文档介绍：5G移动通信关键技术小谈杨亚飞信息科学技术学院海南大学2015年10月13日2/595G关键传输技术介绍打开5G通信技术的面纱提纲结束语5G通信发展的动力?移动互联网和物联网是未来移动通信发展的两大驱动力4/595G通信简介?按照业内初步5G,第五代移动通信技术,也是4G之后的延伸,目前正在研究中。目前还没有任何电信公司或标准订定组织(像3GPP、WiMAX论坛及ITU-R)的公开规格或官方文件有提到5G。?按照业内初步估计,包括5G在内的未来无线移动网络业务能力的提升将在3个维度上同时进行:?1)通过引入新的无线传输技术将资源利用率在4G的基础上提高10倍以上;?2)通过引入新的体系结构(如超密集小区结构等)和更加深度的智能化能力将整个系统的吞吐率提高25倍左右;?3)进一步挖掘新的频率资源(如高频段、毫米波与可见光等),?GSM?NSSCDMA?TD-SCDMA?WCDMA?CDMA-2000?GPRS Core NetworkOFDM、MIMO?LTE-A?WiMAX?SAE5G4G3G2G?5G发展需求?为了实现5G发展目标,需要什么关键技术?5G通信性能的提升不是单靠一种技术,需要多种技术相互配合共同实现。6/59关键传输技术——总览高频段传输新型多天线传输5G通信关键技术同时同频全双工密集网络覆盖技术D2D技术新型网络架构7/59关键传输技术(1)——高频段传输?移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下,这使得频谱资源十分拥挤,而在高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富,能够有效缓解频谱资源紧张的现状,可以实现极高速短距离通信,支持5G容量和传输速率等方面的需求。?高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势,业界对此高度关注。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点,但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。8/59关键传输技术(1)——高频段传输03GHz6GHz>60GHz2G/3G/4G re-farmingWRC-15 AI candidate bands below 6GHz Potential bands above 6GHz for 2020’s Global interest bands for WRC-15<1 GHz [MHz]410-430, 470-694/698, 694/698-7901-2 GHz [MHz]1300-1400, 1427-1525/1527, 1695-1700/17102-3 GHz [MHz]2025-2100, 2200-2290, 2700-31003-5 GHz [MHz]3300-3400, 3400-4200, 4400-50005-6 GHz [MHz]5150-5925,5850-6245WRC-15 AI (>6GHz)频谱分配原则①优先保障移动通信的频谱资源②技术上可以实现③连续500MHz带宽可用④能与其他系统共存?增加带宽是增加容量和传输速率最直接的方法?6GHz以下频谱资源稀缺?6GHz以上频谱资源丰富9/59关键传输技术(1)——高频段传输?可用频带宽,可提供几十GHz带宽?波束集中,提高能效?方向性好,受干扰影响小?优势?路径损耗大,不适合远程通信?受空气和雨水等影响较大?绕射能力差,NLOS受限?如何实现随机接入?硬件实现复杂度高(例如高速A/D和D/A的设计有很大挑战)?挑战高频段带宽资源尚待开发? 60GHz频段毫米波(mmWave, 30~300 GHz, 1~10 mm, 广义毫米波包含20~30 GHz)10~400 GHz频段大气衰减卫星军事?毫米波通信——开发高频段?毫米波可用于室内短距离通信,也可为5G移动通信系统提供Backhaul链路10/59关键传输技术(1)——高频段传输?毫米波通信技术目前已经实现10Gbps的传输速率?据预测,未来毫米波通信速率可快于光纤速率(faster than fiber)J. Wells, "Faster than fiber: The future of multi-G/s wireless," IEEE Microwave Magazine, vol. 10, pp. 104-112, 。商用带宽分配,40GHz以下比较窄?要实现更高的传输速率,需要更高的载波频谱?10GHz以下频段,仅能达到几十Mbps?10-40GHz频段,仅能达到几百Mbps?60-80GHz频段,可达1Gbps?100GHz以上,可达10Gbps?毫