5G时代的无线需求及技术发展探讨.ppt

5G时代的无线需求及技术发展探讨*移动通信系统发展中的颠覆性技术移动通信系统每一次更新换代都有颠覆性技术引领1G2G3G4G5G大区制到蜂窝,FDMA接入模拟到数字,TDMA接入单一话音到多媒体,CDMA接入OFDM-MIMO,空域资源利用?:频谱,接入,组网容量话音业务和容量多媒体业务和容量高速高质多媒体业务和容量容量,能耗,业务移动通信系统每一次更新换代都解决了当时的最主要需求*1G:模拟蜂窝+FDMAPowerFrequencyTimeFDMA高功率(200-250w)的发射天线几百甚至上千平方公里的范围的覆盖每个大区的可用信道数很少蜂窝系统是一种革命性的变革提高了频谱利用率和系统的服务质量FDMA:每个用户占用一个频率特点:以频率复用为基础,以频带划分小区频率受限,需要严格的频率规划以频道区分用户地址大区制蜂窝最主要需求:系统容量*2G:数字技术+TDMAFrequencyPowerTimeFDMA/TDMA数字化技术,如数字语音编码技术,是2G移动通信的主要突破意义: 提高通话质量(数字化+信道编码纠错) 提高频谱利用率(低码率编码) 提高系统容量(低码率,语音激活技术)TDMA:每个用户占用一个时隙,提高系统容量特点:以频率复用为基础,小区内以时隙区分用户每个时隙传输一路数字信号,软件对时隙动态配置最主要需求:高质量话音,系统容量*3G:Turbo码+CDMATurbo码90年代以前,主流的前向纠错技术是线性分组码和卷积码,其性能与Shannon在1948年提出的理论可达限之间存在较大距离。1993年,,彻底颠覆了所有人们认为成功的纠错码所要具备的因素。在复杂度可控的译码器的协助下,达到了近Shannon限的性能。Turbo码在3G的应用,使得3G能够支持多媒体业务,打破了2G只支持话音和短消息业务的局限。FrequencyCDMAPowerTimeCDMA:每个用户使用一个码型,频率/时间共享特点每个码传输一路数字信号每个用户共享时间和频率软容量、软切换,系统容量大最主要需求:多媒体业务,系统容量*4G:OFDM-MIMO+空分多址SDMA最主要需求:高质量多媒体业务,更大系统容量*MIMO:多根发射天线与多根接收天线打破利用时、频、码三维资源传输数据的局限,有效开发了新的空域资源。基于MIMO的SDMA进一步提高频谱效率。OFDM:多个低速数据流同时调制在相互正交的子载波上传送,适用于无线宽带信道下的高速传输。与CDMA相比,OFDM传送数据的速度更快,并且能够更好地对抗无线传输环境中的多径效应。*容量需求和频谱短缺矛盾突出容量需求:根据预测,随着智能终端普及和数据业务增长,移动通信业务量未来每年会以近一倍的速度增长,未来10年数据业务将增长1000倍。频谱短缺:FCC预测,2014年移动数据业务的增长将导致巨大的频谱赤字,达300MHz。Source:FCC2010频谱短缺和容量需求的矛盾需要技术和策略的突破*5G:颠覆性技术在哪里?需要技术和策略突破5G:解决三个主要问题?容量不足能耗高提升用户体验频谱利用无线接入无线传输无线组网业务与终端产生颠覆性技术的五个方向*问题1:容量不足移动通信的发展史表明,容量不足一直是无线通信系统发展中的主要问题5G面临更大容量需求和频谱赤字:根据预测,至2020年无线网络容量增长达1000倍如何满足1000倍的容量增长需求?(1)更多频谱→~3×(或10×,4×)(2)更高频谱效率→~6×(或10×,12×)无线接入无线传输(3)更多基站(更小小区)→~50×(或10×,10×)解决思路更多频谱→~10×新频段技术更高频谱效率→~10×无线传输和接入更多基站(更小小区)→~10×无线网络架构革新新技术新频谱新体制蜂窝WLAN广播卫星新频段优良频率资源匮缺网络独立,建设成本巨大通信效率提升遭遇“收益递减法则”再过10年怎么办!?需要技术和体制的革新