浅析5G无线通信

    陈华君　袁丽娜

    

    

    摘要：随着无线通信技术的发展，5G无线通信已经走进了人们的生活。未来的5G通信有望具备完美的无线连接，能达到更好的频谱与能效。同时，鉴于延时、可靠性和安全的情况，希望也能达到更好的质量服务与更高的数据速率。文章首先介绍了5G无线网络的基本情况及移动无线通信网络面临的挑战，然后阐述了5G中的全双工通信，最后对全文进行了总结。

    关键词：5G；移动无线通信；全双工通信

    1.蜂窝网络的介绍

    研究5G无线网络吸引了学术界和产业界日益增长的兴趣，其目标是解决一些前所未有的技术需求和挑战。表1简单地描述了1G到4G蜂窝网络的演义过程。

    而人们期望即将来临的5G网络应该完成的需求有：与目前的通信量相比，高于1000倍的移动数据通信；多于100倍的连接；最高的数据速率达10Gbps；无论何时何地可为每个用户提供大于10Mbps的数据速率且对一些特定用户的数据速率大于100Mbps；更低的延时，对端到端用户平面延时在毫秒（ms）级范围内，对控制平面在10ms内；更高的频谱效率，对大区域覆盖比现在的高3～5倍，对于特殊的情况，甚至更高；更低成本，每比特成本接近现在的1/1000；更高能量效率，每比特能耗接近現在的1/1000。而且，5G网络也结合高移动需求作为不可分割的部分，如文献报道高速度部署沿着高速列车轨道集中连续覆盖，文献中NGMN提出把更高用户移动作为用例家庭。对于5G，定义的服务质量（QoS）能获得的目标最大用户速度是500 km/h。因此5G解决方案应该在支持移动随需而动，范围从非常高的移动（如高速列车/飞机），到低移动或静态设备（如智能仪表），为用户旅行提供满意服务，速度高达500km/h。然而，不同速度的主要需求依靠部署和运作场景。高移动终端对5G网络的建模、设计、分析和评估带来了许多挑战。如对5G高移动无线通信（HMWC）网络的挑战大概有精确的信道估计、高级的信号处理、有效的移动管理和优化的网络部署四大类。

    2.5G中的全AT通信

    在全双工（FD）通信中在进步后面主要驱动力与传统的半双工（HD）通信相比，具有近双倍的信道容量，从而为5G技术的演进向有灵活中继模式的密集异构网络发展提供了潜在的补充和维持。在FD通信中现存的研究表明精确地测量和抑制自干扰（sI）是至关重要的。如在文献[8]中揭露，考虑网络级容量的情况下，sI功率和空间复用可大大地降低FD增益。sI消除技术经常分为被动抑制和主动抑制，如表2所示。

    3.结语

    总之，为适应在小区容量中快速日益增长的流量需要，有效利用当前的频谱资源将不足以与移动数据利用增长保持同步，而需要5G为人们引进一群新的技术，才能更好地利用稀缺频谱的网络和设备，需要5G无论何时何地提供每秒几兆的数据速率，因此5G的前景广阔。