第五代移动通信的关键技术
5G是面向未来的通信发展需求的移动通信系统,第五代移动通信技术兴起的主要驱动力为互联网和物联网,将来人机交互和数据共享是人们日常生活的一部分,在这种交互下,人们的生活将会更加高效舒适。第五代移动通信系统不仅通信容量大,速率高,其可靠性和安全性也比第四代移动通信有了更好的改进,具有很大的发展空间,下面简单介绍几种第五代移动通信的关键技术。1MassiveMIMO技术
大规模MIMO技术是指基站端采用大规模天线阵列,天线数超过十根甚至上百根,并且在同一时频资源内服务多个用户的多天线技术。大规模MIMO技术将传统的时域、频域、码域三维扩展为了时域、频域、码域、空域四维,新增维度极大的提高了数据传输速率。大规模MIMO天线技术提供了更强的定向能力和赋形能力如图1,大规模MIMO的空间分辨率与现有MIMO相比显著增强,能深度挖掘空间维度资源,使得网络中的多个用户可以在同一时频资源上利用大规模MIMO提供的空间自由度与基站同时进行通信,从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提高频谱效率。大规模MIMO可将波束集中在很窄的范围内,从而大幅度降低干扰,大幅降低发射功率,从而提高功率效率,减少用户间干扰,显著提高频谱效率。
当基站侧天线数远大于用户天线数时,各个用户的信道将趋于正交,小区内同道干扰及加性噪声趋于消失,系统性能仅受限于邻区导频的复用,这使得系统的很多性能都只与大尺度相关,与小尺度无关。大规模MIMO的无线传输技术将有可能使频谱效率和功率效率在4G的基础上再提升一个量级。
图1大规模MIMO天线技术方向图
f2非正交多址接入技术(NOMA)5G的无线接入技术目前还有的观点关注多载波调制,如滤波器组多载波(FBMC,_lter
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kbasedmulticarrier),其天然的非正交性和不需要先前的分布式发射机同步。一种新的调制方式,被称为通用滤波后的多载波(UMFC)被提出。开始是OFDM信号,通过滤相邻子载波组,以减少时间频率同步造成的旁瓣水平和载波间干扰。要解决OFDMA正交的时间窗口的缺点,即需要较大的保护带CP,使用多载波滤波器组就可以允许大的传输时延和任意高的频率补偿。日益发展的软件无线电,FFT块的大小,子载波间隔和CP长度可根据信道条件改变。因此,OFDMA允许一些参数可调,可以很好地适应5G的要求。3射束分割多址技术(BDMA)
有限的频谱资源对于移动和无线技术而言是一个重大的挑战,即如何把有限的频率和时间分配给不同用户。由于这个情况,要实现提r