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0431-81702023
光學工程
中國電信的5G移動通信核心技術

作為中國三大移動通信運營商之一的中國電信,其對于未來5G(第五代移動通信)的核心技術有哪些觀點呢?下文將進行全面介紹。由于涉及技術,比較枯燥,所以在語言上盡量簡潔,而且適合收藏待以后慢慢研讀。后續相關系列文章將及時進行更為詳細的介紹。

  1、靈活的全雙工技術

  1)發展背景

  (1)在FDD系統之中,上、下行不對稱,上行利用不充分

  (2)FDD系統的流量適配尚不靈活

  2)應用場景

  如圖1所示,其具備兩大應用場景:低功率節點、信號中繼

 

  圖1 全雙工移動通信技術的應用場景

  3)上行頻譜的潛在利用方式

  

  圖2 方式一:在上行頻段中配置TDD載波

  

  圖3 方式二:在上行頻段中補充配置下行載波

  4)研發內容

  (1)上/下行相鄰頻段的共存問題

  (2)上/下行交聯干擾的管理問題

  (3)物理層機制(如幀結構、HARQ計時)

  2、超密集網絡

  1)發展背景

  未來5G網絡的超高流量密度需求應得到滿足。為了滿足未來移動業務快速發展的需求,除了更大的頻譜帶寬、更先進的無線接入技術外,5G網絡還需要新型的無線網絡架構。

 

  圖4 超密集異構組網示意

  2)所面臨的挑戰

  (1)站間干擾情況將更為嚴重

  (2)網絡切換頻率將增大,由此,切換失敗率將會提高

  (3)將無法給所有基站建設高速有線回程

  3)研發內容

  (1)干擾消除機制:更先進的CoMP(多站協作傳輸)、高級接收機

  (2)虛擬層技術:用以降低網絡切換頻率

  (3)層級化的回程架構:有線+無線回程

  4)虛擬層技術

  (1)把控制面置于虛擬層,把數據面置于實際層

  (2)處于同一虛擬層的移動用戶無需重選或切換基站

  

  圖5 虛擬層技術的5G組網架構

5)層級化的回程架構

  (1)以“即插即用”方式(無線回程)部署小基站

  (2)采取了高階的單用戶MIMO及多用戶MIMO的無線回程

  (3)回程/接入聯合設計與資源分配

  

  圖6 層級化的5G移動通信回程網絡

  3、大規模MIMO技術

  1)3GPP LTE R-13標準的進一步擴展

  (1)更多的天線端口

  (2)場景擴展:分布式MIMO及無線回程

  (3)高頻段

  (4)對終端更高移動性的支撐

  

  圖7 應用于未來5G網絡的大規模MIMO技術

  2)研發內容

  (1)信道建模——例如,對更多場景的支撐

  (2)面向各種發展場景的潛在統一設計

  (3)信令與控制信道設計的增強

  (4)信道信息獲取的增強,包括CSI反饋、信道互易機制

  4、高頻段移動通信系統

  1)發展背景

  6~100 GHz的高頻段可提供充足的頻譜資源,使得未來的5G系統具備更大的容量、更高的數據傳輸速率。

  

  圖8 未來5G移動通信網絡將采取的高頻段

  2)研發內容

  (1)高頻段頻譜與信道

  ①高頻段的潛在指配方式

  ②典型應用場景與案例

  ③高頻段的信道建模

  (2)關鍵技術與系統設計

  ①新型空口,如幀結構、波形與編碼

  ②與大規模MIMO及超密集組網等其他技術進行聯合設計

  ③低頻段與高頻段的混合組網

  5、多用戶疊加傳輸

  1)下行多用戶疊加

  (1)基于LTE R-13 SI中候選MUST機制的LTE R-14 WI

  (2)未來潛在的增強

 

  圖9 下行多用戶疊加原理

  2)上行多用戶疊加

  (1)發射機:通過功率域疊加及/或碼域疊加,以相同的資源傳輸多用戶信息

  (2)接收機:通過基站干擾消除或重復/迭代偵測,恢復不同用戶的信息

  

  圖10 上行多用戶疊加原理

 

6、無線自組網

  1)5G網絡面臨的挑戰

  (1)超密集組網時,巨量有線回程的高部署成本

  (2)超密集組網時,部分基站不便采取有線回程

  (3)數據傳輸延遲大、站點間的信令協調延遲大

  2)發展背景與研究內容

  無線自組網旨在:建設基站之間的高速、高效無線傳輸網絡

  

  圖11 5G無線自組網

  此種解決方案可:

  (1)增強基站之間的協調能力與效率

  (2)減小數據傳輸及信令交換的延遲

  (3)提供動態、靈活回程,即插即用

  7、基站接收機的未來演進

  1)3GPP LTE R-13正在研究“基站MMSE-IRC接收機的性能要求”。

  2)考慮到基站接收機(如干擾消除與最大似然接收機)的未來演進,在3GPP LTE R-14標準中:

  ①在具有理想回程的小區內(單用戶/多用戶MIMO)、站內小區間、基站間,基站能完全掌控各個干擾參數。從而,基站碼字干擾消除與最大似然接收機就具備可行性。

  ②相比于終端,基站具備更強大的處理能力,從而可用于消除更多數量的干擾,并進行更多次的干擾消除迭代。

  

  圖12 基站高級接收機的演進

 


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