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        射频技术研习社

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        这是你想了解的5G世界:无线关键技术总览

        在整个通信网络中,无线接入网是最贴近用户的一环,是连接用户和核心网的桥梁。4G时代,无线接入网已经为用户提供了前所未有的使用体验,但随着无人驾驶、物联网、超高清视频等5G业务需求的出现,对无线接入网提出了更高频谱、更大带宽、更低时延的要求,5G无线接入网也经历了从架构到技术的全新变革。

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        5G RAN新架构

        大破之后,方有大立。从2G到4G,每一代无线接入网的架构重构,都带来了网络性能天翻地覆般的巨大提升。4G的网络架构跟2G和3G相比可谓剧变,扁平化架构带来了时延的降低和部署的灵活性,但由于每个基站都要独立和周围的基站建立连接交换信息,随着基站数量的增多,连接数将呈指数级增长,导致了4G基站间信息交互低效、干扰大协同难等痼疾。


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        针对4G的痛点,5G网络在46的基础上做出了颠覆性的升级。在5G无线接入网中,原BBU( Base Band Unit,基带单元)的功能被重构成2个功能实体,CU( Centralized Unit,集中式单元)和DU( Distributed Unit,分布式单元)。有了CU这个全知全能的中央节点存在,所有基站的信息一目了然,统筹管理全局资源更加方便灵活。另外,借助虚拟化技术,可以在虚拟机上运行具备CU功能的软件,充当CU使用,大大降低网络硬件部署成本。


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        mMIMO

        MIMO( Multiple- Input Multiple- Output,多输入多输出)技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。MIMO技术在4G时代就已被广泛使用了,但是4G MIMO最多支持8天线通道,已经不能满足5G时代的容量和覆盖需求。


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        5G时代,引入了基于波束赋形技术的mMIMO( Massive Multiple Input Multiple Output,大规模多路输入多路输出)技术。mMMO可以实现16/32/64通道,提高终端接收信号强度,避免信号干扰;且可同时同频服务更多用户,提高网络容量,同时更好地覆盖远近端小区。


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        5G UDN

        5G时代将是移动数据流量高速増长、海量设备连接以及各种各样新型业务大量涌现的时代。尤其是热点高、容量密集的局部热点区域,爆炸式的数据量需求令4G基站力不从心,会因容量不足导致数据处理延迟或接收数据失败。

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        5G UDN(Utra- Dense Network,超密集网络)技术是一种通过密集部署基站群来解決无线系统容暈的组网方案?;静渴鸺渚嘟徊剿跣?,基站数量大规模增多,基站与基站之间如同联盟般协作,提升空间利用率和频率复用效率,从而实现局部热点区域的系统容量百倍暈级提升。



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        那么,5G UDN是如何实现的?密集组网有怎样的必要性?基站群内是如何分工、协作的呢?


        5G多址技术

        在移动通信系统中,如何有效地区分用户信号、避免干扰,实现更高的通信效率,是每一代移动通信网络都需要解决的问题。而解决多个用户同时接入网络时的有效区分问题就是多址技术。                             

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        从1G到5G,每一代通信网络的架构都不同,多址技术也发展出多种形式具有代表性的如下:


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        1G时代:FDMA(Frequency Division Multiple Access,频分多址接入)

        2G时代:TDMA( Time Division Multiple Access,时分多址接入)

        3G时代:CDMA( Code Division Multiple Access,码分多址接入)

        4G 时代: OFDMA( Orthogonal Frequency Division MultipleAccess,正交频分多址接入)

        5G时代:NOMA(Non- orthogonal Multiple Access,非正交多址接入)

        谁能追本溯源,一文道尽多址技术演变的前世今生?5G时代的多址技术又将走向何处? 


         MUSA 

        5G时代相较于4G时代最大的变化,就是从移动互网向移动物联网的转变。在空口资源受限的情况下,实海量物联接入是一项巨大的挑战。


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        作为5G时代的全新多址技术ーNOMA(Noorthogonal Multiple Access,非正交多址接入)有多实现方案,由中兴通讯创新提出的MUSA(Muti-UsShared Access,多用户共享接入)是其中一种。MUS最突出的优势是同时实现了“免调度十高过载”,特别合简化接入/去中心控制、海量/偶发/小包等场景,例mMTC、V2X、卫星通信等。



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        在现有的移动通信系统中,手机用户之间的通信都是由基站进行控制的。一直以来,我们都希望能在通信过程中尽量少占用基站资源,D2D( Device-to- Device)就是这样一种技术。


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        D2D技术可以实现终端直通,即邻近终端设备之间直接进行通信。在通信网络中,一旦D2D通信链路建立起来,传输语音或数据消息就无需基站的干预,这样可减轻基站及核心网的数据压力,大幅提升频谱资源利用效率和吞吐量,增大网络容量,保证通信网络更为灵活、智能、高效地运行。



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