淺析5G無線通信

陳華君　袁麗娜

摘要：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，5G無線通信已經(jīng)走進了人們的生活。未來的5G通信有望具備完美的無線連接，能達到更好的頻譜與能效。同時，鑒于延時、可靠性和安全的情況，希望也能達到更好的質(zhì)量服務(wù)與更高的數(shù)據(jù)速率。文章首先介紹了5G無線網(wǎng)絡(luò)的基本情況及移動無線通信網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)，然后闡述了5G中的全雙工通信，最后對全文進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：5G；移動無線通信；全雙工通信

1.蜂窩網(wǎng)絡(luò)的介紹

研究5G無線網(wǎng)絡(luò)吸引了學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界日益增長的興趣，其目標是解決一些前所未有的技術(shù)需求和挑戰(zhàn)。表1簡單地描述了1G到4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的演義過程。

而人們期望即將來臨的5G網(wǎng)絡(luò)應該完成的需求有：與目前的通信量相比，高于1000倍的移動數(shù)據(jù)通信；多于100倍的連接；最高的數(shù)據(jù)速率達10Gbps；無論何時何地可為每個用戶提供大于10Mbps的數(shù)據(jù)速率且對一些特定用戶的數(shù)據(jù)速率大于100Mbps；更低的延時，對端到端用戶平面延時在毫秒（ms）級范圍內(nèi)，對控制平面在10ms內(nèi)；更高的頻譜效率，對大區(qū)域覆蓋比現(xiàn)在的高3～5倍，對于特殊的情況，甚至更高；更低成本，每比特成本接近現(xiàn)在的1/1000；更高能量效率，每比特能耗接近現(xiàn)在的1/1000。而且，5G網(wǎng)絡(luò)也結(jié)合高移動需求作為不可分割的部分，如文獻報道高速度部署沿著高速列車軌道集中連續(xù)覆蓋，文獻中NGMN提出把更高用戶移動作為用例家庭。對于5G，定義的服務(wù)質(zhì)量（QoS）能獲得的目標最大用戶速度是500 km/h。因此5G解決方案應該在支持移動隨需而動，范圍從非常高的移動（如高速列車/飛機），到低移動或靜態(tài)設(shè)備（如智能儀表），為用戶旅行提供滿意服務(wù)，速度高達500km/h。然而，不同速度的主要需求依靠部署和運作場景。高移動終端對5G網(wǎng)絡(luò)的建模、設(shè)計、分析和評估帶來了許多挑戰(zhàn)。如對5G高移動無線通信（HMWC）網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)大概有精確的信道估計、高級的信號處理、有效的移動管理和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)部署四大類。

2.5G中的全AT通信

在全雙工（FD）通信中在進步后面主要驅(qū)動力與傳統(tǒng)的半雙工（HD）通信相比，具有近雙倍的信道容量，從而為5G技術(shù)的演進向有靈活中繼模式的密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了潛在的補充和維持。在FD通信中現(xiàn)存的研究表明精確地測量和抑制自干擾（sI）是至關(guān)重要的。如在文獻[8]中揭露，考慮網(wǎng)絡(luò)級容量的情況下，sI功率和空間復用可大大地降低FD增益。sI消除技術(shù)經(jīng)常分為被動抑制和主動抑制，如表2所示。

3.結(jié)語

總之，為適應在小區(qū)容量中快速日益增長的流量需要，有效利用當前的頻譜資源將不足以與移動數(shù)據(jù)利用增長保持同步，而需要5G為人們引進一群新的技術(shù)，才能更好地利用稀缺頻譜的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，需要5G無論何時何地提供每秒幾兆的數(shù)據(jù)速率，因此5G的前景廣闊。