5G技术探讨(二)

 

日前,中国通信标准化协会无线通信技术工作委员会前沿无线新技术研究工作组召开5G技术研讨会。来自大学、国内企业和国外企业的专家欢聚一堂,探讨了5G技术研究进展。这是第一部分:主要企业观点。...



中国标准通信化协会(CCSA)的无线通信技术工作委员会前沿无线新技术研究工作组(TC5 WG6)第41次会议于2015年8月5日在银川召开,本次会议围绕第五代移动通信IMT-2020(5G)召开专题技术研讨会,来自产学研各个领域的5G研究组织的60名代表参加了本次会议。会议中首先来自清华大学、东南大学、北京邮电大学、华中科技大学、电子科技大学和解放军郑州信息工程大学的多个863项目的5G课题组代表在会议上分享了项目目前研究成果,主要包括5G网络架构、5G毫米波通信、5G网络虚拟化、5G新波形及新型多址、5G安全等方面研究内容及成果的介绍。随后来自华为、中兴、大唐、高通、爱立信、和诺基亚的企业代表介绍了企业对于5G技术路线、关键技术研究及系统标准化等方面的观点。

(1)5G创新技术概述——华为



华为的伍勇博士在会议上介绍了华为对5G工作时间计划以及关键技术研究的观点。关于工作时间计划,华为总体与ITU提出的5G时间计划相一致,依次包括需求分析、评估方案等研究阶段,以及技术方案征集阶段,标准化阶段等,到2020年5G具备商业部署能力。在这基础上,华为认为在2017年将具有4.5G移动通信技术的商业部署。关于关键技术部分,华为则根据自身企业特点重点介绍全频谱接入,新的网络架构,新的5G统一空口设计和关键无线技术,其中无线技术包括:F-OFDM,SCMA,极化码,massive MIMO,5G双工技术。F-OFDM波形具有较强的灵活性,可以适应于多种应用场景的需求,例如MBB场景、无人驾驶、智能电表及多播场景等。SCMA则通过多用户频率资源复用提升系统频谱效率和用户连接能力,可以通过免调度传输进一步减少信令开销和传输时延。极化码传输大包的复杂度远低于Turbo码,传输小包则相比LTE-Turbo码有0.5-2dB的增益,且无地板效应问题,适用于高可靠场景。Massive MIMO目前在基站侧支持天线数超过64根,最多支持24个数据流,与波束赋形结合还可以减少信道反馈开销,而在用户侧可选择性支持16根天线。5G双工技术则沿着TDD与FDD相互独立,相互结合,到灵活双工,再到全双工的路线发展。

(2)5G系统设计——中兴



中兴的企业代表在会议中从5G系统设计的角度讨论了需要考虑的关键技术点,包括网络切片、5G空口、毫米波、IoT和软件定义的空口。网络切片是5G网络架构的主要特性,可以对不同场景提供按需服务。一个网络切片包含了一系列网络功能节点、终端以及节点拓扑结构,而一个网络功能节点则包含了核心网络功能和部分接入网功能。网络切片的实现手段主要为NFV,SDN和SON。针对5G空口,将包含4G演进和5G新空口,而且新空口包含高频段和低频段。针对毫米波,主要挑战点在于信道建模、帧结构设计、多天线技术、组网以及频谱规划、回传链路设计等。针对IoT,主要需求及挑战在于更小的TTI,更大量连接数,更快速的接入、调度,以及网络更简化的信令开销。针对软件定义的空口,则通过一个硬件平台支持多种不同的应用服务,并且采用统一的空口架构,通过软件定义来自适应不同场景下的空口传输。

(3)5G TDD优势分析——大唐



大唐的秦飞博士在会议中重点介绍了TDD技术在5G应用中的优势和发挥的主要作用,其主要优势体现在Massive MIMO,UDN,毫米波,灵活频谱共享方面。在Massive MIMO方面,由于大量天线数的采用将导致大量用于测量信道的导频开销。TDD技术则可以利用信道的互易性,减少Massive MIMO技术中的导频过载。根据目前仿真结果,在128天线的Massive MIMO中利用TDD获得的频谱效率高于FDD近50%。在UDN方面,其主要挑战在于更高频谱、更大带宽的传输,灵活组网适应小范围覆盖以及上下行流量不均衡。 TDD可以灵活配置上下行时隙资源解决上下行流量不均问题,在灵活组网和大带宽传输方面均具有优势。仿真TDD技术小区间灵活组网协作性能,协作小区数为2~6个时,小区边缘用户传输速率提升约3~6倍。在毫米波方面,高频段很难找到成对的频谱资源,而这正是TDD的技术优势,不需要对称的频谱资源,目前宽带或高频段通信系统例如WiMax和802.11ad,均采用TDD通信。在灵活频谱共享方面,采用TDD技术则可以支持网络之间将空闲的、零散的和不对称的频段进行有效的协作。仿真TDD技术用于3个网络共享180MHz的带宽,小区边缘用户的传输速率相比于非共享情况下提升4-9倍。

(4)5G发展——高通

高通的曹一卿博士在本会议中介绍了高通关于5G发展的观点,共分为2个阶段。第1阶段为eMBB场景,研究点包括牌照与非牌照频段(


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