥,所以在语言上尽量简洁,而且适合收藏待以后慢慢研读。后续相关系列文章将及时进行更为详细的介绍。
1、灵活的全双工技术
1)发展背景
(1)在FDD系统之中,上、下行不对称,上行利用不充分
(2)FDD系统的流量适配尚不灵活
2)应用场景
如图1所示,其具备两大应用场景:低功率节点、信号中继
图1 全双工移动通信技术的应用场景
3)上行频谱的潜在利用方式
图2 方式一:在上行频段中配置TDD载波
图3 方式二:在上行频段中补充配置下行载波
4)研发内容
(1)上/下行相邻频段的共存问题
(2)上/下行交联干扰的管理问题
(3)物理层机制(如帧结构、HARQ计时)
2、超密集网络
1)发展背景
未来5G网络的超高流量密度需求应得到满足。为了满足未来移动业务快速发展的需求,除了更大的频谱带宽、更先进的无线接入技术外,5G网络还需要新型的无线网络架构。
图4 超密集异构组网示意
2)所面临的挑战
(1)站间干扰情况将更为严重
(2)网络切换频率将增大,由此,切换失败率将会提高
(3)将无法给所有基站建设高速有线回程
3)研发内容
(1)干扰消除机制:更先进的CoMP(多站协作传输)、高级接收机
(2)虚拟层技术:用以降低网络切换频率
(3)层级化的回程架构:有线+无线回程
4)虚拟层技术
(1)把控制面置于虚拟层,把数据面置于实际层
(2)处于同一虚拟层的移动用户无需重选或切换基站
图5 虚拟层技术的5G组网架构
5)层级化的回程架构
(1)以“即插即用”方式(无线回程)部署小基站
(2)采取了高阶的单用户MIMO及多用户MIMO的无线回程
(3)回程/接入联合设计与资源分配
图6 层级化的5G移动通信回程网络
3、大规模MIMO技术
1)3GPP LTE R-13标准的进一步扩展
(1)更多的天线端口
(2)场景扩展:分布式MIMO及无线回程
(3)高频段
(4)对终端更高移动性的支撑
图7 应用于未来5G网络的大规模MIMO技术
2)研发内容
(1)信道建模——例如,对更多场景的支撑
(2)面向各种发展场景的潜在统一设计
(3)信令与控制信道设计的增强
(4)信道信息获取的增强,包括CSI反馈、信道互易机制
4、高频段移动通信系统
1)发展背景
6~100 GHz的高频段可提供充足的频谱资源,使得未来的5G系统具备更大的容量、更高的数据传输速率。
图8 未来5G移动通信网络将采取的高频段
2)研发内容
(1)高频段频谱与信道
①高频段的潜在指配方式
②典型应用场景与案例
③高频段的信道建模
(2)关键技术与系统设计
①新型空口,如帧结构、波形与编码
②与大规模MIMO及超密集组网等其他技术进行联合设计
③低频段与高频段的混合组网
5、多用户叠加传输
1)下行多用户叠加
(1)基于LTE R-13 SI中候选MUST机制的LTE R-14 WI
(2)未来潜在的增强
图9 下行多用户叠加原理
2)上行多用户叠加
(1)发射机:通过功率域叠加及/或码域叠加,以相同的资源传输多用户信息
(2)接收机:通过基站干扰消除或重复/迭代侦测,恢复不同用户的信息
图10 上行多用户叠加原理
6、无线自组网
1)5G网络面临的挑战
(1)超密集组网时,巨量有线回程的高部署成本
(2)超密集组网时,部分基站不便采取有线回程
(3)数据传输延迟大、站点间的信令协调延迟大
2)发展背景与研究内容
无线自组网旨在:建设基站之间的高速、高效无线传输网络
图11 5G无线自组网
此种解决方案可:
(1)增强基站之间的协调能力与效率
(2)减小数据传输及信令交换的延迟
(3)提供动态、灵活回程,即插即用
7、基站接收机的未来演进
1)3GPP LTE R-13正在研究“基站MMSE-IRC接收机的性能要求”。
2)考虑到基站接收机(如干扰消除与最大似然接收机)的未来演进,在3GPP LTE R-14标准中:
①在具有理想回程的小区内(单用户/多用户MIMO)、站内小区间、基站间,基站能完全掌控各个干扰参数。从而,基站码字干扰消除与最大似然接收机就具备可行性。
②相比于终端,基站具备更强大的处理能力,从而可用于消除更多数量的干扰,并进行更多次的干扰消除迭代。
图12 基站高级接收机的演进