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标准制定将启动 5G概念和技术路线逐渐清晰

2015-04-17 00:26
FlappyBird
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  在全球业界的大力推动下,第五代移动通信(5G)技术快速发展,当前已进入到概念形成和标准制定工作即将启动的关键阶段。为推动全球5G概念的形成,我国IMT-2020(5G)推进组对5G主要场景、技术需求和关键技术等进行了深入研究,并从中提炼了5G概念和技术路线。在标准化方面,国际电信联盟(ITU)即将完成5G标准前期研究,并明确提出了IMT-2020标准工作计划,国际主流移动通信标准组织3GPP近期也启动了5G相关议题讨论。

  5G面临四大场景技术挑战

  面向2020年及未来,移动互联网和物联网将成为5G发展的主要驱动力。5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种场景的多样化业务需求。从对移动互联网和物联网的需求出发,可提炼出5G的四个主要技术场景:连续广域覆盖场景、热点高容量场景、低功耗大连接场景和低时延高可靠场景。其中,前两种场景主要面向移动互联网应用,后两种场景主要面向物联网及垂直行业应用。

  5G面临四大场景的多样化技术挑战。连续广域覆盖场景采用移动通信最基本的覆盖方式,需要随时随地为用户提供100Mbps以上的用户体验速率;热点高容量场景面向局部热点区域,需要满足用户极高的数据传输速率和区域范围内极高的数据流量需求,主要挑战包括1Gbps用户体验速率、数十Gbps峰值速率和数十Tbps/平方公里流量密度;低功耗大连接场景主要面向海量的低功耗物联网应用,不仅要求5G网络具备超千亿设备的总连接能力和100万/平方公里的连接数密度要求,还需保证终端的超低功耗和超低成本;低时延高可靠场景主要面向车联网、工业控制等垂直行业的苛刻要求,需要实现毫秒级端到端时延和接近100%的可靠性。

  5G创新源自无线和网络两方面

  与以往几代移动通信技术不同,5G技术创新的来源将会更加丰富,不仅无线技术会出现重大创新,而且网络技术也会出现重大变革。

  在无线技术方面,5G将采用大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入四大核心关键技术。大规模天线阵列通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流,能够数倍提升系统频谱效率和容量。超密集组网通过增加基站密度,可实现频率复用效率的巨大提升。新型多址通过发送信号在码域/空域/时域/频域的叠加传输,可实现多场景下系统频谱效率和接入能力的显着提升,并可通过免调度传输降低信令开销、时延和终端功耗,潜在技术方案包括SCMA、MUSA、PDMA和NOMA等。全频谱接入能够有效利用各种移动通信频谱来提升传输速率。其中,6GHz以下频段传播特性较好,可作为5G优选频段;6GHz以上频段可作为后续补充频段。此外,FBMC、F-OFDM、全双工、灵活双工、D2D、多元LDPC码、网络编码、极化码等也被认为是潜在的5G无线关键技术。

  面对多样化的5G场景,需采用合适的无线技术以满足相应需求。

  ——在连续广域覆盖场景,大规模天线阵列能够大幅提升系统频谱效率,提升用户体验速率,是连续广域覆盖场景最主要的使能技术之一,新型多址技术可与大规模天线阵列相结合,进一步提升频谱效率和多用户接入能力。

  ——在热点高容量场景,超密集组网能够极大提升单位面积内的频率复用效率,并能够与大规模天线阵列和新型多址相结合,进一步提升系统频谱效率,全频谱接入能够充分利用低频和高频资源,实现更高的传输速率和更大的系统容量。

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