5G全频谱接入技术的浅析
王栋 白清公
摘 要: 随着电子技术的迅速发展,蜂窝通信信号由最初被人们接触运用的模拟通信逐渐改善进化为2G、3G,直到演变成目前已经广泛普遍应用于生活的4G,从起初发展截止现在蜂窝移动通信经历了四代技术的积累,我国相关研究人员也在积极研究发展5G网络,从2012年起,我国的5G全频谱接入技术的研究与实验也在随着时代要求不断地推进,本文根据目前我国5G全频谱接入技术的现状进行分析与初步的讨论。
关键词: 5G全频谱接入技术;F-OFDM;上下行频率解耦
随着科技的发展,在物联网和新技术应用的推动下,当前利用频谱资源的技术手段已经不能满足和适应时代的快速发展。因此寻找和研究新的频谱利用方式迫在眉睫,而5G时代也应发展需求而生,作为5G无线关键技术之一的全频谱技术也显得尤为突出,同时也充分体现出全频谱接入技术对移动通信的重要性。
1 5G全频谱接入技术的现状
5G是第五代移动通信技术,它是第四代移动通信技术之后的延伸,据资料显示5G的网络理论下速度达到了10Gb/s,10Gb/。我国IMT-2020推进组召开了关于5G概念的白皮书发布会,介绍了5G需求、技术、频谱与国际合作等多个方面的重要发展阶段以及最新的研究成果与突破。
作为第五代移动通信技术的无线关键技术的全频谱接入包含了6GHz以下的低频段和6GHz以上的高频段,而其中5G的核心频段则是低频段,用于无缝覆盖;高频段则作为辅助用来覆盖区域热点速度的提升。全频谱接入采用的是高频与低频共存相关技术,充分结合低频与高频各自的优点将其融合在一起,使之达到覆盖面无缝隙、热点速率高且容量大的特点。目前全频谱技术研究的方向主要是将高频段应用于蜂窝通信方面,由于高频信号在移动条件下较容易受障碍而影响覆盖,虽然它能够提升热点的速率,但是单纯依靠它显得覆盖能力有限,为此5G整合了一系列的优化频谱技术。
2 5G全频谱技术的特点
增强型移动宽带
5G比4G加强了增强型移动宽带工作方式,采用灵活双工技术,相邻小区会进行干扰协助消除,根据业务调整上下行子帧;采用全双工的时候,接收端进行干扰消除运算,如反转抵消编码。
多用户虚拟MIMO,通过多个UE配对复用相同的上行资源,同时传输多流数据,提高吞吐量。采用三维波束赋形,在水平方向和垂直方向都随着UE位置进行调整。多用户虚拟BF根据配对条件进行UE配对实现在同一个数据资源上传多个用户下行数据流,满足大面积区域覆盖的前提下仍然可以使覆盖区域获得较高容量。
超高可靠低延时通信
5G为特殊场合提供毫秒级别的低延时和无误差服务如车联网、工业控制物联网或其他行业的特殊需求,由灵活的空口技术提供保障。
时隙聚合调度,一次可以调度多个时隙,适应不同业务,降低时延。
侵入式空口调度,EAI机制可以实现uRLLC业务对eMBB资源打孔。
HARQ协议重传在上一次传输之后的任何可用时间上进行,接收方会把重传数据和初传数据合并,合并成功就反聩传新数据。
高效新波形
目前4G LTE采用OFDM频谱效率已经达到5bit/hz,在5G中采用新波型F-OFDM子带滤波正交频分复用的频谱效率理论上可以实现50bit/hz。F-OFDM 的基本原理是将系统带宽划
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