新一代移動(dòng)通信技術(shù)9-2-5G時(shí)代的無線需求及技術(shù)發(fā)展探索

1、 2移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展中的顛覆性技術(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展中的顛覆性技術(shù)v 移動(dòng)通信系統(tǒng)每一次更新?lián)Q代移動(dòng)通信系統(tǒng)每一次更新?lián)Q代都有都有顛覆性技術(shù)引領(lǐng)顛覆性技術(shù)引領(lǐng)1G2G3G4G5G大區(qū)制到蜂大區(qū)制到蜂窩，窩，F(xiàn)DMA接入接入模擬到數(shù)字，模擬到數(shù)字，TDMA接入接入單一話音到多單一話音到多媒體，媒體，CDMA接入接入OFDM-MIMO，空域資源空域資源利用利用？：頻譜，？：頻譜，接入，組網(wǎng)接入，組網(wǎng)容量容量話音業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)和容量和容量多媒體業(yè)多媒體業(yè)務(wù)和容量務(wù)和容量高速高質(zhì)高速高質(zhì)多媒體業(yè)多媒體業(yè)務(wù)和容量務(wù)和容量容量，能容量，能耗，業(yè)務(wù)耗，業(yè)務(wù)v 移動(dòng)通信系統(tǒng)每一次更新?lián)Q代移動(dòng)通信系統(tǒng)每一次更新?lián)Q代

2、都都解決了當(dāng)時(shí)的最主要需求解決了當(dāng)時(shí)的最主要需求31G：模擬蜂窩：模擬蜂窩+FDMAPowerFrequencyTimeFDMA 至交換中心 MS 1 MS 2 3080 公里 高功率天線 MTSOv 高功率（高功率（200200250w250w）的發(fā)射天線）的發(fā)射天線v 幾百甚至上千平方公里的范圍的覆蓋幾百甚至上千平方公里的范圍的覆蓋 v 每個(gè)大區(qū)的可用信道數(shù)很少每個(gè)大區(qū)的可用信道數(shù)很少 v 蜂窩系統(tǒng)是一種革命性的變革蜂窩系統(tǒng)是一種革命性的變革 v 提高了頻譜利用率和系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量提高了頻譜利用率和系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量 v FDMA：每個(gè)用戶占用一個(gè)頻率：每個(gè)用戶占用一個(gè)頻率v 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 以頻

3、率復(fù)用為基礎(chǔ)，以頻帶劃分小區(qū)以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)，以頻帶劃分小區(qū) 頻率受限，需要嚴(yán)格的頻率規(guī)劃頻率受限，需要嚴(yán)格的頻率規(guī)劃 以頻道區(qū)分用戶地址以頻道區(qū)分用戶地址大區(qū)制大區(qū)制蜂窩蜂窩最主要需求：最主要需求：系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量42G：數(shù)字技術(shù)：數(shù)字技術(shù)+TDMAFrequencyPowerTimeFDMA/TDMA數(shù)字化技術(shù)數(shù)字化技術(shù)，如數(shù)字語音編碼技術(shù)，是，如數(shù)字語音編碼技術(shù)，是2G移動(dòng)通信的主要突破移動(dòng)通信的主要突破v 意義意義：提高通話質(zhì)量（數(shù)字化信道編碼糾錯(cuò)）提高通話質(zhì)量（數(shù)字化信道編碼糾錯(cuò)）提高頻譜利用率（低碼率編碼）提高頻譜利用率（低碼率編碼）提高系統(tǒng)容量（低碼率，語音激活技術(shù)）提高系統(tǒng)容量

4、（低碼率，語音激活技術(shù)）v TDMA: 每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙，提每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙，提高系統(tǒng)容量高系統(tǒng)容量v 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)，小區(qū)內(nèi)以時(shí)隙以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)，小區(qū)內(nèi)以時(shí)隙區(qū)分用戶區(qū)分用戶 每個(gè)時(shí)隙傳輸一路數(shù)字信號(hào)，軟件每個(gè)時(shí)隙傳輸一路數(shù)字信號(hào)，軟件對(duì)時(shí)隙動(dòng)態(tài)配置對(duì)時(shí)隙動(dòng)態(tài)配置最主要需求：高質(zhì)量話音，系統(tǒng)容量最主要需求：高質(zhì)量話音，系統(tǒng)容量53G：Turbo碼碼+CDMAv Turbo碼碼 90年代以前，主流的前向糾錯(cuò)技術(shù)是年代以前，主流的前向糾錯(cuò)技術(shù)是線性分組碼和卷積碼線性分組碼和卷積碼，其性能，其性能與與Shannon在在1948年提出的理論可達(dá)限之間存在較大距離。年提出的理

5、論可達(dá)限之間存在較大距離。 1993年，年，C.Berrou等人提出了等人提出了Turbo碼，徹底顛覆了所有人們認(rèn)為成碼，徹底顛覆了所有人們認(rèn)為成功的糾錯(cuò)碼所要具備的因素功的糾錯(cuò)碼所要具備的因素。在復(fù)雜度可控的譯碼器的協(xié)助下。在復(fù)雜度可控的譯碼器的協(xié)助下,達(dá)到達(dá)到了近了近Shannon限的性能。限的性能。 Turbo碼在碼在3G的應(yīng)用，使得的應(yīng)用，使得3G能夠支持多媒體業(yè)務(wù)能夠支持多媒體業(yè)務(wù)，打破了，打破了2G只支只支持話音和短消息業(yè)務(wù)的局限。持話音和短消息業(yè)務(wù)的局限。FrequencyCDMAPowerTimev CDMA：每個(gè)用戶使用一個(gè)碼型，：每個(gè)用戶使用一個(gè)碼型，頻率頻率/時(shí)間共享時(shí)間

6、共享v 特點(diǎn)特點(diǎn) 每個(gè)碼傳輸一路數(shù)字信號(hào)每個(gè)碼傳輸一路數(shù)字信號(hào) 每個(gè)用戶共享時(shí)間和頻率每個(gè)用戶共享時(shí)間和頻率 軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大最主要需求：多媒體業(yè)務(wù)，系統(tǒng)容量最主要需求：多媒體業(yè)務(wù)，系統(tǒng)容量64G：OFDM-MIMO+空分多址空分多址SDMA最主要需求：高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，更大系統(tǒng)容量最主要需求：高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，更大系統(tǒng)容量6u MIMO：多根發(fā)射天線與多根發(fā)射天線與多根接收天線多根接收天線p 打破利用時(shí)、頻、碼三維打破利用時(shí)、頻、碼三維資源傳輸數(shù)據(jù)的局限，有資源傳輸數(shù)據(jù)的局限，有效開發(fā)了新的效開發(fā)了新的空域資源空域資源。p 基于基于MIMO的的SDMA進(jìn)一

7、進(jìn)一步提高頻譜效率。步提高頻譜效率。u OFDM：多多個(gè)低速數(shù)據(jù)流個(gè)低速數(shù)據(jù)流同時(shí)調(diào)制在相互正交同時(shí)調(diào)制在相互正交的子的子載波上傳送載波上傳送，適用于無線，適用于無線寬帶信道下的高速傳輸。寬帶信道下的高速傳輸。與與CDMA相比，相比，OFDM傳送數(shù)據(jù)的傳送數(shù)據(jù)的速度更快速度更快，并且能夠更好地對(duì)抗無，并且能夠更好地對(duì)抗無線傳輸環(huán)境中的多徑效應(yīng)。線傳輸環(huán)境中的多徑效應(yīng)。7容量需求和頻譜短缺矛盾突出容量需求和頻譜短缺矛盾突出v 容量需求：根據(jù)預(yù)測，隨著智能終端普及和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長，移容量需求：根據(jù)預(yù)測，隨著智能終端普及和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量未來每年會(huì)以動(dòng)通信業(yè)務(wù)量未來每年會(huì)以近一倍近一倍的速

8、度增長，的速度增長，未來未來10年數(shù)據(jù)業(yè)年數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將增長務(wù)將增長1000倍倍。v 頻譜短缺：頻譜短缺：FCC預(yù)測，預(yù)測， 2014年移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長將導(dǎo)致巨大的年移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長將導(dǎo)致巨大的頻譜頻譜赤字，達(dá)赤字，達(dá)300MHz。Source: FCC 2010頻譜短缺和容量需求的矛盾需頻譜短缺和容量需求的矛盾需要技術(shù)和策略的突破要技術(shù)和策略的突破85G：顛覆性技術(shù)在哪里？：顛覆性技術(shù)在哪里？需要技術(shù)和策略需要技術(shù)和策略突破突破5G：解：解決三個(gè)主決三個(gè)主要問題？要問題？容量不足容量不足能耗高能耗高提升用戶體驗(yàn)提升用戶體驗(yàn)v 頻譜利用頻譜利用v 無線接入無線接入v 無線傳輸無線傳輸v 無線組

9、網(wǎng)無線組網(wǎng)v 業(yè)務(wù)與終端業(yè)務(wù)與終端產(chǎn)生顛覆產(chǎn)生顛覆性技術(shù)的性技術(shù)的五個(gè)方向五個(gè)方向9問題問題1：容量不足：容量不足v移動(dòng)通信的發(fā)展史表明，移動(dòng)通信的發(fā)展史表明，容量不足容量不足一直是無線通信一直是無線通信系統(tǒng)發(fā)展中的主要問題系統(tǒng)發(fā)展中的主要問題v5G面臨更大容量需求和頻譜赤字面臨更大容量需求和頻譜赤字： 根據(jù)預(yù)測，至根據(jù)預(yù)測，至2020年無線網(wǎng)絡(luò)容量增長達(dá)年無線網(wǎng)絡(luò)容量增長達(dá)1000倍倍v如何滿足如何滿足1000倍的容量增長需求？倍的容量增長需求？ （1）更多頻譜更多頻譜3 （或（或10 ,4 ） （2）更高頻譜效率更高頻譜效率6 (或或 10 ,12 ) 無線接入無線接入 無線傳輸無線傳輸

10、（3）更多基站更多基站（更小小區(qū)）（更小小區(qū)）50 (或或10 ,10 )解決思路解決思路更多頻譜10新頻段技術(shù)更高頻譜效率10無線傳輸和接入更多基站（更小小區(qū)）10無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新新技術(shù)新頻譜新體制蜂窩WLAN廣播衛(wèi)星新頻段q優(yōu)良頻率資源匱缺q網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立，建設(shè)成本巨大q通信效率提升遭遇“收益遞減法則”q再過10年怎么辦??？需要技術(shù)和體制的革新解決思路解決思路更多頻譜10新頻段技術(shù)異構(gòu)協(xié)同10無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新蜂窩WLAN廣播衛(wèi)星新頻段互聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)協(xié)同：建立高效、開放、可擴(kuò)展、可信、智能的無線網(wǎng)絡(luò)體制需要技術(shù)和體制的革新高效協(xié)作用戶新技術(shù)新頻譜新體制更高頻譜效率10無線傳輸和接入總體規(guī)劃總體規(guī)劃新技

11、術(shù)新頻譜新體制新頻段通信技術(shù)新型無線通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)高效無線通信技術(shù)更多頻譜300MHz新頻段技術(shù)異構(gòu)協(xié)同60無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新更高頻譜效率6無線傳輸和接入13提高容量（提高容量（1）更多頻譜更多頻譜v新頻譜開發(fā)：主要是較高頻段，適合更小小區(qū)新頻譜開發(fā)：主要是較高頻段，適合更小小區(qū) 615GHz空間隔離性好空間隔離性好 60GHz毫米波毫米波有較高的頻寬，但穿透性較差有較高的頻寬，但穿透性較差v白頻譜白頻譜v可見光通信可見光通信v頻譜共享頻譜共享智能頻譜利用智能頻譜利用重點(diǎn)建議：智能頻譜利用重點(diǎn)建議：智能頻譜利用基礎(chǔ)：新頻譜電波特基礎(chǔ)：新頻譜電波特性的測量與建模性的測量與建模14傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配策略

12、與挑戰(zhàn)傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配策略與挑戰(zhàn)v 傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配策略傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配策略 行政指派或拍賣方式，靜態(tài)使用行政指派或拍賣方式，靜態(tài)使用。v 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn) 挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)1 1：頻譜利用存在：頻譜利用存在不均衡問題不均衡問題 挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)2 2：存在時(shí)：存在時(shí)- -頻頻- -空空多維頻譜空洞多維頻譜空洞 挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)3 3：頻譜利用效率較低頻譜利用效率較低現(xiàn)有頻譜分配殆盡北郵頻譜北郵頻譜測量結(jié)果測量結(jié)果顯示北京顯示北京頻譜利用頻譜利用存在存在空洞空洞英國廣播英國廣播電視頻段電視頻段頻譜利用頻譜利用存在存在不均不均衡問題衡問題美國芝加哥美國芝加哥地區(qū)地區(qū)30MHz-30MHz-3GHz3GHz頻譜利頻譜

13、利用率較低用率較低，僅為僅為5.2%5.2%15動(dòng)態(tài)頻譜分配策略動(dòng)態(tài)頻譜分配策略打破傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配方法的局打破傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜分配方法的局限，結(jié)合限，結(jié)合時(shí)時(shí)- -頻頻- -空多維頻譜的動(dòng)空多維頻譜的動(dòng)態(tài)分配態(tài)分配，促進(jìn)頻譜資源利用能夠，促進(jìn)頻譜資源利用能夠智能化，以使其使用更高效靈活智能化，以使其使用更高效靈活，從而提高從而提高頻譜利用效率頻譜利用效率。頻譜緊缺頻譜浪費(fèi)頻譜緊缺與頻譜頻譜緊缺與頻譜浪費(fèi)是浪費(fèi)是一對(duì)矛盾，一對(duì)矛盾，如何提升頻譜利如何提升頻譜利用效率？用效率？頻譜利用頻譜利用不均衡不均衡，存在頻譜，存在頻譜空洞空洞，頻譜，頻譜利用效率低利用效率低解決方法動(dòng)態(tài)頻譜16v 頻譜分配從靜

14、態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)方式將頻譜分配從靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)方式將面臨多方面挑戰(zhàn)面臨多方面挑戰(zhàn)動(dòng)態(tài)頻譜分配策略面臨的挑戰(zhàn)動(dòng)態(tài)頻譜分配策略面臨的挑戰(zhàn)政策監(jiān)管部門政策監(jiān)管部門電信運(yùn)營商電信運(yùn)營商設(shè)備制造商設(shè)備制造商頻譜分配政策由頻譜分配政策由固定分配固定分配與行政與行政指派向指派向動(dòng)態(tài)頻譜動(dòng)態(tài)頻譜分配分配政策轉(zhuǎn)變，政策轉(zhuǎn)變，將將面臨政策和法面臨政策和法規(guī)制定的挑戰(zhàn)規(guī)制定的挑戰(zhàn)頻譜管理將更加頻譜管理將更加智能與靈活智能與靈活，設(shè)，設(shè)備認(rèn)證管理及非備認(rèn)證管理及非法設(shè)備核查能力法設(shè)備核查能力提升的挑戰(zhàn)提升的挑戰(zhàn)如何智能、高如何智能、高效效協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)授權(quán)的授權(quán)的靜態(tài)頻譜和動(dòng)靜態(tài)頻譜和動(dòng)態(tài)分配的態(tài)分配的頻譜頻譜使用使用如何對(duì)具

15、備動(dòng)如何對(duì)具備動(dòng)態(tài)頻譜功能的態(tài)頻譜功能的終端設(shè)備終端設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入過程網(wǎng)絡(luò)接入過程的有效的有效管理和管理和控制控制如何升級(jí)現(xiàn)有如何升級(jí)現(xiàn)有核心網(wǎng)、接入核心網(wǎng)、接入網(wǎng)設(shè)備以網(wǎng)設(shè)備以支持支持認(rèn)知等新功能認(rèn)知等新功能如何對(duì)終端和如何對(duì)終端和基站的基站的射頻模射頻模塊進(jìn)行工作頻塊進(jìn)行工作頻段的擴(kuò)展段的擴(kuò)展、如、如何設(shè)計(jì)何設(shè)計(jì)高性能高性能的濾波器的濾波器17提高容量（提高容量（2）更高頻譜效率：多址接入更高頻譜效率：多址接入v多址技術(shù)是移動(dòng)通信系統(tǒng)升級(jí)換代的核心之一多址技術(shù)是移動(dòng)通信系統(tǒng)升級(jí)換代的核心之一 1G：頻分多址（：頻分多址（FDMA） 2G：時(shí)分多址（：時(shí)分多址（TDMA） 3G：碼分多

16、址（：碼分多址（CDMA） 4G：空分多址（：空分多址（OFDMA+SDMA）v4G以以O(shè)FDM-MIMO為核心的為核心的OFDMA和和SDMA具具有很強(qiáng)的生命力有很強(qiáng)的生命力v新型無線接入的嘗試：非正交？新型無線接入的嘗試：非正交？趨勢：單一資源到趨勢：單一資源到多維資源聯(lián)合使用多維資源聯(lián)合使用,提高資源利用率提高資源利用率頻率頻率時(shí)間時(shí)間功率功率FDMA頻率頻率時(shí)間時(shí)間功率功率TDMACDMA時(shí)間時(shí)間頻率頻率功率功率1G2G3G4Gv 大規(guī)模MIMO信道建模與分析信道信息獲取（相應(yīng)導(dǎo)頻設(shè)計(jì)）協(xié)調(diào)多用戶聯(lián)合資源調(diào)配能耗問題天線配置、基站選址導(dǎo)頻污染高效傳輸方法（如預(yù)編碼方案）v 3D MIM

17、O電磁波的傳輸平面增加俯仰角，進(jìn)一步擴(kuò)展空間自由度v 無線網(wǎng)絡(luò)的干擾管理和容量研究構(gòu)建多維干擾狀態(tài)模型分析干擾和網(wǎng)絡(luò)容量的關(guān)系智能動(dòng)態(tài)干擾管理機(jī)制大規(guī)模MIMO3D MIMO提高容量（提高容量（2）無線傳輸新技術(shù)無線傳輸新技術(shù)19基于電磁波角動(dòng)量特性的新型無線傳輸技術(shù)基于電磁波角動(dòng)量特性的新型無線傳輸技術(shù)v 無線傳輸?shù)拿浇槭请姶挪?，而無線傳輸?shù)拿浇槭请姶挪?，而新的電磁波物理特性新的電磁波物理特性的利的利用可能帶來無線通信的時(shí)代變革用可能帶來無線通信的時(shí)代變革v電磁渦旋起源于1992年荷蘭物理學(xué)家L.Allen對(duì)光子攜帶軌道角動(dòng)量的發(fā)現(xiàn)。英國格拉斯哥大學(xué)天文物理系Gibson等人在2004年提出

18、將軌道角動(dòng)量應(yīng)用于光通信，并證實(shí)了能夠充分利用不同的OAM狀態(tài)實(shí)現(xiàn)多信道獨(dú)立調(diào)制同頻傳輸。2G3G4G后后4G9.6K2M1G10GT？20電磁渦旋無線傳輸技術(shù)電磁渦旋無線傳輸技術(shù)電磁渦旋無線傳輸技術(shù)電磁渦旋無線傳輸技術(shù)電磁渦旋波的產(chǎn)生v 電磁渦旋波可由調(diào)制后攜帶信息的普通波通過波束扭轉(zhuǎn)方法得到。v 將電磁渦旋波恢復(fù)為普通調(diào)制信號(hào)的過程可以理解為“逆渦旋”電磁渦旋無線傳輸技術(shù)電磁渦旋無線傳輸技術(shù)q國內(nèi)外研究進(jìn)展驗(yàn)證演示系統(tǒng)v 瑞典物理研究所的Bo Thid教授和意大利帕多瓦大學(xué)Fabrizio Tamburini教授等人在2010-2011年對(duì)電磁渦旋技術(shù)用于無線傳輸進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)采用拋物

19、面天線和八木天線發(fā)收，成功的在意大利威尼斯的河兩岸實(shí)現(xiàn)了442m的無線傳輸，驗(yàn)證了電磁渦旋無線傳輸技術(shù)的可行性。實(shí)驗(yàn)場景圖電磁渦旋無線傳輸技術(shù)電磁渦旋無線傳輸技術(shù)q電磁渦旋應(yīng)用于無線通信的挑戰(zhàn)v 傳播環(huán)境要求嚴(yán)格：當(dāng)無線傳播中出現(xiàn)大氣湍流、阻擋物等不利傳播條件時(shí)，會(huì)改變波束扭轉(zhuǎn)角度，對(duì)電磁渦旋造成影響。v 高效的電磁渦旋波產(chǎn)生與接收：如何設(shè)計(jì)發(fā)射和接收電磁渦旋波天線將會(huì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。v 發(fā)送和接收電磁渦旋波的方向性要求嚴(yán)格：v 電磁渦旋波狀態(tài)的高效檢測：如何對(duì)大量的電磁渦旋波狀態(tài)進(jìn)行有效分離和檢測，是應(yīng)用于無線通信所面臨的核心挑戰(zhàn)之一。應(yīng)用前景應(yīng)用前景q固定無線通信：如無線中繼間通信。q深空通信

20、或近地通信：如衛(wèi)星間通信。q移動(dòng)通信：如能解決電磁渦旋波的方向性、天線、大氣湍流、多徑、電磁渦旋波操控性和高效產(chǎn)生和接收等問題，則其可以用于移動(dòng)通信。全雙工通信技術(shù)全雙工通信技術(shù)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，理論上信道容量提升1倍多天線對(duì)消方案v 時(shí)分雙工上下行鏈路同頻，分時(shí)v 頻分雙工上下行鏈路分頻，同時(shí)v 全雙工上下行鏈路同頻，同時(shí)目前國外已建立試驗(yàn)平臺(tái)，國內(nèi)開展研究較少信息密度均勻高度不均勻下的信息密度均勻高度不均勻下的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)提高容量（提高容量（3）更多基站（更小小區(qū)）更多基站（更小小區(qū)）27信息密度概念信息密度概念 信息密度：單位面積發(fā)送，接收或經(jīng)過的信息量，分別指導(dǎo)容量分布，資源分

21、配和路由的研究 網(wǎng)絡(luò)分布與用戶信息密度匹配，實(shí)現(xiàn)資源精準(zhǔn)匹配。 定義“無線組網(wǎng)信息密度”概念， 即“在任何一個(gè)點(diǎn)為中心的鄰域覆蓋范圍內(nèi)，用戶可以通過該點(diǎn)透明地傳輸數(shù)據(jù)的速率”。 未來的組網(wǎng)架構(gòu)要支持增長如此巨大的業(yè)務(wù)量，其基本特征必然是異構(gòu)的多網(wǎng)接入，它將是“密度不均勻性” 的組網(wǎng)架構(gòu)。p 信息密度非均勻新組網(wǎng)架構(gòu)面臨的主要問題28信息密度非均勻下的異構(gòu)信息密度非均勻下的異構(gòu)無線組網(wǎng)新技術(shù)無線組網(wǎng)新技術(shù)問題1:異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)如何協(xié)同工作問題2:復(fù)雜環(huán)境下信道如何建模問題3:異構(gòu)非均勻業(yè)務(wù)需求環(huán)境下如何高效傳輸29特征提高容量的關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)元構(gòu)成實(shí)質(zhì)密度均勻的蜂窩小區(qū)小區(qū)變小/分裂/方向性天線/無線

22、資源管理同構(gòu)，控制與業(yè)務(wù)平面一體業(yè)務(wù)單一密度準(zhǔn)均勻的協(xié)作式組網(wǎng)（群小區(qū)，CoMP）小區(qū)變小/多天線/小區(qū)邊緣協(xié)作/無線資源管理/協(xié)作天線管理同構(gòu)為主，控制與業(yè)務(wù)平面一體優(yōu)先提高小區(qū)邊緣速率來提高全網(wǎng)速率密度不均勻的多域異構(gòu)小區(qū)大小區(qū)、小小區(qū)并存/多單天線并存/小區(qū)邊緣協(xié)作與熱點(diǎn)并存/蜂窩通信與無線接入并存/多域資源管理異構(gòu)融合，將控制與業(yè)務(wù)平面分離保證小區(qū)邊緣速率，通過熱點(diǎn)覆蓋大幅度提高全網(wǎng)速率無線組網(wǎng)演進(jìn)三個(gè)重要階段無線組網(wǎng)演進(jìn)三個(gè)重要階段30后后4G：顛覆性技術(shù)在哪里？：顛覆性技術(shù)在哪里？需要技術(shù)和策略需要技術(shù)和策略突破突破后后4G：解決三個(gè)解決三個(gè)主要問題？主要問題？容量不足容量不足能耗

23、高能耗高提升用戶體驗(yàn)提升用戶體驗(yàn)v 頻譜利用頻譜利用v 無線接入無線接入v 無線傳輸無線傳輸v 無線組網(wǎng)無線組網(wǎng)v 業(yè)務(wù)與終端業(yè)務(wù)與終端產(chǎn)生顛覆產(chǎn)生顛覆性技術(shù)的性技術(shù)的五個(gè)方向五個(gè)方向科技部科技部863 5G立項(xiàng)立項(xiàng)國際上面向國際上面向5G的研究計(jì)劃已逐步啟動(dòng)：的研究計(jì)劃已逐步啟動(dòng)： 2020年無線網(wǎng)絡(luò)容量增長達(dá)年無線網(wǎng)絡(luò)容量增長達(dá)5001000倍，產(chǎn)業(yè)需求巨大倍，產(chǎn)業(yè)需求巨大 ITU-R已于已于2010年完成年完成4G系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)制定，系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)制定，5G系統(tǒng)的研究已系統(tǒng)的研究已提上日程；提上日程；3GPP已于已于2012年底開始針對(duì)下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)年底開始針對(duì)下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的的Rele

24、ase12版本研究，提前謀求版本研究，提前謀求5G布局布局 歐盟將投資總計(jì)歐盟將投資總計(jì)2700萬歐元資助研究萬歐元資助研究2020年及未來的下一代年及未來的下一代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)無線移動(dòng)通信系統(tǒng)METIS計(jì)劃計(jì)劃 美國國家寬帶計(jì)劃，到美國國家寬帶計(jì)劃，到2020年超過年超過1億的美國家庭可以獲得至億的美國家庭可以獲得至少少50Mbps/100Mbps的寬帶接入速度，預(yù)算將超的寬帶接入速度，預(yù)算將超72億美元億美元 因此，必須引領(lǐng)下一代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展，以滿足產(chǎn)業(yè)需求，因此，必須引領(lǐng)下一代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展，以滿足產(chǎn)業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)我國實(shí)現(xiàn)我國“十二五十二五”規(guī)劃對(duì)發(fā)展新一代信息技術(shù)的戰(zhàn)略要求。規(guī)劃對(duì)發(fā)展新一代信息技術(shù)的戰(zhàn)略要求。32核心問題：無線帶寬瓶頸核心問題：無線帶寬瓶頸v移動(dòng)通信的發(fā)展史表明，移動(dòng)通信的發(fā)展史表明，容量不足容量不足一