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0431-81702023
光学工程
中国电信的5G移动通信核心技术

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

 


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