5G無線通信網(wǎng)絡(luò)蜂窩結(jié)構(gòu)體系和關(guān)鍵技術(shù)(上載版)資料-精品文檔-精選文檔

1、5G無線通信網(wǎng)絡(luò)蜂窩結(jié)構(gòu)體系和關(guān)鍵技術(shù)(上載版)資料-精品文檔-精選文檔5G無線通信網(wǎng)絡(luò)蜂窩結(jié)構(gòu)體系和關(guān)鍵技術(shù)(上載版)資料-精品文引言一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)有前途的5G無線關(guān)鍵技術(shù)5G無線通信網(wǎng)中未來的挑戰(zhàn)結(jié)論目錄大規(guī)模MIMO空間調(diào)制（SM）認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)移動飛蜂窩可見光通信綠色通信優(yōu)化性能指標(biāo)5G無線系統(tǒng)的實(shí)際信道模型降低大規(guī)模MIMO信號處理的復(fù)雜度CR網(wǎng)絡(luò)的干擾管理引言目錄大規(guī)模MIMO優(yōu)化性能指標(biāo)引言一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)有前途的5G無線關(guān)鍵技術(shù)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)結(jié)論目錄引言目錄創(chuàng)新和有效的利用信息和通信技術(shù)（ICT）已在提高世界經(jīng)濟(jì)中變得越來越重要。無線通信網(wǎng)絡(luò)

2、在全球ICT戰(zhàn)略中已是最關(guān)鍵的因素，是許多其他工業(yè)的支柱。它是世界上發(fā)展最快、最具活力的行業(yè)之一。歐洲移動天文臺報(bào)道稱：移動通信業(yè)在2019年有總計(jì)1740億歐元收入。一舉超過了航空工業(yè)和制藥業(yè)。移動為先 移動為王馬克扎克伯格 引言創(chuàng)新和有效的利用信息和通信技術(shù)（ICT）已在提高世界經(jīng)濟(jì)中變無線移動通信顯著的成就反映技術(shù)更新快速步法。1G2G3G4G5G大區(qū)制到蜂窩，F(xiàn)DMA接入模擬到數(shù)字，TDMA接入單一話音到多媒體，CDMA接入OFDM-MIMO，空域資源利用？容量話音業(yè)務(wù)和容量多媒體業(yè)務(wù)和容量高速高質(zhì)多媒體業(yè)務(wù)和容量容量，能耗，業(yè)務(wù)無線移動通信系統(tǒng)每一次更新?lián)Q代都解決了當(dāng)時(shí)最主要需求引言

3、無線移動通信顯著的成就反映技術(shù)更新快速步法。1G2G3G4G第一代模擬式僅提供語音服務(wù)；第二代數(shù)位式移動通信系統(tǒng)傳輸速率也只有9.6Kbps，最高可達(dá) 32Kbps；第三代移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2Mbps；而第四代移動通信系統(tǒng)傳輸速率可達(dá)到20Mbps，甚至最高可以達(dá)到高達(dá)100Mbps 。從移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率作比較：引言第一代模擬式僅提供語音服務(wù)；從移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率作比較快的讓我無法呼吸! 誰HOLD住？引言快的讓我無法呼吸! 引言眾所周知，第4代無線通信系統(tǒng)已經(jīng)部署或即將被部署在許多國家。然而，當(dāng)今越來越多的人渴望更快的移動互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，與他人或獲取信息的即時(shí)通信。

4、這導(dǎo)致了無線移動設(shè)備和服務(wù)爆炸式的發(fā)展。EMO指出，從2019年以來移動寬帶每年以92%的速度增長。無線世界研究論壇的預(yù)測（WWRF）到2019年時(shí)有7萬億無線設(shè)備服務(wù)于7億人口；換句話說，連接網(wǎng)絡(luò)的無線設(shè)備將達(dá)到世界人口的1000倍。隨著越來越多的無線設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)已有技術(shù)面臨著一些挑戰(zhàn)。面臨的挑戰(zhàn)引言眾所周知，第4代無線通信系統(tǒng)已經(jīng)部署或即將被部署在許多國引言 頻譜十分稀缺。頻率范圍從幾百M(fèi)Hz到幾GHz。這些頻譜現(xiàn)已大量被使用。 高能耗。在無線通信系統(tǒng)中的能量消耗的增加會間接的導(dǎo)致二氧化碳排放增加。運(yùn)營商基站（BSS）的能耗占總電費(fèi)的70%。 其他挑戰(zhàn)。例如，平均頻譜效率、高速率和高移

5、動性、無縫覆蓋、不同的服務(wù)質(zhì)量（QoS）要求和分散的用戶體驗(yàn)（不同的無線設(shè)備/接口和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)不兼容性等等）。面臨的挑戰(zhàn)引言 頻譜十分稀缺。頻率范圍從幾百M(fèi)Hz到幾GHz。這些頻4G網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)率上已經(jīng)達(dá)到理論極限，因此不足以容納上述挑戰(zhàn)。研究人員已經(jīng)開始研究超4G（B4G）或5G無線技術(shù)。 中英科學(xué)的橋梁項(xiàng)目：是世界上第一個(gè)開始研究B4G的項(xiàng)目。 歐洲和中國也開始了一些5G項(xiàng)目，如由歐盟支持的METIS 2020項(xiàng)目，和在中國由科技部支持的國家863重點(diǎn)項(xiàng)目：5G。 諾基亞西門子網(wǎng)絡(luò)的無線接入技術(shù)與2019年通信水平相比高達(dá)1000倍的通信流量。 三星證明使用毫米（mm）波技術(shù)，在2k

6、m的情況下，傳輸速率超過1 GB / s。啟動的項(xiàng)目和發(fā)展情況引言4G網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)率上已經(jīng)達(dá)到理論極限，因此不足以容納5G網(wǎng)絡(luò)將是什么樣子的？現(xiàn)在定義為時(shí)過早。 相比于4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量應(yīng)達(dá)到1000倍，10倍的頻譜效率、能源效率和數(shù)據(jù)速率（即，在低速移動下峰值速率為10 GB / s和在高速移動下峰值速率為1 GB / s），以及25倍的平均小區(qū)吞吐量。 5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠支持一些特殊場景的通信，而4G網(wǎng)絡(luò)不支持。例如，高速列車的用戶，高速列車可以達(dá)到350到500km/h，而4G網(wǎng)絡(luò)只能支持的通信場景為250km/h。5G網(wǎng)絡(luò)目的是連接整個(gè)世界，實(shí)現(xiàn)無縫和無處不在的通信。引言

7、5G網(wǎng)絡(luò)將是什么樣子的？現(xiàn)在定義為時(shí)過早。5G網(wǎng)絡(luò)目的是連接引言一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)有前途的5G無線關(guān)鍵技術(shù)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)結(jié)論目錄引言目錄一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)為了解決上述（頻譜危機(jī)和高能耗等）挑戰(zhàn)和滿足5G系統(tǒng)的要求，我們需要在蜂窩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中有一個(gè)質(zhì)的變化。我們知道，無線用戶大約80%的時(shí)間呆在室內(nèi)，而只有20%的時(shí)間呆在室外 。傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)通常使用在小區(qū)中間的室外基站與移動用戶通信，無論移動用戶在室內(nèi)還是室外。存在的問題：對于室內(nèi)用戶與室外基站通信，信號必須通過建筑物的墻壁，這會導(dǎo)致非常高的穿透損耗，大大損害了無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率、頻譜效率和能量效率。一種5G蜂窩

8、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵理念是單獨(dú)的室外場景和室內(nèi)場景，這種方式避免通過建筑物的墻壁造成的穿透損耗。一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)為了解決上述（頻譜危機(jī)和高能耗等）室外場景將借助于分布式天線系統(tǒng)（DAS）和大規(guī)模MIMO技術(shù)。 室外基站將配備有大型天線陣列的天線元件（或大陣列天線）分布在小區(qū)周圍，通過光纖連接到BS。分布式天線陣列是由部署數(shù)十或數(shù)百個(gè)天線單元構(gòu)成的。 室外移動用戶通常配備的天線元件的數(shù)量有限，但它們可以相互合作，形成一個(gè)虛擬的大型天線陣列，與BS的天線陣列構(gòu)建虛擬大規(guī)模MIMO鏈路。 大型天線陣列也將安裝所有建筑物的外面與室外BSS或BSS分布式天線單元通信，可能與線性的視線（LOS）組件通

9、信。室外場景一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)室外場景將借助于分布式天線系統(tǒng)（DAS）和大規(guī)模MIMO技術(shù)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)室外場景將借助于分布式天線系統(tǒng)（DAS）和大規(guī)模MIMO技術(shù)。室外基站將配備有大型天線陣列的天線元件（或大陣列天線）分布在小區(qū)周圍，通過光纖連接到BS。分布式天線陣列是由部署數(shù)十或數(shù)百個(gè)天線單元構(gòu)成的。室外移動用戶通常配備的天線元件的數(shù)量有限，但它們可以相互合作，形成一個(gè)虛擬的大型天線陣列，與BS的天線陣列構(gòu)建虛擬大規(guī)模MIMO鏈路。大型天線陣列也將安裝所有建筑物的外面與室外BSS或BSS分布式天線

10、單元通信，可能與線性的視線（LOS）組件通信。室外場景一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)室外場景將借助于分布式天線系統(tǒng)（DAS）和大規(guī)模MIMO技術(shù)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)室外場景將借助于分布式天線系統(tǒng)（DAS）和大規(guī)模MIMO技術(shù)。室外基站將配備有大型天線陣列的天線元件（或大陣列天線）分布在小區(qū)周圍，通過光纖連接到BS。分布式天線陣列是由部署數(shù)十或數(shù)百個(gè)天線單元構(gòu)成的。室外移動用戶通常配備的天線元件的數(shù)量有限，但它們可以相互合作，形成一個(gè)虛擬的大型天線陣列，與BS的天線陣列構(gòu)建虛擬大規(guī)模MIMO鏈路。大型天線陣列也將安裝所有

11、建筑物的外面與室外BSS或BSS分布式天線單元通信，可能與線性的視線（LOS）組件通信。室外場景一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)室外場景將借助于分布式天線系統(tǒng)（DAS）和大規(guī)模MIMO技術(shù)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)室外大型天線陣列的電纜連接到建筑物內(nèi)部無線接入點(diǎn)，與室內(nèi)用戶通信。這肯定會在短期內(nèi)增加基礎(chǔ)設(shè)施成本，從長遠(yuǎn)來看，會顯著提高小區(qū)蜂窩系統(tǒng)的平均吞吐量、頻譜效率、能源效率和數(shù)據(jù)速率。室內(nèi)用戶只需和室內(nèi)無線接入點(diǎn)通信。許多適于短距離高數(shù)據(jù)速率通信的技術(shù)可以利用，包括WiFi、飛蜂窩femtocell、超寬帶（UWB）、毫米

12、波通信（3300GHz）和可見光通信（VLC）（400490THz）。室內(nèi)場景一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)室外大型天線陣列的電纜連接到建筑物內(nèi)部無線接入點(diǎn)，與室內(nèi)用戶一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)高移動用戶，如用戶在車輛和高速列車上。提出了移動飛蜂窩（MFemtocell）的概念，它結(jié)合移動中繼和飛蜂窩的概念。移動飛蜂窩位于車輛內(nèi)部與車輛里的用戶通信，而大型天線陣列位于車輛外部與室外基站通信。一個(gè)移動飛蜂窩及其相關(guān)的用戶都是被視為一個(gè)單一的單位與基站BS通信。從用戶的角度來看，一個(gè)移動飛蜂窩看成是一個(gè)普通的基站BS。這

13、很相似上述室內(nèi)（車內(nèi)）場景和室外場景分離的想法。一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)高移動用戶，如用戶在車輛和高速列車上。提出了移動飛蜂一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)值得一提的是，毫米波（3300GHz）和VLC （400490THz）技術(shù)使用較高頻率，不采用傳統(tǒng)的蜂窩通信。這些高頻波無法很好穿透固體材料，可以很容易地被氣體、雨和樹葉吸收或散射。因此，很難用這些波在室外或長距離上應(yīng)用。然而，可利用的大帶寬，毫米波和VLC技術(shù)可以大大提高室內(nèi)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸速率。為了解決頻譜短缺的問題，除了尋找不被傳統(tǒng)的無線服務(wù)使用的新的頻譜（

14、如，毫米波通信和VLC），我們也可以嘗試改善現(xiàn)有的無線電頻譜的頻譜利用率，例如，通過認(rèn)知無線電（CR）網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)值得一提的是，毫米波（3300GHz）和VLC （400一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)一種5G異構(gòu)無線蜂窩結(jié)構(gòu)一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)引言一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)有前途的5G無線關(guān)鍵技術(shù)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)結(jié)論目錄大規(guī)模MIMO空間調(diào)制（SM）認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)移動飛蜂窩可見光通信綠色通信引言目錄大規(guī)模MIMO有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)基于前面提出的異構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)，在這一部分中，討論了一些有前途的關(guān)鍵無線技術(shù)，可以使5G無線網(wǎng)絡(luò)來滿足性能

15、要求。發(fā)展這些技術(shù)的目的是使容量急劇增加，在5G網(wǎng)絡(luò)中有效利用所有可能的資源。基于著名的香農(nóng)理論，系統(tǒng)總?cè)萘康腃sum近似表達(dá)式為：理論分析式中，Bi是第i個(gè)信道的帶寬，Pi是第i個(gè)信道的信號功率和Np表示的是噪聲功率。公式明確系統(tǒng)總?cè)萘康腃sum等于所有子信道的和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)容量的總和。有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)基于前面提出的異構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)，在這一部為了增加CSUM，可采取以下幾點(diǎn)方法： 可以增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍（如：宏蜂窩、微蜂窩、小蜂窩、中繼、 MFemtocell等異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)）。 子信道的數(shù)量（如：大規(guī)模MIMO 、空間調(diào)制SM 、協(xié)作式MIMO、分布式天線系統(tǒng)DAS、干擾管理等）。 帶寬（如：認(rèn)

16、知無線電CR網(wǎng)絡(luò) 、毫米波通信、可見光通信VLC 、多重標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)等）。 功率（如：能量效率或綠色通信）。理論分析有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)為了增加CSUM，可采取以下幾點(diǎn)方法：理論分析有前途的關(guān)鍵5在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)或接收機(jī)都配備了大量的天線元件（幾十或甚至數(shù)百個(gè)）。注意，發(fā)射天線以是集中或分布式，接收天線可以附在一個(gè)設(shè)備或分布到許多設(shè)備。除了繼承傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)的好處外，還有以下優(yōu)點(diǎn)： 可以顯著提高頻譜效率和能量效率。 可以使用簡單的線性預(yù)編碼和檢測方法來減輕噪聲、快速衰落消失的影響和小區(qū)內(nèi)的干擾。 合理地利用多用戶MIMO（MU-MIMO）技術(shù)，可簡化介質(zhì)訪問控制（MAC）層的

17、設(shè)計(jì)。基站BS可以發(fā)送分離的信號給使用相同時(shí)間和頻率資源的個(gè)人用戶。大規(guī)模MIMO有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)或接收機(jī)都配備了大量的天線元件空間調(diào)制SM把部分的數(shù)據(jù)編碼傳送到天線陣的每個(gè)發(fā)射天線的空間位置。因此，除了通常的信號星座圖外，還有天線陣列星座圖（空間星座圖），相對于單天線無線系統(tǒng)它可以提高數(shù)據(jù)速率。在任何時(shí)間只有一個(gè)發(fā)射天線是激活的，而其他的天線是空閑的。一節(jié)的信息比特被分成兩個(gè)子節(jié) log2（NB）的log2（M）位，其中，NB和M分別是發(fā)射天線的數(shù)量和復(fù)雜信號星座圖的大小。第一子節(jié)從一組發(fā)射天線中識別出激活的天線，而第二子節(jié)是將信號星座圖選擇符號從激活的

18、天線發(fā)送。因此，SM是一個(gè)組合的空間移鍵控（SSK）和振幅/相位調(diào)制?？臻g調(diào)制（SM）有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)哈斯等人提出空間調(diào)制SM把部分的數(shù)據(jù)編碼傳送到天線陣的每個(gè)發(fā)射天線的空間四個(gè)發(fā)射天線（NB = 4）和QPSK調(diào)制的SM星座圖有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)接收機(jī)可以采用最佳最大似然（ML）檢測，譯碼接收的信號。四個(gè)發(fā)射天線（NB = 4）和QPSK調(diào)制的SM星座圖有前途空間調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：可以減輕在傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中三大問題：信道間干擾、天線間的同步和多個(gè)RF鏈。在空間調(diào)制SM系統(tǒng)中，可以設(shè)計(jì)低復(fù)雜度接收機(jī)，配置任何數(shù)量的發(fā)射和接收天線，甚至不平衡MIMO系統(tǒng)。發(fā)展方向：隨著發(fā)送天線數(shù)量的增加S

19、M增益成對數(shù)增加，而與傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)成線性增加。因此，實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度設(shè)備是在犧牲一定的自由度為代價(jià)。大多數(shù)研究SM集中在一個(gè)單一的接收器的情況下（即，單用戶SM）。多用戶SM可以看作是在5G無線通信系統(tǒng)被認(rèn)為是一個(gè)新的研究方向。空間調(diào)制（SM）有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)空間調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：空間調(diào)制（SM）有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)CR網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)創(chuàng)新的軟件定義的無線電技術(shù)，被認(rèn)為是有前途的技術(shù)之一，可有效的提高擁擠的RF頻譜利用率。采用CR的根據(jù)是大部分時(shí)間很大一部分無線電頻譜未被充分使用。在CR網(wǎng)絡(luò)中，可以在一個(gè)無干擾的基礎(chǔ)上或在干擾容忍基礎(chǔ)上，次系統(tǒng)能夠與授權(quán)系統(tǒng)共享頻段。CR網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該意識到周圍的無

20、線環(huán)境，并調(diào)節(jié)其相應(yīng)傳輸。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)CR網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)創(chuàng)新的軟件定義的無線電技術(shù)，被認(rèn)為是有前途的技在無干擾的CR情況下:當(dāng)授權(quán)的用戶不使用頻譜資源，CR用戶允許借用它們。使無干擾的CR網(wǎng)絡(luò)成為可能的關(guān)鍵是，如何檢測出分布在寬帶頻譜的頻譜空洞（白色空間）。CR接收機(jī)首先應(yīng)該通過頻譜感知（或結(jié)合地理定位數(shù)據(jù)庫）監(jiān)控和分配未使用的頻譜，并把信息反饋給CR發(fā)射機(jī)。在多個(gè)CR網(wǎng)絡(luò)嘗試接入相同的頻譜時(shí)，需要協(xié)調(diào)機(jī)制防止用戶接入匹配的頻譜空穴發(fā)生碰撞。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)在無干擾的CR情況下:認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)在干擾容忍CR情況下：在干擾保持低

21、于閾值（臨界值）期間，CR用戶可以與授權(quán)系統(tǒng)共享頻譜資源。與無干擾的CR網(wǎng)絡(luò)相比，干擾容忍CR網(wǎng)絡(luò)通過適當(dāng)時(shí)機(jī)共享授權(quán)用戶無線電頻譜資源，可以達(dá)到提高頻譜利用率，以及更好的頻譜和能源效率。然而，CR系統(tǒng)的性能對用戶密度、干擾閾值和授權(quán)系統(tǒng)的傳輸性能的任何輕微變化非常敏感。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)在干擾容忍CR情況下：認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)關(guān)于取不同干擾閾值Q（次接收機(jī)數(shù)量為20）時(shí)， CR網(wǎng)絡(luò)平均系統(tǒng)頻譜效率作為主接收器數(shù)量為函數(shù)圖示有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù) 主接收器的數(shù)量增加，頻譜效率迅速降低。 頻譜效率可以通過放松的主系統(tǒng)的干擾閾值得到提高改善。最近，混合CR

22、網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)被提出，并在蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用，目的是探索另外的頻帶和擴(kuò)大容量。關(guān)于取不同干擾閾值Q（次接收機(jī)數(shù)量為20）時(shí)，有前途的關(guān)鍵5移動飛蜂窩MFemtocell是一個(gè)新的概念，已經(jīng)作為下一代智能通信系統(tǒng)的一個(gè)潛在的候選技術(shù)。它結(jié)合了移動中繼的概念（移動網(wǎng)絡(luò)）與飛蜂窩技術(shù)。一個(gè)MFemtocell是一個(gè)小的基站，可以四處移動和動態(tài)變化，與運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)連接。它可以部署在公交車、火車、甚至私人汽車上，提高車內(nèi)用戶的服務(wù)質(zhì)量。移動飛蜂窩有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)移動飛蜂窩MFemtocell是一個(gè)新的概念，已經(jīng)作為下一代部署Mfemtocell有益于蜂窩網(wǎng)絡(luò)：首先，MFemtocell可以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)

23、的頻譜效率。移動飛蜂窩有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)MFemtocell可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)信令開銷的減少。 一個(gè)MFemtocell可以對所有與之相關(guān)聯(lián)的代表用戶執(zhí)行切換，從而減少在MFemtocell內(nèi)用戶切換活動。這使得MFemtocell適合高速移動環(huán)境下。在MFemtocell內(nèi)由于相對較短的通信范圍和較低的信令開銷，用戶的能源消耗可以減少。部署Mfemtocell有益于蜂窩網(wǎng)絡(luò)：移動飛蜂窩有前途的關(guān)系統(tǒng)級MFemtocell的平均頻譜效率與多用戶調(diào)度和資源分配方案圖有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)增加經(jīng)MFemtocell與BS通信的用戶比例，使頻譜效率的增加，這比用戶直接與BS通信好得多系統(tǒng)級MFem

24、tocell的平均頻譜效率與多用戶調(diào)度和資源分部署Mfemtocell可有益于蜂窩網(wǎng)絡(luò)：首先，MFemtocell可以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率。移動飛蜂窩有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)MFemtocell可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)信令開銷的減少。 一個(gè)MFemtocell可以對所有與之相關(guān)聯(lián)的代表用戶執(zhí)行切換，從而減少在MFemtocell內(nèi)用戶切換活動。這使得MFemtocell適合高速移動環(huán)境下。 在MFemtocell內(nèi)由于相對較短的通信范圍和較低的信令開銷，用戶的能源消耗可以減少。部署Mfemtocell可有益于蜂窩網(wǎng)絡(luò)：移動飛蜂窩有前途的可見光通信使用白光發(fā)光二極管（LED）用于固態(tài)照明（SSL）信號發(fā)射

25、機(jī), 本征（PIN）光電二極管（PDs）或雪崩光電二極管（APD）作為信號接收機(jī)。如果在上行鏈路不需要照明，紅外（IR）發(fā)光二極管或甚至射頻即可。在VLC，信息是通過光的強(qiáng)度（功率）進(jìn)行傳輸。因此，攜帶信息的信號必須是實(shí)數(shù)值和嚴(yán)格為正。傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方案射頻通信使用復(fù)數(shù)和雙極性信號。因此，必須改進(jìn)，比如OFDM強(qiáng)度調(diào)制（IM）和直接檢測（DD）?？梢姽馔ㄐ庞星巴镜年P(guān)鍵5G無線技術(shù)可見光通信使用白光發(fā)光二極管（LED）用于固態(tài)照明（SSL）據(jù)報(bào)道，從一個(gè)單一的LED速率已可以達(dá)到3.5 GB / s。必須指出的是，由于波長明顯小于檢測器面積，VLC不受快衰落的影響。VLC使系統(tǒng)在照明同時(shí)，提供寬

26、帶（400490THz）無線數(shù)據(jù)連接。VLC是減輕射頻通信的頻譜瓶頸的一種可行的技術(shù)，它可以利用現(xiàn)有的照明設(shè)施開發(fā)無線光網(wǎng)絡(luò)，還包括多用戶接入技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)等等?？梢姽馔ㄐ庞星巴镜年P(guān)鍵5G無線技術(shù)據(jù)報(bào)道，從一個(gè)單一的LED速率已可以達(dá)到3.5 GB / s假設(shè)在一個(gè)房間有多個(gè)發(fā)光體固定裝置。每個(gè)發(fā)光體固定裝置想像擔(dān)任一個(gè)非常小的光學(xué)基站形成一個(gè)非常小的蜂窩網(wǎng)絡(luò)被稱為光學(xué)attocells（渺蜂窩）。這是類似于在射頻通信的femtocell。事實(shí)上，一個(gè)房間可以由許多這些非常小的蜂窩服務(wù)。一種光學(xué)渺蜂窩attocell覆蓋面積為110 m2，距離約3m。眾所周知，在蜂窩射頻通信中，小的蜂窩明顯有

27、助于提高網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率。然而，主要的限制是干擾。由于光波不能穿過墻蔓延，所以光學(xué)attocells較少受到干擾。面積頻譜效率（ASE）采用每平方米每赫茲每秒比特（bit/s/Hz/m2）表示?？梢姽馔ㄐ庞星巴镜年P(guān)鍵5G無線技術(shù)假設(shè)在一個(gè)房間有多個(gè)發(fā)光體固定裝置。每個(gè)發(fā)光體固定裝置想像擔(dān)在每層樓不同數(shù)量的femtocell時(shí)，attocell網(wǎng)絡(luò)ASE與femtocell網(wǎng)絡(luò)ASE的比值有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)增益隨著每樓層femtocells數(shù)量的增加而減少，但增益仍高于100。ASE最大增益接近1000。 在每層樓不同數(shù)量的femtocell時(shí)，attocell網(wǎng)絡(luò)舉例：讓我們假設(shè)一個(gè)典型1

28、.2 b/s/Hz/m2的ASE的光學(xué)attocell網(wǎng)絡(luò)和帶寬為10 MHz的LED和射頻。 在光學(xué)attocell網(wǎng)絡(luò)情況下,用戶可以在一個(gè)5m5m3m的房間里平均分享共300 MB /s。1.210M55=300 MB /s 在RF femtocell網(wǎng)絡(luò)情況下，每層樓有20個(gè)femtocell最好的情況下(比值為100)，對于同一房間達(dá)到容量只有約3 MB /秒?？梢姽馔ㄐ庞星巴镜年P(guān)鍵5G無線技術(shù)舉例：可見光通信有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)5G無線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度地減少能源消耗，以實(shí)現(xiàn)綠色無線通信系統(tǒng)。 世界各地?zé)o線系統(tǒng)運(yùn)營商應(yīng)以減少能源消費(fèi)量為目的，從而有助于減少二氧化碳排放量。 有

29、前途的室內(nèi)通信技術(shù)部署策略可實(shí)現(xiàn)更好的能源效率。因?yàn)樵诎l(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間具有良好的信道條件。 通過將室外傳輸分離出室內(nèi)傳輸，可使宏蜂窩基站（marcocell BS)分配無線資源壓力較小，可以低功率發(fā)射，致使有效的減少能源消耗。 VLC和毫米波技術(shù)也被認(rèn)為是在5G無線系統(tǒng)發(fā)展中能量效率解決方案。例如，在VLC系統(tǒng)中一個(gè)燈泡消耗的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)送相同高密度數(shù)據(jù)的RF基站消耗的能量。綠色通信有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)5G無線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度地減少能源消耗，以實(shí)現(xiàn)綠色無線通引言一個(gè)潛在的5G無線蜂窩結(jié)構(gòu)有前途的關(guān)鍵5G無線技術(shù)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)結(jié)論目錄優(yōu)化性能指標(biāo)5G無線系統(tǒng)的 實(shí)際信道

30、模型降低大規(guī)模MIMO 信號處理的復(fù)雜度CR網(wǎng)絡(luò)的干擾管理引言目錄優(yōu)化性能指標(biāo)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)一般情況下，評價(jià)無線通信網(wǎng)絡(luò)的一般特征僅考慮一個(gè)或兩個(gè)性能指標(biāo)，而由于高復(fù)雜度忽視其他指標(biāo)。對于一個(gè)完整的和合理的評價(jià)5G無線系統(tǒng)，應(yīng)考慮更多的性能指標(biāo)。這些包括的頻譜效率、能源效率、延遲、可靠性、用戶的公平性、服務(wù)質(zhì)量QoS、設(shè)備的復(fù)雜性等等。因此，應(yīng)該發(fā)展一個(gè)總體的框架來評估5G無線系統(tǒng)的性能，盡可能從不同的角度考慮到多的性能指標(biāo)。應(yīng)該權(quán)衡所有性能指標(biāo)。這就需要高復(fù)雜度的聯(lián)合優(yōu)化算法和長的仿真時(shí)間。優(yōu)化性能指標(biāo)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)一般情況下，評價(jià)無線通信網(wǎng)絡(luò)的一用適當(dāng)?shù)木取?fù)

31、雜度權(quán)衡實(shí)際的信道模型，對一些典型的5G的場景都是必不可少的，例如，大規(guī)模MIMO信道和高移動信道（如，高速列車信道和車輛與車輛信道）。傳統(tǒng)MIMO信道模型不能直接應(yīng)用于大規(guī)模MIMO信道，不同的天線遵守不同的群集。大規(guī)模MIMO信道模型應(yīng)考慮到特定的特性，使它們不同于傳統(tǒng)MIMO信道的特征，如球面波假設(shè)和非平穩(wěn)特性。同樣，3D大規(guī)模MIMO模型，聯(lián)合考慮方位角和俯仰角，越實(shí)用就越復(fù)雜。5G無線系統(tǒng)的實(shí)際信道模型5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)用適當(dāng)?shù)木取?fù)雜度權(quán)衡實(shí)際的信道模型，對一些典型的5G的場表中，是現(xiàn)有的大規(guī)模MIMO信道模型進(jìn)行了簡要的總結(jié)和分類 。與傳統(tǒng)的低移動性的無線信道相比，高

32、移動信道有更大的動態(tài)和可能更嚴(yán)重的衰落，本質(zhì)上都是非平穩(wěn)的。如何描述非平穩(wěn)高移動性的信道也很有挑戰(zhàn)性。信道模型復(fù)雜性描述是否為大規(guī)模MIMO準(zhǔn)備窄帶獨(dú)立同分布的瑞利低不相關(guān)的模型否窄帶CBSM（Weichselberger）中等聯(lián)合相關(guān)模型否窄帶CBSM（Kronecker）中等經(jīng)典的相關(guān)模型否寬帶橢圓CBSM高考慮大規(guī)模MIMO性能是5G無線系統(tǒng)的實(shí)際信道模型5G無線通信網(wǎng)絡(luò)中未來的挑戰(zhàn)表中，是現(xiàn)有的大規(guī)模MIMO信道模型進(jìn)行了簡要的總結(jié)和分類 在發(fā)展大規(guī)模的MIMO系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)是信號處理的復(fù)雜度。作為發(fā)射和接收信號是相當(dāng)冗長的（漫長的），搜索算法必須執(zhí)行許多可能的符號排列。在目前的文獻(xiàn)中，